Патент Кльосова БТГ

Патент: UA79817U
ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ СИСТЕМЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ОТОПЛЕНИЯ

(57) Реферат:
Источник питания системы электрического отопления, которое включает
катушку индуктивности, которая соединена с контуром нагрузки и подключена
к первичному источнику энергии с возможностью периодического соединения
одного из ее концов с одним из полюсов первичного источника электрической
энергии через электронный ключ, генератор однополярных импульсов, выход
которого соединен с входом электронного ключа, при котором второй конец
катушки индуктивности соединен со вторым полюсом первичного источника
электрической энергии через второй электронный ключ, вход которого соединен
с выходом указанного генератора однополярных импульсов с обеспечением
синхронной работы указанных электронных ключей.
Изобретение относится к энергетике, в частности к электрическим системам
отопления жилых и других помещений.
В последние годы заметно растут объемы электроэнергии, сознательно
превращается в тепло для бытовых целей (отопление и горячее водоснабжение).
Это обусловлено очевидными преимуществами процессов электрического
нагрева по сравнению с получением тепла прямым сжиганием топлива, которые
обеспечивают постоянную готовность установок к действию, стабильность
параметров нагрева, возможность дозирования мощности в месте потребления в
широких пределах, традиционность и простоту доставки энергоносителя,
высокую управляемость процессом электрического нагрева, экологическую
чистоту процесса. Главным узлом системы электрического отопления является
источник питания, его коэффициент полезного действия, который определяет
целесообразность использования электрических систем отопления.
В настоящее время широкое распространение в электротехнике и энергетике
находят импульсные источники питания. В импульсных источниках питания для
генерации выходного напряжения используется эффект накопления энергии в
катушках индуктивности с последующей передачей накопленной энергии к
потребителю. С помощью ключевого элемента к катушке индуктивности
периодически подводят входное напряжение. Импульсный ток, протекающий
при этом через катушку, обеспечивает накопление энергии в ее магнитном поле
на каждом импульсе. Запасенная таким образом энергия из катушки передается
в нагрузку непосредственно или через вторичную обмотку трансформатора.
Существующие типовые схемы импульсных источников питания отличаются
лишь способом подключения индуктивности, в остальном принцип работы
остается неизменным.
Такая схема позволяет существенно повысить коэффициент полезного
действия устройства, так как в схеме отсутствуют силовые элементы,
рассеивающие электрическую мощность, кроме самой нагрузки. Ключевые
транзисторы работают в режиме насыщенного ключа и рассеивают
незначительную мощность только в достаточно короткие временные интервалы.
Повышение частоты переключения ключей и позволяет существенно увеличить
мощность и улучшить массогабаритные характеристики устройства.
Характерной особенностью процессов накопления энергии в катушках
индуктивности с последующей передачей накопления энергии до потребителя
является их взаимодействие с силовыми полями окружающей среды. Сегодня
накоплено большое количество экспериментальных фактов, подтверждающих
реальность использования силовых полей (электрические поля, магнитные поля,
гравитационные поля, физический вакуум, «пространственная энергия» и др.)
для получения уровней энергии, которые превышают энергию, затраченную
первичным, стартовым источником. Работы в этом направлении интенсивно
проводятся в США, России, Германии, Японии, Швейцарии. В величину
получаемой энергии вносит свой вклад энергия соответствующего силового
поля, так называемая окружающая нас «свободная» или «пространственная»
энергия, приводя к избыточному энергобалансу. При этом корректные расчеты
не выявляют нарушений законов термодинамики, то есть речь не идет о «вечный
двигатель», а о превращении одних видов энергии в другие виды в соответствии
с законами физики.
С общедоступной литературы известно, что еще Тесла (Nicola Tesla) указывал
на возможности использования «пространственной» энергии (энергии
окружающего пространства) как источника электрической энергии.
На сегодня разработаны и широко опубликованы физические теории, которые
указывают на практически безграничные возможности создания
«возобновляемых» источников энергии путем конвертации потенциальной
«пространственной» энергии в другие привычные виды энергии [«Extracting
Energy and Heat From The Vacuum» (Извлечение энергии и тепла из вакуума ),
Physical Review E, Volum of 48, 1993, с. 1562-1565; Сахаров А.Д., «Квантовые
флуктуации вакуума в искривленном пространстве и теория гравитации»,
Доклады Академии Наук СССР, т. 12, 1968; Фролов, «Свободная энергия»,
http://prometheus.al. ru / phisik / frolov.htm; Косинов Н.В., Гарбарук В.И., Поляков
Д.В. «Энергетический феномен вакуума»,
http://www.efir.com.ua/rus/a.php?r=4&d=13 и др.].
Известный уровень техники включает много технических решений, которые
позволяют конвертировать «свободную» энергию окружающего пространства в
электрическую энергию с получением избыточной энергии на выходе
генератора, в которых реализованы различные физические принципы
преобразования энергии.
Так, известный генератор Хаббарда, включающий центральный сердечник с
катушкой, вокруг которого расположено восемь периферийных катушек, после
первичного импульса в периферийных катушках поочередно генерируются
импульсы и создается магнитное поле, вращающееся в центральной катушке.
Приводится электрическая схема генератора. Утверждается, что мощность,
вырабатываемая достаточна для самовозбуждения всей системы.
Демонстрировался лодка и электромобиль, питание которых обеспечивал
генератор Хаббарда. Электрический двигатель мощностью 25,7 кВт был
присоединен к генератору Хаббарда диаметром 12-14 дюймов и длиной 14
дюймов. Устройство без внешнего источника выдавал энергию для движения
лодки с достаточно высокой скоростью http://efir.com.ua/rus/a.php?r=4&d=13).
Известный генератор Ганза Колера, который он назвал конвертером
гравитационного поля. «Устройство состоит из шести постоянных магнитов,
связанных так, что сами магниты входят в электрическую цепь. На каждом из
магнитов намотаны катушки. Эти катушки расположены шестиугольником.
Цепь включает два конденсатора, ключ и два соленоида, вложенные один в
другой. Запуск устройства осуществляется путем смещения магнитных катушек
и соленоидов относительно друг друга. Максимальное значение напряжения
составило 12 В. Описанные результаты испытаний устройства,
сконструированного Колером. Нагрузкой служили три лампы накаливания с
напряжением питания 8 В. Результаты тестов показали, что мощность,
потребляемая нагрузкой, в несколько раз превышает мощность, потребляемую
устройством от батарей. Последняя составила 1,7 Вт, а мощность в нагрузке —
около 8 Вт. Профессор М. Колосс, руководивший испытаниями, подчеркнул, что
ток нагрузки в 12 раз превосходил ток, потребляемый от батарей «[http :/ /
efir.com.ua / rus / a.php? r = 4 & d = 13].
Известный генератор Мотовилова (БТГ Мотовилова). «В его основе лежит
новая теория электромагнитного поля, разработанная доктором Мотовиловым …
БТГ Мотовилова собирает потоки энергии из окружающего нас физического
мира, концентрирует и конвертирует их в привычную для нас электричество»,
[<http://www.paragraf207.com/Perelik/ Energetik/1097.html]. «
Ирландская компания Steorn сообщила о создании устройства, работа
которого нарушает первое начало термодинамики, то есть закон сохранения
энергии … Технология,» основана на взаимодействии магнитных полей и
производит бесплатную, чистую и постоянную энергию «… Утверждается, что
КПД установки превышает 100%, причем никакие части самого perpetuum
mobile для этого не расходуются
«(http://www.mex.onu.edu.ua/se/news/index.php?action=show&nid=1093).
Альтернативные независимые, «сверхединични», источники энергии широко
патентуются в разных странах.
Так, по патенту США № 6362718, МПК H01F2 9/14; H01F 29/00, дата
публикации 2002.03.26, известный электромагнитный генератор, работа
которого не требует внешнего источника питания. Согласно описанию
изобретения устройство после запуска производить энергию в течение
длительного времени после отключения первичного источника питания.
Генератор является открытой диссипативной системой, аккумулирует энергию,
полученную из окружающей среды. Отмечено, что изобретение не может
считаться «вечным двигателем», поскольку процессы, происходящие в нем,
соответствуют законам преобразования и хранения энергии.
Согласно с международной заявкой WO9923749 (А1), МПК Н02М 3/00 Н02М
3/07; Н02М 3/18; Н02М 11/00 H02N 1/00 H02N 1/04; H02N 2/18; H02N 11/00,
дата публикации 1999.05.14, известный способ автономного питания
электронных систем и устройство для его реализации путем конверсии энергии
неэлектрических источников энергии окружающей среды в электрическую
энергию с помощью генераторов зарядов. Как генераторы зарядов, в таких
устройствах, могут быть использованы пьезоэлектрические или
трибоэлектрическими элементы или радиоактивные источники заряженных
частиц, которые, в отличие от традиционных источников электропитания, не
требуют периодической замены или перезарядки.
По заявке на европейский патент ЕР0262164 (А1), МПК Н02М 7/48; Н02М
7/483; Н03К 4/02, дата публикации 1988.04.06, известная система (генератор) для
получения переменного напряжения. Генератор напряжения производит без
затрат энергии напряжение сети, имеет оригинальную амплитуду, между
нейтральным проводником и симметричным транзисторным комплементарным
контуром. Выход комплементарного контура подключен к фазовому
проводника, который выдает получаемую переменное напряжение. Входы
комплементарного контура переключаются индивидуально и непрерывно с
помощью транзисторов электронного переключающего цепи для получения
различных уровней напряжения от источника постоянного напряжения.
Управление переключением транзисторов в электронной переключающей цепи
осуществляется электронным блоком управления. Система проводит
переменное напряжение с низким импедансом источника и с высокой
эффективностью.
Многие результаты, на первый взгляд, противоречат фундаментальным
основам физики и современного мировоззрения. Ведутся активные работы по
раскрытию механизмов, ответственных за появление избыточной энергии.
Каждое из известных решений имеет свои преимущества и недостатки. Однако,
несмотря на множество известных предложений, актуальным остается создание
альтернативных источников электрической энергии, которые можно
практически реализовать на основе новых принципов преобразования
«пространственной» энергии в электрическую энергию с высокой
эффективностью конвертации энергии.
Как аналог устройства, заявляемого выбрано независимый энергетический
устройство по международной заявке WO2008103129, МПК Н02М11/00,
H02N11/00, опубликовано 28.08 2008.
Согласно описанию и формулы указанного изобретения независимый
энергетический устройство включает: входной контур, две индуктивно
взаимосвязаны катушки индуктивности, средства формирования и подачи
электрических импульсов на первую катушку индуктивности; контур нагрузки,
средства передачи электрической энергии от второй катушки индуктивности в
контур нагрузки, средства стабилизации электромагнитного поля между первой
и второй катушками индуктивности; первичный источник электрической
энергии; линию самоподдержания устройства.
Входной контур содержит входной переключатель и конденсатор, который
накапливает и передает электрическую энергию от первичного источника в
систему. Средства формирования и подачи электрических импульсов на первую
катушку индуктивности содержат последовательно соединенные импульсный
блок высокочастотный генератор, первый фильтр и первый частотный
регулятор. Импульсный блок соединен с входным контуром, а первый фильтр — с
первой катушкой индуктивности. Контур нагрузки содержит положительный и
отрицательный выходные кабели и частотный преобразователь, преобразующий
электроэнергию, полученную на второй катушке, в приемлемый для
потребителя вид. Средства передачи электрической энергии от второй катушки
индуктивности в контур нагрузки выполнены в виде проводников, соединяющих
концы второй катушки с элементами контура нагрузки. Средства стабилизации
электромагнитного поля между первой и второй катушками индуктивности
включают второй фильтр и второй частотный регулятор. Первичное источник
электрической энергии соединен с входным переключателем с возможностью
отключения по истечении стартового режима. Линия самоподдержания
выполнена в виде положительного и отрицательного кабелей, соединяющих
контур нагрузки с входным переключателем с возможностью их подключения к
входному устройству после отключения первичного источника электрической
энергии.
При работе устройства происходит передача электрической энергии от
первичного источника до импульсного блока, от импульсного блока к
высокочастотного генератора, от высокочастотного генератора на первую
катушку индуктивности для генерирования высокочастотного
электромагнитного поля первой катушки индуктивности. Далее, энергия
высокочастотного электромагнитного поля первой катушки индуктивности
передается второй катушки индуктивности за счет индуктивного
(трансформаторной) связи между первой и второй катушками индуктивности с
конвертацией «пространственной» энергии в электрическую энергию, что
получается на второй катушке индуктивности.
Устройство описано в виде функционального энергетического модуля с
законченным циклом преобразования энергии с получением чрезмерного
баланса электроэнергии на выходе. В описании аналога указывается, что при
необходимости увеличения электрической мощности возможно создание
энергетических установок путем агрегации (увеличение количества) указанных
модулей для получения желаемой электрической мощности.
Устройство потребляет энергию первичного источника только в период
старта. Эта начальная энергия может быть получена от маломощного
аккумулятора или батареи, или подобных источников электрической энергии.
Через 1-2 секунды после запуска устройства первичный источник отключают. В
дальнейшем устройство без первоначального источника постоянно производит
электрическую энергию. Незначительная часть полученной электрической
энергии используется устройством для самоподдержания. Основная часть
электрической энергии потребляется пользователем. До тех пор, пока
устройство отключено или не возникла какая-либо проблема в устройстве,
устройство генерирует энергию постоянно.
Общими признаками аналога и устройства заявляется, являются: устройство
для получения электрической энергии, включающей индуктивную систему,
входной контур со средствами формирования и подачи электрических
импульсов на индуктивную систему, средства передачи электрической энергии
от индуктивной системы в контур нагрузки, первичный источник электрической
энергии, соединенное с входным контуром, а также линию самоподдержания,
соединяющей контур нагрузки с входным контуром.
Энергетическая установка, выбранная как аналог, является одним из
возможных вариантов технических средств, реализующих преобразование
«пространственной» энергии в привычную для потребителя электрическую
энергию со своими достоинствами и недостатками. Так, недостатком
рассматриваемого решения-аналога является наличие в цепи передачи энергии
звена передает энергию электромагнитного поля за счет индуктивного
(трансформаторной) связи между двумя катушками индуктивности. Известно,
что передача энергии (энергии электромагнитного поля) таким путем неизбежно
связана с необратимыми потерями за счет гистерезисных явлений и поглощения
энергии другими (пассивными) объектами, находящимися в зоне действия
электромагнитного поля, что снижает эффективность преобразования энергии.
Коммутация катушки индуктивности с первичным источником энергии через
один из концов катушки ограничивает возможности повышения коэффициента
преобразования энергии. Об этом подробно описано в разделе «Сущность
полезной модели». Кроме того, наличие фильтров, частотных регуляторов
усложняет конструкцию и возможности ее практического использования.
Как прототип выбран известную схему импульсного источника питания,
которая широко используется в электротехнике
(http://lib.qrz.ru/book/export/html/3842).
Источник питания включает катушку индуктивности, которая подключена к
первичному источнику электрической энергии (источник постоянного
напряжения, например аккумулятор или выпрямленное напряжение
электрической сети) соединена с клеммами выходного напряжения (контуром
нагрузки), которая передается на нагрузку (в случае системы электрического
отопления помещения , например на ТЭН-ы). Подключение катушки
индуктивности к первичному источнику энергии выполнено путем соединения
одного из концов катушки индуктивности с одним из полюсов первичного
источника электрической энергии через электронный ключ (как правило,
биполярные или МДП транзисторы) и непосредственного соединения другого
конца катушки индуктивности со вторым полюсом первичного источника
электрической энергии. Вход электронного ключа соединен с выходом
генератора однополярных импульсов. Соединение катушки индуктивности с
клеммами выходного напряжения (с контуром нагрузки) выполнено путем
подключения одного из концов катушки индуктивности к одной из клемм
выходного напряжения через электронный вентиль (диод) и непосредственного
соединения другого конца катушки индуктивности со второй клеммой
выходного напряжения. Для стабилизации выходного напряжения схема может
иметь цепь обратной связи, в зависимости от значения выходного напряжения
изменяет частоту или ширину однополярных импульсов генератора импульсов.
Для накопления энергии и сглаживания импульсов выходного напряжения к
выходным клеммам может быть подключен конденсатор.
Схема работает следующим образом.
С помощью электронного ключа, который работает с частотой 20-100 кГц,
периодически на короткое время (не более 50% времени) к катушке
индуктивности подводится полное напряжение первичного источника
электрической энергии. При этом передача электрической энергии первичного
источника в контур нагрузки заблокирована электронным вентилем с
соответствующим полярностью его включение в схему. Импульсный ток,
протекающий через катушку индуктивности при включении электронного
ключа, за счет самоиндукции, возникающая при выключении электронного
ключа, обеспечивает накопление энергии в магнитном поле катушки на каждом
импульсе. Запасенная таким образом энергия самоиндукции в виде
электрических импульсов, полярность которых противоположна полярности
импульсов первичного источника энергии, передается из катушки
индуктивности в нагрузку через открытый электронный вентиль при закрытом
электронном ключе. Таким образом осуществляется преобразование
электрической энергии первичного источника в исходную электрическую
энергию импульсного источника питания. Передача электрической энергии из
катушки индуктивности к нагрузке может осуществляться непосредственно или
через вторичную обмотку выходного трансформатора с последующим
выпрямлением. Стабилизация выходного напряжения может быть обеспечена
автоматическим регулированием ширины или частоты следования импульсов на
электронном ключе с помощью цепи обратной связи.
Общими признаками прототипа и устройства заявляется, являются: источник
питания системы электрического отопления, которое включает катушку
индуктивности, которая соединена с контуром нагрузки и подключена к
первичному источнику энергии путем периодического соединения одного из ее
концов с одним из полюсов первичного источника электрической энергии через
электронный ключ, генератор однополярных импульсов, выход которого
соединен с входом электронного ключа.
Как и в выше приведенном аналоге, коммутация катушки индуктивности с
первичным источником энергии выполняется через один из концов катушки и,
тем самым, ограничивает возможности повышения коэффициента
преобразования энергии.
В основу полезной модели поставлена задача усовершенствования источника
питания системы электрического отопления, в котором за счет конструктивных
особенностей достигается повышение коэффициента преобразования энергии.
Поставленная задача решается тем, что, в источнике питания системы
электрического отопления, которое включает катушку индуктивности, которая
соединена с контуром нагрузки и подключена к первичному источнику энергии
путем периодического соединения одного из ее концов с одним из полюсов
первичного источника электрической энергии через электронный ключ,
генератор однополярных импульсов, выход которого соединен с входом
электронного ключа, согласно полезной модели, второй конец катушки
индуктивности соединен со вторым полюсом первичного источника
электрической энергии через второй электронный ключ, вход которого соединен
с выходом указанного генератора однополярных импульсов с обеспечением
синхронной работы указанных электронных ключей.
Указанные признаки являются существенными признаками полезной
модели.
Целесообразно контур нагрузки выполнить с электронными вентилями,
включенными с возможностью блокировки передачи электрической энергии от
первичного источника энергии к нагрузке при открытых электронных ключах.
Источник питания может содержать средства стабилизации выходного
напряжения в виде цепи обратной связи, соединяющей выход источника
питания с управляющим входом генератора однополярных импульсов с
возможностью изменения ширины или периода следования импульсов в
зависимости от значения выходного напряжения.
Источник питания может содержать средства самоподдержания системы при
отключении первичного источника электрической энергии, выполненных в виде
двух вентилей, соединяющих одноименные полюса выходного напряжения и
первичного источника электрической энергии.
Существенные признаки полезной модели находятся в причинноследственной связи с достигаемым результатом.
Так, отличительные признаки полезной модели (второй конец катушки
индуктивности соединен со вторым полюсом первичного источника
электрической энергии через второй электронный ключ, вход которого соединен
с выходом указанного генератора однополярных импульсов с обеспечением
синхронной работы указанных электронных ключей) в совокупности с
существенными признаками , общими с прототипом, обеспечивают повышение
коэффициента преобразования энергии.
Объясняется это следующим.
Известно, что понятие «энергия» в общем смысле означает способность
некоторой материальной системы совершать работу. Известно, что энергия
замкнутой системы постоянна. Некоторые системы могут выглядеть как «вечные
двигатели» и вызвать удивление по этому поводу лишь вследствие
неизвестности принципа «вливания» энергии в систему. Например, ограничив
солнечную батарею, как систему, чисто геометрически, как во многих случаях и
понимается «замкнутость», получим систему, в которой энергия только
выделяется. Хотя на самом деле в данном случае происходит преобразование
одного вида энергии в другую в соответствии с законами физики. Во многих
случаях наблюдатель может не учитывать приток энергии в систему, если эта
энергия выходит за рамки известных традиционных видов энергии, сталкиваясь
с так называемым «энергетическим феноменом», когда с точки зрения
наблюдателя генерация энергии происходит без затрат мощности первичного
материального источника энергии.
Такие ситуации могут возникать в материальных системах, которые каким-то
образом взаимодействуют с энергетическими полями окружающего
пространства (электрические, магнитные, гравитационные поля, энергия
физического вакуума и другие энергетические характеристики пространства),
которые в настоящее время в прикладном аспекте мало изучены. В последнее
время для указанных видов энергии все чаще используют термин «свободная»
энергия окружающего пространства или «пространственная» энергия.
Все проявления, все движения в окружающем пространстве связаны между
собой. Известный принцип, согласно которому «каждый модификация энергии
во Вселенной стремится сохранить данный вид ее проявления, и притом
настолько, что способна оказывать своей собственной силе противодействие
всякой внешнему воздействию, стремящейся изменить этот вид». Спиноза
сформулировал этот принцип следующим образом: «Всякая вещь стремится
сохранить себя и противодействует своей смене (уничтожению)».
Примером реализации указанного принципа является явление самоиндукции,
которое выражается в том, что при всяком изменении тока в катушке в ней
самой индуцируется ЭДС самоиндукции, которая создает в катушке ток такого
направления, при котором магнитный поток катушки, созданный этим током,
препятствует изменению магнитного потока. То есть, при увеличении тока в
катушке возникает ЭДС самоиндукции, что препятствует увеличению тока, при
убывании тока в катушке возникает ЭДС самоиндукции, препятствующая
убыванию тока.
С точки зрения этого принципа при протекании постоянного тока через
катушку создается электромагнитное поле, находящееся в некоторой
постоянной равновесии с энергетическими полями окружающего пространства.
При изменении величины тока в катушке это равновесие нарушается, но
«каждый модификация энергии во Вселенной стремится сохранить данный вид
ее представления и предоставляет своей собственной силе противодействие
всякому действию, стремящемуся изменить этот вид представления «, в данном
случае» сохранения данного вида представления энергии «происходит за счет
явления самоиндукции, при котором ЭДС самоиндукции генерирует
электромагнитное поле, взаимодействующее с энергетическими полями
окружающего пространства в направлении сохранения существующего
энергетического равновесия. Именно это условие — стремление сохранить или
восстановить существующее энергетическое равновесие при взаимодействии
электромагнитного поля индуктивной катушки с энергетическими полями
окружающей среды, является сутью получения электричества с
«пространственной» энергии окружающей среды.
Действие «пространственной» энергии в восстановительном процессе в
катушке индуктивности мы ощущаем в виде электрической энергии,
дополнительно получаемой в катушке индуктивности. В представленной заявке
катушка индуктивности рассматривается не просто как катушка индуктивности
в классическом понимании, а как источник электричества, генерируемого из
«пространственной» энергии окружающей среды. Использование катушек
индуктивности (соленоидов), как источников электричества, предусматривает
любые их виды, с любым количеством витков, без учета химических и
физических свойств проводников, геометрических размеров, с сердечниками
или без таковых, с экранами или без экранов.
То есть, подача на катушку индуктивности электрических импульсов с
заданной частотой с помощью управляемых входных ключей, передача
электрической энергии, полученной на катушке индуктивности, к нагрузке в
моменты, соответствующие заднему фронту каждого электрического импульса,
а также алгоритм управления ключами, который предусматривает синхронное
периодическое замыкание и размыкания входных ключей, обеспечивают
модуляцию магнитного потока, связанного с катушкой индуктивности и
взаимодействующего с энергетическими полями окружающего пространства в
направлении сохранения существующего энергетического равновесия, с
преобразованием «пространственной» энергии в электрическую энергию,
которая передается от катушки индуктивности к нагрузке (потребителю).
Существенным является то, что передача электрической энергии
первичного источника на катушку индуктивности в виде электрических
импульсов выполняют с помощью двух управляемых входных ключей,
которые соединяют концы катушки индуктивности с входным контуром
(первичным источником). Коммутация катушки индуктивности с входным
контуром (первичным источником) с помощью одного входного ключа не
обеспечивает достижение технического результата.
Объясняется это следующим образом.
Автор полезной модели определяет понятие «электрический ток», как
энергетическое состояние возбужденных разноименно заряженных частиц с
учетом противодействия энергетических полей окружающей среды, так
называемой «пространственной» энергии, как положительные, так и
отрицательные возбужденные частицы. Такими частицами могут быть: в
твердых проводниках — электроны, как отрицательные частицы, и положительно
заряженные частицы атома, в редких проводниках (электролитах) — ионы
(катионы и анионы), в газах — ионы и электроны, в плазме — ионы (электроны за
некоторым исключением), в полупроводниках — электроны и так называемые
«дырки» (электронно-протонная (нейтронная) — дырчатый проводимость).
Электрическое напряжение — степень возбуждения, разноименных,
положительных и отрицательных частиц.
Самоиндукция — процесс временного энергетического воздействия
«пространственной» энергии на переход положительных и отрицательных
элементарных частиц из возбужденного состояния в состояние покоя всей
системы. Таким образом реализуется противодействие факторам, которые
вывели систему из состояния покоя, когда «пространственная» энергия за
короткий промежуток времени своим противодействием восстанавливает
систему, приводя ее в состояние покоя. Именно это условие — восстановление
индуктивной системы из возбужденного состояния в первоначальное состояние
покоя за счет «пространственной» энергии является сутью получения
электрической энергии из «пространственной» энергии, превышающей энергию,
затраченную на возбуждение системы.
В катушку индуктивности подается слабый электрический импульс от любого
первичного источника электрической энергии через пару открытых ключей.
Один ключ, который подключен к одному концу катушки, открывает путь для
возбуждения положительно заряженных частиц в проводнике катушки, а второй
ключ, который подключен к другому концу катушки — для возбуждения
отрицательно заряженных частиц. При этом в любой катушке индуктивности,
внутри нее отсутствуют какие-либо проявления любой энергии (отсутствие тока,
отсутствие магнитного поля). В момент, когда на краях катушки полностью
организовалось магнитное поле, то есть положительные и отрицательные
частицы в проводниках катушки получили максимум возбужденного
энергетического состояния, это энергетическое возбужденное состояние
определяет электромагнитное поле в виде двух противоположных полюсов (NS).
Отсутствие трансформаторных (индуктивных) связей в цепи передачи энергии
повышает эффективность преобразования энергии.
Коммутация катушки индуктивности с первичным источником энергии с
помощью одного входного ключа не обеспечивает описанный выше характер
возбуждения положительных и отрицательных зарядов заряженных частиц в
проводнике катушки ограничивает возможности увеличения коэффициента
преобразования энергии.
Сведения, подтверждающие возможность осуществления полезной модели.
Ниже приводится описание источника питания системы электрического
отопления, заявляется, со ссылками на чертежи, на которых показано:
фиг. 1 — источник питания системы электрического отопления,
принципиальная схема.
Фиг. 2 — источник питания системы электрического отопления, схема с
вентилями в контуре нагрузки.
Фиг. 3 — источник питания системы электрического отопления, схема с цепью
обратной связи.
Фиг. 4 — Источник питания системы электрического отопления, схема со
средствами передачи энергии из контура нагрузки до входного контура.
Фиг. 5 — источник питания системы электрического отопления, схема
прохождения входных и выходных импульсов тока.
Источник питания системы электрического отопления включает катушку
индуктивности 1, входной контур 2, через который катушка индуктивности 1
подключена к первичному источнику электрической энергии 3, контур нагрузки
4, через который катушка индуктивности 1 подключена к нагрузке 5,
электронные ключи 6, 7 и генератор однополярных импульсов 8. Катушка
индуктивности 1 подключена к первичному источнику электрической энергии 3
путем соединения ее концов 9, 10 с разноименными полюсами первичного
источника электрической энергии 3 через электронные ключи 6, 7
соответственно. Выход 11 генератора однополярных импульсов 8 соединен с
входами 12, 13 электронных ключей 6, 7 с обеспечением синхронной работы
(синхронного включения / выключения) электронных ключей 6, 7 (фиг. 1).
Контур нагрузки 4 может содержать электронные вентили 14, 15 (диоды,
транзисторы), через концы которых 9, 10 катушки индуктивности 1
подключены к клеммам выходного напряжения (фиг. 2). При таком исполнении
блокируется передача энергии от первичного источника 3 к нагрузке 4 при
открытых ключах 6, 7 и обеспечивается передача энергии самоиндукции от
катушки индуктивности 1 к нагрузке 4, так как полярность импульсов
самоиндукции обратна относительно импульсов, подаваемым от первичного
источника электрической энергии 3 через ключи 6, 7.
Источник питания может включать средства стабилизации выходного
напряжения, например, в виде цепи обратной связи, которая включает
последовательно соединенные резисторы 16, 17, параллельно подключенных к
выходным клеммам, и линии 18, соединяющей резисторы 16, 17 с управляющим
входом 19 генератора однополярных импульсов 8 (фиг. 3). Конденсатор 20
обеспечивает накопление энергии во входном контуре 3. Конденсатор 21
обеспечивает накопление энергии в контуре нагрузки 4 и сглаживания
выходного напряжения. Конденсаторы 22 и 23, включенные параллельно
электронным ключам 6, 7 соответственно, предназначены для защиты ключей 6,
7 от искровых разрядов при их включении / выключении.
Источник питания может содержать средства передачи части исходной
энергии из контура нагрузки 4 до входного контура 2, что может обеспечивать
режим самоподдерживания системы при отключении первичного источника
электрической энергии 3. Указанные средства могут быть реализованы в виде
двух вентилей 24, 25, которые соединяют одноименные полюса выходного
напряжения и первичного источника электрической энергии 3 (фиг. 4).
Схема работает следующим образом.
Генератор 8 генерирует периодические однополярные импульсы шириной t и
периодом следования Т. Указанные импульсы подаются на входы 12, 13
электронных ключей 6, 7 и обеспечивают синхронную работу (синхронного
включения / выключения) электронных ключей 6, 7. С помощью электронных
ключей 6, 7, которые могут работать с частотой 5 Гц — 100 МГц, периодически
на короткое время к катушке индуктивности 1 подается полное напряжение
первичного источника электрической энергии 3. При этом передача
электрической энергии первичного источника 3 в контур нагрузки 4
заблокирована электронными вентилями 14, 15 с соответствующей полярностью
их включения. При протекании тока через катушку индуктивности 1 при
включенных электронных ключах 6, 7 положительные и отрицательные заряды в
проводниках катушки 1 переводятся в максимально возбужденное
энергетическое состояние, образует вокруг катушки 1 электромагнитное поле с
заданным энергетическим потенциалом. При окончании переходных процессов
образованное электромагнитное поле находится во временном энергетическом
равновесии с энергетическими полями окружающего пространства
(«пространственной» энергией).
При размыкании электронных ключей 6, 7 указанное энергетическое
равновесие нарушается. В катушке 1 индуцируется ЭДС самоиндукции (при
убывании тока в катушке 1 возникает ЭДС самоиндукции, препятствующая
убыванию тока), которая взаимодействует с силовыми полями окружающей
среды («пространственной» энергией) и направлена на восстановление
(сохранение) временного равновесия электромагнитного поля катушки
индуктивности с «пространственной» энергией. Восстановление индуктивной
системы из возбужденного состояния в первоначальное состояние временного
равновесия за счет «пространственной» энергии является сутью получения
электрической энергии из «пространственной» энергии, превышающей энергию,
затраченную на возбуждение системы. Схема прохождения входных и
выходных импульсов тока показана фиг. 5.
Энергия процессов самоиндукции с участием «пространственной» энергии
накапливается в магнитном поле индуктивной катушки 1 на каждом импульсе.
Запасенная таким образом энергия самоиндукции в виде электрических
импульсов, полярность которых противоположна полярности импульсов
первичного источника энергии 3, передается с индуктивной катушки 1 к
нагрузке 5 через открытые электронные вентили 14, 15 при закрытых
электронных ключах 6, 7.
Таким образом осуществляется преобразование электрической энергии
первичного источника 3 при участии «пространственной» энергии в исходную
электрическую энергию импульсного источника питания. Передача
электрической энергии из катушки индуктивности 1 к нагрузке 5 может
осуществляться известными методами: непосредственно или через вторичную
обмотку выходного трансформатора с последующим выпрямлением (не
показано).
Стабилизация выходного напряжения может быть обеспечена автоматическим
регулированием ширины t или периода следования Τ импульсов на электронных
ключах 6, 7 с помощью цепи обратной связи (резисторы 16, 17, линия 18),
соединяющей выход источника питания с управляемым входом 19 генератора
однополярных импульсов.
Источник питания может включать средства передачи части выходной
энергии из контура нагрузки 4 во входной контур 2 для обеспечения режима
самоподдерживания при отключении первичного источника электрической
энергии 3. Часть выходной энергии из контура нагрузки 4 передается во входной
контур 2 через два вентиля 24 25, соединяющие одноименные полюса
выходного напряжения и первичного источника электрической энергии 3.
Источник питания системы электрического отопления, заявляемого
характеризуется повышенным коэффициентом преобразования энергии. В
экспериментальных установках были получены значения Рвых / Рвх в пределах
30-35, где Рвых — выходная мощность источника питания, Рвх — мощность
первичного источника энергии.
ФОРМУЛА ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ
1. Источник питания системы электрического отопления, которое включает
катушку индуктивности, которая соединена с контуром нагрузки и подключена
к первичному источнику энергии с возможностью периодического соединения
одного из ее концов с одним из полюсов первичного источника электрической
энергии через электронный ключ, генератор однополярных импульсов, выход
которого соединен с входом электронного ключа, отличающееся тем,
что второй конец катушки индуктивности соединен со вторым полюсом
первичного источника электрической энергии через второй электронный ключ,
вход которого соединен с выходом указанного генератора однополярных
импульсов с обеспечением синхронной работы указанных электронных ключей.
2. Источник питания по п. 1, отличающееся тем, что контур нагрузки
содержит электронные вентили, которые включены с возможностью блокировки
передачи электрической энергии от первичного источника энергии к нагрузке
при открытых электронных ключах.
3. Источник питания по п. 1, отличающееся тем, что содержит средства
стабилизации выходного напряжения в виде цепи обратной связи, соединяющей
выход источника питания с управляющим входом генератора однополярных
импульсов с возможностью изменения ширины или периода следования
импульсов в зависимости от значения выходного напряжения.
4. Источник питания по п. 1, отличающееся тем, что содержит средства
самоподдерживания системы при отключении первичного источника
электрической энергии, которые выполнены в виде двух вентилей, соединяющих
одноименные полюса выходного напряжения и первичного источника
электрической энергии.