Функциональная схема процесса преобразования энергии электронного пучка в электрическую мощность

Казьмин Б.Н.; Рыжов Д.Р.; Трифанов И.В.

Рис. 3. Диаграммы характеристик

Экспериментальные данные заносились в таблицы, что позволило строить диаграммы для сравнительного анализа характеристик (рис. 3).

Вывод. Таким образом, разработан стенд, позволяющий снимать характеристики бесколлекторного электродвигателя, работающего в режиме генератора электрической энергии.

Библиографические ссылки

1. [Электронный ресурс]. URL: http://lib.chipdip.ru/057/DOC000057299.pdf (дата обращения: 12.10.2015).

2. [Электронный ресурс]. URL: http://rcsearch.ru/hobbyking/i22036/ (дата обращения: 12.10.2015).

3. [Электронный ресурс]. URL: http://zala.aero (дата обращения: 12.10.2015).

4. Электронная книга «Теоретические основы электротехники» [Электронный ресурс]. URL: http://www.for-stydents.ru/obschaya-elektrotehnika/

УДК 621.3(075.3)

uchebniki/teoreticheskie-osnovy-elektrotehniki.html (дата обращения: 12.10.2015).

References

1. [Electronic resource]. URL: http://lib.chipdip.ru/057/DOC000057299.pdf (accessed: 12.10.2015).

2. [Electronic resource]. URL: http://rcsearch.ru/hobbyking/i22036/(accessed: 12.10.2015).

3. [Electronic resource]. URL: http://zala.aero(accessed: 12.10.2015).

4. E-book "Theoretical Foundations of Electrical Engineering" [Electronic resource]. URL: http://www.for-stydents.ru/obschaya-elektrotehnika/ uchebniki/teoreticheskie-osnovy-elektrotehniki.html (accessed: 12.10.2015).

ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ СХЕМА ПРОЦЕССА ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ЭНЕРГИИ ЭЛЕКТРОННОГО ПУЧКА В ЭЛЕКТРИЧЕСКУЮ МОЩНОСТЬ

Б. Н. Казьмин, Д. Р. Рыжов, И. В. Трифанов

Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31

E-mail: [email protected]

Представлена функциональная модель двухполупериодного преобразования конвекционных токов, токов проводимости и токов смещения электронных пучков в электрическую мощность.

Ключевые слова: поток низкотемпературной плазмы, конвекционные токи, токи проводимости, токи смещения электронных пучков, электрическая мощность, двухполупериодное преобразование токов электронных пучков, суммирование мощности электронных пучков.

<Тешетневс^ие чтения. 2016

FUNCTIONAL DIAGRAM OF ENERGY CONVERSION PROCESS OF ELECTRON BEAM POWER INTO ELECTRICAL POWER

B. N. Kaz'min, D. R. Ryzhov, I. V. Trifanov

Reshetnev Siberian State Aerospace University 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation E-mail: [email protected]

The article presents a functional model for the full-wave conversion of convection currents, conduction currents and displacement currents of electron beams into electric power.

Keywords: flow of low-temperature plasma, convection currents, conduction currents, the bias currents of the electron beams, the electric power, full-wave conversion of currents of electron beams, the summation of power electron beams.

Повышение энергетической эффективности космических летательных аппаратов (КЛА) связано с необходимостью энергетического обеспечения электрических ракетных двигателей [1]. Одним из способов повышения энергообеспечения КЛА является преобразование энергии электронных пучков в электрическую мощность электрического ракетного двигателя [2].

На основе выполненных теоретических исследований был предложен способ получения электроэнергии [3]. Функциональная схема устройства, с помощью которого может осуществляться преобразование энергии конвекционных токов, токов проводимости и токов смещения электронных пучков в электрическую мощность, представлена на рисунке.

Это устройство содержит: электродуговой плазмотрон 1 с анодом АЭД и катодом КЭД электрической

дуги; электронные пушки 2 с аксиальными выходными анодами Ав , на которые подают противофазные напряжения иа циклической рабочей частоты юр;

индукционные преобразователи 4, выполненные на ферромагнитном тороидальном магнитопроводе,

охватывающем электронный пучок 3; рабочие электроды 5 с рабочей полостью (РП) 6, выполненные из материала проводника первого рода, поэтому на поверхности рабочей полости 6 образуется двойной электрический слой; металлические обкладки 7, изолированные диэлектриком 8 от рабочих электродов 5, образующие конденсаторы С5_7, соединенные последовательно с электрической емкостью двойного электрического слоя рабочих полостей 6; электроды 9 торможения; индуктивные обмотки Ь1, Ь2, Ь3, Ьа первичной цепи силового трансформатора - преобразователя 11 (СТП), симметричного относительно средней точки 10 обмотки Ьа, соединенной с катодом КЭД плазмотрона 1 и корпусом устройства; конденсаторы Ср1, Ср2 , соединенные с соответственными обмотками индуктивностей Ь1, Ь2; вторичную цепь -12 силового трансформатора - преобразователя 11; сеть потребителей электроэнергии 13 с циклической рабочей частотой юр (бортовую сеть мобильного аппарата).

Функциональная схема устройства, реализующего модель рекуперации в электроэнергию токов электронных пучков на основе квантово-волновых явлений в пучках

Таким образом, по предлагаемой модели получения электроэнергии, осуществляют двухполупериод-ное преобразование энергии электронного пучка 3 в электрическую мощность конвекционных токов, токов смещения, токов проводимости, трансформируемую на рабочей частоте ыр в сеть потребителей

электроэнергии (бортовую сеть космического аппарата) 13. Применение индукционного и емкостного преобразования совместно с преобразованием энергии электронного пучка 3 в токи проводимости, используемого в прототипе, существенно повышает коэффициент использования энергии (мощности) электронного пучка 3, увеличивая количество получаемой электроэнергии и, соответственно возрастает КПД предлагаемой электроэнергетической технологии. Данная модель и средства защищены патентом РФ [3].

Библиографические ссылки

1. Принципы построения электроэнергетических и электродинамических технологий космических аппаратов : монография / И. В. Трифанов, Б. Н. Казьмин, Д. Р. Рыжов, И. И. Хоменко ; под общ. ред. И. В. Три-фанова / Сиб. гос. аэрокосмический ун-т. Красноярск, 2015. 182 с.

2. Пат. 2567896 Российская Федерация, МПК F03H 1/00. Способ создания электрореактивной тяги /

Казьмин Б. Н., Трифанов И. В., Оборина Л. И., Рыжов Д. Р., Дубова Е. Д. № 2013125958/06 ; заявл. 05.06.2013 , опубл. 10.11.2015, Бюл. № 31. 5 с.

3. Пат. 2578207 Российская Федерация, МПК H02N 3/00 (20006.01). Способ получения электроэнергии / Казьмин Б. Н., Колмыков В. А., Трифанов И. В., Рыжов Д. Р., Оборина Л. И. № 2014109507/07 ; заявл. 12.03.2014, опубл. 27.03.2016, Бюл. № 9. 6 с.

References

1. Trifanov I. V., Kaz'min B. N., Ryzhov D. R., Khomenko I. I. Printsipy postroeniya elektroenergeticheskikh i elektrodinamicheskikh tekhnologiy kosmicheskikh apparatov [Principles of electric and electro-spacecraft technologies]. Krasnoyarsk, 2015. 182 p.

2. Kaz'min B. N., Trifanov I. V., Oborina L. I., Ryzhov D. R., Dubova E. D. Sposob sozdaniya elektroreaktivnoy tyagi [The process of creating electro jet thrust]. Patent RF, no 2567896, 2015.

3. Kaz'min B. N., Kolmykov V. A., Trifanov I. V., Ryzhov D. R., Oborina L. I. Sposob polucheniya elektroenergii [The method of producing electricity]. Patent RF, no 2578207, 2016.

УДК 621.3(075.3)

МОДЕЛЬ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ЭНЕРГИИ ЭЛЕКТРОННЫХ ПУЧКОВ В ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЮ

Б. Н. Казьмин, И. В. Трифанов

Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31

E-mail: [email protected]

Показана модель получения электронных пучков и рекуперации их энергии в электроэнергию, позволяющая построить высокоэффективную электроэнергетическую технологию на энергетике электронных пучков.

Ключевые слова: ионизация рабочей среды, поток низкотемпературной плазмы, формирование электронных пучков, конвекционные токи, токи проводимости, токи смещения электронных пучков; электрическая мощность.

MODEL OF ENERGY CONVERSION OF ELECTRON BEAMS INTO ELECTRICITY

B. N. Kaz'min, I. V. Trifanov

Reshetnev Siberian State Aerospace University 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation E-mail: [email protected]

The article presents a model of obtaining electron beams and recuperation of their energy into electricity, allowing to build highly efficient power technology based on energy of electron beams.

Keywords: ionization of the working medium, the flow of low-temperature plasma, electron beams formation, convection currents, conduction currents, the bias currents of the electron beams; electric power.

Электронные пучки, формируемые с помощью электронных пушек из низкотемпературной плазмы [1], можно представить в виде кантово-вол-

новых процессов, описываемых с помощью четырехмерного уравнения Шредингера [2] и электромагнитных процессов электронного пучка, пред-

Аннотация научной статьи по электротехнике, электронной технике, информационным технологиям, автор научной работы — Казьмин Б. Н., Рыжов Д. Р., Трифанов И. В.

Похожие темы научных работ по электротехнике, электронной технике, информационным технологиям , автор научной работы — Казьмин Б. Н., Рыжов Д. Р., Трифанов И. В.

FUNCTIONAL DIAGRAM OF ENERGY CONVERSION PROCESS OF ELECTRON BEAM POWER INTO ELECTRICAL POWER

Текст научной работы на тему «Функциональная схема процесса преобразования энергии электронного пучка в электрическую мощность»