Переключение сильного магнитного потока слабым ( интересный опыт ) . Теоретически может получиться БТГ ?

Рассмотрим пока работу без нагрузки. Возьмём просто сердечник. В нём нет полей. Напряжённость поля - 0. Теперь вставим в середину магнит - его поле распределится поровну в каждой половине сердечника (половина, это то, что слева и справа от магнита). Магнит нужно взять такой силы, чтобы он создал в сердечнике напряжённость магнитного поля, равную половине напряжённости насыщения для данного сердечника. Или подобрать зазоры между магнитом и сердечником, или между сердечниками, для достижения той же цели.
Наудин взял пермалоевый сердечник с насыщением - 1,5 Тесла. В принципе, это почти предел для пермаллоя. Его не то, что превышать, достигать нельзя. Напомню, с насыщением сердечника нужно бороться. Насыщение для MEG-а – лишняя трата энергии.
Поставив магнит, обеспечивающий напряжённость поля примерно 1,37 Тл, в сердечнике образуем поле, напряжённостью 1,37/2=0,68 Тл.
Выходные катушки "молчат" - на них напряжение отсутствует.
Теперь расположим управляющие катушки - в верхней части сердечника по обе стороны от магнита. Нужно учесть только, что катушки должны быть соединены между собой (последовательно) так, чтобы при подаче напряжения на каждую катушку поле, созданное этой катушкой было направлено навстречу полю магнита в этой половине сердечника - катушка должна перекрывать поток от магнита! Иначе работать не будет. Вернее, работать-то будет, но как обычный трансформатор, только с постоянным подмагничиванием.
Естественно, ни о каком КПД>1, в таком случае, речи быть не может.
Теперь подадим напряжение на катушку, расположенную слева от магнита. Она поставит затор полю магнита в этой половине (левой) сердечника. В результате, поле магнита перераспределится: целиком (условно) уйдёт в правую половину, создавая там напряжённость, максимальную для магнита (1,37 Тл). При этом, в левой половине сердечника поле, наоборот ослабеет почти до нуля.
При этом в каждой выходной катушке будут наводиться ЭДС, равные по величине, но противоположные по знаку.
На осциллографе это будет выглядеть как две синусоиды, увеличивающиеся от нуля до максимума плюс (правая катушка) и от нуля до максимума минус (левая катушка).
После того как поле установится, прекратится наведение ЭДС. В левой половине сердечника напряжённость поля почти равна нулю, а в правой – величине, которую в состоянии обеспечить магнит. В данном случае 1,37 Тл. В этом случае синусоида достигает максимальной амплитуды. Это - первая четверть периода работы.
Этот момент нужно не упустить, и выключить первую катушку. Для чего? Для того, что бы не расходовать лишнюю энергию. Как это сделать? Подобрать длительность открытого состояния транзистора, управляющего данной катушкой. Это время зависит от материала сердечника, силы магнита, думаю, что и от параметров управляющей и выходной катушек. В общем, может потребоваться подбор для каждого конкретного устройства. Для второй катушки этот параметр будет таким же. Значит, достаточно будет подобрать оптимальную частоту управления для данного сердечника, катушек и магнита, и коэффициент заполнения импульсов управления с целью минимизации мощности потребления.

В Наудиновских экспериментах указывается, что коэффициент заполнения импульсов выбирается равным 0,5. А в своих комментариях, Сквир рекомендует: «… изменение коэффициента заполнения импульсов управления могло бы помочь уменьшить потребляемую мощность».
Я пока принимаю этот параметр на уровне 0,25 или четверть периода – половина от максимального 0,5. А в процессе наладки можно будет подобрать наилучшую величину.
Теперь выключаем левую катушку (и подключаем нагрузку). Поле магнита опять начнёт перераспределяться, равномерно заполняя сердечник. При этом, в левой половине сердечника напряжённость растёт от нуля до 0,5-0,6 Тл, а в правой спадает от 1,37 Тл до 0,5-0,6 Тл.
Картинка соответствует той, где сердечник весь синий.
При этом ЭДС, наводимые в выходных катушках будут: в левой - уменьшаться от максимума минус до нуля, а в правой - от максимума плюс до нуля. Это вторая четверть периода, или половина периода.

Обратите внимание: катушки выключены, а магнитный поток сам распределяется по сердечнику, формируя при этом вторую четверть выходного напряжения.

Теперь включается вторая катушка, расположенная справа от магнита (нагрузка выключается). Поле, которое она создаёт, направлено навстречу полю магнита в правой половине сердечника. Поток магнита начнёт перераспределяться, уменьшаясь в правой половине сердечника почти до нуля, и возрастая в левой половине, пока не достигнет максимального уровня, обеспечиваемого магнитом – 1,37 Тл в нашем примере. При этом, в выходных катушках будет снова наводиться ЭДС, но полярность её изменится – в левой напряжение будет расти от нуля до максимума плюс, а в правой – от нуля до максимума минус. К моменту завершения этого процесса, завершится и формирование третьей четверти периода. Это состояние соответствует картинке, где левая половина сердечника красная, а правая – белая.

Так как частота и скважность импульсов у нас уже оптимизированы (конец первой четверти формирования синусоиды), то в этот момент выключается правая управляющая катушка (и снова подключается нагрузка). Поле магнита снова начнёт перераспределяться, возвращаясь в исходное состояние – равномерно заполняя сердечник. И опять без нашей помощи – на это мы не тратим мощность. При этом, в левой половине сердечника напряжённость поля будет уменьшаться с 1,37 Тл до 0,5-0,6 Тл, а в правой половине сердечника – увеличиваться от нуля до 0,5-0,6 Тл, пока не сравняются. При этом в выходных катушках будет формироваться последняя четверть выходного напряжения: в левой катушке уменьшаясь от максимума плюс до нуля, а в правой – от максимума минус до нуля.
Всё. Период завершился. Дальше всё повторяется с начала.

Краткий вывод. Если разделить один период работы MEG-а на четыре части, то в первой и третьей частях мы затрачиваем мощность на переключение потока магнита то в одну половину сердечника, то в другую. Нагрузка при этом отключена. Вторую и четвёртую четверти периода магнит сам выравнивает напряжённость поля в сердечнике. Управляющие катушки при этом обесточены, значит, нет потребления мощности. Но нагрузка подключена, и в ней выделяется полезная мощность.