RU162793U1 - LINEAR ELECTRIC GENERATOR - Google Patents

Abstract

Линейный электрический генератор, содержащий цилиндрический корпус, два магнитных сердечника цилиндрической формы с осевой намагниченностью, размещенные внутри цилиндрического корпуса и обращенные друг к другу одноименными полюсами, две цилиндрические катушки с осевыми обмотками, размещенные на цилиндрическом корпусе над соответствующими магнитными сердечниками, отличающийся тем, что снабжен цилиндрической катушкой с радиальной обмоткой, расположенной на цилиндрическом корпусе между цилиндрическими катушками с осевыми обмотками.A linear electric generator containing a cylindrical body, two cylindrical magnetic cores with axial magnetization, located inside the cylindrical body and facing each other by the same poles, two cylindrical coils with axial windings, placed on the cylindrical body above the respective magnetic cores, characterized in that it is provided a cylindrical coil with a radial winding located on a cylindrical body between cylindrical coils with axial windings .

Description

Полезная модель относится к устройствам для преобразования механической энергии при колебательном движении в электрический ток посредством постоянных магнитов и катушек.The utility model relates to devices for converting mechanical energy during oscillatory motion into electric current by means of permanent magnets and coils.

Известны аналогичные решения, содержащие цилиндрический корпус, два магнитных сердечника цилиндрической формы с осевой намагниченностью, размещенные внутри цилиндрического корпуса и обращенные друг к другу одноименными полюсами, две цилиндрические катушки с осевыми обмотками, размещенные на цилиндрическом корпусе над соответствующими магнитными сердечниками (см., например, описание полезной модели к патенту RU 83373, МПК H02K 35/02 (2006/01), дата публикации 27.01.2011; описание полезной модели к патенту RU 101881, МПК H02K 35/02 (2006/01), дата публикации 27.01.2011).Similar solutions are known, containing a cylindrical body, two cylindrical magnetic cores with axial magnetization, placed inside the cylindrical body and facing each other with the same poles, two cylindrical coils with axial windings placed on the cylindrical body above the corresponding magnetic cores (see, for example, Description of the utility model for patent RU 83373, IPC H02K 35/02 (2006/01), publication date 1/27/2011; Description of the utility model for patent RU 101881, IPC H02K 35/02 (2006/01), publication date 1/27/2011) .

Недостатком аналогов является сложность конструкции, недостаточная эффективность преобразования механической энергии при колебательном движении в электрический ток.The disadvantage of analogues is the complexity of the design, the insufficient efficiency of the conversion of mechanical energy during oscillatory motion into electric current.

Ближайшим аналогом является линейный электрический генератор, содержащий цилиндрический корпус, два магнитных сердечника цилиндрической формы с осевой намагниченностью, размещенные внутри цилиндрического корпуса и обращенные друг к другу одноименными полюсами, две цилиндрические катушки с осевыми обмотками, размещенные на цилиндрическом корпусе над соответствующими магнитными сердечниками (см. например, описание полезной модели к патенту RU 101881, МПК H02K 35/02 (2006/01), дата публикации 27.01.2011).The closest analogue is a linear electric generator containing a cylindrical body, two cylindrical magnetic cores with axial magnetization located inside the cylindrical body and facing each other with the same poles, two cylindrical coils with axial windings placed on the cylindrical body above the corresponding magnetic cores (see. for example, a description of a utility model for patent RU 101881, IPC H02K 35/02 (2006/01), publication date 01/27/2011).

Недостатком ближайшего аналога является недостаточная эффективность преобразования механической энергии при колебательном движении в электрический ток.The disadvantage of the closest analogue is the insufficient efficiency of the conversion of mechanical energy during oscillatory motion into electric current.

Технический результат выражается в повышении эффективности преобразования механической энергии при колебательном движении в электрический ток.The technical result is expressed in increasing the efficiency of conversion of mechanical energy during oscillatory motion into electric current.

Сущность технического решения заключается в том, что оно содержит цилиндрический корпус, два магнитных сердечника цилиндрической формы с осевой намагниченностью, размещенные внутри цилиндрического корпуса и обращенные друг к другу одноименными полюсами, две цилиндрические катушки с осевыми обмотками, размещенные на цилиндрическом корпусе над соответствующими магнитными сердечниками, и отличается от ближайшего аналога тем, что снабжено цилиндрической катушкой с радиальной обмоткой, расположенной на цилиндрическом корпусе между цилиндрическими катушками с осевыми обмотками.The essence of the technical solution lies in the fact that it contains a cylindrical body, two cylindrical magnetic cores with axial magnetization, placed inside the cylindrical body and facing each other with the same poles, two cylindrical coils with axial windings, placed on the cylindrical body above the corresponding magnetic cores, and differs from the closest analogue in that it is equipped with a cylindrical coil with a radial winding located on a cylindrical body between axial coils with axial windings.

Сущность технического решения поясняется чертежом, на котором приведен вид сбоку в продольном сечении.The essence of the technical solution is illustrated by the drawing, which shows a side view in longitudinal section.

Линейный электрический генератор содержит цилиндрический корпус 11, первый магнитный сердечник 1 цилиндрической формы с осевой намагниченностью, размещенный внутри цилиндрического корпуса 11, второй магнитный сердечник 2 цилиндрической формы с осевой намагниченностью, размещенный внутри цилиндрического корпуса 11 и обращенный к первому магнитному сердечнику 1 одноименным полюсом, две цилиндрические катушки с осевыми обмотками 3, 4, размещенные на цилиндрическом корпусе 11 над соответствующими магнитными сердечниками 1 и 2, и снабжен цилиндрической катушкой 5 с радиальной обмоткой, расположенной на цилиндрическом корпусе 11 между цилиндрические катушки с осевыми обмотками 3, 4. Первый магнитный сердечник 1 и второй магнитный сердечник 2 соединены соответственно каждый со своими фрагментами крепления привода 6 и 7. Фрагменты крепления привода 6 и 7 соединены с приводным механизмом (на чертеже условно не показан), обеспечивающем вместе с фрагментами крепления привода 6 и 7 синхронное встречно-возвратное перемещение магнитных сердечников 1 и 2, причем магнитные сердечники 1 и 2 попеременно двигаются то навстречу друг другу, то в противоположные стороны. Амплитуда встречно-возвратного движения магнитных сердечников 1 и 2 равна длине каждого магнитного сердечника 1 и 2.The linear electric generator comprises a cylindrical body 11, a first magnetic core 1 of a cylindrical shape with axial magnetization located inside the cylindrical body 11, a second magnetic core 2 of a cylindrical shape with axial magnetization, placed inside the cylindrical body 11 and facing the first magnetic core 1 of the same pole, two cylindrical coils with axial windings 3, 4, placed on a cylindrical housing 11 above the respective magnetic cores 1 and 2, and is equipped with cylindrical ric coil 5 with a radial winding located on the cylindrical housing 11 between the cylindrical coils with axial windings 3, 4. The first magnetic core 1 and the second magnetic core 2 are each connected respectively to its own mounting fragments of the drive 6 and 7. Fragments of the mounting of the drive 6 and 7 are connected with a drive mechanism (not conventionally shown in the drawing), which provides, together with the drive attachment fragments 6 and 7, synchronous counter-return movement of the magnetic cores 1 and 2, the magnetic cores 1 and 2 across gradually moving towards each other, then in opposite directions. The amplitude of the counter-return motion of the magnetic cores 1 and 2 is equal to the length of each magnetic core 1 and 2.

Цилиндрическая катушка 5 с радиальной обмоткой может быть выполнена в виде прямоугольной обмотки, свернутой с получением цилиндрической формы на внешней поверхности цилиндрического корпуса 11. Цилиндрическая катушка 5 с радиальной обмоткой может быть выполнена в виде отдельных частей, соединенных между собой согласно последовательно или параллельно.The cylindrical coil 5 with a radial winding can be made in the form of a rectangular winding, rolled up to obtain a cylindrical shape on the outer surface of the cylindrical body 11. The cylindrical coil 5 with a radial winding can be made in the form of separate parts interconnected in series or parallel.

Цилиндрическая катушка 5 с радиальной обмоткой и цилиндрические катушки с осевыми обмотками 3 и 4 могут быть, например, соединены параллельно.Cylindrical coil 5 with a radial winding and cylindrical coils with axial windings 3 and 4 can, for example, be connected in parallel.

Цилиндрический корпус 11 выполнен из диэлектрического материала.The cylindrical housing 11 is made of dielectric material.

Относительные размеры вышеуказанных элементов линейного электрического генератора могут быть выполнены в следующих соотношениях (или близких к ним):The relative dimensions of the above elements of a linear electric generator can be performed in the following ratios (or close to them):

- длина первого магнитного сердечника 1 и длина второго магнитного сердечника 2 равна значению двух их диаметров;- the length of the first magnetic core 1 and the length of the second magnetic core 2 is equal to the value of their two diameters;

- длина каждой цилиндрической катушки 3, 4 с осевыми обмотками равна длине соответствующих магнитных сердечников 1 и 2;- the length of each cylindrical coil 3, 4 with axial windings is equal to the length of the respective magnetic cores 1 and 2;

- длина цилиндрической катушки 5 с радиальной обмоткой равна диаметру магнитных сердечников 1 и 2.- the length of the cylindrical coil 5 with a radial winding is equal to the diameter of the magnetic cores 1 and 2.

Принцип работы предложенного устройства состоит в непосредственном взаимодействии магнитного поля подвижного первого магнитного сердечника 1 и подвижного второго магнитного сердечника 2 с магнитными полями индуцированных ими токов в цилиндрической катушке 5, т.е. по принципу изменения плотности магнитного потока (величины напряженности) в постоянном объеме пространства, охваченном генерирующим контуром в единицу времени.The principle of operation of the proposed device consists in the direct interaction of the magnetic field of the movable first magnetic core 1 and the movable second magnetic core 2 with the magnetic fields of the currents induced by them in a cylindrical coil 5, i.e. by the principle of changing the magnetic flux density (intensity value) in a constant volume of space covered by a generating circuit per unit time.

При встречном движении первого магнитного сердечника 1 и второго магнитного сердечника 2 внутри цилиндрического корпуса 11 в пространстве между одноименными полюсами первого магнитного сердечника 1 и второго магнитного сердечника 2 и охватываемом цилиндрической катушкой 5 с радиальной обмоткой напряженность поля возрастает как в следствии встречного движения первого магнитного сердечника 1 и второго магнитного сердечника 2, так и в следствии индукционной реакции радиальной обмотки цилиндрической катушки 5, в которой индуцированный ток образует магнитный поток, препятствующий движениям первого магнитного сердечника 1 и второго магнитного сердечника 2. В результате этого нарастание напряженности магнитного потока в рабочем пространстве происходит в прогрессии. Соответственно величина тока в цилиндрической катушке 5 возрастает до максимального значения при минимальном зазоре между полюсами первого магнитного сердечника 1 и второго магнитного сердечника 2.With the oncoming movement of the first magnetic core 1 and the second magnetic core 2 inside the cylindrical body 11 in the space between the same poles of the first magnetic core 1 and the second magnetic core 2 and covered by a cylindrical coil 5 with a radial winding, the field strength increases as a result of the oncoming movement of the first magnetic core 1 and the second magnetic core 2, and as a consequence of the induction reaction of the radial winding of the cylindrical coil 5, in which the induced current forms a magnetic flux that impedes the movements of the first magnetic core 1 and the second magnetic core 2. As a result, the increase in magnetic flux intensity in the working space occurs in progression. Accordingly, the current in the cylindrical coil 5 increases to a maximum value with a minimum gap between the poles of the first magnetic core 1 and the second magnetic core 2.

Максимальное значение тока соответствует минимальному расстоянию между одноименными полюсами первого магнитного сердечника 1 и второго магнитного сердечника 2 максимально сближенных, но не выходящих за пределы катушек с осевой обмоткой.The maximum current value corresponds to the minimum distance between the same poles of the first magnetic core 1 and the second magnetic core 2 as close as possible, but not extending beyond the coils with an axial winding.

Максимальное значение тока противоположного направления соответствует максимальному расстоянию между одноименными полюсами первого магнитного сердечника 1 и второго магнитного сердечника 2, но не выходящего за пределы цилиндрической катушки 5 с радиальной обмоткой.The maximum value of the current in the opposite direction corresponds to the maximum distance between the same poles of the first magnetic core 1 and the second magnetic core 2, but not extending beyond the cylindrical coil 5 with a radial winding.

Наведение э.д.с. в цилиндрических катушках 3 и 4 с осевыми обмотками осуществляется при перемещении первого магнитного сердечника 1 и второго магнитного сердечника 2 аналогично как в известных устройствах, в том числе, как и в ближайшем аналоге.Guidance emf in cylindrical coils 3 and 4 with axial windings is carried out by moving the first magnetic core 1 and the second magnetic core 2 in the same way as in known devices, including as in the closest analogue.

Зазор между внутренней поверхностью цилиндрического корпуса 11, поверхностью первого магнитного сердечника 1 и второго магнитного сердечника 2 минимален, но не препятствует свободному возвратно-поступательному движению первого магнитного сердечника 1 и второго магнитного сердечника 2. Цилиндрический корпус 11 имеет отверстия 8, 9, 10, обеспечивающие свободное циркулирование воздуха, не создавая препятствий осевым перемещениям первого магнитного сердечника 1, второго магнитного сердечника 2 и обеспечивая теплообмен в рабочем пространстве линейного электрического генератора.The gap between the inner surface of the cylindrical body 11, the surface of the first magnetic core 1 and the second magnetic core 2 is minimal, but does not interfere with the free reciprocating movement of the first magnetic core 1 and the second magnetic core 2. The cylindrical body 11 has openings 8, 9, 10, providing free air circulation, without creating obstacles to axial movements of the first magnetic core 1, the second magnetic core 2 and providing heat transfer in the working space ineynogo electric generator.

Claims (1)

Линейный электрический генератор, содержащий цилиндрический корпус, два магнитных сердечника цилиндрической формы с осевой намагниченностью, размещенные внутри цилиндрического корпуса и обращенные друг к другу одноименными полюсами, две цилиндрические катушки с осевыми обмотками, размещенные на цилиндрическом корпусе над соответствующими магнитными сердечниками, отличающийся тем, что снабжен цилиндрической катушкой с радиальной обмоткой, расположенной на цилиндрическом корпусе между цилиндрическими катушками с осевыми обмотками.

A linear electric generator containing a cylindrical body, two cylindrical magnetic cores with axial magnetization, located inside the cylindrical body and facing each other with the same poles, two cylindrical coils with axial windings, located on the cylindrical body above the corresponding magnetic cores, characterized in that it is equipped a cylindrical coil with a radial winding located on a cylindrical body between cylindrical coils with axial windings .

Images