RU134369U1

RU134369U1 - LINEAR GENERATOR ON PERMANENT MAGNETS

Info

Publication number: RU134369U1
Application number: RU2013115334/07U
Authority: RU
Inventors: Алексей Петрович Синицин; Елена Кузьминична Злобина; Владимир Сергеевич Пенетов; Виталий Евгеньевич Высоцкий
Priority date: 2013-04-05
Filing date: 2013-04-05
Publication date: 2013-11-10

Abstract

Линейный генератор на постоянных магнитах, включающий корпус, установленную в нем электромагнитную систему, состоящую из постоянного магнита, выполненного в цилиндрической форме и совершающего возвратно-поступательные движения, и магнитопровода, который является неподвижной частью линейного генератора, отличающийся тем, что корпус линейного генератора изготовлен из немагнитного материала, на концах магнитопровода установлены полюсные наконечники, а постоянный магнит закреплен на штоке, который приводится в движение мембранами термоакустического двигателя. A linear permanent magnet generator, comprising a housing, an electromagnetic system installed therein, consisting of a permanent magnet made in a cylindrical shape and reciprocating, and a magnetic circuit that is a fixed part of a linear generator, characterized in that the linear generator housing is made of non-magnetic material, pole tips are installed at the ends of the magnetic circuit, and a permanent magnet is fixed to the rod, which is driven by ter oakusticheskogo engine.

Description

Полезная модель относится к генерированию электрической энергии, конкретно к устройству линейных электрических генераторов на постоянных магнитах. Данный линейный генератор относится к области электротехнике.The utility model relates to the generation of electrical energy, specifically to the device of linear electric permanent magnet generators. This linear generator belongs to the field of electrical engineering.

Известен линейный электрический генератор, включающий корпус и смонтированную в нем электромагнитную систему с одной или несколькими, расположенными в ряд, кольцевыми индуктивными катушками, с цилиндрическим генерирующим магнитом, установленным с возможностью челночного перемещения внутри соосного катушке канала между ограниченными элементами на его концах, выходящих за пределы катушки: см. патенты США №5347186, НКИ 310/17 и №5975714, НКИ 362/192.A linear electric generator is known, which includes a housing and an electromagnetic system mounted in it with one or more ring inductance coils arranged in a row, with a cylindrical generating magnet installed with the possibility of shuttle movement inside the channel coaxial coil between limited elements at its ends that extend beyond coils: see US Pat. Nos. 5,347,186, NKI 310/17 and Nos. 5,975,714, NKI 362/192.

Прототипом изобретения является линейный электрический генератор представленный в патенте №2304341. Электрогенератор включает корпус, установленную в нем электромагнитную систему с одной или несколькими, расположенными в ряд, кольцевыми индуктивными катушками, с цилиндрическим генерирующим магнитом, установленным с возможностью челночного перемещения внутри соосного катушке канала между ограничительными элементами на его концах, выходящих за пределы катушки.The prototype of the invention is a linear electric generator presented in patent No. 2304341. An electric generator includes a housing, an electromagnetic system installed in it with one or several ring inductive coils arranged in a row, with a cylindrical generating magnet installed with the possibility of shuttle movement inside the channel coaxial coil between the restrictive elements at its ends extending beyond the coil.

Недостатком данных конструкций является низкая эффективность преобразования колебательной энергии в электроэнергию, что объясняется малыми амплитудами и частотами, при встряске его рукой, ходьбе, а, следовательно, и малыми линейными скоростями перемещений подвижного элемента относительно статора при раскачивании генератора. Очевидно, что амплитуда наводимой в обмотке статора э.д.с. при раскачивании генератора за счет низкой частоты предельно мала, что обуславливает низкую эффективность использования данного генератора.The disadvantage of these designs is the low efficiency of the conversion of vibrational energy into electricity, which is explained by small amplitudes and frequencies, when shaking it with a hand, walking, and, consequently, by low linear velocities of the moving element relative to the stator when the generator is swinging. It is obvious that the amplitude of the emf induced in the stator winding when swinging the generator due to the low frequency is extremely small, which leads to low efficiency of use of this generator.

Полезная модель решает техническую задачу комплексного усовершенствования линейного электрического генератора, а именно повышение его энергетической эффективности как источника тока.The utility model solves the technical problem of a comprehensive improvement of a linear electric generator, namely increasing its energy efficiency as a current source.

Технический результат достигается тем, что линейный генератор на постоянных магнитах, включающий корпус, установленную в нем электромагнитную систему, состоящую из постоянного магнита, выполненного в цилиндрической форме и совершающего возвратно-поступательные движения и магнитопровода, который является неподвижной частью линейного генератора. Корпус линейного генератора изготовлен из немагнитного материала, на концах магнитопровода установлены полюсные наконечники, а постоянный магнит закреплен на штоке, который приводится в движение мембранами термоакустического двигателя.The technical result is achieved by the fact that the linear permanent magnet generator, comprising a housing, an electromagnetic system installed therein, consisting of a permanent magnet made in a cylindrical shape and reciprocating and a magnetic circuit that is a fixed part of the linear generator. The case of the linear generator is made of non-magnetic material, pole lugs are installed at the ends of the magnetic circuit, and a permanent magnet is fixed on the rod, which is driven by thermoacoustic motor membranes.

Энергоэффективность достигается за счет увеличения частоты и уменьшения периода колебаний. Так же используя данный линейный генератор в составе с первичным двигателем, которым в данном случае является термоакустический двигатель, частота которого является постоянной, он обеспечивает частоту напряжения 50 Гц. Так же эффективность достигается тем, что колебания штока на котором закреплена магнитная система используются в обоих направлениях, тем самым уменьшая габариты по отношению к вырабатываемой мощности.Energy efficiency is achieved by increasing the frequency and reducing the period of oscillation. Also using this linear generator as part of a prime mover, which in this case is a thermoacoustic motor, the frequency of which is constant, it provides a voltage frequency of 50 Hz. Efficiency is also achieved by the fact that the oscillations of the rod on which the magnetic system is fixed are used in both directions, thereby reducing the dimensions in relation to the generated power.

Сущность полезной модели иллюстрирует чертеж, на котором показан схематично предлагаемый линейный генератор на постоянных магнитах в разрезе. На рис.1 изображено устройство, где 1 - магнитопровод; 2 - катушка; 3 - постоянный магнит; 4 - индуктор; 5 - корпус линейного генератора; 6 - полюсные наконечники; 7 - первая мембрана; 8 - шток; 9 - холодильник - излучатель; 10 - термоакустический двигатель; 11 - вторая мембрана.The essence of the utility model is illustrated in the drawing, which shows schematically the proposed linear permanent magnet generator in section. Figure 1 shows a device where 1 is a magnetic circuit; 2 - coil; 3 - permanent magnet; 4 - inductor; 5 - linear generator housing; 6 - pole tips; 7 - the first membrane; 8 - stock; 9 - refrigerator - emitter; 10 - thermoacoustic engine; 11 - the second membrane.

Акустические колебания газа, генерируемые термоакустическим двигателем 10, приводят в движение вторую и первую мембраны 11 и 7, которые выполнены упругими. Причем первая и вторая мембраны 7 и 11 перемещаются с частотой колебания газа в термоакустическом двигателе 10. Вторая мембрана 11 в свою очередь передает усилие на шток 8, на котором жестко закреплена подвижная часть - индуктор 4. Магнитная система состоит из постоянного магнита 3, выполненного в цилиндрической форме, закрепленного между полюсными наконечниками 6, неподвижного магнитопровода 1 в корпусе линейного генератора 5. Корпус линейного генератора 5 должен быть изготовлен из немагнитного материала, для снижения потоков рассеяния замыкающихся через него и не участвующих в процессе преобразования энергии. В полости между частями магнитопровода 1 расположена катушка 2.The acoustic vibrations of the gas generated by the thermoacoustic engine 10 drive the second and first membranes 11 and 7, which are made elastic. Moreover, the first and second membranes 7 and 11 move with a gas oscillation frequency in the thermoacoustic engine 10. The second membrane 11, in turn, transfers the force to the rod 8, on which the movable part - inductor 4 is rigidly fixed. The magnetic system consists of a permanent magnet 3, made in a cylindrical shape, fixed between the pole pieces 6, a fixed magnetic circuit 1 in the housing of the linear generator 5. The housing of the linear generator 5 should be made of non-magnetic material, to reduce the leakage fluxes of the closure passing through it and not participating in the process of energy conversion. In the cavity between the parts of the magnetic circuit 1 is a coil 2.

Предложенный линейный генератор работает следующим образом: акустические колебания газа, генерируемые термоакустическим двигателем 10, приводят в движение вторые мембраны 11. Причем вторая мембрана 11 перемещается с частотой колебания газа. Вторая мембрана 11 в свою очередь передает усилие на шток 8. Магнитная система состоит из постоянного магнита 3, цилиндрической формы и неподвижного магнитопровода 1 с полюсными наконечниками 6. Магнитопровод 1 вместе с катушкой 2 образуют неподвижную часть машины. Шток 8 вместе с закрепленным на нем индуктором 4 и постоянным магнитом 3 образуют подвижную часть машины. Постоянный магнит 3, закрепленный между полюсными наконечниками 6, которые позволяют добиться более благоприятного распределения магнитной индукции, намагничен в осевом направлении и создает магнитный поток, который благодаря периодическому перемещению подвижной части машины изменяет свое направление на противоположное. На магнитопроводе 1 расположена катушка 2, в которой в результате перемещения подвижной части машины наводится ЭДС.The proposed linear generator operates as follows: the acoustic gas oscillations generated by the thermoacoustic engine 10 drive the second membranes 11. Moreover, the second membrane 11 moves with the gas oscillation frequency. The second membrane 11, in turn, transfers the force to the rod 8. The magnetic system consists of a permanent magnet 3, a cylindrical shape and a fixed magnetic circuit 1 with pole tips 6. The magnetic circuit 1 together with the coil 2 form the stationary part of the machine. The rod 8 together with the inductor 4 and the permanent magnet 3 fixed on it form the movable part of the machine. A permanent magnet 3, mounted between the pole pieces 6, which allows for a more favorable distribution of magnetic induction, is magnetized in the axial direction and creates a magnetic flux that, due to the periodic movement of the moving part of the machine, reverses its direction. A coil 2 is located on the magnetic circuit 1, in which an emf is induced as a result of moving the moving part of the machine.

Claims

A linear permanent magnet generator, comprising a housing, an electromagnetic system installed therein, consisting of a permanent magnet made in a cylindrical shape and reciprocating, and a magnetic circuit that is a fixed part of a linear generator, characterized in that the linear generator housing is made of non-magnetic material, pole tips are installed at the ends of the magnetic circuit, and a permanent magnet is fixed on the rod, which is driven by ter oakusticheskogo engine.