RU83373U1

RU83373U1 - LINEAR ELECTRIC GENERATOR

Info

Publication number: RU83373U1
Application number: RU2008145383/22U
Authority: RU
Inventors: Геннадий Фёдорович Афанасьев; Татьяна Владимировна Афанасьева
Priority date: 2008-11-14
Filing date: 2008-11-14
Publication date: 2009-05-27

Abstract

1. Линейный электрический генератор, включающий корпус, каркас из немагнитного материала с расположенными на нем в ряд кольцевыми индуктивными катушками, разделенными щечками, генерирующий магнитный сердечник с осью из немагнитного материала, установленный в возможностью челночного перемещения внутри каркаса с кольцевыми индуктивными катушками между ограничительными элементами, отличающийся тем, что магнитный сердечник содержит как минимум два кольцевых постоянных магнита с осевой намагниченностью, зафиксированных на оси из немагнитного материала с расположенными навстречу друг другу одноименными полюсами с зазором, величина которого устанавливается опорными втулками из немагнитного материала, а число кольцевых индуктивных катушек на единицу больше числа постоянных магнитов. ! 2. Линейный электрический генератор по п.1, отличающийся тем, что относительные размеры упомянутых составных элементов находятся в следующих пределах: длина каждого кольцевого магнита составляет 0,2-0,4 от диаметра магнита, величина зазора между одноименными полюсами магнитов составляет 0,3-1 от длины магнита, длина каждой кольцевой индуктивной катушки равна суммарной величине зазора между полюсами и длины магнита, высота намотки кольцевой индуктивной катушки по радиусу составляет 1-2 от длины магнита, число кольцевых индуктивных катушек на единицу меньше числа постоянных кольцевых магнитов.1. A linear electric generator including a housing, a frame made of non-magnetic material with ring inductive coils arranged on it in a row, separated by cheeks, generating a magnetic core with an axis made of non-magnetic material, which can be shuttled inside the frame with ring inductive coils between the restrictive elements, characterized in that the magnetic core contains at least two annular permanent magnets with axial magnetization, fixed on an axis of non-magnet total material with opposite poles located opposite each other with a gap, the value of which is set by supporting sleeves of non-magnetic material, and the number of ring inductive coils is one more than the number of permanent magnets. ! 2. The linear electric generator according to claim 1, characterized in that the relative sizes of the said constituent elements are in the following ranges: the length of each ring magnet is 0.2-0.4 of the diameter of the magnet, the gap between the same poles of the magnets is 0.3 -1 of the length of the magnet, the length of each ring inductive coil is equal to the total gap between the poles and the length of the magnet, the height of the winding of the ring inductive coil in radius is 1-2 from the length of the magnet, the number of ring inductive coils per Diniz less than the number of permanent ring magnets.

Description

Полезная модель относится к преобразователям энергии на постоянных магнитах, предназначена для использования в энергетических установках.The utility model relates to permanent magnet energy converters, intended for use in power plants.

Известно устройство, работающее на основе преобразования энергии магнитного поля движущегося возвратно-поступательно постоянного магнита внутри обмотки по ее оси, содержащее, как и предлагаемое устройство, корпус и смонтированную в нем электромагнитную систему с одной или несколькими, расположенными в ряд, кольцевыми индуктивными катушками с цилиндрическим магнитом, установленным с возможностью челночного перемещения внутри соосного катушке канала между ограничительными элементами на его концах. В известном устройстве использован только один подвижный цилиндрический магнит (см. патент RU 2 304 341 C1, опубл. 10.08.2007 Бюл. №22), прототип.A device is known that operates on the basis of converting the magnetic field energy of a moving reciprocating permanent magnet inside a winding along its axis, containing, like the proposed device, a housing and an electromagnetic system mounted therein with one or more circular inductive coil inductors with a cylindrical a magnet installed with the possibility of shuttle movement inside the coaxial coil of the channel between the restrictive elements at its ends. In the known device used only one movable cylindrical magnet (see patent RU 2 304 341 C1, publ. 08/10/2007 Bull. No. 22), prototype.

Недостатком прототипа является малый диапазон допустимого перемещения постоянного магнита, незначительная выходная мощность, увеличение которой ограничено энергией одного магнита, числом витков катушки индуктивности и скоростью перемещения постоянного магнита, отсутствуют элементы для механической связи генерирующего магнита с двигателями, такими как электродвигатели, кулачковые и кривошипно-шатунные устройства, отличие формы выходного напряжения или тока от синусоиды, что ограничивает сферу применения генератора.The disadvantage of the prototype is the small range of permissible movement of the permanent magnet, insignificant output power, the increase of which is limited by the energy of one magnet, the number of turns of the inductor and the speed of movement of the permanent magnet, there are no elements for mechanical connection of the generating magnet with motors, such as electric motors, cam and crank devices, the difference in the shape of the output voltage or current from the sine wave, which limits the scope of the generator.

Технический результат заключается в повышении выходной мощности генератора за счет увеличения числа постоянных магнитов и способа их расположения на оси, что в свою очередь, позволит увеличить энергию магнитного поля, преобразуемую в электрическую мощность, в создании возможности осуществления механической связи генерирующих магнитов с механизмами, обеспечивающими их возвратно-поступательное движение, The technical result consists in increasing the output power of the generator by increasing the number of permanent magnets and the method of their location on the axis, which, in turn, will increase the energy of the magnetic field, converted into electric power, in creating the possibility of mechanical connection of the generating magnets with the mechanisms that provide them reciprocating movement

получении на выходе устройства напряжения или тока синусоидальной формы, что расширяет сферу применения генератора.receiving a voltage or current of a sinusoidal shape at the output of the device, which expands the scope of the generator.

Технический результат достигается тем, что линейный электрический генератор содержит корпус, смонтированную в нем электромагнитную систему с несколькими, расположенными на каркасе из немагнитного материала в ряд кольцевыми индуктивными катушками, генерирующий магнитный сердечник, установленный с возможностью челночного перемещения его внутри каркаса с индуктивными катушками между ограничительными элементами. Особенностью является то, что магнитный сердечник содержит, как минимум два кольцевых постоянных магнита с осевой намагниченностью, зафиксированных на оси из немагнитного материала с расположенными навстречу друг другу одноименными полюсами, а число кольцевых индуктивных катушек на единицу меньше числа постоянных магнитов. Относительные размеры упомянутых составных элементов находятся в следующих пределах: длина каждого кольцевого магнита составляет (0,2-0,4) от диаметра магнита, величина зазора между одноименными полюсами магнитов составляет (0,3-1) от длины магнита, длина каждой кольцевой индуктивной катушки равна суммарной величине зазора между полюсами и длины магнита, высота намотки каждой индуктивной катушки по радиусу составляет (1-2) от длины магнита, расстояние между ограничительным элементом и ближайшей к нему индуктивной катушкой равно (L_м+L_r), где L_м - длина магнита, L_r - толщина фиксирующей гайки.The technical result is achieved by the fact that the linear electric generator comprises a housing, an electromagnetic system mounted in it with several ring inductive coils located on the frame of non-magnetic material in a row, generating a magnetic core mounted with the possibility of shuttle movement inside the frame with inductive coils between the restrictive elements . The peculiarity is that the magnetic core contains at least two annular permanent magnets with axial magnetization, fixed on an axis of non-magnetic material with opposite poles located opposite each other, and the number of ring inductive coils is one less than the number of permanent magnets. The relative dimensions of the mentioned constituent elements are in the following limits: the length of each ring magnet is (0.2-0.4) of the diameter of the magnet, the gap between the same poles of the magnets is (0.3-1) of the length of the magnet, the length of each ring inductive coil equal to the total value of the gap between the poles and the magnet length, the height of each inductive winding coil of radius equal to (1-2) of the magnet length, the distance between the restriction member and the closest to it is equal to the inductive coil (L _m + L _r), where L - the length of the magnet, L _r - the thickness of the locking nut.

Сущность полезной модели поясняется графическими материалами, на которых изображено: на фиг.1 - линейный электрический генератор в разрезе.The essence of the utility model is illustrated by graphic materials, which depict: in Fig.1 - a linear electric generator in section.

Линейный электрический генератор (фиг.1) имеет корпус 1, каркас 2 из немагнитного материала с расположенными на нем в ряд кольцевыми индуктивными катушками 3, разделенными щечками 4, генерирующий магнитный сердечник с осью 5 из немагнитного материала, ограничительные The linear electric generator (Fig. 1) has a housing 1, a frame 2 of non-magnetic material with ring inductive coils 3 located on it in a row, separated by cheeks 4, generating a magnetic core with an axis 5 of non-magnetic material, restrictive

элементы 6, ограничивающие перемещение генерирующего магнитного сердечника, как минимум, два кольцевых постоянных магнита 7 с осевой намагниченностью. Кольцевые постоянные магниты 7, зафиксированные на оси 5 с помощью гаек 8 из немагнитного материала, расположены друг к другу одноименными полюсами с зазором, величина которого устанавливается опорными втулками 9, размещенными на оси 5 между магнитами 7, выполненными из немагнитного материала. Относительные размеры выше упомянутых составных элементов выбраны исходя из необходимости создания максимально возможной напряженности магнитного поля в пространстве, занимаемом обмотками кольцевых индуктивных катушек 3, находятся в пределах: длина L_М каждого кольцевого магнита 7 составляет (0,2-0,4) от диаметра Д_М магнита 7, величина зазора Ц между одноименными полюсами магнитов 7 составляет (0,3-1) от длины L_М магнита 7, длина L_К каждой кольцевой индуктивной катушки 3 равна суммарной величине L_З зазора между полюсами и длины L_М, магнита 7, высота L_c намотки кольцевой индуктивной катушки 3 по радиусу составляет (1-2) от длины L_м магнита 7, число кольцевых индуктивных катушек 3 на единицу меньше числа постоянных кольцевых магнитов 7, расстояние L_f между ограничительным элементом 6 и ближайшей к нему индуктивной катушкой 3 равно (L_м+L_r), где: L_М - длина магнита, L_r - толщина фиксирующей гайки 8. Размер конца оси 5 при расположении генерирующих магнитов 7 в крайнем левом положении равен длине L_К" необходимой для соединения с механизмом, обеспечивающим возвратно-поступательное движение генерирующих магнитов. Встречное расположение кольцевых постоянных магнитов 6 с уменьшением величины зазора между ними позволяет в пределе получить над зазором близкое к удвоенному значению магнитной индукции, благодаря чему достигается повышение генерируемой мощности, снимаемой с обмоток индуктивных катушек 3. Увеличение числа постоянных магнитов 6 и числа индуктивных катушек 3 при их elements 6 restricting the movement of the generating magnetic core to at least two annular permanent magnets 7 with axial magnetization. Ring permanent magnets 7, fixed on the axis 5 with nuts 8 made of non-magnetic material, are located to each other by the same poles with a gap, the size of which is established by the supporting sleeves 9, located on the axis 5 between the magnets 7 made of non-magnetic material. The relative dimensions of the above-mentioned component elements are selected based on the need to create the maximum possible magnetic field strength in the space occupied by the windings of the ring inductive coils 3, are in the range: the length L _{M of} each ring magnet 7 is (0.2-0.4) of the diameter D _M magnet 7, the magnitude of the gap C between the like poles of the magnets 7 is (0.3-1) _M of the length L of the magnet 7, the length L _K of each ring 3 inductive coil L is equal to the total value _W of the gap between the poles and the length L _M of the magnet 7 high _from L _{c the} windings of the ring inductive coil 3 are (1-2) in radius from the length L _{m of the} magnet 7, the number of ring inductive coils 3 is one less than the number of permanent ring magnets 7, the distance L _f between the limiting element 6 and the closest inductive coil 3 is equal to (L _m + L _r ), where: L _M is the length of the magnet, L _r is the thickness of the fixing nut 8. The size of the end of the axis 5 when the generating magnets 7 are in the extreme left position is equal to the length L _K "necessary for connecting to the mechanism, providing reciprocating motion Icing magnets. The opposite arrangement of ring permanent magnets 6 with a decrease in the gap between them allows, in the limit, to obtain close to a double value of magnetic induction above the gap, thereby increasing the generated power taken from the windings of the inductive coils 3. An increase in the number of permanent magnets 6 and the number of inductive coils 3 with them

последовательном и согласном по напряжению соединении позволяет получить на выходе генератора высокое напряжение и большую мощность. Перемещение локализованного над зазором магнитного потока вдоль индуктивной катушки 3 при возвратно-поступательном движении генерирующих магнитов создает на выводах индуктивной катушки 3 Э.Д.С. синусоидальной формы Выбор осуществлялся с учетом результатов проведенных экспериментальных исследований.serial and voltage-consistent connection allows to obtain high voltage and high power at the output of the generator. The movement of the magnetic flux located above the gap along the inductive coil 3 during the reciprocating movement of the generating magnets creates at the terminals of the inductive coil 3 E.D.S. sinusoidal shape. The choice was made taking into account the results of experimental studies.

Claims

1. A linear electric generator including a housing, a frame made of non-magnetic material with ring inductive coils arranged on it in a row, separated by cheeks, generating a magnetic core with an axis made of non-magnetic material, which can be shuttled inside the frame with ring inductive coils between the restrictive elements, characterized in that the magnetic core contains at least two annular permanent magnets with axial magnetization, fixed on an axis of non-magnet total material with opposite poles located opposite each other with a gap, the value of which is set by supporting sleeves of non-magnetic material, and the number of ring inductive coils is one more than the number of permanent magnets.

2. The linear electric generator according to claim 1, characterized in that the relative sizes of the said constituent elements are in the following ranges: the length of each ring magnet is 0.2-0.4 of the diameter of the magnet, the gap between the same poles of the magnets is 0.3 -1 of the length of the magnet, the length of each ring inductive coil is equal to the total gap between the poles and the length of the magnet, the winding height of the ring inductive coil with a radius of 1-2 from the length of the magnet, the number of ring inductive coils per Diniz less than the number of permanent ring magnets.