Генератор возвратно-поступательного движения
Владельцы патента RU 2304342:
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Уфимский государственный авиационный технический университет (RU)
Использование: изобретение относится к электротехнике, к электромагнитным генераторам, служащим автономными источниками питания микроэлектронных схем автономных объектов. Технический результат состоит в увеличении прочности конструкции и уменьшении массогабаритных показателей. Генератор содержит цилиндрический корпус, изготовленный из ферромагнитного материала, герметизированный с обеих сторон заглушками, выполненными из немагнитного материала, в корпус вставлен тонкостенный ферромагнитный анизотропный каркас с размещенными на нем обмотками, соединенными последовательно-согласно и зафиксированными немагнитными кольцами. Магнитная система состоит из постоянного магнита и полюсных наконечников, изготовленных из ферромагнитного материала. Причем bп/τ=0,5÷0,6, где bп - ширина полюсного наконечника, τ - ширина обмотки. 1 ил.
Изобретение относится к электротехнике, а именно к электромагнитным генераторам, которые служат автономными источниками питания микроэлектронных схем автономных объектов.
Известны электрические машины возвратно-поступательного движения, работающие в генераторном режиме, содержащие магнитопроводы с обмоткой, закрепленные неподвижно, и постоянные магниты, приведенные в возвратно-поступательное движение посторонним источником энергии (Хитерер М.Я., Овчинников И.Е. Синхронные электрические машины возвратно-поступательного движения, СПб.: Корона принт, 2004. - 368 с.).
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является линейный генератор, содержащий немагнитный цилиндрический корпус, на наружной поверхности которого расположена обмотка, и магнитную систему, выполненную в виде трех последовательно установленных вдоль оси генератора аксиально-намагниченных цилиндрических магнитов: двух неподвижных и одного подвижного, размещенного между неподвижными магнитами и обращенного к ним одноименными полюсами. (Патент РФ №2020699, Линейный генератор, МПК Н02К 35/02, 30.09.1994, Круглова Г.Г., Кудрявцева Е.А., Сулин Г.А.)
Прототип обладает таким недостатком, как невысокая прочность и повышенные массогабаритные показатели при данном конструктивном решении магнитной системы.
Задачей изобретения является увеличение прочности конструкции и уменьшение массогабаритных показателей генератора за счет изменения параметров конструкции магнитной системы генератора, обеспечивающих работу генератора без дополнительных механических пружин.
Поставленная задача достигается тем, что предлагаемый генератор возвратно-поступательного движения содержит цилиндрический корпус, обмотки и магнитную систему, и в отличие от прототипа, в цилиндрический корпус, изготовленный из ферромагнитного материала, герметизированный с обеих сторон заглушками, выполненными из немагнитного материала, вставлен тонкостенный ферромагнитный анизотропный каркас с размещенными на нем обмотками, соединенными последовательно-согласно и зафиксированными немагнитными кольцами, а магнитная система состоит из постоянного магнита и полюсных наконечников, изготовленных из ферромагнитного материала, причем
bп/τ=0,5÷0,6,
где bп - ширина полюсного наконечника,
τ - ширина обмотки.
Данное соотношение обеспечивает работу генератора без дополнительных механических пружин за счет магнитной силы, возникающей при заданном соотношении bп/τ=0,5÷0,6.
Существо изобретения поясняется чертежом, на котором представлен генератор, продольный разрез.
Предлагаемый генератор возвратно-поступательного движения содержит ферромагнитный цилиндрический корпус 1, герметизированный с обеих сторон заглушками 2, выполненными из немагнитного материала, в который вставлен тонкостенный ферромагнитный анизотропный каркас 3 с размещенными на нем обмотками 4, соединенными последовательно-согласно и зафиксированными немагнитными кольцами 5, магнитную систему, состоящую из постоянного магнита 6 и полюсных наконечников 7, изготовленных из ферромагнитного материала, причем
bп/τ=0,5÷0,6
где bп - ширина полюсного наконечника,
τ - ширина обмотки.
Устройство работает следующим образом.
При возвратно-поступательном движении магнитной системы создается ЭДС, величина которой зависит от скорости движения и при последовательно-согласном соединении обмоток 4 суммируется. Выводы от обмоток 4 через выпрямитель (на чертеже не показан) подключены к зарядному конденсатору (на чертеже не показан), с которого снимается напряжение для питания электрической схемы. Каркас 3 изготовлен из ферромагнитного анизотропного материала и служит для усиления магнитного потока (Rмагн →∞ по пути движения магнитной системы) и выполнения минимального воздушного зазора. Торможение магнитной системы обусловлено магнитной силой, возникающей при заданном соотношением bп/τ=0,5÷0,6, и дополняется герметизацией корпуса 1, т.е. при движении магнита 6 газ (например, воздух) сжимается в замкнутой полости и срабатывает дополнительная пневматическая пружина.
Совокупность признаков заявленного технического решения позволяет уменьшить массогабаритные показатели и увеличить прочность генератора за счет заданного соотношения bп/τ=0,5÷0,6, свойств и геометрии магнитной системы, тонкостенного анизотропного каркаса и герметизации ферромагнитного цилиндрического корпуса немагнитными заглушками.
Генератор возвратно-поступательного движения, содержащий цилиндрический корпус, обмотки и магнитную систему, отличающийся тем, что в цилиндрический корпус, изготовленный из ферромагнитного материала, герметизированный с обеих сторон заглушками, выполненными из немагнитного материала вставлен тонкостенный ферромагнитный анизотропный каркас с размещенными на нем обмотками, соединенными последовательно-согласно и зафиксированными немагнитными кольцами, а магнитная система состоит из постоянного магнита и полюсных наконечников, изготовленных из ферромагнитного материала, причем
bп/τ=0,5÷0,6,
где bп - ширина полюсного наконечника,
τ - ширина обмотки.
