Магнитоэлектрический источник тока
Владельцы патента RU 2340995:
Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королева" (RU)
Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в ракетно-космической технике, отраслях электроэнергетики и в быту. Техническим результатом является увеличение выработки источником электрического тока при эксплуатации в среде, содержащей газы, пары жидкостей и частицы пыли. Изобретение содержит батарею электрически взаимосвязанных магнитоэлектрических микрогенераторов (ММ), каждый из которых включает корпус из диэлектрического материала, один и более элементов дренажа газовой среды из корпуса, установленный в корпусе с зазором и возможностью перемещения вдоль оси корпуса подвижный магнитопровод, состоящий из двух обращенных навстречу друг к другу одноименными полюсами постоянных магнитных элементов (ПМЭ), вдоль одной оси соединенных тягой из немагнитного материала, две магнитные опоры, размещенные на противоположных концах корпуса и два замкнутых на выпрямители электропроводящих контура, взаимодействующих с ПМЭ подвижного магнитопровода и установленные поверх корпуса. Батарея ММ размещена в герметичном контейнере с глубоким вакуумом, выполненном из диэлектрического магнитопроницаемого материала, при этом общая плюсовая шина (ПШ) и общая минусовая шина (МШ) батареи ММ подсоединены к средствам электрической коммутации с внешними потребителями, включающим одну или более пар герметичных контактов, причем один или более контактов подсоединены к общей ПШ батареи ММ и один или более контактов подсоединены к общей МШ батареи ММ. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.
Изобретение относится к области электромагнитной техники и может быть использовано в ракетно-космической технике, в отраслях электроэнергетики и в быту.
Известен магнитоэлектрический источник тока - линейный электрогенератор на постоянных магнитах [1], содержащий корпус, внутри которого установлены два краевых постоянных магнитных элемента, размещенные на противоположных его концах и установленный внутри корпуса с возможностью перемещения между краевыми постоянными магнитными элементами подвижный постоянный магнитный элемент, взаимодействующий с замкнутым на выпрямитель электропроводящим контуром.
Такой магнитоэлектрический источник тока преобразовывает энергию постоянных магнитных элементов в электрическую энергию, однако для выработки электрического тока с помощью такого магнитоэлектрического генератора необходимо затрачивать электроэнергию от внешнего источника, необходимую для вращения краевых постоянных магнитных элементов.
Известен магнитоэлектрический источник тока - прототип [2], содержащий батарею электрически взаимосвязанных магнитоэлектрических микрогенераторов, включающих корпус из диэлектрического материала, средства дренирования газовой среды из корпуса, установленный в корпусе с зазором и возможностью перемещения вдоль оси корпуса подвижный магнитопровод, состоящий из двух обращенных навстречу друг к другу одноименными полюсами постоянных магнитных элементов, вдоль одной оси соединенных тягой из немагнитного материала, две магнитные опоры, размещенные на противоположных концах корпуса и два замкнутых на выпрямители электропроводящих контура, взаимодействующих с постоянными магнитными элементами подвижного магнитопровода и установленные поверх корпуса.
Такой магнитоэлектрический источник тока позволяет за счет использования явления магнито-механического резонанса преобразовывать энергию возмущений внешнего магнитного поля в электрический ток при исключении дополнительных затрат механической, тепловой, световой и электрической энергии. В магнитоэлектрических микрогенераторах источника полностью исключено сухое трение между подвижным магнитопроводом и корпусом, а в условиях эксплуатации в безвоздушном пространстве полностью исключается и вязкое трение, обусловленное движением подвижного магнитопровода в воздушной или газовой среде.
Однако в условиях эксплуатации, обусловленных воздушной средой, содержащей газы, пары жидкостей и частицы пыли, при микроисполнении составляющих магнитоэлектрических генераторов заявляемого магнитоэлектрического источника тока столкновение подвижного магнитопровода с одной частицей или даже молекулой внешней среды может значительно уменьшить амплитуду и длительность колебаний подвижного магнитопровода, а следовательно, снизить выработку электроэнергии.
Задачей изобретения является исключение возможности столкновения подвижных магнитопроводов магнитоэлектрических микрогенераторов заявляемого источника с частицами и молекулами внешней среды, а следовательно, исключение вязкого трения, обусловленного движением подвижных магнитопроводов в воздушной или газовой среде.
Техническим результатом изобретения является увеличение выработки электрического тока заявляемым источником при эксплуатации в среде, содержащей газы, пары жидкостей и частицы пыли.
Технический результат достигается тем, что в магнитоэлектрическом источнике тока, содержащем батарею электрически взаимосвязанных магнитоэлектрических микрогенераторов, каждый из которых включает корпус из диэлектрического материала, один и более элементов дренажа газовой среды из корпуса, установленный в корпусе с зазором и возможностью перемещения вдоль оси корпуса подвижный магнитопровод, состоящий из двух обращенных навстречу друг к другу одноименными полюсами постоянных магнитных элементов, вдоль одной оси соединенных тягой из немагнитного материала, две магнитные опоры, размещенные на противоположных концах корпуса и два замкнутых на выпрямители электропроводящих контура, взаимодействующих с постоянными магнитными элементами подвижного магнитопровода и установленных поверх корпуса, в отличие от прототипа батарея электрически взаимосвязанных магнитоэлектрических микрогенераторов размещена в герметичном контейнере с глубоким вакуумом, выполненном из диэлектрического магнитопроницаемого материала, при этом общая плюсовая шина и общая минусовая шина батареи электрически взаимосвязанных магнитоэлектрических микрогенераторов подсоединены к средствам электрической коммутации с внешними потребителями, включающим одну или более пар герметичных контактов, причем один или более контактов подсоединены к общей плюсовой шине батареи электрически взаимосвязанных магнитоэлектрических микрогенераторов и один или более контактов подсоединены к общей минусовой шине батареи электрически взаимосвязанных магнитоэлектрических микрогенераторов. Кроме того, герметичные контакты установлены в стенке герметичного контейнера с глубоким вакуумом. Кроме того, герметичные контакты встроены в один или более герметичные электрические соединители, установленные в стенке герметичного контейнера с глубоким вакуумом.
Благодаря такой конструкции исключается возможность столкновения подвижных магнитопроводов магнитоэлектрических микрогенераторов заявляемого источника тока с частицами и молекулами внешней среды, а следовательно, исключается вязкое трение, обусловленное движением подвижных магнитопроводов в воздушной или газовой среде. В результате увеличивается амплитуда и длительность колебаний подвижных магнитопроводов, а следовательно, выработка электрического тока магнитоэлектрическими микрогенераторами заявляемого источника тока при эксплуатации в среде, содержащей газы, пары жидкостей и частицы пыли.
Совокупность всех указанных существенных признаков магнитоэлектрического источника тока позволяет ему увеличить выработку электроэнергии при эксплуатации в среде, содержащей газы, пары жидкостей и частицы пыли.
Так как заявленная совокупность существенных признаков позволяет решить поставленную задачу, то заявленный магнитоэлектрический источник тока соответствуют критерию "изобретательский уровень".
Заявленный магнитоэлектрический источник тока иллюстрируется фиг.1, фиг.2.
На фиг.1 изображена конструкционная схема магнитоэлектрического источника электроэнергии.
На фиг.2 изображена схема одного из магнитоэлектрических микрогенераторов в разрезе.
Магнитоэлектрический источник тока содержит батарею 1 электрически взаимосвязанных магнитоэлектрических микрогенераторов 7, помещенных в герметичный контейнер 2 с глубоким вакуумом, выполненный из диэлектрического магнитопроницаемого материала. В стенке контейнера 2 установлены средства электрической коммутации с внешними потребителями 3, например в виде одной или более пар герметичных контактов, при этом один или более контактов подсоединены к общей плюсовой шине 4 батареи электрически взаимосвязанных магнитоэлектрических микрогенераторов 1 и один и более контактов подсоединены к общей минусовой шине 5 батареи электрически взаимосвязанных магнитоэлектрических микрогенераторов 1. В стенке герметичного вакуумного контейнера 2 магнитоэлектрического источника электроэнергии установлен один или более герметичных электрических соединителей 6 со средствами электрической коммутации с внешними потребителями 3 в виде одной или более пар контактов, при этом один или более контактов электрических соединителей 6 подсоединены к общей плюсовой шине 4 батареи электрически взаимосвязанных магнитоэлектрических генераторов 1 и один или более контактов электрических соединителей 6 подсоединены к общей минусовой шине 5 батареи электрически взаимосвязанных магнитоэлектрических микрогенераторов 1.
Каждый магнитоэлектрический микрогенератор 7 содержит корпус 8 из диэлектрического материала, один и более элементов дренажа газовой среды 9 из корпуса 8, необходимых для удаления воздушной или газовой среды из внутренней полости корпуса 8 при вакуумировании и выполненных, например, в виде одного или более сквозных пазов в стенке корпуса 8, установленный в корпусе с зазором и возможностью перемещения вдоль оси корпуса 8 подвижный магнитопровод 10, состоящий из двух обращенных навстречу друг к другу одноименными полюсами постоянных магнитных элементов 11, вдоль одной оси соединенных тягой 12 из немагнитного материала, две магнитные опоры 13, размещенные на противоположных концах корпуса, и два замкнутых на выпрямители 14 электропроводящих контура 15, установленных поверх корпуса 8 и взаимодействующих с постоянными магнитными элементами 11 подвижного магнитопровода 10.
Герметичный контейнер 2 с глубоким вакуумом должен быть выполнен из диэлектрического магнитопроницаемого материала (например, из стекла), при этом диэлектрическое исполнение материала диктуется необходимостью обеспечения надежной изоляции между средствами электрической коммутации 3, а магнитопроницаемое исполнение материала диктуется необходимостью обеспечения свободного проникновения возмущений внешнего магнитного поля к подвижным магнитопроводам 10 магнитоэлектрических микрогенераторов 7.
Подвижные магнитопроводы 10 батареи 1 электрически взаимосвязанных магнитоэлектрических микрогенераторов 7 находятся в состоянии левитации относительно магнитных опор 13 при любом положении корпусов 8. При этом их положение относительно электропроводящих контуров 15 и энергетическое состояние (покой или движение) определяются суперпозицией и взаимодействием магнитных полей всех магнитных элементов конструкций магнитоэлектрических микрогенераторов 8 и внешнего магнитного поля.
Возмущение внешнего магнитного поля приводит в движение подвижные магнитопроводы 10 магнитоэлектрических микрогенераторов 8, в результате чего во взаимодействующих с постоянными магнитными элементами 11 подвижных магнитопроводов 10, замкнутых на выпрямители 14, электропроводящих контурах 15 возникает электрический ток. Благодаря объединению таких магнитоэлектрических микрогенераторов 8 в батарею 1 с последовательным, параллельным или комбинированным последовательно-параллельным соединением повышается или генерируемое напряжение, или генерируемый ток, вырабатываемый батареей, или то и другое вместе взятое, при этом электрический ток с помощью общей плюсовой шины 4 и общей минусовой шины 5 подводится к средствам электрической коммутации с внешними потребителями 3 в виде одного или более герметичных контактов, выполненных в стенке герметичного контейнера 2 и в одном или более герметичных электрических соединителях 6, и далее к потребителям электрического тока.
При размещении батареи 1 электрически взаимосвязанных магнитоэлектрических микрогенераторов 7 внутри герметичного контейнера 2 с глубоким вакуумом, выполненного из диэлектрического магнитопроницаемого материала, исключается возможность столкновения подвижных магнитопроводов 10 магнитоэлектрических микрогенераторов 8 заявляемого источника с частицами и молекулами внешней среды, а следовательно, исключается вязкое трение. В результате этого увеличивается амплитуда и длительность колебаний подвижных магнитопроводов 10 магнитоэлектрических микрогенераторов 8 между магнитными опорами 13 и, как результат, выработка источником электрического тока при эксплуатации в среде, содержащей газы, пары жидкостей и частицы пыли.
Источники информации
1. Патент РФ №2206170.
2. Патент РФ №2292106 - прототип.
1. Магнитоэлектрический источник тока, содержащий батарею электрически взаимосвязанных магнитоэлектрических микрогенераторов, каждый из которых включает корпус из диэлектрического материала, один и более элементов дренажа газовой среды из корпуса, установленный в корпусе с зазором и возможностью перемещения вдоль оси корпуса подвижный магнитопровод, состоящий из двух обращенных навстречу друг к другу одноименными полюсами постоянных магнитных элементов, вдоль одной оси соединенных тягой из немагнитного материала, две магнитные опоры, размещенные на противоположных концах корпуса, и два замкнутых на выпрямители электропроводящих контура, взаимодействующих с постоянными магнитными элементами подвижного магнитопровода и установленные поверх корпуса, отличающийся тем, что батарея электрически взаимосвязанных магнитоэлектрических микрогенераторов размещена в герметичном контейнере с глубоким вакуумом, выполненном из диэлектрического магнитопроницаемого материала, при этом общая плюсовая шина и общая минусовая шина батареи электрически взаимосвязанных магнитоэлектрических микрогенераторов подсоединены к средствам электрической коммутации с внешними потребителями, включающим одну или более пар герметичных контактов, причем один или более контактов подсоединены к общей плюсовой шине батареи электрически взаимосвязанных магнитоэлектрических микрогенераторов и один или более контактов подсоединены к общей минусовой шине батареи электрически взаимосвязанных магнитоэлектрических микрогенераторов.
2. Магнитоэлектрический источник тока по п.1, отличающийся тем, что герметичные контакты установлены в стенке герметичного контейнера с глубоким вакуумом.
3. Магнитоэлектрический источник тока по п.1, отличающийся тем, что герметичные контакты встроены в один или более герметичные электрические соединители, установленные в стенке герметичного контейнера с глубоким вакуумом.
