ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ УСТАНОВКА МЭН-ШВМ Российский патент 1997 года по МПК H02K35/02 H02K7/04 

Изобретение относится к области электротехники, в частности к электрическим машинам, и может быть использовано в энергетике для питания электроэнергией различных объектов, размещенных вдали от энергоносителей.

Известная электрическая установка, содержащая корпус и размещенный в нем электрический генератор со статором, включающим магнитопровод и обмотки, размещенные коаксимально поршневой группе теплового двигателя, выполняющей роль ротора электрического генератора и имеющей в торцах рабочие камеры с автоматическими зарядными устройствами, причем поршневая группа выполнена в виде двух секций, разделенных рабочей камерой с автоматическим зарядным устройством (пат. США N 3247406, кл. 310-15, 1966).

Недостатком известных электрических установок является большое потребление энергии и топлива, низкий коэффициент полезного действия, ухудшение экологии, низкая удельная мощность при высокой материалоемкости.

Задачами, на решение которых направлено заявленное техническое решение, являются экономия электроэнергии и топлива, повышение коэффициента полезного действия, улучшение экологии, повышение удельной мощности и снижение материалоемкости, экономия земельного фонда при эксплуатации устройства, использование заброшенных шахт, карьеров и других заброшенных земель.

Технический результат достигается тем, что в электрической установке, содержащей корпус и размещенный в нем электрический генератор со статором, включающим магнитопровод и обмотки, и ротором, тепловой двигатель с поршневой группой, размещенной в канале, и рабочей камерой с автоматическим зарядным устройством, магнитопровод и обмотки статора электрического генератора и имеющей в торцах рабочие камеры с автоматическими зарядными устройствами, причем поршневая группа выполнена в виде двух секций, разделенных рабочей камерой с автоматическим зарядным устройством;
поршневая группа выполнена в виде гильзы из немагнитного материала, заполненной полюсочередующимися кольцами постоянных магнитов, при этом введен однокаскадный или многокаскадный трансформатор высокого напряжения, а электрический генератор выполнен однокаскадным или многокаскадным с соосным размещением каскадов;
обмотки трансформатора высокого напряжения размещены коаксиально магнитопроводу статора электрического генератора;
трансформатор высокого напряжения выполнен многофазным со сферическим или полусферическим ярмом магнитопровода и высоковольтными размещен в торце рабочей камеры, а в основании трансформатора размещена диспетчерская служба.

На фиг. 1 3 показаны общий вид и сечения А-А и Б-Б электрической установки наземного исполнения.

На фиг. 4 общий вид электрической установки шахтного исполнения.

На фиг. 5 электрическая схема электрической установки шахтного исполнения.

Электрическая установка наземного исполнения состоит из электротехнической стали корпуса 1, размещенного в нем электрического генератора со статором 2, включающими магнитопровод 3 и обмотки 4, теплового двигателя с поршневой группой 5, исполняющий роль ротора электрического генератора, размещенной в канале 6, и рабочими камерами 7,8,9 с автоматическими зарядными устройствами. Предусмотрены вентиляционные каналы 10. Поршневая группа выполнена в виде гильз 11 из немагнитного материала, заполненных полюсочередующимися кольцами 12 постоянных магнитов.

Введен однокаскадный или многокаскадный трансформатор высокого напряжения с первичной обмоткой 13 и вторичной обмоткой 14.

Электрическая установка шахтного исполнения состоит из корпуса 1, размещенного в нем электрического генератора со статором 2 теплового двигателя с поршневой группой 5, выполняющей роль ротора электрического генератора, размещенной в канале 6, и рабочими камерами 7,8 с автоматическими зарядными устройствами. Поршневая группа выполнена в виде гильзы 11, из немагнитного материала, заполненной полюсочередующимися кольцами 12 постоянных магнитов. В торцах рабочих камер введены трансформаторы высокого напряжения со сферическим или полусферическим магнитопроводом 15 и разъединителями 16, а в основании трансформатора размещена диспетчерская служба 17.

Электрическая установка наземного исполнения работает следующим образом. Из автоматических зарядных устройств в рабочие камеры 7 и 8 подается рабочее вещество и осуществляется взрывное выделение энергии. Возникшее давление действует на поршни 5 и перемещает их в канале 6 в сторону рабочей камеры 9, где осуществляется взрывное выделение энергии, возвращающее поршни в первоначальное положение. Благодаря тому, что поршневая группа 5 выполнена в виде гильзы 11 из немагнитного материала, заполненной полюсочередующимися кольцами 12 постоянных магнитов, при ее возвратно-поступательном движении в обмотках 4 статора 2 наводится электродвижущая сила, причем тепло отводится через каналы 10. При этом магнитопровод 3 статора 2 является сердечником трансформатора высокого напряжения, на котором размещены первичная 13 и вторичная 14 обмотки, причем первичная обмотка 13 подключена к обмотке статора электрического генератора, вторичная обмотка 14 к потребителю.

Повторяющееся возвратно-поступательное движение поршневой группы создает в электрическом генераторе ток, передаваемый с обмотки 4 на первичную обмотку трансформатора 13, а далее через вторичную обмотку 14 к потребителю.

Электрическая установка шахтного исполнения работает следующим образом. Из автоматических зарядных устройств в рабочие камеры 7 и 8 подается рабочее вещество и циклично осуществляется взрывное выделение энергии, что обеспечивает поршневой группе 5 возвратно-поступательное движение в канале 6. В обмотках статора 2, размещенных коаксиально поршневой группе 5, находится электродвижущая сила. Возникающий переменный электрический ток поступает в первичные и вторичные обмотки трансформаторов 12 со сферическим или полусферическим магнитопроводом, а далее к потребителю. Трансформаторы снабжены кабельными высоковольтными разъединителями, которые являются защитой от перегрузки и коротких замыканий аппаратуры электрической установки.

Использование: для питания электроэнергией различных объектов энергетики, размещенных вдали от энергоносителей. Сущность изобретения: Электрическая установка содержит корпус 1 и размещенные в нем электрический генератор со статором 2, включающим магнитопровод 3 и обмотки 4, и ротор, тепловой двигатель с поршневой группой 5, размещенной в канале 6, и рабочей камерой 7,8,9 с автоматическим зарядным устройством, магнитопровод и обмотки статора электрического генератора размещены коаксиально поршневой группе теплового двигателя, выполняющей роль ротора электрического генератора и имеющей в торцах рабочие камеры, причем поршневая группа выполнена в виде гильзы 11 из немагнитного материала, заполненной полюсочередующимися кольцами 12 постоянных магнитов, при этом введен однокаскадный или многокаскадный трансформатор высокого напряжения, а электрический генератор выполнен однокаскадным или многокаскадным с соосным размещением каскадов. Изобретение обеспечивает экономию электроэнергии и топлива, повышение коэффициента полезного действия, улучшение экологии, повышение удельной мощности и снижение материалоемкости, экономию земельного фонда при эксплуатации устройства, использование заброшенных шахт, карьеров. 2 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Электрическая установка, содержащая корпус и размещенный в нем электрический генератор со статором, включающим магнитопровод и обмотки, размещенные коаксиально поршневой группе теплового двигателя, выполняющей роль ротора электрического генератора и имеющей в торцах рабочие камеры с автоматическими зарядными устройствами, причем поршневая группа выполнена в виде двух секций, разделенных рабочей камерой с автоматическим зарядным устройством, отличающаяся тем, что поршневая группа выполнена в виде гильзы из немагнитного материала, заполненной полюсочередующимися кольцами постоянных магнитов, при этом введен однокаскадный или многокаскадный трансформатор высокого напряжения, а электрический генератор выполнен однокаскадным или многокаскадным с соосным размещением каскадов. 2. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что обмотки трансформатора высокого напряжения размещены коаксиально магнитопроводу статора электрического генератора. 3. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что трансформатор высокого напряжения выполнен многофазным со сферическим или полусферическим ярмом магнитопровода и высоковольтными разъединителями и размещен в торце рабочей камеры, а в основании трансформатора размещена диспетчерская служба.