ПОРТАТИВНАЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ УСТАНОВКА Российский патент 2014 года по МПК F02B63/04 

Изобретение относится к портативным электрическим установкам, использующим тепловые двигатели для привода генераторов.

Известна система двигатель-генератор переменного тока [1], в которой для возбуждения ЭДС в силовых обмотках статора якорь совершает вращательное движение. Очень часто в этой системе в качестве привода используют двигатели внутреннего сгорания [2]. Недостатком такой системы является сложность преобразования с помощью кривошипно-шатунного механизма возвратно-поступательного движения поршней двигателя во вращательное движение коленчатого вала, подсоединенного к якорю генератора.

Наиболее близким к предложенному является портативная электрическая установка, содержащая корпус, тепловой двигатель с поршнями, размещенными в рабочих камерах теплового двигателя и соединенными между собой штоком [3]. Установка содержит также электрический генератор с обмотками статора. Подвижная часть генератора имеет магниты. Емкости с топливом сообщены с зарядными устройствами рабочих камер двигателя. Тепловой двигатель, генератор и емкость с топливом установлены в корпусе. Магниты выполнены кольцевыми, закреплены на штоке и обращены друг к другу разноименными полюсами. Установка снабжена ручками для переноса.

Недостатком портативной электрической установки является низкая надежность работы в связи со сложностью конструкции подвижного штока поршня с закрепленными на нем кольцевыми магнитами.

Целью изобретения является повышение надежности работы портативной электрической установки.

Поставленная цель достигается тем, что портативная электрическая установка (ПЭУ), содержащая корпус, тепловой двигатель с двумя поршнями, размещенными в рабочих камерах теплового двигателя и соединенных между собой штоком, электрический генератор с обмотками статора, подвижной частью генератора, кольцевыми магнитами, емкости с топливом, сообщенные с зарядными устройствами камер двигателя, а двигатель и генератор установлены в корпусе, кольцевые магниты обращены друг к другу разноименными полюсами.

Новым в устройстве портативной электрической установки является выполнение подвижной части генератора в виде штока из магнитного материала, сердечники обмотки выполнены кольцевыми двутаврового сечения, кольцевые магниты охватывают шток поршня и расположены по обеим сторонам сердечников. На штоке поршня прорезаны кольцевые канавки, заполненные немагнитным материалом.

ПЭУ характеризуется тем, что длина прорезей двутавровых сердечников обмотки равна длине канавок штока поршня и толщине кольцевых магнитов, а толщина полок сердечников обмотки выполняется равной толщине выступов штока поршня.

На фиг.1. представлена конструктивная схема предлагаемой портативной электрической установки.

Портативная электрическая установка содержит корпус 1, тепловой двигатель с поршнями 2, размещенными в рабочих камерах 3 теплового двигателя и соединенных между собой штоком 4, электрический генератор с обмотками 5 статора. Емкости 6 с топливом сообщены с зарядными устройствами рабочих камер 3 двигателя. Тепловой двигатель, генератор и емкости с топливом 6 установлены в корпусе 1. Установка снабжена ручками 7 для переноса.

Обмотки 5 состоят из кольцевых сердечников (фиг.2) двутаврового сечения. Кольцевые магниты 9 обращены друг к другу разноименными полюсами, охватывают шток 4 поршней 2 и расположены по обеим сторонам кольцевых сердечников 8 вдоль штока 4. На штоке 4 выполнены кольцевые канавки 10, заполненные немагнитным материалом, например сплавом на основе алюминия. Прорези кольцевых сердечников 8 у штока 4 имеют кольцевые вставки 11, выполненные из немагнитного материала.

Кольцевые сердечники 8 имеют прорези длиной „h" и полки толщиной „k". Длина кольцевых канавок 9 штока 4 составляет величину „H". Толщина выступов штока 5 равна „т". Толщина кольцевых магнитов 9 составляет величину „С". Длина прорезей „h" кольцевых двутавровых сердечников 8 равна длине канавок „H" штока 4 и толщине „С" кольцевых магнитов 9, а толщина полок „k" кольцевых сердечников 8 соответствует толщине выступов „m" штока 4.

Портативная электрическая установка работает следующим образом. Топливо из емкости 6 подается в зарядные устройства рабочих камер 3 и с помощью пускового устройства (не показано) обеспечивает запуск теплового двигателя. Возникающее при сгорании топлива давление попеременно действует на поршни 2, которые вместе со штоком 4 совершают возвратно-поступательное движение. Вследствие этого движения магнитные потоки кольцевых магнитов 9 генерируют ЭДС в обмотке 5, снимаемую с электрических разъемов. Генерирование ЭДС происходит в тот промежуток времени, когда выступы „m" штока 4 находятся вблизи полок „k" кольцевых сердечников 8 (на фиг.2 магнитные силовые линии показаны пунктиром).

В качестве материала кольцевых магнитов 9 может использоваться сплав неодим-железо-бор, обладающий высокими магнитными свойствами.

Для повышения надежности обмотки 5 (фиг.1) прорези кольцевых сердечников 8 у штока 4 имеют кольцевые вставки 11 (фиг.2), выполненные из немагнитного материала, например из алюминиевого сплава.

Использование предлагаемого технического решения обеспечивает повышение надежности работы портативной электрической установки.

Литература

1. Аткинс Б. Общая теория электрических машин. Пер. с англ. И.В.Антика. Государственное энергетическое издательство. М.-Л.: 1960. 272 с.

2. Мировое судовое дизелестроение. Концепции конструирования, анализ международного опыта: Учеб. пособие/Г.А.Конке, В.А.Лошко. М.: Машиностроение, 2005. 512 с.

3. Портативная электрическая установка. Патент на полезную модель №105678, Российская Федерация; опубл. 20.06.2011 г., бюл. №27. F02B 63/04.

Изобретение относится к портативным электрическим установкам, использующим тепловые двигатели для привода генераторов. Портативная электрическая установка содержит тепловой двигатель и электрический генератор, установленные в корпусе. Соединенные между собой штоком 4 с кольцевыми канавками 10 поршни совершают возвратно-поступательное движение. Сердечники 8 обмотки 5 статора выполнены кольцевыми двутаврового сечения, кольцевые магниты 9 охватывают шток 4 с поршнями, кольцевые магниты 9 генерируют переменный электрический ток в электрической обмотке статора. Изобретение обеспечивает повышение надежности работы портативной электрической установки. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Портативная электрическая установка (ПЭУ), содержащая корпус, тепловой двигатель с двумя поршнями, размещенными в рабочих камерах теплового двигателя и соединенных между собой штоком, электрический генератор с обмотками статора, подвижной частью генератора, кольцевыми магнитами, емкости с топливом, сообщенные с зарядными устройствами камер двигателя, а двигатель и генератор установлены в корпусе, кольцевые магниты обращены друг к другу разноименными полюсами, отличающаяся тем, что подвижная часть генератора выполнена в виде штока из магнитного материала, сердечники обмотки выполнены кольцевыми двутаврового сечения, кольцевые магниты охватывают шток поршня и расположены по обеим сторонам сердечников, на штоке прорезаны кольцевые канавки, заполненные немагнитным материалом.

2. ПЭУ по п.1, отличающаяся тем, что длина прорезей двутавровых сердечников обмотки равна длине канавок штока поршня и толщине кольцевых магнитов, а толщина полок сердечников обмотки выполняется равной толщине выступов штока поршня.