ЛИНЕЙНЫЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ГЕНЕРАТОР Российский патент 2018 года по МПК H02K35/02 

Изобретение относится к устройствам для преобразования механической энергии при колебательном движении в электрический ток посредством постоянных магнитов и катушек.

Известны аналогичные решения, содержащие цилиндрический корпус, на котором размещена цилиндрическая катушка с осевой обмоткой, магнитный сердечник цилиндрической формы с осевой намагниченностью, размещенный внутри корпуса (см., например, описание полезной модели к патенту RU 83373, МПК H02K 35/02 (2006/01), дата публикации 27.01.2011; описание полезной модели к патенту RU 101881, МПК H02K 35/02 (2006/01), дата публикации 27.01.2011; описание изобретения к патенту RU 2304341, МПК H02K 35/02 (2006/01), дата публикации 10.08.2007).

Недостатком аналогов является сложность конструкции, недостаточная эффективность преобразования механической энергии при колебательном движении в электрический ток.

Ближайшим аналогом является линейный электрический генератор, содержащий цилиндрический корпус, на котором размещена цилиндрическая катушка с осевой обмоткой, магнитный сердечник цилиндрической формы с осевой намагниченностью, размещенный внутри цилиндрического корпуса, ограничительный элемент, размещенный внутри цилиндрического корпуса и выполненный в виде магнита, обращенного к магнитному сердечнику одноименным полюсом (см. например, описание изобретения к патенту RU 2304341, МПК H02K 35/02 (2006/01), дата публикации 10.08.2007).

Недостатком ближайшего аналога является недостаточная эффективность преобразования механической энергии при колебательном движении в электрический ток.

Технический результат выражается в повышении эффективности преобразования механической энергии при колебательном движении в электрический ток.

Сущность технического решения заключается в том, что оно содержит цилиндрический корпус, на котором размещена цилиндрическая катушка с осевой обмоткой, магнитный сердечник цилиндрической формы с осевой намагниченностью, размещенный внутри цилиндрического корпуса, ограничительный элемент, размещенный внутри цилиндрического корпуса и выполненный в виде магнита, обращенного к магнитному сердечнику одноименным полюсом, и отличается от ближайшего аналога тем, что снабжено цилиндрической катушкой с радиальной обмоткой, расположенной вокруг ограничительного элемента на цилиндрическом корпусе со сдвигом в сторону цилиндрической катушки с осевой обмоткой.

Сущность технического решения поясняется чертежом, на котором приведен вид сбоку в продольном сечении.

Линейный электрический генератор содержит цилиндрический корпус 1, на котором размещена цилиндрическая катушка 3 с осевой обмоткой, магнитный сердечник 4 цилиндрической формы с осевой намагниченностью, размещенный внутри цилиндрического корпуса 1, ограничительный элемент 5, размещенный внутри цилиндрического корпуса 1 и выполненный в виде магнита, обращенного к магнитному сердечнику 4 одноименным полюсом, цилиндрическую катушку 2 с радиальной обмоткой, расположенную вокруг ограничительного элемента 5 на цилиндрическом корпусе 1 со сдвигом в сторону цилиндрической катушки 3 с осевой обмоткой.

Цилиндрический корпус 1 может быть снабжен упругим амортизирующим элементом 6, расположенным на его конце, не содержащем ограничительный элемент 5.

Цилиндрическая катушка 2 с радиальной обмоткой может быть выполнена в виде прямоугольной обмотки, свернутой с получением цилиндрической формы на внешней поверхности цилиндрического корпуса 1. Цилиндрическая катушка 2 с радиальной обмоткой может быть выполнена в виде отдельных частей, соединенных между собой согласно последовательно или параллельно.

Цилиндрический корпус 1 выполнен из диэлектрического материала.

Упругий амортизирующий элемент 6 препятствует выходу магнитного сердечника 4 за пределы цилиндрического корпуса 1. Относительные размеры вышеуказанных элементов линейного электрического генератора могут быть выполнены в следующих соотношениях (или близких к ним):

- диаметр магнитного сердечника 4 составляет 0,8 его длины;

- длина цилиндрической катушки 3 с осевой обмоткой равна длине магнитного сердечника 4;

- длина цилиндрической катушки 2 с радиальной обмоткой составляет 0,5 длины магнитного сердечника 4;

- расстояние между близлежащими краями цилиндрической катушки 3 с осевой обмоткой и цилиндрической катушки 2 с радиальной обмоткой равно длине магнитного сердечника 4 или менее длины магнитного сердечника 4 вплоть до непосредственной близости краев.

Принцип работы предложенного устройства состоит в непосредственном взаимодействии магнитного поля подвижного магнитного сердечника 4 с магнитными полями индуцированного им токов в цилиндрических катушках 2, 3 и магнитным полем ограничительного элемента 5 в виде торцевого дискового магнита.

Максимальное значение генерируемого тока совпадает с максимальным приближением магнитного сердечника 4 к торцу цилиндрической катушки 2, воспринимающей радиальное изменение магнитного потока, при условии, что противоположный торец цилиндрической катушки 2 находится в непосредственной близости от поверхности ограничительного устройства 5, выполненного в виде дискового магнита, ориентированного одноименным полюсом к магнитному сердечнику 4.

Зазор между внутренней поверхностью цилиндрического корпуса 1 и поверхностью магнитного сердечника 4 минимален, но не препятствует свободному возвратно-поступательному движению магнитного сердечника 4. Цилиндрический корпус 1 имеет отверстия 7, обеспечивающие свободное циркулирование воздуха, не создавая препятствий осевому перемещению сердечника 4 и обеспечивая теплообмен в рабочем пространстве линейного электрического генератора.

Изобретение относится к электротехнике. Технический результат состоит в повышении эффективности преобразования механической энергии при колебательном движении в электрический ток. На цилиндрическом корпусе размещена цилиндрическая катушка с осевой обмоткой. Магнитный сердечник цилиндрической формы с осевой намагниченностью размещен внутри корпуса. Ограничительный элемент выполнен в виде магнита, обращенного к магнитному сердечнику одноименным полюсом. Цилиндрическая катушка с радиальной обмоткой расположена вокруг ограничительного элемента на цилиндрическом корпусе со сдвигом в сторону цилиндрической катушки с осевой обмоткой. 1 ил.

Линейный электрический генератор, содержащий цилиндрический корпус, на котором размещена цилиндрическая катушка с осевой обмоткой, магнитный сердечник цилиндрической формы с осевой намагниченностью, размещенный внутри цилиндрического корпуса, ограничительный элемент, размещенный внутри цилиндрического корпуса и выполненный в виде магнита, обращенного к магнитному сердечнику одноименным полюсом, отличающийся тем, что снабжен цилиндрической катушкой с радиальной обмоткой, расположенной рядом с ограничительным элементом на цилиндрическом корпусе со сдвигом в сторону цилиндрической катушки с осевой обмоткой.