Импульсный магнитоэлектрический генератор Российский патент 2024 года по МПК H02K35/02 

Предполагаемое изобретение относится к автономным устройствам, обеспечивающим электропитанием различные системы.

Известен импульсный магнитоэлектрический генератор, описанный в патенте РФ №2679768, и выбранный нами в качестве прототипа. Данный импульсный магнитоэлектрический генератор содержит расположенные в снаряде катушку индуктивности и кольцевой постоянный магнит, перемещающийся под действием инерционных сил относительно катушки вдоль оси снаряда, из-за чего в катушке создается напряжение, которое заряжает конденсатор, а также основание с направляющим стержнем из бронзы, чашку сердечника броневого типа из феррита, в которой размещена катушка индуктивности, которая связанна с основанием направляющего стержня, и кольцевой постоянный магнит с радиальной намагниченностью, связанный силами взаимного притяжения и ферромагнитной шайбой. При этом, магнит удален вдоль направляющего стержня на некоторое расстояние от чашки сердечника. Магнит имеет возможность под действием инерционных сил преодолеть силы притяжения к ферромагнитной шайбе и перемещаться к чашке сердечника вдоль направляющего стержня. Оси симметрии деталей импульсного магнитоэлектрического генератора совпадают с продольной осью снаряда.

Недостатком такой конструкции является большое расстояние от магнита до ферритовой чашки, которое необходимо для ее изоляции от магнитного потока, а также большой диаметр магнита относительно его толщины, приводящий к перекосу магнита при срабатывании.

Кроме того, ферритовая чашка магнитопровода имеет низкую магнитную проницаемость, что приводит к увеличению габаритно-массовых характеристик генератора.

Задачей, на решение которой направлено предполагаемое изобретение, является минимизация габаритно-массовых характеристик и упрощение конструкции без ухудшения динамических характеристик импульсного магнитоэлектрического генератора.

Поставленная задача решается конструкцией импульсного магнитоэлектрического генератора содержащего постоянный магнит, перемещающийся относительно катушки индуктивности, при этом, новым является то, что постоянный магнит и катушка, размещены внутри ярма, которое одновременно является корпусом, при этом, внутри него с зазорами относительно внутренней поверхности размещен стакан, таким образом, что дном стакана является верхняя горизонтальная стенка ярма, внутри стакана помещен постоянный магнит с возможностью продольного перемещения внутри ярма, в зазорах между боковыми стенками стакана и ярма помещена катушка индуктивности, а одна из горизонтальных стенок ярма является крышкой, при этом, постоянный магнит размещенный внутри стакана, состоит из одного и более постоянных магнитов.

Конструкция предполагаемого изобретения поясняется графическими материалами - фиг. 1 и 2, где на фиг. 1 изображен продольный разрез генератора, находящийся в исходном состоянии, а на фиг. 2 продольный разрез генератора после срабатывания.

Импульсный магнитоэлектрический генератор состоит из цилиндрического ярма 1, одновременно являющимся корпусом, в котором с зазорами относительно внутренней поверхности размещен стакан 2, внутри которого находится постоянный магнит 3, при этом постоянных магнитов может быть несколько. На внешней поверхности стакана 2 находится бескаркасная проводная катушка 4, а закрывает конструкцию крышка 5. Бескаркасная проводная катушка 4 залита компаундом.

Импульсный магнитоэлектрический генератор работает следующим образом, при перемещении постоянного магнита магнитоэлектрического генератора относительно ярма 1, с бескаркасной проводной катушкой 4 под действием стартового ускорения происходит индуцирование электродвижущей силы (ЭДС), постоянный магнит 3 выходит из стакана 2, где он находится в замкнутом состоянии, перемещается внутри бескаркасной проводной катушки 4 и тороидально замыкает собой магнитную систему вокруг бескаркасной проводной катушки 4. Дополнительная ЭДС индуцируется перемещением постоянного магнита 3 вдоль бескаркасной проводной катушки 4 и тороидальным замыканием магнитной системы.

При этом, ЭДС индукции создается в бескаркасной проводной катушке 4 не только за счет размыкания магнитной цепи (постоянный магнит-стакан), но и вследствие перемещения постоянного магнита 3 относительно бескаркасной катушки 4. В итоге магнитная цепь (постоянный магнит 3 - ярмо 1 - крышка 5) замыкается тороидальным образом вокруг бескаркасной проводной катушки 4, генерируя основную часть ЭДС.

Таким образом, за счет того, что в конструкции генератора отсутствуют ферромагнитная шайба, направляющий стержень, ферритовая чашка, а кольцевой магнит заменен цилиндрическим, обеспечивается минимизация его габаритно-массовых характеристик и упрощение конструкции. Также, в связи с добавлением ЭДС индукции, вызванной движением постоянного магнита 3 относительно бескаркасной проводной катушки 4, повышается мощность электрического импульса генератора. Для управления характеристиками импульсного магнитоэлектрического генератора один постоянный магнит можно заменить на несколько постоянных магнитов, для этого в стакане выполняются несколько каналов для их размещения. Конструкция генератора является полностью герметичной и не имеет разрушаемых элементов.

Изобретение относится к автономным устройствам, обеспечивающим электропитанием различные системы. Технический результат - минимизация массогабаритных характеристик. Конструкция импульсного магнитоэлектрического генератора предусматривает постоянный магнит, перемещающийся относительно катушки индуктивности. Особенностью изобретения является размещение постоянного магнита и катушки внутри ярма, которое одновременно является корпусом. Внутри ярма с зазорами относительно внутренней поверхности размещен стакан таким образом, что дном стакана является верхняя горизонтальная стенка ярма, внутри стакана помещен постоянный магнит с возможностью продольного перемещения внутри ярма, в зазорах между боковыми стенками стакана и ярма помещена катушка индуктивности, а одна из горизонтальных стенок ярма является крышкой. При этом постоянный магнит, размещенный внутри стакана, состоит из одного и более постоянных магнитов. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Импульсный магнитоэлектрический генератор, содержащий постоянный магнит, перемещающийся относительно катушки индуктивности, отличающийся тем, что постоянный магнит и катушка размещены внутри ярма, которое одновременно является корпусом, при этом внутри него с зазорами относительно внутренней поверхности размещен стакан, таким образом, что дном стакана является внешняя горизонтальная стенка ярма, внутри стакана помещен постоянный магнит с возможностью продольного перемещения внутри ярма, в зазорах между боковыми стенками стакана и ярма помещена катушка индуктивности, а одна из горизонтальных стенок ярма является крышкой.

2. Импульсный магнитоэлектрический генератор по п. 1, отличающийся тем, что постоянный магнит, размещенный внутри стакана, состоит из одного и более постоянных магнитов.