Линейный генератор переменного тока Советский патент 1980 года по МПК H02K35/00 

На фиг. 1 показан линейный генератор переменного тока двухканального исполнения, продольный разрез; на фиг. 2 - то же, поперечный разрез; на фиг. 3 -линейный генератор переменного тока многоканального исполнения, поперечный разрез; на фиг. 4 - развертка генератора на фиг. 3. Генератор содержит неподвижную магнитную систему 1 с полюсами 2, камеру 3 с последовательно соединенными каналами 4, частично расположенную в зазоре магнитной системы и заполненную жидким металлом, якорь 5, состоящий из пластин, выполненных из материала с относительно высокой электропроводностью и малым удельным весом, например из алюминия, разделенный в поперечном к движению направлении изоляционными прокладками 6, электроды 7, 8 и тепловые двигатели 9. Поршни 10 тепловых двигателей соединены посредством штоков 11, проходяших через уплотнения 12, с пластинами якоря. Якорь, жидкий металл и электроды образуют замкнутый виток, являющийся первичной обмоткой трансформатора, имеюшего сердечник 13 и вторичную обмотку 14, к которой подсоединяется нагрузка. При выполнении генератора многоканальным последовательно соединенные каналы 4 располагаются на гранях прямой призмы, основанием которой является правильный многоугольник. Магнитная система при этом, как показано на фиг. 3, включает в себя магнитопровод и катушки возбуждения 15. Участки каналов 4, на которых находятся пластины якоря 5, расположены в зазорах магиитопровода, причем так, что их оси, совпадающие с направлением движения пластин якоря 5, параллельиы друг другу. Электроды 7, 8 соединяют каналы электрически последовательно и согласно друг с другом и служат для подключения нагрузки. Пластины якоря 5 посредством штоков 11, проходящих через уплотнения 12, соединены с двигателем, например, свободно-порщневым внутреннего сгорания. Стенки 16 каналов 4 выполнены из электроизоляционного материала. Работает генератор следующим образом. При движении поршней теплового двигателя пластины якоря соверщают возвратнопоступательное движение во взаимно противоположных направлениях в создаваемом магнитной системой магнитном поле, имеющем одииаковое направление в параллельных ветвях камеры. В связи с этим в пластинах якоря наводится переменная электродвижущая сила, а так как пластины якоря, жидкий металл и электроды образуют электрически замкнутый виток, то в последнем возникает переменный ток, вызванный электродвижущей силой, равной сумме электродвижущих сил пластин якоря. Поперечная щихтовка пластин якоря введена для уменьщения продольных токов, обусловленных реакцией якоря, что увеличивает коэффициент иолезного действия генератора. Для заполнения камеры может быть использован эвтектический сплав натрия и калия, находящийся в рабочем состоянии ири температуре 100°С и обеспечивающий как надежный электрический контакт между подвижными и неподвижными частями, так и эффективный теплоотвод от первых ко вторым. Соединение каналов в замкнутый контур позволяет выбрать поперечные размеры пластин якоря 5 близкими к поперечному размеру канала 4, что обеспечивает гидравлическую синхронизацию движения якорей за счет перемещения жидкого металла, находящегося между пластинами якоря 5, и обуславливает незначительную величину щунтирующих токов в слоях жидкого металла, находящихся в зазорах между пластинами якоря 5 и стенками каналов 4. При выполнении генератора с числом каналов четным и большим двух он уравновещен, так как иеремещение центра масс отсутствует, а суммарный момент инерционных сил относительно него равен нулю. В связи с тем, что ЭДС, генерируемая в одной пластине якоря 5, невелика, порядка одного вольта, целесообразно электроды и каналы замкнуть накоротко и использовать этот короткозамкнутый виток в качестве первичной обмотки трансформатора. Данная конструкция линейного генератора переменного тока обеспечивает возможность получения относительно небольщих величин массы перемещаемых частей, что, в свою очередь, позволяет работать при частотах порядка 100 Гц, что обеспечивает высокие удельные весогабаритные показатели. Рабочий процесс в каналах генератора благодаря уменьшению гидравлических и электрических потерь происходит с малыми потерями, что обеспечивает возможность достижения высокого КПД. Выполнение генератора многоканальным устраняет вибрации. Все основные элементы генератора могут эксплуатироваться в течение длительного времени, что позволяет достигнуть большого ресурса. Формула изобретения Линейный генератор переменного тока, содержащий неподвижную магнитную систему и якорь в виде пластины из электропроводного материала, помещенный в заполненную жидким металлом камеру, к которой примыкают электроды, отличающийся тем, что, с целью уменьшения массы и габаритов, повышения КПД, камера выполнена в виде замкнутого контура из последовательно соединенных каналов с идкнм металлом, в каждом из которых

имеется своя пластина из электропроводного материала.

2. Генератор по и. 1, отличающийся тем, что последовательно соединенные каналы расположены на гранях ирямой призмы, основанием которой является правильный многоугольник.

Источники информации, принятые во внимание прп экспертизе

1.Nenartige Wechselstrom - Gemratoren, «Elektro-Auzeiger Esslu, Nr. 22-24, Nov. 1965.

2.Авторское свидетельство СССР N° 535678, кл. Н 02К 35/00, 1974.

1Н