RU126229U1 - SOURCE OF ELECTRIC ENERGY OF SHORT-TERM ACTION ON THE BASIS OF MHD DC GENERATOR - Google Patents

SOURCE OF ELECTRIC ENERGY OF SHORT-TERM ACTION ON THE BASIS OF MHD DC GENERATOR Download PDF

Info

Publication number
RU126229U1
RU126229U1 RU2012144567/07U RU2012144567U RU126229U1 RU 126229 U1 RU126229 U1 RU 126229U1 RU 2012144567/07 U RU2012144567/07 U RU 2012144567/07U RU 2012144567 U RU2012144567 U RU 2012144567U RU 126229 U1 RU126229 U1 RU 126229U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
mhd
collector
fuel
mhd generator
generator
Prior art date
Application number
RU2012144567/07U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Виктор Петрович Панченко
Original Assignee
Виктор Петрович Панченко
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Виктор Петрович Панченко filed Critical Виктор Петрович Панченко
Priority to RU2012144567/07U priority Critical patent/RU126229U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU126229U1 publication Critical patent/RU126229U1/en

Links

Images

Landscapes

  • Plasma Technology (AREA)

Abstract

Источник электрической энергии кратковременного действия на основе МГД-генератора постоянного тока содержит в качестве магнитной системы постоянный магнит, а в качестве плазмообразующего топлива - унитарное топливо. Устройство запуска МГД-генератора выполнено механическим. Указанные признаки позволяют создать полностью автономное устройство, конструкция которого проста, компактна и надежна, обеспечивает длительный режим готовности к работе (месяцы, годы), невосприимчива к внешним воздействиям и независима от условий окружающей среды. Выполнение токосъемных электродов из материала, обеспечивающего приэлектродное падение напряжение, меньшее рабочего напряжения МГД-генератора, и коммутация токосъемных шин по полезной модели, исключающая ослабление магнитного поля постоянного магнита, обеспечивают приемлемые для ряда применений характеристики МГД-генератора - время выхода на рабочий режим ~ 0.1 с, время работы до 10 с, электрическую мощность до 100 кВт. A short-term source of electric energy based on the MHD generator of a direct current contains a permanent magnet as a magnetic system, and a unitary fuel as a plasma-forming fuel. The device for starting the MHD generator is mechanical. These features allow you to create a fully autonomous device, the design of which is simple, compact and reliable, provides a long mode of readiness for work (months, years), is immune to external influences and is independent of environmental conditions. The implementation of current-collecting electrodes from a material providing a near-electrode voltage drop lower than the operating voltage of the MHD generator, and switching current-collecting buses according to a utility model, which excludes the weakening of the magnetic field of the permanent magnet, provide characteristics of the MHD generator that are acceptable for a number of applications — time to reach the operating mode ~ 0.1 s, operating time up to 10 s, electric power up to 100 kW.

Description

Полезная модель относится к источникам электрической энергии кратковременного действия на основе МГД-генератора постоянного тока и может быть использована в качестве полностью автономного источника электрической энергии кратковременного действия мощностью до 100 кВт с длительной (месяцы, годы) готовностью к работе и временем выхода на режим генерации электроэнергии ~ 0.1 с.The utility model relates to sources of short-term electrical energy based on an MHD generator of direct current and can be used as a fully autonomous source of short-term electrical energy with a capacity of up to 100 kW with a long-term (months, years) readiness for operation and a time to enter the power generation mode ~ 0.1 s

Известны МГД-генераторы кратковременного действия с резистивной магнитной системой на продуктах сгорания твердого (порохового) плазмообразующего топлива ["МГД-генераторы кратковременного действия", Энциклопедия низкотемпературной плазмы, под редакцией В.Е.Фортова, М., издательство "Наука", 2000, т.IV, с.162-164].Known MHD generators of short-term action with a resistive magnetic system on the products of combustion of solid (powder) plasma-forming fuel ["MHD generators of short-term action", Encyclopedia of low-temperature plasma, edited by V.E. Fortov, M., publishing house "Science", 2000, vol. IV, p. 162-164].

Основные недостатки таких генераторов заключаются в следующем:The main disadvantages of such generators are as follows:

- отсутствие автономности, т.к. для начала их работы необходимо создание первичного магнитного поля, значительно меньшего рабочего, от внешнего источника электрической энергии непосредственно перед началом работы МГД-генератора. Такое поле создается батареей аккумуляторов или конденсаторов, для поддержания номинальных характеристик которых требуется их подзарядка от автономного зарядного устройства;- lack of autonomy, as To begin their work, it is necessary to create a primary magnetic field, much smaller than the working one, from an external source of electric energy immediately before the start of the operation of the MHD generator. Such a field is created by a battery of batteries or capacitors, to maintain the nominal characteristics of which they require recharging from an autonomous charger;

- большое время (1-2 с) выхода МГД-генератора на режим генерации электроэнергии, связанное с установлением рабочего магнитного поля в результате самовозбуждения;- a long time (1-2 s) for the MHD generator to reach the electric power generation mode associated with the establishment of a working magnetic field as a result of self-excitation;

- низкий к.п.д. генератора, т.к. значительная часть (30-50%) генерируемой в МГД-канале электрической энергии тратится на поддержание индукции магнитного поля;- low efficiency generator, as a significant part (30-50%) of the electric energy generated in the MHD channel is spent on maintaining the magnetic field induction;

- ограничение по длительности интервала между запусками (≥10 часов) при отсутствии системы охлаждения, связанное с джоулевым нагревом материала обмотки магнита. Применение же системы охлаждения потребует дополнительного источника энергии для ее питания, что сделает МГД-генератор более громоздким и еще более снизит степень его автономности.- a restriction on the duration of the interval between starts (≥10 hours) in the absence of a cooling system, associated with joule heating of the magnet winding material. The use of a cooling system will require an additional energy source for its power supply, which will make the MHD generator more bulky and further reduce its degree of autonomy.

Последние три недостатка полностью исключаются при использовании в МГД-генераторе вместо резистивной магнитной системы сверхпроводящего магнита [Р.В.Догадаев, В.П.Панченко и др. "Компактная МГД-установка для генерации мощных электрических импульсов", Известия РАН, Энергетика, 2007, №4, с.130-139].The last three drawbacks are completely eliminated when a superconducting magnet is used instead of the resistive magnetic system in the MHD generator [RVDogadaev, V.P. Panchenko and others. “Compact MHD installation for generating powerful electric pulses”, Izvestiya RAS, Energetika, 2007 , No. 4, p.130-139].

Однако, МГД-генератор со сверхпроводящей магнитной системой также не является автономным т.к. магнитное поле, равное рабочему, создается до запуска МГД-генератора от внешнего источника электрической энергии и поддерживается постоянным в течение заданного времени.However, a MHD generator with a superconducting magnetic system is also not autonomous because A magnetic field equal to the working one is created before the MHD generator is launched from an external source of electric energy and is kept constant for a predetermined time.

В таком МГД-генераторе длительность выхода на режим зависит только от времени установления требуемых параметров плазмы, которое для унитарного топлива составляет ~ 0,1 с.In such an MHD generator, the duration of entering the regime depends only on the time required to establish the plasma parameters, which for a unitary fuel is ~ 0.1 s.

Генерируемая в МГД-канале электрическая энергия полностью передается потребителю без затрат на поддержание индукции магнитного поля, что не уменьшает к.п.д. генератора.The electric energy generated in the MHD channel is completely transmitted to the consumer without the expense of maintaining the magnetic field induction, which does not reduce the efficiency generator.

Ограничение по длительности интервалов между импульсами в МГД-генераторе со сверхпроводящей магнитной системой не определяется временем охлаждения обмотки магнита, т.к. сверхпроводящая обмотка магнита находится при постоянной температуре, например, при температуре жидкого гелия, не нагревается при прохождении тока и, следовательно, не требует отвода тепла с обмотки.The limitation on the duration of intervals between pulses in a MHD generator with a superconducting magnetic system is not determined by the cooling time of the magnet winding, since the superconducting magnet winding is at a constant temperature, for example, at the temperature of liquid helium, does not heat up when current flows and, therefore, does not require heat removal from the winding.

Этот тип МГД-генератора выбран в качестве прототипа. Однако указанный МГД-генератор также не является полностью автономным, т.к. автономный маломощный источник, кроме указанной выше функции, необходим для электропитания системы криогенного обеспечения сверхпроводящей магнитной системы, прежде всего ее криокулера и компрессора.This type of MHD generator is selected as a prototype. However, the indicated MHD generator is also not completely autonomous, because an autonomous low-power source, in addition to the function indicated above, is necessary for powering the cryogenic supply system of a superconducting magnetic system, especially its cryocooler and compressor.

Техническим результатом, достигаемым в полезной модели, является обеспечение полной автономности источника электрической энергии кратковременного действия на основе МГД-генератора с приемлемыми для ряда приложений электрическими характеристиками, создание простой, компактной и надежной его конструкции с длительной готовностью к работе, невосприимчивостью к внешним воздействиям и независимостью от условий окружающей среды.The technical result achieved in the utility model is to ensure complete autonomy of the short-term electrical energy source on the basis of an MHD generator with acceptable electrical characteristics for a number of applications, to create a simple, compact and reliable design with long-term operational readiness, immunity to external influences and independence from environmental conditions.

Указанный технический результат достигается тем, что в источнике электрической энергии кратковременного действия на основе МГД-генератора постоянного тока, содержащем камеру сгорания с контейнером для плазмообразующего топлива, перезарядным устройством, воспламенителем топлива и устройством запуска, сверхзвуковое сопло, линейный фарадеевский МГД-канал и магнитную систему для создания магнитного поля в МГД-канале, образованном двумя многослойными электроизоляционными стенками, а также анодной и катодной многослойными стенками, при этом секционированные токосъемные электроды анодной и катодной стенок соединены с соответствующими токосъемными шинами, в качестве магнитной системы использован постоянный магнит с индукцией магнитного поля не менее 0,5 Тл, а в качестве плазмообразующего топлива использовано унитарное топливо, обеспечивающее электропроводность сверхзвукового потока плазмы не менее 100 См/м, устройство запуска выполнено механическим, токосъемные электроды анодной и катодной стенок изготовлены из материала, обеспечивающего приэлектродное падение напряжения, по крайней мере, в 3 раза меньшее рабочего напряжения МГД-генератора, при этом один из токосъемных электродов соединен с соответствующей токосъемной шиной, а другая токосъемная шина другого токосъемного электрода разделена на два участка, каждый из которых направлен вдоль соответствующей электроизоляционной стенки и перпендикулярно противоположной электродной стенке, над которой указанные участки соединены с образованием третьего участка, направленного параллельно неразделенной на участки токосъемной шине и расположенного на минимально допустимом из условия электрической изоляции расстоянии от нее.The specified technical result is achieved by the fact that in the short-term electric power source based on the MHD generator of a direct current containing a combustion chamber with a container for plasma-forming fuel, a recharge device, a fuel igniter and a launch device, a supersonic nozzle, a linear Faraday MHD channel and a magnetic system to create a magnetic field in the MHD channel formed by two multilayer insulating walls, as well as the anodic and cathodic multilayer walls, at the sectioned current collection electrodes of the anode and cathode walls are connected to the corresponding current collection buses, a permanent magnet with a magnetic field induction of at least 0.5 T is used as a magnetic system, and a unit fuel is used as a plasma-forming fuel, providing a conductive supersonic plasma flow of at least 100 cm / m, the trigger device is made mechanical, the collector electrodes of the anode and cathode walls are made of a material providing near-electrode drop on at least 3 times less than the working voltage of the MHD generator, while one of the collector electrodes is connected to the corresponding collector bus, and the other collector bus of the other collector electrode is divided into two sections, each of which is directed along the corresponding insulating wall and perpendicularly opposite the electrode wall, above which these sections are connected with the formation of the third section, directed parallel to undivided into sections of the collector bus and located at the minimum permissible distance from the condition of electrical insulation.

Электрические характеристики МГД-генератора по полезной модели (время работы - до 10 с, электрическая мощность - до 100 кВт, к.п.д. - несколько процентов) являются приемлемыми для ряда применений, например, в качестве источника электрической энергии для стартеров мощных энергосиловых установок (дизелей, двигателей внутреннего сгорания, турбин), для запитки индуктивных накопителей, магнитов мощных МГД-установок, маломощных аварийных, резервных или стабилизационных источников электрического питания кратковременного действия.The electrical characteristics of the MHD generator according to the utility model (operating time - up to 10 s, electric power - up to 100 kW, efficiency - a few percent) are acceptable for a number of applications, for example, as a source of electrical energy for powerful power starters installations (diesel engines, internal combustion engines, turbines) for powering inductive drives, magnets of powerful MHD installations, low-power emergency, backup or stabilization sources of electrical power for short-term operation.

Полная автономность устройства по изобретению достигается за счет использования в нем в качестве магнитной системы постоянного магнита, в качестве плазмообразующего топлива - унитарного плазмообразующего топлива и выполнения устройства запуска механическим. Постоянный магнит создает в объеме МГД-канала постоянную во времени индукцию магнитного поля, величина которой зависит от материала магнита. Использование унитарного плазмообразующего топлива, в состав которого уже входит горючее, окислитель и легко ионизирующаяся присадка, не требует системы подачи компонент топлива.Full autonomy of the device according to the invention is achieved through the use of a permanent magnet as a magnetic system, as a plasma-forming fuel - a unitary plasma-forming fuel and mechanical execution of the launch device. A permanent magnet creates in the volume of the MHD channel a time-constant magnetic field induction, the magnitude of which depends on the material of the magnet. The use of a unitary plasma-forming fuel, which already includes fuel, an oxidizing agent, and an easily ionizing additive, does not require a fuel component supply system.

Выполнение токосъемных электродов из материала, обеспечивающего приэлектродное падение напряжения, по крайней мере, в 3 раза меньшее рабочего напряжения МГД-генератора, и коммутация токосъемных шин по полезной модели обеспечивают получение указанных выше электрических характеристик МГД-генератора.The execution of current-collecting electrodes from a material providing a near-electrode voltage drop of at least 3 times less than the operating voltage of the MHD generator, and switching of the current-collecting buses according to a utility model provide the above electrical characteristics of the MHD generator.

Конструктивная простота и компактность устройства обеспечиваются применением неохлаждаемой безобмоточной магнитной системы на основе постоянного магнита и унитарного плазмообразующего топлива, создающего электропроводность продуктов сгорания не менее 100 См/м.The structural simplicity and compactness of the device are ensured by the use of an uncooled winding-free magnetic system based on a permanent magnet and a unitary plasma-forming fuel, which creates an electrical conductivity of the combustion products of at least 100 S / m.

Повышенная надежность МГД-генератора связана как с уменьшением количества узлов конструкции (обмоток и электрических цепей магнита, системы охлаждения, электрической системы запуска, автономного источника электропитания), так и конструктивной простотой магнита, камеры сгорания, топлива, устройства запуска.The increased reliability of the MHD generator is associated both with a decrease in the number of structural units (windings and electric circuits of the magnet, cooling system, electric starting system, autonomous power supply), and the structural simplicity of the magnet, combustion chamber, fuel, and launch device.

Устройство может находится в длительном режиме готовности к работе благодаря существованию магнитного поля постоянного магнита в течение длительного времени (месяцы, годы) и гарантированному ресурсу топлива (не менее 10 лет).The device can be in a long standby mode due to the existence of a magnetic field of a permanent magnet for a long time (months, years) and a guaranteed fuel resource (at least 10 years).

Простота и надежность конструкции, тип используемого унитарного топлива, постоянный магнит, механическое устройство запуска обеспечивают независимость работы МГД-генератора от окружающей среды и внешних воздействий.The simplicity and reliability of the design, the type of unitary fuel used, a permanent magnet, and a mechanical starting device ensure that the operation of the MHD generator is independent of the environment and external influences.

Источник электрической энергии по полезной модели представлен на фиг.1, 2, где на фиг.1 - структурная схема устройства в продольном разрезе, на фиг.2 - схема устройства в поперечном разрезе с одним из вариантов ошиновки МГД-канала, а именно, с разделением катодной токосъемной шины на два участки.The source of electric energy according to a utility model is shown in FIGS. 1, 2, where in Fig. 1 is a structural diagram of a device in longitudinal section, in Fig. 2 is a cross-sectional diagram of a device with one of the busbar options of an MHD channel, namely, the division of the cathode collector bus into two sections.

На указанных фигурах:In these figures:

1 - камера сгорания,1 - combustion chamber,

2 - контейнер с плазмообразующим топливом,2 - a container with plasma-forming fuel,

3 - перезарядное устройство,3 - recharge device

4 - воспламенитель топлива,4 - fuel igniter,

5 - устройство запуска,5 - launcher,

6 - сверхзвуковое сопло,6 - supersonic nozzle,

7 - линейный фарадеевский МГД-канал,7 - linear Faraday MHD channel,

8 - постоянный магнит,8 is a permanent magnet

9 - многослойная электроизоляционная стенка,9 - multilayer insulating wall,

10 - анодная многослойная стенка,10 - anode multilayer wall,

11 - катодная многослойная стенка,11 - cathode multilayer wall,

12 - токосъемные электроды анодной и катодной стенок,12 - collector electrodes of the anode and cathode walls,

13 - анодная токосъемная шина,13 - anode collector bus

14 - катодная токосъемная шина,14 - cathode collector bus

15 - опорная станина.15 - supporting frame.

Источник электрической энергии кратковременного действия на основе МГД-генератора постоянного тока (Фиг.1) содержит камеру сгорания 1, включающую контейнер с плазмообразующим топливом 2, перезарядное устройство топлива 3, воспламенитель топлива 4 и устройство запуска 5. В качестве плазмообразующего топлива, расположенного в контейнере 2 камеры сгорания 1, использовано унитарное топливо, обеспечивающее электропроводность сверхзвукового потока плазмы на входе в МГД-канал не менее 100 См/м.A short-term source of electrical energy based on a MHD generator of direct current (FIG. 1) comprises a combustion chamber 1, which includes a container with plasma-forming fuel 2, a rechargeable fuel device 3, a fuel igniter 4, and a launch device 5. As a plasma-forming fuel located in the container 2 combustion chambers 1, a unitary fuel was used, which provided electrical conductivity of the supersonic plasma flow at the entrance to the MHD channel at least 100 S / m.

Для обеспечения полной автономности генератора устройство запуска 5 выполнено механическим. К камере сгорания пристыковано сверхзвуковое сопло 6, которое сочленяется с линейным фарадеевским МГД-каналом 7, расположенным в рабочем объеме магнитной системы на основе постоянного магнита 8 с индукцией магнитного поля не менее 0,5 Тл. МГД-канал прямоугольного сечения образован двумя многослойными электроизоляционными стенками 9, а также анодной 10 и катодной 11 многослойными стенками. Токосъемные электроды 12 анодной и катодной стенок изготовлены из материала, обеспечивающего приэлектродное падение напряжения, по крайней мере, в 3 раза меньшее напряжения между электродами анодной и катодной стенок МГД-канала. Конструктивно секционированные электроды 12 анодной 10 и катодной 11 стенок соединены с соответствующими токосъемными шинами анодной 13 и катодной 14 стенок. (Фиг.2). Катодная шина разделена на два участка, каждый из которых направлен вдоль соответствующей электроизоляционной стенки и перпендикулярно противоположной электродной стенке, над которой указанные участки соединены с образованием третьего участка, направленного параллельно неразделенной на участки токосъемной шине и расположенного на минимально допустимом из условия электрической изоляции расстоянии от нее.To ensure complete autonomy of the generator, the trigger 5 is made mechanical. A supersonic nozzle 6 is docked to the combustion chamber, which is articulated with a linear Faraday MHD channel 7 located in the working volume of the magnetic system based on a permanent magnet 8 with a magnetic field induction of at least 0.5 T. The MHD channel of rectangular cross section is formed by two multilayer electrical insulating walls 9, as well as the anode 10 and cathode 11 multilayer walls. The current-collecting electrodes 12 of the anode and cathode walls are made of a material providing a near-electrode voltage drop that is at least 3 times lower than the voltage between the electrodes of the anode and cathode walls of the MHD channel. Structurally sectioned electrodes 12 of the anode 10 and cathode walls 11 are connected to the corresponding current collection buses of the anode 13 and cathode walls 14. (Figure 2). The cathode bus is divided into two sections, each of which is directed along the corresponding electrical insulating wall and perpendicular to the opposite electrode wall, above which these sections are connected to form a third section, parallel to the current-collecting bus, which is not divided into sections and located at the minimum distance from the electrical insulation condition .

Все указанные выше узлы МГД-генератора соединены в жесткую конструкцию, установленную на опорную станину 15.All of the above nodes MHD generator are connected in a rigid structure mounted on a support frame 15.

После укомплектования МГД-генератора может находиться в стадии готовности к работе в течение длительного времени (месяцы, годы), т.к. в его конструкции используются унитарное плазмообразующее топливо, постоянный магнит, механическое устройство запуска и воспламенитель, которые обладают большим сроком хранения.After completing the MHD generator, it may be in a state of readiness for work for a long time (months, years), because in its design, a unitary plasma-forming fuel, a permanent magnet, a mechanical starting device and an igniter are used, which have a long shelf life.

Включение МГД-генератора производится с помощью устройства запуска 5, инициирующего зажигание воспламенителя 4, который поджигает топливо в контейнере 2. Ряд плазмообразующих топлив, прежде всего твердые (пороховые), не требуют предпусковой подготовки и предварительных систем запуска, выходят на номинальный режим горения за время ~ 0.1 с и могут находиться в постоянной готовности к работе не менее 10 лет. После воспламенения топлива в камере сгорания 1 за время ~ 0.1 с устанавливаются заданные давление, температура, свойства плазмы и расход продуктов сгорания через сверхзвуковое сопло 6 и МГД-канал 7. Так как магнитное поле в МГД-канале существует постоянно, то при появлении плазменного потока в МГД-канале происходит "мгновенная" (с задержкой ~ 10-3 с) генерация электрической мощности.The MHD generator is turned on using the ignition device 5, which initiates the ignition of the igniter 4, which ignites the fuel in the container 2. A number of plasma-forming fuels, primarily solid (powder) fuels, do not require pre-start preparation and preliminary launch systems, go to the nominal combustion mode in time ~ 0.1 s and can be in constant readiness for work for at least 10 years. After ignition of the fuel in the combustion chamber 1 for a time of ~ 0.1 s, the specified pressure, temperature, plasma properties and the flow rate of the combustion products through the supersonic nozzle 6 and the MHD channel are established. Since the magnetic field in the MHD channel is constant, when a plasma stream appears In the MHD channel, “instantaneous” (with a delay of ~ 10 –3 s) generation of electric power occurs.

Генерируемый в МГД-канале ток отводится непосредственно в нагрузку или в преобразователь электрической энергии от токосъемных электродов 12, размещенных на анодной 10 и катодной 11 стенках канала, с помощью анодной 13 и катодной 14 токосъемных шин (Фиг.2). При этом соединение электродов и отвод тока от МГД-канала осуществляются по схеме, исключающей ослабление магнитного поля постоянного магнита в МГД-канале. Как уже указывалось выше, один из токосъемных электродов соединен с соответствующей токосъемной шиной, а другая токосъемная шина другого токосъемного электрода разделена на два участка, каждый из которых направлен вдоль соответствующей электроизоляционной стенки и перпендикулярно противоположной электродной стенке, над которой указанные участки соединены с образованием третьего участка, направленного параллельно неразделенной на участки токосъемной шине и расположенного на минимально допустимом из условия электрической изоляции расстоянии от нее.The current generated in the MHD channel is diverted directly to the load or to the electric energy converter from the collector electrodes 12 located on the anode 10 and cathode 11 of the channel walls using the anode 13 and cathode 14 of the collector buses (FIG. 2). In this case, the connection of the electrodes and the removal of current from the MHD channel are carried out according to a scheme that eliminates the weakening of the magnetic field of the permanent magnet in the MHD channel. As mentioned above, one of the collector electrodes is connected to the corresponding collector bus, and the other collector bus of the other collector electrode is divided into two sections, each of which is directed along the corresponding electrical insulating wall and perpendicular to the opposite electrode wall, above which these sections are connected to form the third section directed parallel to the collector bus which is not divided into sections and located on the minimum electrical isolation condition distance from her.

В одном из вариантов отвода тока от МГД-канала секционированные токосъемные электроды 12 анодной стенки 10 соединены с анодной токосъемной шиной 13. Катодная токосъемная шина 14 разделена на два участка, каждый из которых направлен вдоль соответствующей электроизоляционной стенки 9 и перпендикулярно анодной стенке 10. Указанные участки соединены в третий участок над анодной стенкой 10 (Фиг.2). Третий участок шины 14 параллелен анодной токосъемной шине 13 и расположен на минимально допустимом из условия электрической изоляции расстоянии от нее.In one embodiment of current drainage from the MHD channel, the sectioned current collection electrodes 12 of the anode wall 10 are connected to the anode current collection bus 13. The cathode current collection bus 14 is divided into two sections, each of which is directed along the corresponding electrical insulating wall 9 and perpendicular to the anode wall 10. These sections connected to the third section above the anode wall 10 (Figure 2). The third section of the bus 14 is parallel to the anode collector bus 13 and is located at the minimum distance from it from the condition of electrical insulation.

Так как токи в участках катодной токосъемной шины текут противоположно токам в плазме МГД-канала, то индуцируемые ими и токами в плазме "z"-компоненты магнитного поля в значительной мере компенсируются и поэтому не ослабляют магнитное поле в рабочем объеме канала, создаваемое постоянным магнитом. Так как параллельные участки токосъемных шин 13 и 14 над анодной стенкой расположены предельно близко друг к другу, токи в них равны и текут в противоположных направлениях. Следовательно, по закону полного тока индуцируемые ими магнитные поля компенсируют друг друга и, тем самым, не искажают в канале магнитное поле постоянного магнита.Since the currents in the sections of the cathode current collection bus flow opposite to the currents in the plasma of the MHD channel, the “z” components of the magnetic field induced by them and currents in the plasma are largely compensated and therefore do not weaken the magnetic field in the working volume of the channel created by the permanent magnet. Since the parallel sections of the collector bars 13 and 14 above the anode wall are located extremely close to each other, the currents in them are equal and flow in opposite directions. Consequently, according to the law of the total current, the magnetic fields induced by them compensate each other and, thus, do not distort the magnetic field of the permanent magnet in the channel.

Другим вариантом отвода тока от МГД-канала является смена ошиновки анодной и катодной стенок МГД-канала на обратную.Another option for removing current from the MHD channel is to reverse the busbar of the anode and cathode walls of the MHD channel.

Описанная коммутация электродов и токосъемных шин МГД-канала обеспечивает заданные электрические характеристики МГД-генератора, величины которых могут изменяться в диапазоне от холостого хода до короткого замыкания.The described switching of the electrodes and slip rings of the MHD channel provides the specified electrical characteristics of the MHD generator, the values of which can vary in the range from idle to short circuit.

Для уменьшения прикатодного и прианодного падений напряжения в МГД-канале используются токосъемные электроды 12 в составе многослойных анодной 10 и катодной 11 стенок из материала, обеспечивающего приэлектродное падение напряжения, по крайней мере, в 3 раза меньшее рабочего напряжения МГД-генератора, например, из пирографита. В этом случае приэлектродное падение напряжения не оказывает существенного влияния на электрические характеристики МГД-генератора.To reduce the near-cathode and near-anode voltage drops in the MHD channel, current-collecting electrodes 12 are used as part of the multilayer anode 10 and cathode 11 walls of a material providing a near-electrode voltage drop of at least 3 times less than the working voltage of the MHD generator, for example, pyrographite . In this case, the near-electrode voltage drop does not significantly affect the electrical characteristics of the MHD generator.

Таким образом, устройство по полезной модели является полностью автономным источником электрической энергии кратковременного действия на основе МГД-генератора с постоянным магнитом, электрические характеристики которого приемлемы для ряда технических применений. Его конструкция проста, компактна и надежна, обеспечивает длительный режим готовности к работе, невосприимчива к внешним воздействиям и независима от условий окружающей среды. Постоянный ток, генерируемый МГД-генератором, может быть преобразован в переменный или постоянный ток более высокого напряжения с помощью преобразователя электрической энергии на основе инверторов, выпрямителей и трансформаторов с к.п.д. ≥95%, что расширяет возможности применения устройства по полезной модели.Thus, the device according to the utility model is a fully autonomous source of short-term electrical energy based on a MHD generator with a permanent magnet, the electrical characteristics of which are acceptable for a number of technical applications. Its design is simple, compact and reliable, provides a long mode of readiness for work, is immune to external influences and is independent of environmental conditions. The direct current generated by the MHD generator can be converted into alternating or direct current of a higher voltage using an electric energy converter based on inverters, rectifiers and transformers with efficiency ≥95%, which expands the possibilities of using the device according to the utility model.

Claims (1)

Источник электрической энергии кратковременного действия на основе МГД-генератора постоянного тока, содержащий камеру сгорания с контейнером для плазмообразующего топлива, перезарядным устройством, воспламенителем топлива и устройством запуска, сверхзвуковое сопло, линейный фарадеевский МГД-канал и магнитную систему для создания магнитного поля в МГД-канале, образованном двумя многослойными электроизоляционными стенками, а также анодной и катодной многослойными стенками, при этом секционированные токосъемные электроды анодной и катодной стенок соединены с соответствующими токосъемными шинами, отличающийся тем, что в качестве магнитной системы использован постоянный магнит с индукцией магнитного поля не менее 0,5 Тл, а в качестве плазмообразующего топлива использовано унитарное топливо, обеспечивающее электропроводность сверхзвукового потока плазмы не менее 100 См/м, устройство запуска выполнено механическим, токосъемные электроды анодной и катодной стенок изготовлены из материала, обеспечивающего приэлектродное падение напряжения, по крайней мере, в 3 раза меньшее рабочего напряжения МГД-генератора, при этом один из токосъемных электродов соединен с соответствующей токосъемной шиной, а другая токосъемная шина другого токосъемного электрода разделена на два участка, каждый из которых направлен вдоль соответствующей электроизоляционной стенки и перпендикулярно противоположной электродной стенке, над которой указанные участки соединены с образованием третьего участка, направленного параллельно неразделенной на участки токосъемной шине и расположенного на минимально допустимом из условия электрической изоляции расстоянии от нее.
Figure 00000001
A short-term electrical energy source based on a MHD generator of a direct current containing a combustion chamber with a container for plasma-forming fuel, a recharge device, a fuel igniter and a launch device, a supersonic nozzle, a linear Faraday MHD channel and a magnetic system for creating a magnetic field in the MHD channel formed by two multilayer insulating walls, as well as the anode and cathodic multilayer walls, while the sectioned collector electrodes of the anode and the walls of the cathode are connected to the corresponding collector bars, characterized in that a permanent magnet with a magnetic field induction of at least 0.5 T is used as a magnetic system, and a unitary fuel is used as a plasma-forming fuel, providing a conductive supersonic plasma flow of at least 100 S / m , the trigger device is made mechanical, the collector electrodes of the anode and cathode walls are made of a material that provides near-electrode voltage drop of at least 3 times higher working voltage of the MHD generator, while one of the collector electrodes is connected to the corresponding collector bus, and the other collector bus of the other collector electrode is divided into two sections, each of which is directed along the corresponding insulating wall and perpendicular to the opposite electrode wall above which these sections are connected with the formation of the third section, directed parallel to the collector bus, which is not divided into sections, and located on the minimum admissible condition I have electrical isolation distance from her.
Figure 00000001
RU2012144567/07U 2012-10-22 2012-10-22 SOURCE OF ELECTRIC ENERGY OF SHORT-TERM ACTION ON THE BASIS OF MHD DC GENERATOR RU126229U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012144567/07U RU126229U1 (en) 2012-10-22 2012-10-22 SOURCE OF ELECTRIC ENERGY OF SHORT-TERM ACTION ON THE BASIS OF MHD DC GENERATOR

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012144567/07U RU126229U1 (en) 2012-10-22 2012-10-22 SOURCE OF ELECTRIC ENERGY OF SHORT-TERM ACTION ON THE BASIS OF MHD DC GENERATOR

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU126229U1 true RU126229U1 (en) 2013-03-20

Family

ID=49125277

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012144567/07U RU126229U1 (en) 2012-10-22 2012-10-22 SOURCE OF ELECTRIC ENERGY OF SHORT-TERM ACTION ON THE BASIS OF MHD DC GENERATOR

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU126229U1 (en)

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102022112269A1 (en) 2021-05-18 2022-11-24 Quantum Technologies UG (haftungsbeschränkt) Quantum computing stack for an NV center based quantum computer and PQC communication of quantum computers
DE202023100401U1 (en) 2022-03-08 2023-02-14 Quantum Technologies Gmbh Deployable quantum computer with means to enable deployment
DE202023101056U1 (en) 2022-03-08 2023-03-21 Quantum Technologies Gmbh Diamond chip for a mobile NV center quantum computer with a cryostat
DE202023100801U1 (en) 2022-03-08 2023-03-29 Quantum Technologies Gmbh Rotating quantum computer based on NV centers for mobile applications
DE102022105464A1 (en) 2022-03-08 2023-09-14 Quantum Technologies Gmbh Vehicle with a deployable quantum computer and associated deployable quantum computer system
DE102022004989A1 (en) 2022-03-08 2023-09-14 Quantum Technologies Gmbh Vehicle with a deployable quantum computer and associated, deployable quantum computer system with protection against transient disruptions in the energy supply
WO2023170054A1 (en) 2022-03-08 2023-09-14 Quantum Technologies Gmbh Quantum computer system and method for operating a movable quantum computer
DE102024103202A1 (en) 2023-02-06 2024-08-08 Quantum Technologies Gmbh Database-controlled gate control of a quantum computer based on NV centers and strongly and weakly coupled nuclear spins of neighboring atomic nuclei

Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102022112269A1 (en) 2021-05-18 2022-11-24 Quantum Technologies UG (haftungsbeschränkt) Quantum computing stack for an NV center based quantum computer and PQC communication of quantum computers
DE202023100401U1 (en) 2022-03-08 2023-02-14 Quantum Technologies Gmbh Deployable quantum computer with means to enable deployment
DE202023101056U1 (en) 2022-03-08 2023-03-21 Quantum Technologies Gmbh Diamond chip for a mobile NV center quantum computer with a cryostat
DE202023100801U1 (en) 2022-03-08 2023-03-29 Quantum Technologies Gmbh Rotating quantum computer based on NV centers for mobile applications
DE202023100548U1 (en) 2022-03-08 2023-04-04 Quantum Technologies Gmbh Gate control of a quantum computer is based on NV centers and nuclear spins of neighboring nuclei
DE102023100265A1 (en) 2022-03-08 2023-09-14 Quantum Technologies Gmbh Mobile quantum computer system executing quantum algorithms to increase sensor performance and accelerate sensor data processing
DE102023102766A1 (en) 2022-03-08 2023-09-14 Quantum Technologies Gmbh Gate control of a quantum computer is based on NV centers and nuclear spins of neighboring atomic nuclei
DE102022105464A1 (en) 2022-03-08 2023-09-14 Quantum Technologies Gmbh Vehicle with a deployable quantum computer and associated deployable quantum computer system
DE102022004989A1 (en) 2022-03-08 2023-09-14 Quantum Technologies Gmbh Vehicle with a deployable quantum computer and associated, deployable quantum computer system with protection against transient disruptions in the energy supply
WO2023170054A1 (en) 2022-03-08 2023-09-14 Quantum Technologies Gmbh Quantum computer system and method for operating a movable quantum computer
DE102023102094A1 (en) 2022-03-08 2023-09-14 Quantum Technologies Gmbh Deployable quantum computer with means to enable deployability
DE102023104158A1 (en) 2022-03-08 2023-09-14 Quantum Technologies Gmbh Rotatably mounted quantum computer based on NV centers for mobile applications
DE102023105496A1 (en) 2022-03-08 2023-09-14 Quantum Technologies Gmbh Diamond chip for a mobile NV center quantum computer with a cryostat
DE102022112677A1 (en) 2022-03-08 2023-09-14 Quantum Technologies Gmbh Vehicle with a deployable quantum computer and associated deployable quantum computer system
DE102024103202A1 (en) 2023-02-06 2024-08-08 Quantum Technologies Gmbh Database-controlled gate control of a quantum computer based on NV centers and strongly and weakly coupled nuclear spins of neighboring atomic nuclei

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU126229U1 (en) SOURCE OF ELECTRIC ENERGY OF SHORT-TERM ACTION ON THE BASIS OF MHD DC GENERATOR
Barzkar et al. Components of electrical power systems in more and all-electric aircraft: A review
RU2704313C1 (en) System for boosting excitation of self-contained synchronous generator included in electrical system, using energy accumulators based on storage batteries and high-power supercapacitors
ES2955015T3 (en) High-performance electric power generation and charging system
KR20140132591A (en) Apparatus for balancing battery
SE408761B (en) CIRCUIT COUPLING FOR ELECTROSTATIC DUST SEPARATOR
Sun et al. Evaluation of high step-up power electronics stages in thermoelectric generator systems
Sarakhanova et al. Method of higher harmonic components compensation in the output voltage spectrum of the starter-generator system of the aircraft
Xu et al. Study on power converting system of liquid metal MHD generator driven by wave energy
RU2779324C1 (en) Autonomous power supply system for passenger rail cars
RU2758793C1 (en) Adaptive starter-generator system
CN202906783U (en) High-voltage energy storing and pulse igniting power supply powered by low-voltage direct current
Manjunatha Design and development of fly-back converter with buck-boost regulator for DC motor used in electric vehicle for the application of renewable energy
RU177678U1 (en) Autonomous power supply system with electric start of the power plant
RU2795051C1 (en) Aircraft with an electrostatic generator
Sarakhanova et al. The Adaptive Starter-Generator System for Aircraft
RU2707699C1 (en) Method for recuperation of electric power and device for its implementation
RU55041U1 (en) STARTER GENERATOR
RU2700277C2 (en) Method for autonomous load power supply and device for implementation thereof
WO2013054156A1 (en) Multiphase thermoelectric converter
JP5152543B1 (en) Weak power charger
RU2503113C1 (en) Device for charging of accumulating capacitor
RU2549164C2 (en) Storage capacitor charge arrangement
RU128029U1 (en) PORTABLE AC POWER SOURCE
CN205101122U (en) Alternating current -direct current starting device of optional mode of starting

Legal Events

Date Code Title Description
MM1K Utility model has become invalid (non-payment of fees)

Effective date: 20141023