RU209587U1 - Генератор емкостного типа с гальванической развязкой и плоскопараллельным сдвигом электродов - Google Patents
Генератор емкостного типа с гальванической развязкой и плоскопараллельным сдвигом электродов Download PDFInfo
- Publication number
- RU209587U1 RU209587U1 RU2020128140U RU2020128140U RU209587U1 RU 209587 U1 RU209587 U1 RU 209587U1 RU 2020128140 U RU2020128140 U RU 2020128140U RU 2020128140 U RU2020128140 U RU 2020128140U RU 209587 U1 RU209587 U1 RU 209587U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- electrodes
- kpi
- charges
- plane
- capacitive
- Prior art date
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02N—ELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H02N1/00—Electrostatic generators or motors using a solid moving electrostatic charge carrier
- H02N1/06—Influence generators
- H02N1/08—Influence generators with conductive charge carrier, i.e. capacitor machines
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)
Abstract
Генератор емкостного типа с гальванической развязкой и плоскопараллельным сдвигом электродов (ГЕТ) относится к широкому классу преобразователей, предназначенных для трансформации механической энергии в электрическую энергию за счет электростатических сил кулоновского притяжения между зарядами противоположных знаков. ГЕТ могут использоваться в промышленности и технике в качестве электрических генераторов в самых широких областях. В заявленном ГЕТ реализована возможность использования гальванической развязки, повышающей удельную мощность генератора, и прямого преобразования механической энергии поршня ДВС в электрическую, результатом чего является снижение потерь на трение и увеличение КПД генератора.
Description
Генератор емкостного типа с гальванической развязкой и устройством регулирования мощности (ГЕТ) относится к широкому классу преобразователей - электрическим машинам емкостного типа (ЭМЕ), предназначенным для трансформации механической энергии в электрическую и обратного преобразования, и действующих за счет электростатических сил кулоновского притяжения между электрическими зарядами противоположных знаков, размещаемыми на специально предназначенных для этого электродах, называемых контактной парой электродов.
Промышленная применимость.
ГЕТ, заявленный в настоящей полезной модели, может использоваться в промышленности и технике в качестве генератора, осуществляющего преобразование механической энергии в электрическую.
Текущий уровень техники.
Известен широкий класс электрических машин, работающих на принципах электростатики, которые содержат как минимум одну пару электродов, предназначенных для накопления электрических зарядов противоположного знака, посредством которых электроды взаимодействуют друг с другом. Электростатическое взаимодействие электродов удобнее и проще описывать через динамику их емкостных характеристик, поскольку любая пара электродов может быть рассмотрена как электрический конденсатор переменной емкости (КПЕ), емкость которого зависит от геометрии электродов, их взаимного расположения и диэлектрических характеристик среды, расположенной между электродами. Изменение любого из этих факторов приводит к изменению емкости, изменение емкости заряженных электродов приводит к изменению разности потенциалов между электродами и электрической энергии КПЕ, и может быть произведено множеством механических способов. Именно эта связь механических характеристик устройства с его электрической емкостью и, как следствие, с электрическим напряжением КПЕ лежит в основе преобразования энергии в данном типе электрических машин, поэтому они часто называются емкостными, хотя могут встречаться и другие названия.
Известно изобретение - электрическая машина емкостная (ЭМЕ) с гальванической развязкой (патент на изобретение РФ №2705214), в котором для увеличения мощности данных устройств в цепь в ЭМЕ включены элементы, позволяющие осуществить гальваническую развязку КПЕ ЭМЕ от цепи нагрузки и одновременно исключить или уменьшить до минимума необходимость постоянно создавать на электродах КПЕ заряды возбуждения.
Известны ЭМЕ, содержащие КПЕ с плоскопараллельным сдвигом электродов, которые содержат электроды, сдвигаемые относительно друг друга плоскопараллельным способом таким образом, что изменение емкости КПЕ происходит за счет изменения площади контакта электродов КПЕ, сдвигаемых относительно друг друга (патент на изобретение РФ №2663499).
Целью настоящей полезной модели и общим техническим результатом является совмещение в одном устройстве гальванической развязки и плоскопараллельного принципа изменения емкости КПЕ, в результате чего появляется возможность для прямого преобразования возвратно-поступательного механического движения в электрическую энергию с высокой эффективностью и мощностью.
Раскрытие полезной модели и способы осуществления полезной модели. Для емкостных преобразователей, содержащих КПЕ, общим является то, что их емкость периодически изменяется от максимальной величины Cmax до минимальной величины Cmin и обратно. Когда ЭМЕ работает в режиме генератора, электроды КПЕ в положении Cmax заряжают от источника напряжения U0 некоторыми начальными зарядами возбуждения Q0=U0Cmax, потом емкость КПЕ уменьшают до Cmin, в результате напряжение (энергия) зарядов увеличиваются до величины U1=U0Cmax/Cmin, после чего заряды возбуждения с увеличенной энергией подаются в цепь нагрузки. При работе в режиме двигателя на электроды КПЕ, находящегося в положении Cmin, подают разность потенциалов, на электродах образуются заряды и под действием электростатических сил КПЕ переходит в положение Cmax, производя при этом механическую работу.
При этом изменение емкости КПЕ в заявленной полезной модели происходит за счет плоскопараллельного сдвига электродов КПЕ относительно друг друга.
Например, рассмотрим КПЕ, состоящий из двух плоских электродов, наложенных друг на друга через разделяющий токопроводящие части электродов слой диэлектрика. Пусть площадь поверхности контакта электродов S, толщина слоя диэлектрика d, его диэлектрическая проницаемость εd. Емкость такого конденсатора где ε0 - электрическая постоянная, равная 8,85⋅10-12 (Ф/м). Емкость плоского конденсатора может меняться путем изменения площади поверхности контакта пластин S путем плоскопараллельного сдвига одного электрода относительно другого. Использование предложенной конструкции КПЕ в ГЕТ позволяет проектировать генераторы, позволяющие преобразовывать напрямую механическую энергию возвратно-поступательного движения в электрическую. Например, энергию движения поршня ДВС. В настоящий момент для подачи механической энергии движения поршня на вал электрогенератора применяется кривошипно-шатунный механизм, либо иные преобразователи возвратно-поступательного движения во вращательное движение. В таких механизмах происходит значительная потеря энергии на трение, что значительно снижает КПД генерации.
Таким образом, предложенное в настоящей полезной модели техническое решение решает эту проблему и позволит создавать генераторы с прямым преобразованием механической энергии поршня ДВС в электрическую.
Достигаемые технические результаты.
В заявленной полезной модели достигается следующий технический результат: реализована возможность использования гальванической развязки, повышающей удельную мощность генератора, и прямого преобразования механической энергии поршня ДВС в электрическую, результатом чего является снижение потерь на трение и увеличение КПД генератора.
Claims (1)
- Генератор емкостного типа с гальванической развязкой и плоскопараллельным сдвигом электродов, содержащий конденсатор переменной емкости (КПЕ); содержащий два электрических конденсатора К1 и К2, соединяемых последовательно с КПЕ в следующей очередности: К1 - КПЕ - К2; и имеющий возможность подключения к источнику зарядов возбуждения или к источнику напряжения, создающему заряды возбуждения; при этом на электроды конденсаторов К1 и КПЕ, находящиеся в гальваническом контакте друг с другом, одновременно подаются заряды возбуждения одного знака (заряды-1), а на электроды конденсаторов К2 и КПЕ, находящиеся в гальваническом контакте друг с другом, одновременно подаются заряды возбуждения (заряды-2), противоположные зарядам-1; отличающийся тем, что КПЕ дополнительно содержит электроды, сдвигаемые относительно друг друга плоскопараллельным способом таким образом, что изменение емкости КПЕ происходит за счет изменения площади контакта электродов КПЕ, сдвигаемых относительно друг друга.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020128140U RU209587U1 (ru) | 2020-08-24 | 2020-08-24 | Генератор емкостного типа с гальванической развязкой и плоскопараллельным сдвигом электродов |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020128140U RU209587U1 (ru) | 2020-08-24 | 2020-08-24 | Генератор емкостного типа с гальванической развязкой и плоскопараллельным сдвигом электродов |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU209587U1 true RU209587U1 (ru) | 2022-03-17 |
Family
ID=80737532
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2020128140U RU209587U1 (ru) | 2020-08-24 | 2020-08-24 | Генератор емкостного типа с гальванической развязкой и плоскопараллельным сдвигом электродов |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU209587U1 (ru) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3614481A (en) * | 1969-06-16 | 1971-10-19 | Robert B Halliday | Electrostatic generator |
US4595852A (en) * | 1984-04-11 | 1986-06-17 | Gundlach Robert W | Electrostatic generator |
RU2231207C2 (ru) * | 2001-09-20 | 2004-06-20 | Данилов Сергей Иванович | Электростатический генератор |
RU2663499C2 (ru) * | 2016-12-09 | 2018-08-07 | Евгений Анатольевич Обжиров | Электрическая машина емкостная (эме) с натяжными электродами |
RU2705214C1 (ru) * | 2018-12-24 | 2019-11-06 | Евгений Анатольевич Обжиров | Электрическая машина емкостная (эме) с гальванической развязкой |
-
2020
- 2020-08-24 RU RU2020128140U patent/RU209587U1/ru active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3614481A (en) * | 1969-06-16 | 1971-10-19 | Robert B Halliday | Electrostatic generator |
US4595852A (en) * | 1984-04-11 | 1986-06-17 | Gundlach Robert W | Electrostatic generator |
RU2231207C2 (ru) * | 2001-09-20 | 2004-06-20 | Данилов Сергей Иванович | Электростатический генератор |
RU2663499C2 (ru) * | 2016-12-09 | 2018-08-07 | Евгений Анатольевич Обжиров | Электрическая машина емкостная (эме) с натяжными электродами |
RU2705214C1 (ru) * | 2018-12-24 | 2019-11-06 | Евгений Анатольевич Обжиров | Электрическая машина емкостная (эме) с гальванической развязкой |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2346380C1 (ru) | Емкостной генератор тока | |
CN113241966B (zh) | 一种基于尖端放电的旋转式摩擦纳米发电装置及方法 | |
JPH1198868A (ja) | 静電型発電装置 | |
CN205195598U (zh) | 复合纳米发电机 | |
RU209587U1 (ru) | Генератор емкостного типа с гальванической развязкой и плоскопараллельным сдвигом электродов | |
CN104767376B (zh) | 纳米发电机的变压变荷电路及方法 | |
RU2663499C2 (ru) | Электрическая машина емкостная (эме) с натяжными электродами | |
RU2705214C1 (ru) | Электрическая машина емкостная (эме) с гальванической развязкой | |
RU2454783C1 (ru) | Способ генерации электроэнергии и емкостной электрополевой генератор на основе этого способа | |
RU2672099C2 (ru) | Электрическая машина емкостная (эме) с ячейками внутреннего сжатия | |
RU2075154C1 (ru) | Емкостный электростатический генератор | |
CN110546724B (zh) | 具有降低的噪声振动的多电极功率电容器 | |
RU2317631C1 (ru) | Емкостный электромеханический генератор тока | |
RU139815U1 (ru) | Пьезогенератор | |
JP2015164379A (ja) | 発電装置 | |
RU2725412C1 (ru) | Способ трансформации постоянного тока | |
CN214741810U (zh) | 一种压电偏置式波浪能介电弹性体发电机 | |
CN215734061U (zh) | 一种压电纳米发电机 | |
RU2584147C1 (ru) | Электростатический генератор высокого напряжения | |
CN115199461B (zh) | 一种基于摩擦纳米发电机的高功率输出式波浪能发电装置 | |
RU2640194C1 (ru) | Электрическая машина емкостная (эме) планарного типа | |
JP2012143121A5 (ru) | ||
CN113395012B (zh) | 一种摩擦纳米发电机及用电设备和传感器 | |
CN109149999B (zh) | 驻极体直线静电发电机 | |
Baginsky et al. | Two-Capacitor Electric Microgenerators |