RU2402142C1

RU2402142C1 - Generator

Info

Publication number: RU2402142C1
Application number: RU2009141460/09A
Authority: RU
Inventors: Флюр Рашитович Исмагилов (RU); Флюр Рашитович Исмагилов; Ирек Ханифович Хайруллин (RU); Ирек Ханифович Хайруллин; Роберт Радилович Саттаров (RU); Роберт Радилович Саттаров; Линар Наилович Риянов (RU); Линар Наилович Риянов
Priority date: 2009-11-09
Filing date: 2009-11-09
Publication date: 2010-10-20

Abstract

FIELD: electricity. ^ SUBSTANCE: generator includes housing, induction system consisting of movable and fixed parts. Movable part is made in the form of double-pole constant magnets fixed on stiff pins. Fixed part consists of coils arranged along the perimetre of the housing. This allows the generator to provide conversion of energy of ambient disturbances of any direction (for example vibrations) to electrical energy at decreasing the dimensions and weight of generator. ^ EFFECT: simplifying the design, improving weight-and-dimension characteristics, increasing specific power owing to providing the possibility of conversion of energy of ambient disturbances of any direction to electrical energy. ^ 2 dwg

Description

Изобретение относится к электротехнике, а именно к электромагнитным генераторам, которые служат автономными источниками питания микроэлектронных схем автономных объектов.The invention relates to electrical engineering, in particular to electromagnetic generators, which serve as autonomous power sources for microelectronic circuits of autonomous objects.

Известен линейный генератор (по патенту РФ №2020699, Н02К 35/02, 1991 г.), содержащий немагнитный цилиндрический корпус, на наружной поверхности которого расположена обмотка, и магнитную систему, выполненную в виде трех последовательно установленных вдоль оси генератора аксиально-намагниченных цилиндрических магнитов.A linear generator is known (according to the patent of the Russian Federation No. 2020699, Н02К 35/02, 1991), containing a non-magnetic cylindrical body, on the outer surface of which a winding is located, and a magnetic system made in the form of three axially magnetized cylindrical magnets installed in series along the axis of the generator .

Недостатками данного генератора являются ограниченные функциональные возможности и малая удельная мощность.The disadvantages of this generator are limited functionality and low power density.

Наиболее близким к изобретению является магнитоэлектрический трехмерный генератор (по патенту на полезную модель РФ №78991, Н02К 35/02, 2008 г.), содержащий корпус, индукционную систему из подвижной и неподвижной частей, причем в корпусе установлен вертикально перемещаемый на упругих подвесках каркас, в котором размещены две индукционные системы, воспринимающие внешние механические импульсы по осям Х и Y соответственно, каждая система состоит из качающейся на параллелограммных подвесках платформы с постоянными магнитами и неподвижной катушки индуктивности, а третья индукционная система, воспринимающая внешние механические импульсы по вертикальной оси Z, состоит из постоянных магнитов, закрепленных на каркасе, и катушки, неподвижно установленной внизу корпуса.Closest to the invention is a magnetoelectric three-dimensional generator (according to the patent for utility model of the Russian Federation No. 78991, Н02К 35/02, 2008), comprising a housing, an induction system of movable and fixed parts, and a frame mounted vertically movable on elastic suspensions in the housing, in which there are two induction systems that accept external mechanical impulses along the X and Y axes, respectively, each system consists of a platform with permanent magnets swinging on parallelogram suspensions and a fixed coil inductance, and the third induction system, which receives external mechanical impulses along the vertical Z axis, consists of permanent magnets mounted on the frame, and a coil fixedly mounted at the bottom of the housing.

Недостатками данного генератора являются сложность конструкции и малая удельная мощность.The disadvantages of this generator are the design complexity and low specific power.

Задачей изобретения является упрощение конструкции, улучшение массогабаритных характеристик, повышение удельной мощности за счет обеспечения возможности преобразования энергии возмущений внешней среды любого направления (например, вибраций) в электрическую энергию при уменьшении габаритов и массы генератора.The objective of the invention is to simplify the design, improve overall dimensions, increase specific power by providing the ability to convert the energy of environmental disturbances of any direction (for example, vibrations) into electrical energy while reducing the size and mass of the generator.

Технический результат достигается тем, что в генераторе, содержащем корпус, индукционную систему из подвижной и неподвижной частей, в отличие от прототипа подвижная часть выполнена в виде двухполюсных постоянных магнитов, закрепленных на упругих стержнях, а неподвижная часть состоит из катушек, размещенных по периметру корпуса.The technical result is achieved by the fact that in the generator containing the housing, the induction system of the movable and fixed parts, in contrast to the prototype, the movable part is made in the form of bipolar permanent magnets mounted on elastic rods, and the fixed part consists of coils placed around the perimeter of the housing.

Сущность генератора поясняется чертежами. На фиг.1 показана схема расположения корпуса, подвижной части, обмоток. На фиг.2 показан постоянный магнит сферической формы.The essence of the generator is illustrated by drawings. Figure 1 shows the layout of the housing, the moving part, the windings. Figure 2 shows a permanent magnet of a spherical shape.

Генератор содержит корпус 1, на котором закреплена подвижная часть 2, которая представляет собой постоянные магниты, жестко закрепленные на упругих стержнях, которые выполнены, например, из пружинной стали. Постоянные магниты, намагниченные таким образом, что внешней поверхности находится северный полюс магнита, а на внутренней поверхности расположен южный полюс. По периметру корпуса 1 расположены катушки 3.The generator comprises a housing 1, on which a movable part 2 is fixed, which is a permanent magnet, rigidly fixed to elastic rods, which are made, for example, of spring steel. Permanent magnets magnetized in such a way that the north pole of the magnet is located on the outer surface and the south pole is located on the inner surface. Along the perimeter of the housing 1 are coils 3.

Генератор работает следующим образом. Постоянные магниты на упругих стержнях представляют собой механическую колебательную систему с малым трением. При этом жесткость стержней достаточна, чтобы не допустить «провисания» постоянных магнитов относительно катушек. При возникновении внешних возмущений любого направления (например, удар, толчок, вибрации) происходит отклонение подвижной части 2 от точки равновесия, т.е. в механической системе возникают свободные или вынужденные колебания, причем направление и амплитуда которых зависит от внешнего возмущающего воздействия. По закону электромагнитной индукции в катушках 3 наводится ЭДС, величина которой зависит от скорости движения подвижной части 2, числа витков в катушке 3 и магнитного потока, пронизывающего катушку. Выводы от катушек 3 через выпрямитель (на чертеже не показан) подключены к зарядному конденсатору (на чертеже не показан), с которого снимается напряжение для питания электрической схемы.The generator operates as follows. Permanent magnets on elastic rods are a mechanical friction system with low friction. Moreover, the stiffness of the rods is sufficient to prevent “sagging” of permanent magnets relative to the coils. When external disturbances in any direction (for example, shock, shock, vibration) occur, the movable part 2 deviates from the equilibrium point, i.e. free or forced oscillations arise in the mechanical system, the direction and amplitude of which depend on the external disturbance. According to the law of electromagnetic induction in the coils 3, an EMF is induced, the magnitude of which depends on the speed of the moving part 2, the number of turns in the coil 3 and the magnetic flux penetrating the coil. The conclusions from the coils 3 through a rectifier (not shown in the drawing) are connected to a charging capacitor (not shown in the drawing), from which the voltage is removed to power the electrical circuit.

Таким образом генератор обеспечивает преобразование энергии возмущений внешней среды любого направления (например, вибраций) в электрическую энергию при уменьшении габаритов и массы генератора.Thus, the generator converts the energy of environmental disturbances of any direction (for example, vibrations) into electrical energy while reducing the size and mass of the generator.

Claims

A generator comprising a housing, an induction system of movable and fixed parts, characterized in that the movable part is made in the form of bipolar permanent magnets mounted on elastic rods, and the fixed part consists of coils placed around the perimeter of the housing.