RU2422654C1 - Synchroniser of movement of armatures-pistons in opposite phase of free piston pump-generator - Google Patents

Synchroniser of movement of armatures-pistons in opposite phase of free piston pump-generator Download PDF

Info

Publication number
RU2422654C1
RU2422654C1 RU2010105428/06A RU2010105428A RU2422654C1 RU 2422654 C1 RU2422654 C1 RU 2422654C1 RU 2010105428/06 A RU2010105428/06 A RU 2010105428/06A RU 2010105428 A RU2010105428 A RU 2010105428A RU 2422654 C1 RU2422654 C1 RU 2422654C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
armature
piston
pistons
generator
speed
Prior art date
Application number
RU2010105428/06A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Анатолий Александрович Рыбаков (RU)
Анатолий Александрович Рыбаков
Original Assignee
Анатолий Александрович Рыбаков
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 Анатолий Александрович Рыбаков filed Critical Анатолий Александрович Рыбаков
Priority to RU2010105428/06A priority Critical patent/RU2422654C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2422654C1 publication Critical patent/RU2422654C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)

Abstract

FIELD: engines and pumps. ^ SUBSTANCE: synchroniser of movement of armatures-pistons in opposite phase of free piston pump-generator, which converts liquid flow energy to electric energy and electric energy to liquid flow energy, which includes control system, stator magnets, armatures-pistons, polarising coils of armatures-pistons, control valves of liquid flow; at that, movement synchronisation of armatures-pistons in opposite phase of pump-generator at difference of speed values of armatures-pistons of pump-generator is performed by decrease or interruption of current in one of polarising coils of armature-piston; for that purpose, at operation of pump-generator in generator mode the control system tracks the current speed values of each armature-piston and decreases or interrupts the current in polarising coil as per unbalance signal of speeds of armatures-pistons of that armature-piston the speed of which is less than speed of the other armature-piston, and at operation of pump-generator in pump mode the control system tracks the current speed value of each armature-piston and decreases or interrupts the current in polarising coil as per unbalanced signal of speeds of armatures-pistons of that armature-piston the speed of which is more than speed of the other armature-piston, and after armature-piston reaches the speed providing synchronous movement of armatures-pistons in opposite phase, the control system restores the circuit of polarising coil of armature-piston. ^ EFFECT: synchronous movement of armatures-pistons in opposite phase. ^ 2 dwg

Description

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИFIELD OF TECHNOLOGY

Изобретение относится к энергомашиностроению.The invention relates to power engineering.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИBACKGROUND

Ближайший прототип изобретения - «Гидравлический способ синхронизации движения поршней свободнопоршневого двигателя внутреннего сгорания», патент №2324829.The closest prototype of the invention is “Hydraulic method for synchronizing the movement of pistons of a free piston internal combustion engine”, patent No. 2324829.

Основные узлы, обеспечивающие синхронизацию движения поршней свободнопоршневого двигателя внутреннего сгорания (далее - энергомодуль): насос-генератор 1 (Фиг.1) с якорем 2, клапаны управления потоком жидкости 3 (далее - клапаны) и два двигателя внутреннего сгорания 4 (правый и левый). Перед пуском энергомодуля якорь 2 находится в правом крайнем положении. Левый клапан 3 - в верхнем положении, а правый - в нижнем. Поршни 5 правого двигателя - в точках максимального схождения, поршни левого - в точках максимального расхождения, клапаны впуска воздуха 6 правого двигателя и выпуска отработавших газов 7 закрыты, а клапаны компрессоров 8 - закрыты. Все детали левого двигателя занимают противоположное положение.The main nodes that ensure the synchronization of the pistons of a free piston internal combustion engine (hereinafter referred to as the energy module): a generator pump 1 (Fig. 1) with an armature 2, fluid flow control valves 3 (hereinafter referred to as valves) and two internal combustion engines 4 (right and left ) Before starting the energy module, the armature 2 is in the right extreme position. The left valve 3 is in the upper position, and the right one is in the lower position. The pistons of the right engine 5 are at the points of maximum convergence, the pistons of the left engine are at the points of maximum divergence, the air intake valves 6 of the right engine and exhaust exhaust 7 are closed, and the valves of the compressors 8 are closed. All parts of the left engine are in the opposite position.

При пуске энергомодуля система управления (не показана) форсункой 9 подает топливо в камеру сгорания правого двигателя. Одним из способов топливо воспламеняется и расширяющиеся продукты сгорания разводят его поршни. Соединенные с поршнями двигателя поршни компрессора 10 сжимают воздух в его полостях и цилиндрах двигателя 4. Плунжеры 11 продавливают жидкость через насос-генератор 1, откуда жидкость поступает в полости плунжеров левого двигателя, и его поршни начинают встречное движение. Через открывшиеся клапаны компрессора 8 в полости компрессоров 10 засасывается воздух из атмосферы, клапаны впуска воздуха 6 и клапаны выпуска отработавших газов закрываются. При продавливании жидкости через насос-генератор 1 его якорь 2 начинает движение справа налево. Полюса якоря 2 движутся между полюсами статорных магнитов (постоянные магниты) 12 и 13. При этом в теле якоря 2 возникает переменный магнитный поток, в результате чего в катушке якоря 14 генерируется электрический импульс. По достижении якорем 2 левого крайнего положения система управления переводит клапаны 3 в противоположное положение и жидкость из полости плунжера 11 правого двигателя начинает поступать в левую полоть якоря 2. Якорь 2 движется слева направо, и в катушке якоря 14 генерируется электрический импульс противоположного знака. Система управления сообщает якорю колебательное движение до тех пор, пока плунжеры и поршни обоих двигателей не достигнут противоположных крайних точек. В этот момент система управления форсункой 9 подает топливо в камеру сгорания левого двигателя и воспламеняет его. Таким образом, рабочий цикл одного двигателя инициирует рабочий цикл другого.When starting the energy module, the control system (not shown) by the nozzle 9 delivers fuel to the combustion chamber of the right engine. One way the fuel ignites and expanding combustion products dilute its pistons. The pistons of the compressor 10 are connected to the engine pistons and compress the air in its cavities and the cylinders of the engine 4. The plungers 11 push the liquid through the pump generator 1, from where the liquid enters the cavity of the plungers of the left engine, and its pistons begin to move in the opposite direction. Through the opened valves of the compressor 8 in the cavity of the compressors 10, air is drawn in from the atmosphere, the air inlet valves 6 and the exhaust valves are closed. When forcing fluid through the pump generator 1, its armature 2 begins to move from right to left. The poles of the armature 2 move between the poles of the stator magnets (permanent magnets) 12 and 13. In this case, an alternating magnetic flux occurs in the body of the armature 2, as a result of which an electric pulse is generated in the armature coil 14. When the anchor 2 reaches the left extreme position, the control system transfers the valves 3 to the opposite position and the fluid from the cavity of the plunger 11 of the right engine begins to flow into the left armature 2. The armature 2 moves from left to right, and an opposite impulse is generated in the armature coil 14. The control system informs the armature of the oscillatory movement until the plungers and pistons of both engines reach opposite extreme points. At this point, the injector control system 9 supplies fuel to the combustion chamber of the left engine and ignites it. Thus, the duty cycle of one engine initiates the duty cycle of another.

Применение в свободнопоршневых машинах двух поршней с оппозитным движением объясняется необходимостью исключения влияния сил реакции от движения поршней. Одно из условий действия подобных машин - синхронное движение поршней в противофазе на всем протяжении их пути. Изготовить цилиндр и поршни машины абсолютно правильной геометрической формы, а поршни к тому же равными по массе - невозможно. Также невозможно обеспечить равенство сил трения в парах поршень-цилиндр на протяжении всего рабочего цикла. Кроме того, на закон движения поршней влияют и другие факторы - непрогнозируемые перемещение машины в пространстве, вращение земли и т.д.The use of two pistons with opposed motion in free piston machines is explained by the need to exclude the influence of reaction forces from the movement of the pistons. One of the conditions for the operation of such machines is the synchronous movement of the pistons in antiphase throughout their path. It is impossible to make a cylinder and pistons of a machine of absolutely regular geometric shape, and pistons are also equal in weight. It is also impossible to ensure the equality of the friction forces in the piston-cylinder pairs throughout the entire working cycle. In addition, other factors influence the law of piston motion - unpredictable movement of the machine in space, rotation of the earth, etc.

Синхронизация движения поршней энергомодуля осуществляется системой управления с помощью клапанов синхронизации 15. Система управления отслеживает текущую скорость каждого поршня и по сигналу рассогласования скоростей поршней подает команду на соответствующий клапан синхронизации. Так, если скорость верхнего поршня правого двигателя меньше скорости нижнего, система управления переводит клапан синхронизации 15 нижнего цилиндра правого двигателя в частично или полностью закрытое положение. Динамическое сопротивление движению жидкости в трубопроводе увеличивается, и скорость его поршня уменьшается. После уравнивания скоростей поршней клапан синхронизации 15 возвращается в исходное положение.The movement of the pistons of the energy module is synchronized by the control system using synchronization valves 15. The control system monitors the current speed of each piston and, based on the piston speed misalignment signal, sends a command to the corresponding synchronization valve. So, if the speed of the upper piston of the right engine is less than the speed of the lower, the control system puts the synchronization valve 15 of the lower cylinder of the right engine in a partially or completely closed position. The dynamic resistance to fluid movement in the pipeline increases, and the speed of its piston decreases. After equalizing the speeds of the pistons, the synchronization valve 15 returns to its original position.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯSUMMARY OF THE INVENTION

Задача изобретения состоит в обеспечении синхронного движения поршней насос-генератора в противофазе. Насос-генератор - машина, преобразующая энергию потока жидкости в электроэнергию и электроэнергию в энергию потока жидкости - заявка на получение патента на изобретение «Насос-генератор с оппозитным движением якорь-поршней», №2009115041, дата подачи 20.04.2009. Сущность изобретения поясняется описанием нагрузочного способа синхронизации движения его поршней. Якорь-поршень (в дальнейшем - якорь) - узел, объединяющий функции якоря линейного электрогенератора и поршня машины.The objective of the invention is to provide synchronized movement of the pistons of the pump generator in antiphase. Pump-generator - a machine that converts the energy of a fluid flow into electricity and electricity into the energy of a fluid flow - application for a patent for the invention "Pump-generator with opposite movement of the armature-pistons", No. 2009115041, filing date 04/20/2009. The invention is illustrated by the description of the load method of synchronizing the movement of its pistons. Anchor-piston (hereinafter referred to as the anchor) is a unit that combines the functions of the armature of a linear electric generator and the piston of a machine.

В состав насос-генератора (Фиг.2) входят статорные (постоянные) магниты 1, 2, якоря 3, 4, катушки подмагничивания якорей 5, 6, распределительные клапаны 7, 8, каналы 9,13, трубопроводы 10, 11, 12, 14, 15 и система управления.The composition of the pump generator (Figure 2) includes stator (permanent) magnets 1, 2, anchors 3, 4, magnetization coils of anchors 5, 6, control valves 7, 8, channels 9.13, pipelines 10, 11, 12, 14, 15 and the control system.

При работе насос-генератора в режиме электрогенератора рабочая жидкость под давлением от источника питания (например, от гидронасоса привода колес автомобиля системы рекуперации энергии торможения автомобиля) по каналу 9, через клапан управления потоком жидкости 7 (далее - распределительный клапан), по трубопроводу 10 поступает в левую торцевую полость якоря 3, а по трубопроводу 11 - в правую полость якоря 4. Якоря начинают встречное движение и выдавливают жидкость из правой торцевой полости якоря 3 и левой торцевой полости якоря 4. Жидкость из этих полостей по трубопроводу 12, через распределительный клапан 8 и по каналу 13 возвращается к источнику питания. Якоря 3, 4 изготовлены из магнитомягкого материала. При движении торцов якорей 3, 4 в магнитных полях в зазорах статорных магнитов 1, 2 в телах якорей 3, 4 индуцируются переменные магнитные потоки, генерирующие в катушках подмагничивания якорей 5, 6 импульсы электроэнергии. При достижении якорями крайних точек схождения система управления переводит распределительные клапаны 7, 8 в противоположные положения. Жидкость от источника по каналу 9, через распределительный клапан 7 и трубопроводам 14, 12 начинает поступать в правую торцевую полость якоря 3 и левую торцевую полость якоря 4, а из левой торцевой полости якоря 3, по трубопроводу 10 и из правой торцевой полости якоря 4 по трубопроводу 11 и 15, через распределительный клапан 8 и по каналу 13 возвращается к источнику питания. Якоря меняют направление движения и в катушках подмагничивания 5, 6 генерируются электрические импульсы противоположного знака. В дальнейшем система управления продолжает менять положение распределительных клапанов 7, 8 и якоря 3, 4 совершают колебательные движения, в результате чего в катушках подмагничивания якорей 5, 6 генерируются переменные электрические колебания, энергия которых поступает потребителю.When the pump generator is in the generator mode, the working fluid is pressurized from the power source (for example, from the hydraulic pump of the vehicle’s wheel drive of the vehicle’s braking energy recovery system) through channel 9, through the fluid flow control valve 7 (hereinafter referred to as the distribution valve), through pipeline 10 into the left end cavity of the anchor 3, and through the pipe 11 into the right cavity of the anchor 4. The anchors begin oncoming movement and squeeze the liquid from the right end cavity of the anchor 3 and the left end cavity of the anchor 4. Liquid from of these cavities through the pipeline 12, through the control valve 8 and through the channel 13 returns to the power source. Anchors 3, 4 are made of soft magnetic material. When the ends of the anchors 3, 4 move in magnetic fields in the gaps of the stator magnets 1, 2 in the bodies of the anchors 3, 4, alternating magnetic fluxes are generated that generate electric power pulses in the magnetization coils of the anchors 5, 6. When the anchors reach the extreme points of convergence, the control system puts the control valves 7, 8 in opposite positions. The liquid from the source through channel 9, through the control valve 7 and pipelines 14, 12, begins to flow into the right end cavity of the armature 3 and the left end cavity of the armature 4, and from the left end cavity of the armature 3, through pipe 10 and from the right end cavity of the armature 4 the pipeline 11 and 15, through the control valve 8 and through the channel 13 returns to the power source. The anchors change the direction of motion and electrical impulses of the opposite sign are generated in the magnetization coils 5, 6. Subsequently, the control system continues to change the position of the control valves 7, 8 and the anchors 3, 4 make oscillatory movements, as a result of which alternating electrical oscillations are generated in the magnetization coils of the anchors 5, 6, the energy of which is supplied to the consumer.

При работе насос-генератора в режиме насоса система управления подает на катушки подмагничивания якорей 5, 6 знакопеременные импульсы электроэнергии, вследствие чего на торцах якорей 3, 4 возникают соответствующие им магнитные полюса. Если их положение при единичном импульсе таково, как показано на чертеже, то левый торец якоря 3 с северным магнитным полюсом выталкивается из левого кольцевого зазора статорного магнита 1, а правый его торец с южным магнитным полюсом втягивается в левый кольцевой зазор статорного магнита 2. Аналогичным образом якорь 4 взаимодействует с кольцевыми зазорами статорных магнитов 1, 2. При этом из правой полости якоря 3 и левой полости якоря 4 по трубопроводам 12, 14, через распределительный клапан 8 и по каналу 13 жидкость поступает потребителю (например, гидромотору), а по каналу 9, распределительный клапан 8 и трубопроводам 10, 11 возвращается от потребителя в левую торцевую полость якоря 3 и правую торцевую полость якоря 4. По достижении якорями крайних точек схождения система управления меняет положение клапанов 7, 8 на противоположное и направление тока в катушках подмагничивания 5, 6, и жидкость продолжает поступать потребителю по каналу 13 и возвращаться от него по каналу 9. Таким образом, оппозитный характер движения якорей нейтрализует действие сил реакции от движения поршней на корпус насос-генератора.When the pump generator is in pump mode, the control system supplies alternating pulses of electricity to the magnetization coils of the anchors 5, 6, as a result of which the corresponding magnetic poles appear at the ends of the anchors 3, 4. If their position at a single impulse is as shown in the drawing, then the left end of the armature 3 with the north magnetic pole is pushed out from the left annular gap of the stator magnet 1, and its right end with the south magnetic pole is pulled into the left annular gap of the stator magnet 2. Similarly the armature 4 interacts with the annular gaps of the stator magnets 1, 2. At the same time, from the right cavity of the armature 3 and the left cavity of the armature 4 through pipelines 12, 14, through the control valve 8 and channel 13, the liquid enters the consumer (for example er, to the hydraulic motor), and along channel 9, the control valve 8 and pipelines 10, 11 return from the consumer to the left end cavity of the armature 3 and the right end cavity of the armature 4. When the anchors reach the extreme points of convergence, the control system changes the position of valves 7, 8 to the opposite and the direction of the current in the magnetization coils 5, 6, and the liquid continues to flow to the consumer through channel 13 and returns from it through channel 9. Thus, the opposite nature of the movement of the anchors neutralizes the reaction forces from the movement of the pistons on the body pump generator.

Так же как и вышерассмотренный энергомодуль насос-генератор по тем же причинам нуждается в системе синхронизации движения поршней в противофазе. Действует такая система следующим образом.Just like the pump-generator power module discussed above, for the same reasons, it requires a piston synchronization system in antiphase. Such a system operates as follows.

При работе насос-генратора в режиме генератора система управления отслеживает текущее значение скоростей обоих поршней насос-генератора и по сигналу рассогласования скоростей поршней прерывает или прекращает ток через катушку подмагничивания того якоря, скорость которого меньше скорости другого якоря. Если, например, скорость якоря 3 меньше скорости якоря 4, система управления разрывает цепь катушки возбуждения якоря 5. В результате исчезновения магнитного потока в теле якоря 3 прекращается взаимодействие торцов якоря 3 со стационарными магнитами 1, 2, и скорость якоря 3 возрастает. В момент, когда скорости обоих поршней сравняются, система управления восстанавливает цепь катушки возбуждения 5. Аналогичным образом система управления действует и в случае, когда скорость якоря 4 меньше скорости якоря 3.When the pump-generator is in generator mode, the control system monitors the current value of the speeds of both pistons of the pump-generator, and interrupts or stops the current through the magnetization coil of the armature whose speed is less than the speed of the other armature by the piston speed misalignment signal. If, for example, the speed of the armature 3 is less than the speed of the armature 4, the control system breaks the circuit of the excitation coil of the armature 5. As a result of the disappearance of the magnetic flux in the body of the armature 3, the ends of the armature 3 with the stationary magnets 1, 2 stop, and the speed of the armature 3 increases. At a time when the speeds of both pistons become equal, the control system restores the circuit of the excitation coil 5. Similarly, the control system operates in the case where the speed of the armature 4 is less than the speed of the armature 3.

При работе насос-генератора в режиме насоса система управления по сигналу рассогласования прерывает или прекращает ток в катушке подмагничивания того якоря, скорость которого больше скорости другого якоря. Если, например, скорость того же якоря 3 больше скорости якоря 4, система управления прерывает цепь катушки подмагничивания якоря 5. Магнитный поток в теле якоря 5 исчезает и электромагнитные силы, движущие якорь 3, также исчезают, скорость якоря 3 уменьшается. Следует отметить, что восстановление цепи катушки подмагничивания якоря должно происходить с определенным опозданием после уравнивания скоростей поршней с тем, чтобы уравнивание их скоростей произошло в момент, когда поршни окажутся в крайних точках схождения или расхождения. Иными словами восстановление цепи катушки подмагничивания якоря должно происходить в момент, обеспечивающий синхронное движения якорей в противофазе.When the pump generator is in pump mode, the control system interrupts or stops the current in the magnetization coil of the armature whose speed is greater than the speed of the other armature by a mismatch signal. If, for example, the speed of the same armature 3 is greater than the speed of the armature 4, the control system interrupts the magnetization coil circuit of the armature 5. The magnetic flux in the body of the armature 5 disappears and the electromagnetic forces moving the armature 3 also disappear, the speed of the armature 3 decreases. It should be noted that the restoration of the armature magnetization coil circuit must occur with a certain delay after the piston speeds have been equalized so that their velocities are equalized when the pistons are at the extreme points of convergence or divergence. In other words, the restoration of the circuit of the magnetizing coil of the armature should occur at a moment that provides synchronous movement of the armature in antiphase.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯSUMMARY OF THE INVENTION

Синхронизатор движения якорь-поршней в противофазе свободно-поршневого насос-генератора, преобразующего энергию потока жидкости в электроэнергию и электроэнергию в энергию потока жидкости, включающего систему управления, статорные магниты, якорь-поршни, катушки подмагничивания якорь-поршней, клапаны управления потоком жидкости, отличающийся тем, что синхронизация движения поршней в противофазе насос-генератора осуществляется при возникновении разности величин скоростей поршней насос-генератора уменьшением или прекращением тока в одной из катушек подмагничивания якоря, для этого при работе насос-генератора в режиме генератора система управления отслеживает текущее значение величин скоростей каждого якорь-поршня и по сигналу рассогласования скоростей якорь-поршней уменьшает или прерывает ток в катушке подмагничивания того якорь-поршня, скорость которого меньше скорости другого якоря, а при работе насос-генератора в режиме насоса система управления отслеживает текущее значения величин скоростей каждого якорь-поршня и по сигналу рассогласования скоростей якорь-поршней уменьшает или прерывает ток в катушке подмагничивания того якоря, скорость которого больше скорости другого якорь-поршня, и после достижения якорь-поршнем скорости, обеспечивающей синхронное движение якорь-поршней в противофазе, система управления восстанавливает цепь катушки подмагничивания якорь-поршня.Anchor-piston motion synchronizer in antiphase of a free-piston pump generator, which converts the energy of the fluid flow into electricity and electric power into the energy of the fluid flow, including the control system, stator magnets, anchor-pistons, magnetization coils of the armature-pistons, fluid flow control valves, different the fact that the synchronization of the movement of the pistons in antiphase of the pump generator is carried out when a difference in the values of the speeds of the pistons of the pump generator occurs when the current decreases or one of the coils of the magnetization of the armature, for this, when the pump generator is in generator mode, the control system monitors the current values of the speeds of each armature-piston and, by the signal of the speed misalignment of the armature-pistons, reduces or interrupts the current in the magnetization coil of that armature-piston, the speed of which is less the speed of the other armature, and when the pump generator is in pump mode, the control system monitors the current values of the speeds of each armature-piston and the armature speed mismatch signal b-pistons reduces or interrupts the current in the magnetization coil of that armature, the speed of which is greater than the speed of the other armature-piston, and after the armature-piston reaches a speed that provides synchronous movement of the armature-pistons in antiphase, the control system restores the circuit of the magnetization coil of the armature-piston.

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

Изобретение применимо к машинам, в которых преобразовывается электроэнергия в энергию потока жидкости и, наоборот, преобразовывается энергия потока рабочей жидкости в электроэнергию. Область применения - станкостроение и автомобилестроение. Насос-генератор исключает необходимость использования механизмов перемены передач, позволяет рекуперировать энергию торможения движущихся деталей станков, торможения автомобиля и т.д. Требования к технологии и материалам не выходят за пределы современных возможностей.The invention is applicable to machines in which electricity is converted into energy of a fluid flow and, conversely, energy of a flow of a working fluid is converted into electricity. A scope - machine tool industry and automotive industry. The pump-generator eliminates the need to use gear change mechanisms, allows you to recover the braking energy of moving machine parts, car braking, etc. The requirements for technology and materials do not go beyond modern capabilities.

ГРАФИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛGRAPHIC MATERIAL

Фигура 1. Принципиальная схема свободнопоршневого двигателя внутреннего сгорания.Figure 1. Schematic diagram of a free piston internal combustion engine.

1 - насос-генератор, 2 - якоря, 3 - клапаны управления потоком жидкости, 4 - двигатели внутреннего сгорания, 5 - поршень двигателя, 6 - клапан впуска воздуха, 7 - клапана выпуска отработанных газов, 8 - клапан компрессора, 9 - форсунка, 10 - поршни компрессора, 11 - плунжер, 12, 13 - статорные магниты, 14 - катушка подмагничивания якоря, 15 - клапан синхронизации.1 - pump-generator, 2 - anchors, 3 - fluid flow control valves, 4 - internal combustion engines, 5 - engine piston, 6 - air intake valve, 7 - exhaust gas valve, 8 - compressor valve, 9 - nozzle, 10 - compressor pistons, 11 - plunger, 12, 13 - stator magnets, 14 - armature magnetization coil, 15 - synchronization valve.

Фигура 2. Принципиальная схема насос-генератора с оппозитным движением якорь-поршней в противофазе.Figure 2. Schematic diagram of a pump generator with the opposite movement of the armature pistons in antiphase.

1, 2 - статорные магниты, 3, 4 - якорь-поршни, 5, 6 - катушки подмагничивания якорь-поршней, 7, 8 - клапаны управления потоком жидкости, 9, 13 - каналы впуска и выпуска жидкости, 10, 11, 12, 14, 15 - трубопроводы.1, 2 - stator magnets, 3, 4 - armature pistons, 5, 6 - magnetization coils of armature pistons, 7, 8 - fluid flow control valves, 9, 13 - fluid inlet and outlet channels, 10, 11, 12, 14, 15 - pipelines.

Claims (1)

Синхронизатор движения якорь-поршней в противофазе свободнопоршневого насос-генератора, преобразующего энергию потока жидкости в электроэнергию и электроэнергию в энергию потока жидкости, включающего систему управления, статорные магниты, якорь-поршни, катушки подмагничивания якорь-поршней, клапаны управления потоком жидкости, отличающийся тем, что синхронизация движения якорь-поршней в противофазе насос-генератора при возникновении разности величин скоростей якорь-поршней насос-генератора осуществляется уменьшением или прерыванием тока в одной из катушек подмагничивания якоря-поршня, для этого при работе насос-генератора в режиме генератора система управления отслеживает текущее значение величин скоростей каждого якорь-поршня и по сигналу рассогласования скоростей якорь-поршней уменьшает или прерывает ток в катушке подмагничивания того якорь-поршня, скорость которого меньше скорости другого якоря-поршня, а при работе насос-генератора в режиме насоса система управления отслеживает текущее значения величин скоростей каждого якорь-поршня и по сигналу рассогласования скоростей якорь-поршней уменьшает или прерывает ток в катушке подмагничивания того якорь-поршня, скорость которого больше скорости другого якорь-поршня, и после достижения якорь-поршнем скорости, обеспечивающей синхронное движение якорь-поршней в противофазе, система управления восстанавливает цепь катушки подмагничивания якорь-поршня. Anchor-piston motion synchronizer in antiphase of a free-piston pump-generator, which converts the energy of the fluid flow into electricity and electric power into the energy of the fluid flow, including the control system, stator magnets, anchor-pistons, magnetization coils of the anchor-pistons, fluid flow control valves, characterized in that the synchronization of the movement of the armature-pistons in antiphase of the pump-generator when a difference in the values of the speeds of the armature-pistons of the pump-generator occurs by reducing or interrupting the current in one of the magnetization coils of the armature-piston, for this, when the pump generator is in generator mode, the control system monitors the current value of the velocity values of each armature-piston and, by the signal of the speed mismatch of the armature-pistons, reduces or interrupts the current in the magnetization coil of that armature a piston whose speed is less than the speed of another armature-piston, and when the pump-generator is in pump mode, the control system monitors the current values of the speeds of each armature-piston and according to the signal Dropping the speed of the armature piston reduces or interrupts the current in the magnetization coil of that armature piston, the speed of which is greater than the speed of the other armature piston, and after the armature piston reaches a speed that provides synchronous movement of the armature pistons in antiphase, the control system restores the armature magnetization coil circuit piston.
RU2010105428/06A 2010-02-15 2010-02-15 Synchroniser of movement of armatures-pistons in opposite phase of free piston pump-generator RU2422654C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010105428/06A RU2422654C1 (en) 2010-02-15 2010-02-15 Synchroniser of movement of armatures-pistons in opposite phase of free piston pump-generator

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010105428/06A RU2422654C1 (en) 2010-02-15 2010-02-15 Synchroniser of movement of armatures-pistons in opposite phase of free piston pump-generator

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2422654C1 true RU2422654C1 (en) 2011-06-27

Family

ID=44739252

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2010105428/06A RU2422654C1 (en) 2010-02-15 2010-02-15 Synchroniser of movement of armatures-pistons in opposite phase of free piston pump-generator

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2422654C1 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2508594C1 (en) * 2012-10-22 2014-02-27 Анатолий Александрович Рыбаков Method of adapting oscillation frequency of generator pump lifter-pistons to linear oscillator circuit resonance frequency
RU2539695C1 (en) * 2014-02-11 2015-01-27 Анатолий Александрович Рыбаков Method of movement synchronisation of pistons of double-cylinder free piston with pistion opposite movement power module connected with pistons of gas compressor
RU2576389C1 (en) * 2015-03-16 2016-03-10 Анатолий Александрович Рыбаков Ways to synchronize movement of the piston in antiphase
RU2659581C1 (en) * 2017-08-08 2018-07-03 Анатолий Александрович Рыбаков Method of synchronization of piston movement in anti-phase of two-cylinder-free-piston heat exchanger of external combustion

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2508594C1 (en) * 2012-10-22 2014-02-27 Анатолий Александрович Рыбаков Method of adapting oscillation frequency of generator pump lifter-pistons to linear oscillator circuit resonance frequency
RU2539695C1 (en) * 2014-02-11 2015-01-27 Анатолий Александрович Рыбаков Method of movement synchronisation of pistons of double-cylinder free piston with pistion opposite movement power module connected with pistons of gas compressor
RU2576389C1 (en) * 2015-03-16 2016-03-10 Анатолий Александрович Рыбаков Ways to synchronize movement of the piston in antiphase
RU2659581C1 (en) * 2017-08-08 2018-07-03 Анатолий Александрович Рыбаков Method of synchronization of piston movement in anti-phase of two-cylinder-free-piston heat exchanger of external combustion

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2422654C1 (en) Synchroniser of movement of armatures-pistons in opposite phase of free piston pump-generator
RU2441993C2 (en) Pistons line syncronization technique in a coupled double-cylinder free-piston engine
EP3307992B1 (en) Free piston device
CN107762560B (en) Thermal-electric conversion device for small organic Rankine cycle waste heat recovery system
CN104811008A (en) Cylindrical permanent magnet flux-switching linear oscillation motor
US5473205A (en) Double-duct liquid metal magnetohydrodynamic engine
Wu et al. Research on starting process and control strategy of opposed-piston free-piston engine generator _ simulation and test results
US20130302181A1 (en) Zero emissions pneumatic-electric engine
RU2476699C1 (en) Blowing method of combustion chamber of free-piston two-cylinder power module with common external combustion chamber and linear electric generator
CN101686029A (en) Thermomagnetic power plant
RU2479733C1 (en) Method for increasing efficiency of expansion process of combustion products by air bypass between compressor cavities of expansion machines in free-piston two-cylinder power module with total external combustion chamber and linear electric generator
US5637935A (en) Double-duct liquid metal magnetohydrodynamic engine
JP2018062902A (en) Free piston engine generator
CN114526154B (en) Generated energy output control system of opposed piston linear generator set
RU2550228C2 (en) Ac generator with external combustion engine
RU2537322C1 (en) Method of movement synchronisation of piston groups of free piston pump-compressor with common linear motor
RU2468224C1 (en) Free-piston double-cylinder energy module of double purpose with common external combustion chamber and linear power generator
RU2427717C1 (en) Impulse method of movement synchronisation of pistons of free piston duplex power module with common combustion chamber
Kim et al. Starting mode analysis of tubular-type linear generator for free-piston engine with dynamic characteristics
RU2537324C1 (en) Method of compressed air generation by free-piston power module with common external combustion chamber
RU2324829C1 (en) Hydraulic method of synchronization of piston movement in an internal combustion plunger free engine
RU2328607C1 (en) Method of load synchronisation of free-piston internal combustion engine pistons motion
Huang et al. Research and analysis of a novel voice coil motor with wireless power supply
RU2472952C1 (en) Pneumatic driving method of clutch mechanism of expansion machine section shafts with power take-off shaft of piston engine with feeding by working medium generated by free-piston gas generator with common external combustion chamber
RU2650216C1 (en) Method of increasing the degree of fuel dispersing with a one-stroke fuel injector drive of a free-piston power module with a common external combustion chamber