RU2439771C1

RU2439771C1 - Vibration power generator

Info

Publication number: RU2439771C1
Application number: RU2010147613/07A
Authority: RU
Inventors: Эдвид Иванович Линевич (RU); Эдвид Иванович Линевич
Original assignee: Эдвид Иванович Линевич; Ежов Александр Федорович; Черненко Михаил Анатольевич
Priority date: 2010-11-22
Filing date: 2010-11-22
Publication date: 2012-01-10

Abstract

FIELD: electricity. ^ SUBSTANCE: vibration power generator (1) contains magnet core (2) closed to poles of permanent magnet (3) with two-section inducing winding (4) with output contacts (5) installed at its both sides. At magnet core (2) there is lateral gap (6) with tip (7) of magnet core (2) installed in it. Gap (6) with tip (7) covers magnet switch case (8) with movable magnetic shunt (9) which is intended for measurement of magnetic flow in magnet core (2). Tip (7) of magnet core (2) and shunt (9) are made in the form of similar rigid stack structures consisting of integral alternating magnet conductive and non-conductive layers connected by compound; the layers are located in parallel to each other and perpendicular to direction of shunt (9) oscillations. ^ EFFECT: perfection of structural layout due to possibility to regulate amplitude of movable parts oscillations and mid position fixing of their amplitude shift, improvement of operating efficiency due to accurate determination of their resonance frequency oscillations. ^ 7 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к электротехнике, а точнее к устройствам для генерирования электрической энергии, использующим энергию возвратно-поступательного, колебательного или вибрационного движения подвижного распределителя магнитного потока относительно системы магнитов и катушек.The invention relates to electrical engineering, and more specifically to devices for generating electrical energy using the energy of the reciprocating, oscillatory or vibrational motion of a moving magnetic flux distributor relative to a system of magnets and coils.

Известен преобразователь механической энергии в электрическую, содержащий закрепленную на неподвижном основании замкнутую магнитную цепь и подвижный элемент, установленный на средстве передачи механической энергии [патент WO 9949556, опубл. 30.09.1999]. Магнитная цепь состоит из катушки, намотанной на сердечник, концы которого прикреплены к двум участкам магнитопровода Г-образной формы, выполненным из магнитомягкого ферромагнитного материала и повернутым друг к другу свободными концами. На свободных концах участков магнитопровода закреплены два постоянных магнита, которые ориентированы таким образом, чтобы магнитные потоки выходили из них в противоположных направлениях. В зазор между постоянными магнитами вставлен вкладыш, выполненный из мягкого ферромагнитного материала и замыкающий магнитную цепь. Средство передачи механической энергии состоит из пружинной пластины, один конец которой прикреплен к неподвижному основанию, а другой свободный конец прикреплен к середине подвижного элемента, выполненного в виде дугообразно изогнутого куска ферромагнитного материала. Дугообразный подвижный элемент расположен на внешней стороне магнитной цепи и отделен от него воздушным промежутком с возможностью колебания под воздействием внешнего воздействия в дугообразной выемке магнитопровода относительно двух разделенных вкладышем постоянных магнитов. При отсутствии внешнего воздействия подвижный элемент находится в состоянии равновесия и равноудален от постоянных магнитов, в этот период времени отсутствует изменение магнитного поля и магнитного потока на участках магнитопровода и в сердечнике, а в катушке не индуцируется выходное напряжение. При наличии внешнего воздействия подвижный элемент начинает колебаться относительно постоянных магнитов попеременно замыкая и размыкая магнитную цепь, в результате чего возникает изменяющийся по амплитуде магнитный поток, который индуцирует электрическое напряжение в катушке, величина которого зависит от частоты колебаний подвижного элемента. Недостатками известного преобразователя механической энергии в электрическую энергию являются ограниченная область применения из-за его низкого КПД, малоэффективная работа преобразователя, не обеспечивающая достаточного изменения магнитного потока в магнитной цепи и индуцирования тока в катушке, несовершенная конструкция из-за отсутствия средств регулирования амплитуды колебания подвижного элемента и сглаживания всплесков выходного напряжения, опасность отклонения подвижного элемента от заданной траектории колебательного движения из-за ненадежной кинетической связи между подвижным элементом и магнитопроводом магнитной цепи, сложность в подборе жесткости пружины и массы подвижного элемента.A known converter of mechanical energy into electrical energy, containing a closed magnetic circuit fixed on a fixed base and a movable element mounted on a means of transmitting mechanical energy [patent WO 9949556, publ. 09/30/1999]. The magnetic circuit consists of a coil wound around a core, the ends of which are attached to two sections of the L-shaped magnetic core, made of magnetically soft ferromagnetic material and rotated to each other with free ends. Two permanent magnets are fixed at the free ends of the sections of the magnetic circuit, which are oriented so that the magnetic fluxes exit from them in opposite directions. An insert made of soft ferromagnetic material and closing the magnetic circuit is inserted into the gap between the permanent magnets. The mechanical energy transmission means consists of a spring plate, one end of which is attached to a fixed base, and the other free end is attached to the middle of the movable element, made in the form of an arcuate curved piece of ferromagnetic material. The arcuate movable element is located on the outer side of the magnetic circuit and is separated from it by an air gap with the possibility of oscillation under the influence of external influences in the arcuate recess of the magnetic circuit relative to two permanent magnets separated by an insert. In the absence of external influence, the movable element is in equilibrium and equidistant from permanent magnets, during this period of time there is no change in the magnetic field and magnetic flux in the sections of the magnetic circuit and in the core, and the output voltage is not induced in the coil. In the presence of external influences, the movable element begins to oscillate relative to the permanent magnets, alternately closing and opening the magnetic circuit, resulting in a magnetic flux that varies in amplitude, which induces an electric voltage in the coil, the magnitude of which depends on the oscillation frequency of the movable element. The disadvantages of the known converter of mechanical energy into electrical energy are the limited scope due to its low efficiency, ineffective operation of the converter, not providing sufficient changes in the magnetic flux in the magnetic circuit and inducing current in the coil, imperfect design due to the lack of means for controlling the amplitude of oscillation of the movable element and smoothing bursts of the output voltage, the danger of deviation of the movable element from a given trajectory of the oscillatory motion Because of the unreliable kinetic connection between the movable element and the magnetic circuit of the magnetic circuit, it is difficult to select the stiffness of the spring and the mass of the movable element.

Также известен генератор электрической энергии, содержащий постоянный магнит, одним концом прикрепленный к пластинчатой пружине, магнитопровод с обмоткой и привод периодического перемещения постоянного магнита [А.С. SU 1653085, опубл. 30.05.1991]. Привод выполнен в виде ферромагнитной зубчатой рейки с шириной выступающих зубцов, равной ширине торца полюса магнита, магнитопровод выполнен с полюсами, расстояние между которыми равно расстоянию между полюсами магнита, а пластинчатая пружина с магнитом выполнена с частотой собственных колебаний, большей частоты перемещения зубцов рейки, причем магнитопровод установлен с зазором между его полюсами и полюсами постоянного магнита большим, чем зазор между выступающим зубцом рейки и полюсом магнита. В пазах между зубцами рейки привода установлены дополнительные обмотки. Известный генератор работает следующим образом. Рейка с зубцами перемещается относительно постоянного магнита. Пластинчатая пружина с магнитом периодически отклоняется от положения равновесия в моменты прохождения выступающих зубцов рейки мимо полюса магнита за счет магнитного взаимодействия, а затем освобождается от него в момент, когда силы упругости пружины превышают силы магнитного взаимодействия, после чего начинаются колебания магнита с собственной частотой, большей частоты перемещения выступов рейки, в результате чего изменяются зазоры между магнитом и магнитопроводами, изменяется магнитное сопротивление этих зазоров, магнитные потоки в магнитной цепи и в катушках индуцируется ЭДС. Соотношение между периодом перемещения выступов и периодом колебания пластинчатой пружины с магнитом устанавливается подбором жесткости пластинчатой пружины, массы магнита и размеров зубцов рейки. Недостатками известного генератора электрической энергии являются маленькая скорость перемещения ферромагнитной зубчатой рейки и частоты колебания подвижного постоянного магнита, замедляющие изменение магнитного потока в магнитопроводе и индуцирование тока в обмотке, несовершенная конструкция из-за отсутствия средств регулирования амплитуды колебания постоянного магнита и сглаживания всплесков выходного напряжения, опасность отклонения подвижного постоянного магнита от заданной траектории колебательного движения из-за отсутствия надежной кинетической связи между подвижным постоянным магнитом и остальными элементами генератора, сложность в подборе жесткости пружины, массы постоянного магнита и размеров зубцов ферромагнитной рейки.Also known is an electric energy generator containing a permanent magnet attached at one end to a leaf spring, a magnetic circuit with a winding, and a drive for periodically moving the permanent magnet [A.S. SU 1653085, publ. 05/30/1991]. The drive is made in the form of a ferromagnetic gear rack with a width of protruding teeth equal to the width of the end of the magnet pole, the magnetic circuit is made with poles, the distance between which is equal to the distance between the magnet poles, and a leaf spring with a magnet is made with a frequency of natural vibrations greater than the frequency of movement of the rack teeth, moreover the magnetic circuit is installed with a gap between its poles and the poles of the permanent magnet larger than the gap between the protruding tooth of the rail and the pole of the magnet. In the grooves between the teeth of the drive rail, additional windings are installed. A known generator operates as follows. The rack with teeth moves relative to the permanent magnet. A leaf spring with a magnet periodically deviates from the equilibrium position at the moments when the protruding teeth of the rail pass past the magnet pole due to magnetic interaction, and then it is released from it at a time when the spring elastic forces exceed the forces of magnetic interaction, after which the magnet begins to oscillate with a natural frequency greater than the frequency of movement of the ledges of the rail, as a result of which the gaps between the magnet and the magnetic cores change, the magnetic resistance of these gaps, the magnetic fluxes change EMF is induced in the magnetic circuit and in the coils. The ratio between the period of movement of the protrusions and the period of oscillation of the leaf spring with a magnet is established by selecting the stiffness of the leaf spring, the mass of the magnet and the size of the teeth of the rack. The disadvantages of the known electric energy generator are the low speed of movement of the ferromagnetic gear rack and the oscillation frequency of the movable permanent magnet, which slows down the change in magnetic flux in the magnetic circuit and induces current in the winding, the imperfect design due to the lack of means for regulating the amplitude of the oscillation of the permanent magnet and smoothing the output voltage spikes, danger deviations of the movable permanent magnet from a given trajectory of oscillatory motion due to lack of There is a reliable kinetic relationship between the movable permanent magnet and the rest of the generator elements, the difficulty in selecting the spring stiffness, the mass of the permanent magnet and the size of the teeth of the ferromagnetic rail.

В качестве прототипа принят электромеханический генератор для преобразования энергии механической вибрации в электрическую энергию, содержащий два постоянных магнита с полюсами, замкнутыми на пластинчатый магнитопровод, неподвижную катушку с рабочей обмоткой и подвижное средство изменения магнитного потока в магнитопроводе [патент JP 2008536469, опубл. 04.09.2008]. Постоянные магниты симметрично расположены на продольных сторонах П-образного магнитопровода. Одной из своих поперечных сторон магнитопровод шарнирно прикреплен к основанию генератора с возможностью колебательного движения под воздействием вибрации в вертикальном направлении. Для увеличения амплитуды колебания магнитопровода на его свободной стороне установлен балласт, выполненный из материала с низкой магнитной проницаемостью. Катушка с рабочей обмоткой установлена на шарнирной стороне магнитопровода и прикреплена к основанию генератора таким образом, что при колебательном движении магнитопровода остается в неподвижном положении. На противоположной свободной стороне магнитопровода выполнен поперечный зазор, в котором разомкнутые поверхности магнитопровода имеют противоположные полярности. В зазоре расположено выполненное из материала с высокой магнитной проницаемостью подвижное средство изменения магнитного потока, установленное на основании генератора с возможностью перемещения. Перемещаясь из зазора, а затем обратно возвращаясь в него, кроме изменения магнитного потока в магнитопроводе, подвижное средство также используется для приблизительной настройки резонансной частоты его колебания. При воздействии на основание электромеханического генератора внешнего источника вибрации, его магнитопровод колеблется в вертикальном направлении относительно неподвижной катушки с рабочей обмоткой и средства изменения магнитного потока, расположенного в зазоре магнитопровода, в результате чего изменяется магнитный поток в магнитопроводе, который индуцирует электрический ток в обмотке катушки, возникает электродвижущая сила, которая индуцирует в катушке электрическое напряжение. Недостатками известного электромеханического генератора для преобразования энергии механической вибрации в электрическую энергию являются его несовершенная конструктивная схема из-за отсутствия в схеме генератора приспособления, позволяющего точно отрегулировать рабочую амплитуду колебания магнитопровода и зафиксировать среднее положение его амплитудного смещения относительно средства изменения магнитного потока, и сложности при подборе массы балласта, а также низкая эффективность работы генератора из-за неточной настройки резонансной частоты колебания магнитопровода.An electromechanical generator for converting mechanical vibration energy into electrical energy is adopted as a prototype. It contains two permanent magnets with poles closed to a plate magnetic circuit, a fixed coil with a working winding, and a movable magnetic flux change means in the magnetic circuit [JP patent 2008536469, publ. 09/04/2008]. Permanent magnets are symmetrically located on the longitudinal sides of the U-shaped magnetic circuit. One of its transverse sides, the magnetic circuit is pivotally attached to the base of the generator with the possibility of oscillatory motion under the influence of vibration in the vertical direction. To increase the amplitude of oscillation of the magnetic circuit on its free side, a ballast is installed made of a material with low magnetic permeability. A coil with a working winding is mounted on the hinged side of the magnetic circuit and is attached to the base of the generator in such a way that when the magnetic circuit oscillates, it remains in a fixed position. A transverse gap is made on the opposite free side of the magnetic circuit, in which the open surfaces of the magnetic circuit have opposite polarities. In the gap there is a movable means of changing the magnetic flux made of a material with high magnetic permeability, mounted on the base of the generator with the possibility of movement. Moving from the gap, and then returning back to it, in addition to changing the magnetic flux in the magnetic circuit, the moving tool is also used to approximate the resonance frequency of its oscillations. When an external vibration source is exposed to the base of the electromechanical generator, its magnetic circuit oscillates in the vertical direction relative to a fixed coil with a working winding and means for changing the magnetic flux located in the gap of the magnetic circuit, as a result of which the magnetic flux in the magnetic circuit changes, which induces an electric current in the coil winding, an electromotive force arises, which induces an electric voltage in the coil. The disadvantages of the known electromechanical generator for converting the energy of mechanical vibration into electrical energy are its imperfect design because of the lack of a device in the generator circuit that allows you to precisely adjust the working amplitude of the magnetic circuit oscillations and fix the average position of its amplitude bias relative to the means of changing the magnetic flux, and the difficulty in selecting ballast mass, as well as low generator efficiency due to inaccurate re the resonant frequency of the oscillation of the magnetic circuit.

Решаемая техническая задача - совершенствование конструктивной схемы генератора за счет введения в его схему приспособления, позволяющего отрегулировать рабочую амплитуду колебания его подвижных частей и зафиксировать среднее положение их амплитудного смещения, а также повышение эффективности работы генератора за счет точного определения резонансной частоты их колебания.The technical task to be solved is the improvement of the generator’s design by introducing a device into its circuit that allows you to adjust the working amplitude of the oscillation of its moving parts and fix the average position of their amplitude displacement, as well as increasing the efficiency of the generator by accurately determining the resonant frequency of their oscillation.

Указанная техническая задача решается предлагаемым вибрационным генератором электрической энергии, содержащим по меньшей мере один постоянный магнит, полюса которого замкнуты магнитопроводом, рабочую обмотку, подвижное средство изменения магнитного потока в магнитопроводе, при этом рабочая обмотка размещена на магнитопроводе, в котором выполнен поперечный зазор, где расположено подвижное средство изменения магнитного потока с возможностью соединения с вибрационным приводом. Новым является то, что подвижное средство изменения магнитного потока выполнено в виде магнитного шунта, по меньшей мере один из концов магнитопровода в зазоре снабжен наконечником, причем шунт и наконечник выполнены в виде жестких пакетных структур, состоящих из неразъемно соединенных между собой чередующихся магнитопроводных слоев δ и магнитонепроводных слоев t, расположенных параллельно друг другу и перпендикулярно направлению колебательного движения шунта, при этом ребра слоев δ и t образуют плоскости, контактирующие со смежными поверхностями шунта и наконечника магнитопровода, где толщина магнитопроводного слоя δ выполнена меньше рабочей амплитуды S колебания шунта, а толщина магнитонепроводного слоя t выполнена не меньше толщины магнитопроводного слоя δ, изготовленного из магнитомягкого материала с магнитной проницаемостью, превышающей магнитную проницаемость материала магнитопровода. Восприятие вибрационных колебаний происходит лучше, если магнитный шунт будет подпружинен с двух сторон упругими элементами в направлении своего колебательного движения. Шунт может быть снабжен элементами регулирования и фиксации своего среднего положения амплитудного смещения 2S при колебательном движении относительно наконечника, что позволит управлять режимом изменения магнитного потока в магнитопроводе. Целесообразно, если генератор будет выполнен с возможностью регулирования и фиксации шунта в статическом состоянии путем совмещения меток, наносимых при изготовлении, и в динамическом состоянии по максимальному значению выходного напряжения на обмотке. Поочередно расположенные магнитопроводные слои δ и магнитонепроводные слои t в шунте и наконечнике могут совпадать. Предпочтительно, если толщина магнитонепроводного слоя t будет выполнена больше толщины магнитопроводного слоя δ не более, чем в 3 раза, что позволит обеспечить оптимальное изменение магнитного потока в магнитопроводе.The specified technical problem is solved by the proposed vibrational electric energy generator, containing at least one permanent magnet, the poles of which are closed by a magnetic circuit, a working winding, a movable means of changing the magnetic flux in the magnetic circuit, while the working winding is placed on the magnetic circuit, in which the transverse clearance is made, where movable means of changing the magnetic flux with the possibility of connection with a vibrating drive. New is that the movable means of changing the magnetic flux is made in the form of a magnetic shunt, at least one of the ends of the magnetic circuit in the gap is provided with a tip, and the shunt and the tip are made in the form of rigid packet structures consisting of alternating magnetically conducting layers δ and magnetically conductive layers t located parallel to each other and perpendicular to the direction of the oscillatory movement of the shunt, while the edges of the layers δ and t form planes in contact with adjacent by the surfaces of the shunt and the tip of the magnetic circuit, where the thickness of the magnetic conductive layer δ is made less than the working amplitude S of the shunt oscillation, and the thickness of the magnetic conductive layer t is made not less than the thickness of the magnetic conductive layer δ made of soft magnetic material with a magnetic permeability exceeding the magnetic permeability of the material of the magnetic circuit. The perception of vibrational vibrations is better if the magnetic shunt is spring loaded on both sides by elastic elements in the direction of its vibrational motion. The shunt can be equipped with elements for regulating and fixing its average position of the amplitude bias 2S during oscillatory motion relative to the tip, which will allow you to control the mode of change of the magnetic flux in the magnetic circuit. It is advisable if the generator is configured to regulate and fix the shunt in a static state by combining the marks applied during manufacture and in a dynamic state according to the maximum value of the output voltage on the winding. Alternately located magnetic conductive layers δ and magnetically conductive layers t in the shunt and tip can match. Preferably, if the thickness of the magnetically conductive layer t is made more than the thickness of the magnetically conductive layer δ by no more than 3 times, which will allow for an optimal change in the magnetic flux in the magnetic circuit.

Предлагаемое изобретение поясняется графическими материалами, где на фиг.1 показан вид сверху генератора, на фиг.2 показан вид генератора со стороны шунта, на фиг.3 показан продольный локальный разрез магнитного коммутатора в месте контакта шунта с наконечником магнитопровода, на фиг.4 показана схема, поясняющая распределение магнитного потока между шунтом и наконечником магнитопровода.The invention is illustrated by graphic materials, in which Fig. 1 shows a top view of the generator, Fig. 2 shows a view of the generator from the side of the shunt, Fig. 3 shows a longitudinal local section of the magnetic switch at the point of contact of the shunt with the tip of the magnetic circuit, Fig. 4 shows a diagram explaining the distribution of magnetic flux between the shunt and the tip of the magnetic circuit.

Предлагаемое изобретение поясняется примером конкретного выполнения. Вибрационный генератор 1 электрической энергии содержит магнитопровод 2, замкнутый на полюса постоянного магнита 3. По обеим сторонам магнита 3 установлена на магнитопроводе 2 двухсекционная рабочая обмотка 4 с выходными контактами 5 (см. фиг.1 и 2). На противоположной стороне магнитопровода 2 выполнен поперечный зазор 6, где на одном конце, расположенном в зазоре, установлен наконечник 7, плотно примыкающий к поверхности магнитопровода 2. Зазор 6 с наконечником 7 охватывает корпус магнитного коммутатора 8, в котором установлен подвижный магнитный шунт 9, предназначенный для изменения магнитного потока в магнитопроводе 2. Магнитный шунт 9 подпружинен с двух сторон в направлении своего колебательного движения упругими элементами 10, выполненными из резиновых прокладок. С обратной стороны упругих элементов 10 расположены с возможностью перестановки упоры 11, выполненные из металлических пластин (см. фиг.3). Перестановка упоров 11 относительно шунта 9 регулируется и фиксируется в неподвижном состоянии регулировочными болтами 12, установленными с обеих сторон корпуса магнитного коммутатора 8, и предназначенными для регулирования рабочей амплитуды S колебания шунта 9 и фиксации среднего положения его амплитудного смещения, составляющего 2S (см. фиг.4). Генератор 1 выполнен с возможностью регулирования и фиксации шунта 9 в статическом состоянии, путем совмещения меток, наносимых при его изготовлении, а также в динамическом состоянии в процессе работы, по максимальному значению выходного напряжения на выходных контактах 5 обмотки 4. Магнитопровод 2 с постоянным магнитом 3 и магнитным коммутатором 8, в котором установлен подвижный шунт 9, образует замкнутую магнитную цепь. Наконечник 7 магнитопровода 2 и шунт 9 выполнены в виде одинаковых жестких пакетных структур, состоящих из неразъемно соединенных при помощи связующего компаунда и чередующихся между собой магнитопроводных слоев δ и магнитонепроводных слоев t, расположенных параллельно друг другу и перпендикулярно направлению колебательного движения шунта 9. Толщина магнитонепроводного слоя t больше толщины магнитопроводного слоя δ не более, чем в 3 раза, и в данном случае толщина магнитопроводного слоя δ может составлять 1 мм, а толщина магнитонепроводного слоя t может составлять 3 мм. Ребра слоев δ и t образуют плоскости, контактирующие со смежными поверхностями шунта 9 и наконечника 7 магнитопровода 2, и между ними выполнены минимально возможные зазоры, предназначенные для беспрепятственного перемещения шунта 9 относительно наконечника 7, при этом поочередно расположенные магнитопроводные слои δ и магнитонепроводные слои t в шунте 9 могут совпадать со слоями δ и t, расположенными в наконечнике 7 магнитопровода 2. Шунт 9 изготовлен в виде задвижки плоского сечения, выполненной за одно целое со штоком 13, выступающим наружу корпуса магнитного коммутатора 8 и жестко присоединенным к источнику механической вибрации с малой амплитудой колебания, направление которого совпадает с направлением перемещения шунта 9. Магнитопровод 2 выполнен из листов электротехнической стали марки Э8. В качестве магнита 3 использован неодимовый NbFeB магнит. Магнитопроводные слои δ выполнены из пластин магнитомягкого феррита марки 1500НМ. Магнитонепроводные слои t и связующий компаунд для неразъемного соединения слоев δ и t выполнены из полиформальдегида.The invention is illustrated by an example of a specific implementation. The vibrational generator 1 of electric energy contains a magnetic circuit 2 closed to the poles of a permanent magnet 3. On both sides of the magnet 3, a two-section working winding 4 with output contacts 5 is installed on the magnetic circuit 2 (see FIGS. 1 and 2). A transverse gap 6 is made on the opposite side of the magnetic circuit 2, where a tip 7 is installed at one end located in the gap, which is adjacent to the surface of the magnetic circuit 2. A gap 6 with a tip 7 covers the housing of the magnetic switch 8, in which a movable magnetic shunt 9 is installed, designed to change the magnetic flux in the magnetic circuit 2. The magnetic shunt 9 is spring loaded on both sides in the direction of its oscillatory motion by elastic elements 10 made of rubber gaskets. On the reverse side of the elastic elements 10 are located with the possibility of permutation stops 11 made of metal plates (see figure 3). The permutation of the stops 11 relative to the shunt 9 is regulated and fixed in a stationary state by adjusting bolts 12 mounted on both sides of the magnetic switch housing 8 and designed to regulate the working amplitude S of the shunt 9 and fix the average position of its amplitude bias of 2S (see Fig. four). The generator 1 is made with the possibility of regulating and fixing the shunt 9 in a static state, by combining the marks applied during its manufacture, as well as in a dynamic state during operation, according to the maximum value of the output voltage at the output contacts 5 of the winding 4. Magnetic circuit 2 with a permanent magnet 3 and a magnetic switch 8, in which a movable shunt 9 is mounted, forms a closed magnetic circuit. The tip 7 of the magnetic circuit 2 and the shunt 9 are made in the form of identical rigid packet structures, consisting of permanently connected using a bonding compound and alternating magnetic conductive layers δ and magnetically conductive layers t located parallel to each other and perpendicular to the direction of vibrational movement of the shunt 9. The thickness of the magnetically conductive layer t is more than the thickness of the magnetic layer δ no more than 3 times, and in this case, the thickness of the magnetic layer δ can be 1 mm, and the thickness of the magnetically conductive t th layer may be 3 mm. The ribs of the layers δ and t form planes in contact with the adjacent surfaces of the shunt 9 and the tip 7 of the magnetic circuit 2, and between them the smallest possible gaps are made, intended for the smooth movement of the shunt 9 relative to the tip 7, while the magnetically conductive layers δ and the magnetically conductive layers t in the shunt 9 may coincide with the layers δ and t located in the tip 7 of the magnetic circuit 2. The shunt 9 is made in the form of a valve of a flat section, made in one piece with the rod 13, protruding outward to the housing of the magnetic switch 8 and rigidly connected to a source of mechanical vibration with a small amplitude of oscillation, the direction of which coincides with the direction of movement of the shunt 9. Magnetic core 2 is made of sheets of electrical steel grade E8. As magnet 3, a neodymium NbFeB magnet was used. Magnetic conductive layers δ are made of plates of soft magnetic ferrite grade 1500НМ. Magnetically conductive layers t and a bonding compound for the permanent connection of the layers δ and t are made of polyformaldehyde.

Вибрационный генератор 1 электрической энергии используют следующим образом. Конструкцию генератора 1 закрепляют на неподвижном основании (не показано). На шток 13 подвижного шунта 9 воздействуют источником механической вибрации с малой амплитудой колебания, под воздействием которого шунт 9 начинает совершать колебательные движения относительно наконечника 7 магнитопровода 2, в результате перемещений магнитного шунта 9 в магнитопроводе 2 возникает изменяющийся по амплитуде магнитный поток, который индуцирует электрическое напряжение в обмотке 4, к выходным контактам 5 которой подключают электрическую нагрузку. Для точной настройки рабочей амплитуды S колебания шунта 9 и фиксации среднего положения его амплитудного смещения 2S используют регулировочные болты 12. В статическом состоянии регулирование выполняют путем совмещения специальных меток, которые наносятся при изготовлении генератора. В динамическом состоянии точную регулировку осуществляют по максимальной величине напряжения на выходных контактах 5 обмотки 4.The vibration generator 1 of electric energy is used as follows. The design of the generator 1 is fixed on a fixed base (not shown). The rod 13 of the movable shunt 9 is exposed to a source of mechanical vibration with a small amplitude of oscillation, under the influence of which the shunt 9 begins to oscillate relative to the tip 7 of the magnetic circuit 2, as a result of the movements of the magnetic shunt 9 in the magnetic circuit 2, a magnetic flux that varies in amplitude, induces an electric voltage in a winding 4, to the output contacts 5 of which an electrical load is connected. To fine-tune the working amplitude S of the shunt 9 oscillations and fix the mid-position of its amplitude bias 2S, adjusting bolts 12 are used. In the static state, regulation is performed by combining special marks that are applied in the manufacture of the generator. In the dynamic state, fine adjustment is carried out according to the maximum voltage at the output contacts 5 of the winding 4.

Claims

1. A vibration generator of electrical energy containing at least one permanent magnet, the poles of which are closed by a magnetic circuit, a working winding, a movable means of changing the magnetic flux in the magnetic circuit, while the working winding is placed on the magnetic circuit in which the transverse gap is made, where the movable means for changing the magnetic flux with the possibility of connecting with a vibrating drive, characterized in that the movable means for changing the magnetic flux is made in the form of a magnetic shunt, in m At least one of the ends of the magnetic circuit in the gap is equipped with a tip, and the shunt and tip are made in the form of rigid packet structures consisting of alternately connected alternating magnetic conductive layers δ and magnetically conductive layers t located parallel to each other and perpendicular to the direction of the oscillatory motion of the shunt, the edges of the layers δ and t form planes in contact with adjacent surfaces of the shunt and the tip of the magnetic circuit, where the thickness of the magnetic circuit layer δ is less than whose oscillation amplitude S of the shunt and the thickness magnitoneprovodnogo layer is not less than the thickness of the flux layer formed δ t, made of soft magnetic material with a magnetic permeability greater than the permeability of the magnetic material.

2. The generator according to claim 1, characterized in that the magnetic shunt is spring loaded on both sides by elastic elements in the direction of its oscillatory motion.

3. The generator according to claim 1, characterized in that the shunt is equipped with elements for regulating and fixing its middle position of the amplitude bias 2S during oscillatory motion relative to the tip.

4. The generator according to claim 3, characterized in that it is configured to regulate and fix the shunt in a static state by combining the marks applied during manufacture.

5. The generator according to claim 3, characterized in that it is configured to regulate and fix the shunt in a dynamic state according to the maximum value of the output voltage on the winding.

6. The generator according to claim 1, characterized in that the alternately arranged magnetic conductive layers δ and magnetically conductive layers t in the shunt and tip match.

7. The generator according to claim 1 or 6, characterized in that the thickness of the magnetic layer t is greater than the thickness of the magnetic layer δ by no more than 3 times.