RU2515940C1 - Inertial magnetoelectric generator - Google Patents

Inertial magnetoelectric generator Download PDF

Info

Publication number
RU2515940C1
RU2515940C1 RU2012143814/07A RU2012143814A RU2515940C1 RU 2515940 C1 RU2515940 C1 RU 2515940C1 RU 2012143814/07 A RU2012143814/07 A RU 2012143814/07A RU 2012143814 A RU2012143814 A RU 2012143814A RU 2515940 C1 RU2515940 C1 RU 2515940C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
inertial
housing
movable
magnetic elements
magnetoelectric generator
Prior art date
Application number
RU2012143814/07A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2012143814A (en
Inventor
Федор Федорович Пащенко
Леонид Ефимович Круковский
Владимир Викторович Торшин
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова Российской академии наук
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 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова Российской академии наук filed Critical Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова Российской академии наук
Priority to RU2012143814/07A priority Critical patent/RU2515940C1/en
Publication of RU2012143814A publication Critical patent/RU2012143814A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2515940C1 publication Critical patent/RU2515940C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Reciprocating, Oscillating Or Vibrating Motors (AREA)
  • Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)

Abstract

FIELD: electricity.
SUBSTANCE: generator contains cup-shaped magnetic components consisting of a cylindrical tube with a flat basis 2 and an inner solid rod 3 around which there is a wound magnetising coil 4 connected to a direct-current source. A frame 5 is made as a pipe of a non-magnet dielectric material with two fixed magnetic components 6, 7 installed at its opposite ends and joined to its end walls. A movable magnetic component 8 consists of two cup-shaped cores joining each other by their basis with magnetising coils 9 and 10, it is installed inside the frame 5 between the fixed magnetic components 6 and 7 with a gap and possibility of its movement along the axis, it is faced towards the fixed magnets 6, 7 by its cores with similar poles. Beyond the frame 5 there is an electro-conductive line consisting of two coils 11 and 12 placed in the gap between the fixed magnetic components 6 and 7 and the movable magnetic component 8 and outputted to bridge diode rectifiers to which auxiliary generating coils 15 and 16 of the fixed magnetic components are outputted.
EFFECT: receipt of high specific indicators for generation of electric signals with a value sufficient for power supply of different electric devices to expand their application scope.
8 cl, 7 dwg

Description

Изобретение относится к электротехнике, а именно к магнитоэлектрическим генераторам инерционного действия, служащим автономным источником питания для различных систем.The invention relates to electrical engineering, in particular to magnetoelectric inertia generators serving as an autonomous power source for various systems.

Известен инерционный магнитоэлектрический генератор, 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: двух неподвижных и одного подвижного, размещенного между неподвижными магнитами и обращенного к ним одноименными полюсами (патент РФ №2020699 С1, 30.09.1994).A known inertial magnetoelectric generator containing a non-magnetic cylindrical body, on the outer surface of which there is a winding, and a magnetic system made in the form of three axially-magnetized cylindrical magnets sequentially installed along the generator axis: two fixed and one moving, placed between the fixed magnets and facing them with the same poles (RF patent No. 2020699 C1, 09/30/1994).

Недостаток известного генератора заключается в том, что его магнитная система вырабатывает слишком слабый сигнал при колебаниях подвижного магнита. Кроме того, его магнитная система подвержена воздействию внешних магнитных полей.A disadvantage of the known generator is that its magnetic system produces too weak a signal when the vibrations of the movable magnet. In addition, its magnetic system is exposed to external magnetic fields.

В качестве прототипа выбран инерционный магнитоэлектрический генератор, описанный в патенте РФ (№2340069 С1, 27.11.2008).An inertial magnetoelectric generator described in the patent of the Russian Federation (No. 2340069 C1, November 27, 2008) was selected as a prototype.

Известный генератор содержит корпус, выполненный из диэлектрического материала, внутри которого установлены два краевых постоянных магнитных элемента, размещенные на противоположных его концах, внутри корпуса установлен с зазором и с возможностью перемещения вдоль его оси подвижный магнитопровод, состоящий из двух обращенных навстречу друг к другу одноименными полюсами постоянных магнитных элементов, поверх корпуса расположен замкнутый на выпрямители электропроводящий контур.The known generator contains a housing made of a dielectric material, inside which two edge permanent magnetic elements are installed, located at its opposite ends, a movable magnetic core consisting of two opposite poles facing each other with a gap and movable along its axis is installed permanent magnetic elements, an electrically conductive circuit closed to rectifiers is located on top of the housing.

Прототип обладает рядом преимуществ, в сравнении с аналогом, таких как относительная простота конструкции и более полное преобразование механической энергии в электрическую.The prototype has several advantages in comparison with the analogue, such as the relative simplicity of the design and a more complete conversion of mechanical energy into electrical energy.

Его недостатком является большой осевой габарит и соответствующая масса, а его энергетическая эффективность невысока. В дополнение к этому, из-за чрезмерно длинных участков корпуса генерирующий магнит приходится перемещать на большое расстояние, что занимает время, снижая частоту получаемых электрических импульсов. Наконец, при ручном манипулировании устройством больших габаритов и массы трудно обеспечить высокую скорость прохождения магнита через генерирующую катушку.Its disadvantage is the large axial dimension and the corresponding mass, and its energy efficiency is low. In addition to this, due to the excessively long sections of the housing, the generating magnet has to be moved a great distance, which takes time, reducing the frequency of the received electrical impulses. Finally, when manually manipulating a device of large dimensions and mass, it is difficult to ensure a high speed of passage of the magnet through the generating coil.

Задачей данного изобретения является создание магнитоэлектрического генератора инерционного действия, обеспечивающего получение высоких удельных показателей генерации электрических сигналов при возвратно-поступательном воздействии на корпус генератора с величиной выходного сигнала, достаточной для электропитания различных электротехнических устройств. В задачу также входит расширение диапазона применения устройства.The objective of the invention is the creation of a magnetoelectric generator of inertial action, providing high specific indicators of the generation of electrical signals when the reciprocating effect on the housing of the generator with a magnitude of the output signal, sufficient to power various electrical devices. The task also includes expanding the range of application of the device.

Техническим результатом является повышение КПД и надежности магнитоэлектрического генератора, а также обеспечение универсальности и упрощение конструкции.The technical result is to increase the efficiency and reliability of the magnetoelectric generator, as well as providing versatility and simplifying the design.

Технический результат достигается за счет того, что в инерционном магнитоэлектрическом генераторе, содержащем корпус, выполненный из диэлектрического материала, поверх которого установлен замкнутый на выпрямители электропроводящий контур, с установленными внутри корпуса тремя последовательно установленными вдоль оси генератора аксиально-намагниченными цилиндрическими магнитными элементами: двух неподвижных и одного подвижного, размещенного между неподвижными магнитными элементами и обращенного к ним одноименными полюсами, согласно изобретению магнитные элементы выполнены в виде чашеобразных сердечников, состоящих из цилиндрической трубы, с плоским основанием и сплошным внутренним стержнем, вокруг которого намотана обмотка подмагничивания, подключенная к источнику постоянного тока, неподвижные магнитные элементы основаниями примыкают к торцам корпуса и содержат дополнительную генерирующую обмотку, замкнутую на выпрямитель, подвижный магнитный элемент состоит из двух чашеобразных сердечников, примыкающих основаниями друг к другу.The technical result is achieved due to the fact that in an inertial magnetoelectric generator containing a housing made of dielectric material, on top of which is mounted an electrically conductive circuit closed to rectifiers, with three axially magnetized cylindrical magnetic elements installed in series inside the housing along the axis of the generator: two fixed and one movable placed between the stationary magnetic elements and facing them with the same poles, according to As per the invention, the magnetic elements are made in the form of cup-shaped cores consisting of a cylindrical pipe with a flat base and a solid inner rod around which a magnetizing winding is wound, connected to a direct current source, fixed magnetic elements with their bases adjacent to the ends of the housing and contain an additional generating winding closed On the rectifier, the movable magnetic element consists of two cup-shaped cores adjacent to each other with their bases.

Между подвижным и неподвижными магнитными элементами могут быть установлены мягкие пружины с токопроводящими проводами, соединенными с обмотками подмагничивания.Between the movable and fixed magnetic elements can be installed soft springs with conductive wires connected to the magnetization windings.

Пружины могут быть выполнены нелинейными, например коническими. Внутренняя поверхность корпуса генератора может быть покрыта материалом, снижающим внутреннее трение, например политетрафторэтиленом (тефлоном). Из внутренней полости корпуса может быть выкачан воздух.Springs can be made non-linear, for example conical. The inner surface of the generator housing may be coated with a material that reduces internal friction, such as polytetrafluoroethylene (Teflon). Air can be pumped out of the internal cavity of the housing.

Замкнутый на выпрямители электропроводящий контур может состоять из двух обмоток, расположенных в области зазора между неподвижными краевыми магнитами и подвижным магнитопроводом.An electrically conductive circuit closed to rectifiers can consist of two windings located in the gap between the stationary edge magnets and the movable magnetic circuit.

Подвижный магнитный элемент может содержать два симметричных сплошных боковых выреза, проходящих вдоль цилиндрической трубы до его основания.The movable magnetic element may comprise two symmetrical continuous side cutouts extending along the cylindrical pipe to its base.

Внутренняя поверхность корпуса генератора может содержать накладки в виде полос, выполненных из материала с низким коэффициентом трения, в которые входят сплошные боковые вырезы подвижного магнитного элемента.The inner surface of the generator housing may contain overlays in the form of strips made of a material with a low coefficient of friction, which include continuous side cutouts of a moving magnetic element.

Выполнение магнитных элементов в виде чашеобразных сердечников, состоящих из цилиндрической трубы, с плоским основанием и сплошным внутренним стержнем и подвижного магнитопровода, состоящего из двух чашеобразных сердечников, примыкающих основаниями друг к другу, позволит повысить силу взаимодействия между неподвижными и подвижным магнитным элементами. Наличие дополнительной генерирующей обмотки позволяет получать добавочную энергию при перемещении подвижного магнитного элемента. Наличие обмоток подмагничивания дает возможность повысить коэрцитивную силу магнитных элементов и, тем самым, также повысить силу взаимодействия между магнитами.The implementation of the magnetic elements in the form of cup-shaped cores, consisting of a cylindrical tube, with a flat base and a solid inner core and a movable magnetic circuit, consisting of two cup-shaped cores adjacent to each other with the bases, will increase the interaction force between the fixed and movable magnetic elements. The presence of an additional generating winding allows you to receive additional energy when moving a movable magnetic element. The presence of magnetization windings makes it possible to increase the coercive force of the magnetic elements and, thereby, also increase the interaction force between the magnets.

Установка между подвижным и неподвижными магнитными элементами мягких пружин с токопроводящими проводами, соединенными с обмотками подмагничивания, с одной стороны, увеличивает частоту взаимодействия между подвижным и неподвижными магнитными элементами, а с другой стороны, упрощает питание обмоток намагничивания подвижного магнитного элемента.Installation of soft springs between movable and fixed magnetic elements of conductive wires connected to magnetization windings, on the one hand, increases the frequency of interaction between movable and fixed magnetic elements, and on the other hand, simplifies the power supply of magnetization windings of a moving magnetic element.

Выполнение пружин нелинейными, например коническими, дает возможность формировать стохастические и субгармонические автоколебательные процессы, что повысит генерирующие свойства генератора.The implementation of the springs nonlinear, for example conical, makes it possible to form stochastic and subharmonic self-oscillating processes, which will increase the generating properties of the generator.

Покрытие внутренней поверхности корпуса генератора материалом, снижающим внутреннее трение, например политетрафторэтиленом (тефлоном), снижает внутреннее трение генератора. Этому же способствует и выкачивание из внутренней полости корпуса воздуха.Coating the inner surface of the generator housing with a material that reduces internal friction, such as polytetrafluoroethylene (Teflon), reduces the internal friction of the generator. The pumping out of the internal cavity of the air casing also contributes to this.

Применение замкнутого на выпрямители электропроводящего контура, состоящего из двух обмоток, расположенных в области зазора между неподвижными и подвижным магнитным элементами, дает возможность получать дополнительную энергию от генератора при движении подвижного магнитного элемента.The use of an electrically conductive circuit closed to rectifiers, consisting of two windings located in the gap between the stationary and moving magnetic elements, makes it possible to obtain additional energy from the generator when the moving magnetic element is moving.

Использование на подвижном магнитном элементе двух симметричных сплошных боковых выреза, проходящих вдоль цилиндрической трубы до его основания, и наличие внутренних накладок в виде полос, выполненных из материала с низким коэффициентом трения, в которые входят сплошные боковые вырезы, с одной стороны, исключают возможность вращения подвижного магнитного элемента вокруг своей оси, а с другой стороны, повышают энергию колебаний магнитного потока при изменении положения подвижного магнитного элемента.The use of two symmetrical continuous side cuts on a movable magnetic element along the cylindrical pipe to its base, and the presence of internal overlays in the form of strips made of a material with a low coefficient of friction, which include solid side cuts, on the one hand, exclude the possibility of rotation of the movable magnetic element around its axis, and on the other hand, increase the energy of oscillations of the magnetic flux when changing the position of the moving magnetic element.

Изобретение иллюстрируется чертежами.The invention is illustrated by drawings.

На фиг.1 представлен чертеж чашеобразного магнитного элемента при виде со стороны намагничивающей обмотки.Figure 1 presents a drawing of a cup-shaped magnetic element when viewed from the side of the magnetizing winding.

На Фиг.2 показан магнитный элемент при виде сбоку.Figure 2 shows the magnetic element in side view.

Фиг.3 демонстрирует инерционный магнитоэлектрический генератор в сборе.Figure 3 shows the inertial magnetoelectric generator assembly.

На фиг.4 приведена принципиальная электрическая схема соединений магнитоэлектрического генератора.Figure 4 shows the circuit diagram of the connections of the magnetoelectric generator.

На фиг.5 имеется вид магнитоэлектрического генератора в сборе с пружинами.Figure 5 is a view of the magnetoelectric generator assembly with springs.

На фиг.6 изображен чашеобразный магнитный элемент при виде со стороны намагничивающей обмотки с боковыми вырезами.Figure 6 shows a cup-shaped magnetic element when viewed from the side of the magnetizing winding with side cutouts.

На фиг.7 нарисован магнитный элемент с боковыми вырезами при виде сбоку.In Fig.7 drawn magnetic element with side cutouts when viewed from the side.

Инерционный магнитоэлектрический генератор (ИМГ) содержит чашеобразные магнитные элементы, состоящие из цилиндрической трубы 1 (фиг.1, 2), с плоским основанием 2 и сплошным внутренним стержнем 3, вокруг которого намотана обмотка подмагничивания 4, подключенная к источнику постоянного тока. Задача обмотки увеличить коэрцитивную силу магнитных элементов.The inertial magnetoelectric generator (IMG) contains cup-shaped magnetic elements consisting of a cylindrical pipe 1 (Figs. 1, 2), with a flat base 2 and a solid inner rod 3, around which a magnetization winding 4 is wound, connected to a direct current source. The task of the winding is to increase the coercive force of the magnetic elements.

Корпус 5 ИМГ выполнен в виде трубы (фиг.3), изготовленной из немагнитного диэлектрического материала. Внутри корпуса 5 установлены два неподвижных магнитных элемента 6, 7, выполненных согласно фиг.1, 2 и размещенных на противоположных его концах. Неподвижные магнитные элементы 6, 7 основаниями примыкают к торцевым поверхностям корпуса 5. Обмотки подмагничивания неподвижных магнитных элементов обозначены соответственно 4' и 4". Обмотки намотаны вокруг сплошного внутреннего стержня 3. На стержни намотаны дополнительные генерирующие обмотки, соединенные с выпрямителем (не показаны). Для подвода проводов к обмоткам в цилиндрической трубе выполнены отверстия (не показаны). Подвижный магнитный элемент 8 состоит из двух чашеобразных сердечников, выполненных согласно фиг.1, 2, примыкающих основаниями друг к другу. Подвижный магнитный элемент 8 установлен внутри корпуса 5 между неподвижными магнитными элементами 6 и 7 с зазором и возможностью перемещения вдоль его оси, При этом подвижный магнитный элемент обращен к неподвижным магнитам 6, 7 своими сердечниками одноименными полюсами. Оба сердечника подвижного магнитного элемента снабжены обмотками подмагничивания 9 и 10, задача которых усилить его магнитную силу. Поверх корпуса 5 имеется электропроводящий контур, состоящий из двух обмоток 11 и 12, расположенных в области зазора между неподвижными магнитными элементами 6 и 7 и подвижным магнитным элементом 8.The housing 5 IMG made in the form of a pipe (figure 3), made of non-magnetic dielectric material. Inside the housing 5 there are two fixed magnetic elements 6, 7, made according to figure 1, 2 and placed at opposite ends. Fixed magnetic elements 6, 7 with bases adjacent to the end surfaces of the housing 5. The magnetization windings of the stationary magnetic elements are designated 4 'and 4 ", respectively. The windings are wound around a solid inner rod 3. Additional generating windings connected to a rectifier are wound on the rods (not shown). Holes (not shown) are made for supplying wires to the windings in a cylindrical pipe. The movable magnetic element 8 consists of two cup-shaped cores made according to Figs. 1, 2, adjacent to Movable magnetic element 8 is installed inside the housing 5 between the stationary magnetic elements 6 and 7 with a gap and the ability to move along its axis, while the movable magnetic element faces the stationary magnets 6, 7 with its cores with the same poles. the elements are equipped with magnetization windings 9 and 10. The task of which is to increase its magnetic force.Over the housing 5 there is an electrically conductive circuit consisting of two windings 11 and 12 located in the gap waiting for the stationary magnetic elements 6 and 7 and the moving magnetic element 8.

Обмотки 11 и 12, в свою очередь, выведены на мостовые выпрямители, состоящие из диодов 13 и 14 (фиг.4). Дополнительные генерирующие обмотки 15 и 16 неподвижных магнитных элементов 6, 7 с помощью проводов, проходящих через корпус (не показаны), выведены на мостовые диодные выпрямители, состоящие из диодов соответственно 17 и 18. Все выпрямительные мосты, состоящие из диодов 13, 14, 17 и 18, соединены последовательно. Выходные зажимы выпрямителей подключены к потребителю электроэнергии 19 через диод (не обозначен), предупреждающий разряд аккумулятора потребителя на обмотки подмагничивания. К общему выходу выпрямительных мостов подключены также обмотки подмагничивания 4', 4" и 9, 10, провода для которых проходят внутрь корпуса, не нарушая при этом его герметичность.The windings 11 and 12, in turn, are displayed on bridge rectifiers, consisting of diodes 13 and 14 (figure 4). The additional generating windings 15 and 16 of the stationary magnetic elements 6, 7, with the help of wires passing through the housing (not shown), are led to bridge diode rectifiers consisting of diodes 17 and 18, respectively. All rectifier bridges consisting of diodes 13, 14, 17 and 18 are connected in series. The output terminals of the rectifiers are connected to the consumer of electricity 19 through a diode (not indicated), warning the discharge of the consumer's battery to the magnetization windings. The magnetization windings 4 ', 4 "and 9, 10 are also connected to the common output of the rectifier bridges, the wires for which pass into the housing without violating its tightness.

В варианте технического решения между подвижным магнитным элементом 8 и неподвижными магнитными элементами 6 и 7 установлены мягкие пружины 20 (фиг.5) с токопроводящими проводами (не показаны), соединенными с обмотками подмагничивания. Токопроводящие провода выполнены в виде тонкого витого провода наподобие телефонного провода, соединяющего трубку с аппаратом.In an embodiment of the technical solution, between the movable magnetic element 8 and the stationary magnetic elements 6 and 7, soft springs 20 (FIG. 5) are installed with conductive wires (not shown) connected to the magnetization windings. Conducting wires are made in the form of a thin twisted wire like a telephone wire connecting the handset to the device.

В варианте технического решения пружины 20 выполнены нелинейными, например коническими (не показаны).In a variant of the technical solution, the springs 20 are made non-linear, for example conical (not shown).

В варианте технического решения внутренняя поверхность корпуса 5 генератора покрыта материалом, снижающим внутреннее трение, например политетрафторэтиленом (тефлоном) (не показано).In a technical solution, the inner surface of the generator housing 5 is coated with a material that reduces internal friction, for example, polytetrafluoroethylene (Teflon) (not shown).

В варианте технического решения из внутренней полости корпуса 5 выкачан воздух.In a variant of the technical solution, air is pumped out of the internal cavity of the housing 5.

В варианте технического решения подвижный магнитный элемент 8 содержит два симметричных сплошных боковых выреза 21 (фиг.6, 7), проходящих вдоль цилиндрической трубы 1 до его основания 2.In an embodiment of the technical solution, the movable magnetic element 8 comprises two symmetrical continuous side cutouts 21 (FIGS. 6, 7) extending along the cylindrical pipe 1 to its base 2.

В варианте технического решения внутренняя поверхность корпуса генератора содержит накладки в виде полос, выполненных из материала с низким коэффициентом трения, в которые входят сплошные боковые вырезы 21 (не показаны), проходящих вдоль внутренней поверхности корпуса 5.In a variant of the technical solution, the inner surface of the generator housing contains overlays in the form of strips made of a material with a low coefficient of friction, which include continuous side cutouts 21 (not shown) passing along the inner surface of the housing 5.

ИМГ действует следующим образом. При любом механическом воздействии на корпус 5 (фиг.1) при наличии вектора силы, направленной вдоль его продольной оси, между неподвижными магнитными элементами 6, 7 и подвижным магнитным элементом 8 нарушается равновесие, что приводит к появлению колебаний между ними. Эти колебания сопровождаются изменением магнитных потоков, которые определяют появление э.д.с. на выходе дополнительных генерирующих обмоток 13 и 14, замкнутых на выпрямители 15 и 16. Одновременно эти изменения генерируют напряжение в обмотках 9 и 10, что сопровождается появлением напряжения на выходе выпрямителей 11 и 12. Напряжение выпрямителей 11, 12, 15 и 16 суммируется и подается потребителю энергии 17 (фиг.4). Небольшая часть получаемой энергии идет на подмагничивание магнитных элементов за счет питания соответствующих обмоток.IMG operates as follows. With any mechanical impact on the housing 5 (Fig. 1) in the presence of a force vector directed along its longitudinal axis, the equilibrium is disturbed between the stationary magnetic elements 6, 7 and the movable magnetic element 8, which leads to the appearance of oscillations between them. These oscillations are accompanied by a change in magnetic fluxes, which determine the appearance of the emf. at the output of additional generating windings 13 and 14, closed to rectifiers 15 and 16. At the same time, these changes generate voltage in the windings 9 and 10, which is accompanied by the appearance of voltage at the output of rectifiers 11 and 12. The voltage of rectifiers 11, 12, 15 and 16 is summed up and applied energy consumer 17 (figure 4). A small part of the received energy goes to the magnetization of the magnetic elements by supplying the corresponding windings.

Колебания подвижного магнитного элемента могут возникать и за счет возмущения внешнего магнитного поля.Oscillations of a moving magnetic element can also occur due to perturbations of an external magnetic field.

Установка между подвижным 8 и неподвижными магнитными элементами 6 и 7 мягких пружин 20 (фиг.5) с токопроводящими проводами, соединенными с обмотками намагничивания, с одной стороны, увеличивает силу взаимодействия между магнитными элементами, а с другой стороны, упрощает питание обмоток намагничивания 9 и 10 подвижного магнитного элемента 8. Эти пружины препятствуют столкновению между магнитными элементами.The installation between the movable 8 and the stationary magnetic elements 6 and 7 of the soft springs 20 (Fig. 5) with conductive wires connected to the magnetizing windings, on the one hand, increases the interaction force between the magnetic elements, and on the other hand, simplifies the power supply of the magnetization windings 9 and 10 of the movable magnetic element 8. These springs prevent a collision between the magnetic elements.

Применение нелинейных пружин 20, например конических, способствует формированию стохастических и субгармонических автоколебательных процессов. Это означает, что при любых, даже очень слабых, воздействиях на корпус генератора могут самопроизвольно возникать колебательные резонансные процессы. Такое свойство генератора повышает его универсальность.The use of non-linear springs 20, for example conical, contributes to the formation of stochastic and subharmonic self-oscillating processes. This means that under any, even very weak, effects on the generator housing, oscillatory resonant processes can spontaneously occur. This property of the generator increases its versatility.

Покрытие внутренней поверхности корпуса 5 генератора материалом, снижающим внутреннее трение, например политетрафторэтиленом (тефлоном), снижает внутреннее трение генератора. Этому же способствует и образование вакуума во внутренней полости корпуса. За счет этого повышаются КПД устройства и его чувствительность к внешним воздействиям.Coating the inner surface of the generator housing 5 with a material that reduces internal friction, such as polytetrafluoroethylene (Teflon), reduces the internal friction of the generator. The formation of vacuum in the internal cavity of the casing also contributes to this. Due to this, the efficiency of the device and its sensitivity to external influences are increased.

Использование на подвижном магнитном элементе двух симметричных сплошных боковых выреза 21, проходящих вдоль цилиндрической трубы до его основания, и наличие внутренних накладок в виде полос, выполненных из материала с низким коэффициентом трения, в которые входят сплошные боковые вырезы, с одной стороны, исключают возможность вращения подвижного магнитного элемента вокруг своей оси, а с другой стороны, повышают энергию колебаний магнитного потока при изменении положения подвижного магнитного элемента. Вырезы также обеспечивают более мощное воздействие возмущений магнитного поля на генерирующие обмотки 15, 16 и обмотки 11, 12 электропроводящего контура.The use of two symmetrical continuous side cutouts 21 on a movable magnetic element extending along a cylindrical pipe to its base, and the presence of internal overlays in the form of strips made of a material with a low coefficient of friction, which include continuous side cutouts, on the one hand, exclude the possibility of rotation moving magnetic element around its axis, and on the other hand, increase the energy of oscillations of the magnetic flux when the position of the moving magnetic element. The cutouts also provide a more powerful effect of magnetic field perturbations on the generating windings 15, 16 and the windings 11, 12 of the electrically conductive circuit.

Необходимое для получения электрических импульсов колебательное движение подвижного магнитного элемента относительно катушки можно осуществить, например, силовым воздействием на корпус электрогенератора: ручной встряской, колебаниями при ходьбе (беге) или при движении транспортного средства (велосипеда, автомобиля) и т.д. Рациональная конструкция магнитных элементов и их расположение обеспечивают в комплексе малые габариты и массу линейного электрогенератора, возможность придания генерирующему магниту высокой скорости движения, получение электрических импульсов больших амплитуд, частот и продолжительности. Благодаря низкому трению и в соответствии с заявленными геометрическими характеристиками обеспечивается легкость в обращении при эффективной и надежной работе в процессе колебательного движения генератора магнита без перекосов и заклинивания.The oscillatory motion of the moving magnetic element relative to the coil, necessary to obtain electric pulses, can be accomplished, for example, by force acting on the generator body: manual shaking, vibrations when walking (running) or when moving a vehicle (bicycle, car), etc. The rational design of the magnetic elements and their location provide the complex with small dimensions and mass of a linear electric generator, the ability to give the generating magnet a high speed of movement, and the receipt of electrical pulses of large amplitudes, frequencies and duration. Due to the low friction and in accordance with the declared geometric characteristics, ease of handling is ensured during effective and reliable operation during the oscillatory movement of the magnet generator without distortions and jamming.

Изобретение осуществимо на базе обычной технологии. При этом все магнитные элементы могут быть выполнены на основе бескобальтовых сплавов, наиболее дешевых в производстве, а наличие самоподмагничивания обеспечивает высокие магнитные свойства. Тело магнита может быть сплошным.The invention is practicable based on conventional technology. Moreover, all magnetic elements can be made on the basis of cobalt-free alloys, the cheapest in production, and the presence of self-magnetization provides high magnetic properties. The body of the magnet can be solid.

Областью применения изобретения является, в первую очередь, питание маломощных потребителей тока, таких как сигнальные маячки, портативные радиоприемники и радиопередатчики, портативные электрические фонари и тому подобные устройства, особенно в аварийных условиях, когда отсутствует возможность подзарядки штатных систем питания перечисленных устройств от других источников тока. Предложенный генератор может быть частью автономного блока питания или может встраиваться в упомянутые устройства, как ручные, так и носимые на теле, в частности сотовые телефоны.The scope of the invention is, first of all, the supply of low-power current consumers, such as signal beacons, portable radios and radio transmitters, portable electric lights and the like, especially in emergency conditions when it is not possible to recharge standard power systems of these devices from other current sources . The proposed generator can be part of an autonomous power supply or can be built into the aforementioned devices, both hand-held and wearable on the body, in particular cell phones.

Предложенный инерционный магнитоэлектрический генератор удобно монтируется на разнообразных механических устройствах, в частности на колесных транспортных средствах. Генератор может быть также использован как элемент ветроэлектроагрегата. Вырабатываемого при этом тока достаточно, по меньшей мере, для освещения в ночное время приусадебного участка, периметра охранной зоны (например, аэродрома) и т.п. Предложенный инерционный магнитоэлектрический генератор применяться для выработки электрической энергии при движении разного рода транспортировочных устройств, например снаружи или внутри лифтовой кабины. Вырабатываемый ток может использоваться в целях освещения кабины.The proposed inertial magnetoelectric generator is conveniently mounted on a variety of mechanical devices, in particular on wheeled vehicles. The generator can also be used as an element of a wind turbine. The current generated in this case is sufficient, at least, for illumination at night of the infield, the perimeter of the security zone (for example, an airfield), etc. The proposed inertial magnetoelectric generator is used to generate electrical energy when moving various kinds of transportation devices, for example, outside or inside the elevator car. The generated current can be used to illuminate the cab.

Вышеизложенное позволяет ожидать от изобретения решение поставленной задачи, а именно получение высоких удельных показателей генерации электрических сигналов при возвратно-поступательном воздействии на корпус генератора с величиной выходного сигнала, достаточной для электропитания различных электротехнических устройств.The foregoing allows us to expect a solution to the problem from the invention, namely, obtaining high specific indicators for generating electrical signals by reciprocating the generator body with an output signal sufficient to power various electrical devices.

Заявленный прибор благодаря своим качествам может решить задачу по расширению диапазона применения устройства.The claimed device due to its qualities can solve the problem of expanding the range of application of the device.

Особенности конструкции и удачное расположение элементов в сочетании с дополнительными техническими решениями позволяют ожидать, что будет полностью реализован и технический результат, заключающийся в повышении КПД и надежности магнитоэлектрического генератора.Design features and a good arrangement of elements in combination with additional technical solutions allow us to expect that the technical result consisting in increasing the efficiency and reliability of the magnetoelectric generator will be fully realized.

Таким образом, технико-экономические достоинства предложенного инерционного магнитоэлектрического генератора заключаются в следующем.Thus, the technical and economic advantages of the proposed inertial magnetoelectric generator are as follows.

1. Высокий общий КПД.1. High overall efficiency.

2. Стабильность работы.2. The stability of the work.

3. Возможность выработки энергии в различных установках.3. The ability to generate energy in various installations.

4. Автономность в различных условиях работы.4. Autonomy in various working conditions.

5. Низкие капитальные и эксплуатационные расходы.5. Low capital and operating costs.

Claims (8)

1. Инерционный магнитоэлектрический генератор, содержащий корпус, выполненный из диэлектрического материала, поверх которого установлен замкнутый на выпрямители электропроводящий контур, с установленными внутри корпуса тремя последовательно установленными вдоль оси генератора аксиально-намагниченными цилиндрическими магнитными элементами: двух неподвижных и одного подвижного, размещенного между неподвижными магнитными элементами и обращенного к ним одноименными полюсами, отличающийся тем, что магнитные элементы выполнены в виде чашеобразных сердечников, состоящих из цилиндрической трубы, с плоским основанием и сплошным внутренним стержнем, вокруг которого намотана обмотка подмагничивания, подключенная к источнику постоянного тока, неподвижные магнитные элементы основаниями примыкают к торцам корпуса и содержат дополнительную генерирующую обмотку, замкнутую на выпрямитель, подвижный магнитный элемент состоит из двух чашеобразных сердечников, примыкающих основаниями друг к другу.       1. An inertial magnetoelectric generator comprising a housing made of dielectric material, on top of which an electrically conductive circuit closed to rectifiers is installed, with three axially magnetized cylindrical magnetic elements installed in series inside the housing and mounted in series along the generator axis: two stationary and one movable placed between the stationary magnetic elements and facing them with the same poles, characterized in that the magnetic elements are made in the form cup-shaped cores consisting of a cylindrical tube with a flat base and a solid inner rod around which a magnetizing winding is wound, connected to a direct current source, fixed magnetic elements with their bases adjacent to the ends of the housing and contain an additional generating winding closed to the rectifier, the movable magnetic element consists of two cup-shaped cores adjacent to each other with bases. 2. Инерционный магнитоэлектрический генератор по п.1, отличающийся тем, что между подвижным и неподвижными магнитными элементами установлены мягкие пружины с токопроводящими проводами, соединенными с обмотками подмагничивания.       2. The inertial magnetoelectric generator according to claim 1, characterized in that between the movable and fixed magnetic elements there are soft springs with conductive wires connected to the magnetization windings. 3. Инерционный магнитоэлектрический генератор по любому из пп.1 или 2, отличающийся тем, что пружины выполнены нелинейными, например коническими.       3. The inertial magnetoelectric generator according to any one of claims 1 or 2, characterized in that the springs are non-linear, for example conical. 4. Инерционный магнитоэлектрический генератор по любому из пп.1 или 2, отличающийся тем, что внутренняя поверхность корпуса генератора покрыта материалом, снижающим внутреннее трение, например политетрафторэтиленом (тефлоном).       4. The inertial magnetoelectric generator according to any one of claims 1 or 2, characterized in that the inner surface of the generator housing is coated with a material that reduces internal friction, for example polytetrafluoroethylene (teflon). 5. Инерционный магнитоэлектрический генератор по любому из пп.1 или 2, отличающийся тем, что из внутренней полости корпуса выкачан воздух.       5. The inertial magnetoelectric generator according to any one of claims 1 or 2, characterized in that air is pumped out of the inner cavity of the housing. 6. Инерционный магнитоэлектрический генератор по любому из пп.1 или 2, отличающийся тем, что замкнутый на выпрямители электропроводящий контур состоит из двух обмоток, расположенных в области зазора между неподвижными краевыми магнитами и подвижным магнитопроводом.       6. The inertial magnetoelectric generator according to any one of claims 1 or 2, characterized in that the conductive circuit closed to the rectifiers consists of two windings located in the gap between the stationary edge magnets and the movable magnetic circuit. 7. Инерционный магнитоэлектрический генератор по любому из пп.1 или 2, отличающийся тем, что подвижный магнитный элемент содержит два симметричных сплошных боковых выреза, проходящих вдоль цилиндрической трубы до его основания.       7. The inertial magnetoelectric generator according to any one of claims 1 or 2, characterized in that the movable magnetic element contains two symmetrical continuous side cutouts extending along the cylindrical pipe to its base. 8. Инерционный магнитоэлектрический генератор по любому из пп.1 или 2, отличающийся тем, что внутренняя поверхность корпуса генератора содержит накладки в виде полос, выполненных из материала с низким коэффициентом трения, в которые входят сплошные боковые вырезы подвижного магнитного элемента.        8. The inertial magnetoelectric generator according to any one of claims 1 or 2, characterized in that the inner surface of the generator housing contains strips in the form of strips made of a material with a low coefficient of friction, which include continuous side cutouts of a movable magnetic element.
RU2012143814/07A 2012-10-15 2012-10-15 Inertial magnetoelectric generator RU2515940C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012143814/07A RU2515940C1 (en) 2012-10-15 2012-10-15 Inertial magnetoelectric generator

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012143814/07A RU2515940C1 (en) 2012-10-15 2012-10-15 Inertial magnetoelectric generator

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2012143814A RU2012143814A (en) 2014-04-20
RU2515940C1 true RU2515940C1 (en) 2014-05-20

Family

ID=50480547

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012143814/07A RU2515940C1 (en) 2012-10-15 2012-10-15 Inertial magnetoelectric generator

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2515940C1 (en)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3129347A (en) * 1960-07-20 1964-04-14 Bendix Corp Magneto-electric motion detecting transducer
US3968387A (en) * 1975-05-16 1976-07-06 Lawrence Peska Associates, Inc. Linear magnetic generator
RU2020699C1 (en) * 1991-02-25 1994-09-30 Государственное предприятие "Российский научно-исследовательский институт "Поиск" Linear generator
US5818132A (en) * 1997-01-13 1998-10-06 Konotchick; John A. Linear motion electric power generator
RU2206170C2 (en) * 2001-07-10 2003-06-10 Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт электрификации сельского хозяйства Linear permanent-magnet generator
RU2292106C2 (en) * 2005-03-30 2007-01-20 Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" им. С.П. Королева" Magnetoelectric generator
RU2340069C1 (en) * 2007-05-15 2008-11-27 Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королева" Magnetoelectric generator

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3129347A (en) * 1960-07-20 1964-04-14 Bendix Corp Magneto-electric motion detecting transducer
US3968387A (en) * 1975-05-16 1976-07-06 Lawrence Peska Associates, Inc. Linear magnetic generator
RU2020699C1 (en) * 1991-02-25 1994-09-30 Государственное предприятие "Российский научно-исследовательский институт "Поиск" Linear generator
US5818132A (en) * 1997-01-13 1998-10-06 Konotchick; John A. Linear motion electric power generator
RU2206170C2 (en) * 2001-07-10 2003-06-10 Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт электрификации сельского хозяйства Linear permanent-magnet generator
RU2292106C2 (en) * 2005-03-30 2007-01-20 Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" им. С.П. Королева" Magnetoelectric generator
RU2340069C1 (en) * 2007-05-15 2008-11-27 Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королева" Magnetoelectric generator

Also Published As

Publication number Publication date
RU2012143814A (en) 2014-04-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1647352B (en) Multiple magnet transducer
KR100671363B1 (en) Dynamic magnet system
JP4684106B2 (en) Power generation with combined magnets
RU2642442C1 (en) Synchronous generator with two-circuit magnetic system
US7482718B2 (en) Enhanced internal electrical generator powered by hand-crank
JP2009100523A (en) Permanent magnet element and oscillating generator, and acceleration sensor
JP5327095B2 (en) Vibration generator
KR20060084972A (en) New vibration generator
RU2468491C1 (en) Device for generating electric energy at mechanical vibrations
JP2011160507A (en) Oscillating generator equipped with light emission portion
KR101427335B1 (en) Multi-axial electricity generator
RU2515940C1 (en) Inertial magnetoelectric generator
RU2173499C2 (en) Ac generator
Jiang et al. Design and modelling of a novel linear electromagnetic vibration energy harvester
JP2011166893A (en) Oscillating generator
RU168348U1 (en) LINEAR ELECTRIC ENERGY GENERATOR ON PERMANENT MAGNETS
JP2011172391A (en) Vibration generator
RU2020699C1 (en) Linear generator
RU2304341C1 (en) Line electric generator
RU2540413C1 (en) Vibration-to-voltage converter
JP2012151986A (en) Vibration power generator
RU2529744C1 (en) Inertial magnetohydrodynamic generator
CN210669847U (en) Power generation device for battery-free tire pressure monitoring transmitter
RU2566099C1 (en) Multiturn unipolar machine without sliding contacts
RU129734U1 (en) DYNAMIC SPEAKER

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20181016