RU2538788C2 - Electric generator with rotor reciprocative movement - Google Patents

Electric generator with rotor reciprocative movement Download PDF

Info

Publication number
RU2538788C2
RU2538788C2 RU2011109634/07A RU2011109634A RU2538788C2 RU 2538788 C2 RU2538788 C2 RU 2538788C2 RU 2011109634/07 A RU2011109634/07 A RU 2011109634/07A RU 2011109634 A RU2011109634 A RU 2011109634A RU 2538788 C2 RU2538788 C2 RU 2538788C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
rotor
magnetic
electric generator
axis
permanent magnets
Prior art date
Application number
RU2011109634/07A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2011109634A (en
Inventor
Петр Тихонович Харитонов
Original Assignee
Петр Тихонович Харитонов
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 Петр Тихонович Харитонов filed Critical Петр Тихонович Харитонов
Priority to RU2011109634/07A priority Critical patent/RU2538788C2/en
Publication of RU2011109634A publication Critical patent/RU2011109634A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2538788C2 publication Critical patent/RU2538788C2/en

Links

Images

Abstract

FIELD: electricity.
SUBSTANCE: invention is related to electric engineering and intended to convert energy of low reciprocative movements into electric energy. Along the generator axis there are at least two magnetic circuits, each is included into composition of the stator (SPM) and rotor (RPM) permanent magnets magnetised radially and a part of the rotor axis, magnetic thrust, exterior ferromagnetic ferrule and butt end ferromagnetic core shaped as a wheel with hubs, where sections of output stator winding are placed. Outer RPM and inner SPM surfaces are equipped with contactless interacting rectangular profiles of meander type. There is a resilient contactless magnetic suspension of the rotor axis in the device. When the rotor axis moved longitudinally increase of magnetic resistance in one magnetic circuit will lead to reduction of the resultant flux and magnetic repulsion forces in this circuit. Reduction of magnetic resistance in the second magnetic circuit will lead to increase of the resultant flux and magnetic repulsion forces in it. The resulting force impacts the rotor in direction of its return to the initial state.
EFFECT: increase of efficiency of electric power conversion.
12 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к электроэнергетике и предназначено для преобразования энергии малых возвратно-поступательных перемещений в электрическую энергию.The invention relates to the electric power industry and is intended to convert the energy of small reciprocating movements into electrical energy.

Известен генератор возвратно-поступательного движения (см. патент RU 2304342 от 10.08.2007 г., H02K 35/02), который содержит ферромагнитный цилиндрический корпус, герметизированный с обеих сторон немагнитными заглушками, в который вставлен тонкостенный ферромагнитный анизотропный каркас с размещенными на нем выходными обмотками, соединенными последовательно-согласно и зафиксированными немагнитными кольцами, магнитную систему, состоящую из постоянного магнита и полюсных наконечников, изготовленных из ферромагнитного материала.A known reciprocating motion generator (see patent RU 2304342 from 08/10/2007, H02K 35/02), which contains a ferromagnetic cylindrical body, sealed on both sides with non-magnetic plugs, into which a thin-walled ferromagnetic anisotropic frame is inserted with output windings connected in series according to and fixed by non-magnetic rings, a magnetic system consisting of a permanent magnet and pole pieces made of ferromagnetic material.

При возвратно-поступательном движении магнитной системы создается ЭДС, величина которой зависит от скорости движения и при последовательно-согласном соединении выходных обмоток суммируется. Выводы от обмоток через выпрямитель подключены к зарядному конденсатору, с которого снимается напряжение для питания электрической схемы. Каркас из ферромагнитного анизотропного материала служит для усиления магнитного потока. Упругое торможение магнитной системы обусловлено магнитной силой, возникающей при заданном соотношении ширины магнитных полюсов и ширины выходных обмоток.When the magnetic system is reciprocating, an EMF is created, the magnitude of which depends on the speed of movement and is summed up in series-consonant connection of the output windings. The conclusions from the windings through the rectifier are connected to a charging capacitor, from which voltage is removed to power the electrical circuit. The frame of a ferromagnetic anisotropic material serves to enhance the magnetic flux. The elastic braking of the magnetic system is due to the magnetic force arising at a given ratio of the width of the magnetic poles and the width of the output windings.

Недостатком аналога является его низкая энергоэффективность в диапазоне малых возвратно-поступательных перемещений ротора.The disadvantage of the analogue is its low energy efficiency in the range of small reciprocating rotor movements.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является линейный генератор, содержащий немагнитный цилиндрический корпус, на наружной поверхности которого расположена обмотка, и магнитную систему, выполненную в виде трех последовательно установленных вдоль оси ротора аксиально-намагниченных цилиндрических магнитов: двух неподвижных и одного подвижного, жестко закрепленного на оси ротора и размещенного между неподвижными магнитами, причем обращенного к ним одноименными полюсами (см. патент РФ №2020699, Линейный генератор, МПК H02K 35/02, 30.09.1994). Упругое торможение подвижной части магнитной системы обусловлено отталкивающими магнитными силами между однополюсными поверхностями постоянных магнитов.The closest in technical essence and the achieved result is a linear 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 rotor axis: two fixed and one movable, rigidly fixed on the axis of the rotor and placed between the stationary magnets, with the poles of the same name facing them (see RF patent No. 2020699, Linear gene Rathore, IPC H02K 35/02, 30.09.1994). The elastic braking of the moving part of the magnetic system is due to repulsive magnetic forces between the unipolar surfaces of the permanent magnets.

Существенным недостатком прототипа [2] является его низкая энергоэффективность при воздействии на ротор малых возвратно-поступательных перемещений.A significant disadvantage of the prototype [2] is its low energy efficiency when exposed to small rotor reciprocating movements.

Техническим результатом изобретения является обеспечение высокой энергоэффективности преобразования энергии малых возвратно-поступательных перемещений в электрическую энергию.The technical result of the invention is the provision of high energy efficiency converting the energy of small reciprocating movements into electrical energy.

Для достижения технического результата вдоль оси генератора размещены по меньшей мере два магнитных контура, каждый в составе части оси ротора, магнитного упора, статорного и роторного радиально намагниченных постоянных магнитов (СПМ и РПМ соответственно), наружной ферромагнитной обоймы и торцевого ферромагнитного сердечника в виде колеса со спицами, на которых размещены секции выходной статорной обмотки, причем наружная поверхность РПМ и внутренняя поверхность СПМ снабжены бесконтактно взаимодействующими прямоугольными профилями меандрового типа, выполненными в виде прямоугольной резьбы с шагом, вдвое превышающим номинальноое значение входного возвратно-поступательного перемещения оси ротора, причем глубина пазов меандровых профилей роторных и статорных постоянных магнитов выбрана не менее удвоенной ширины выступов этих профилей. Как вариант исполнения взаимодействующие меандровые профили статорных и роторных постоянных магнитов выполнены в виде прямоугольной резьбы, наружные ферромагнитные обоймы магнитных контуров присоединены как к наружной, так и к торцевой поверхностям соответствующих статорных постоянных магнитов, число спиц в торцевых ферромагнитных сердечниках выбирают от двух до двенадцати, число секций выходной обмотки выбирают от двух до 64, число пар магнитных контуров роторной магнитной системы, размещенных на общей оси ротора, выбирают от одной до пяти, ось ротора электрического генератора проходит через центральные отверстия торцевых ферромагнитных сердечников магнитных контуров, между статорными постоянными магнитами размещена по меньшей мере одна планшайба из немагнитного материала с отверстиями для внешнего крепления электрического генератора, взаимодействующие друг с другом поверхности магнитных упоров и торцевых ферромагнитных сердечников выполнены под углом от 90° до 45° к оси ротора, а полярность полюсов намагниченности постоянных магнитов второго магнитного контура противоположна полярности соответствующих полюсов намагниченности первого магнитного контура, кроме того, секции выходных статорных обмоток нагружены равномерно при любом варианте их взаимного соединения.To achieve a technical result, at least two magnetic circuits are placed along the axis of the generator, each consisting of a part of the axis of the rotor, magnetic stop, stator and rotor radially magnetized permanent magnets (SPM and RPM, respectively), an external ferromagnetic cage and an end ferromagnetic core in the form of a wheel with the spokes on which the sections of the output stator winding are placed, and the outer surface of the RPM and the inner surface of the SPM are provided with non-contacting interacting rectangular profiles eandrovogo type, made as a rectangular threading with a pitch twice the value of the input nominalnooe reciprocating movement to the rotor axis, wherein the depth of the grooves meander profiles rotor and stator of the permanent magnets is chosen not less than twice the width of the projections of the profiles. As an embodiment, the interacting meander profiles of the stator and rotor permanent magnets are made in the form of a rectangular thread, the outer ferromagnetic cores of the magnetic circuits are attached to both the outer and end surfaces of the corresponding stator permanent magnets, the number of spokes in the end ferromagnetic cores is chosen from two to twelve, the number sections of the output winding are selected from two to 64, the number of pairs of magnetic circuits of the rotor magnetic system located on the common axis of the rotor is selected from one up to five, the rotor axis of the electric generator passes through the central holes of the end ferromagnetic cores of the magnetic circuits, between the stator permanent magnets there is at least one faceplate of non-magnetic material with holes for external fastening of the electric generator, the surfaces of the magnetic stops and the end ferromagnetic cores interacting with each other are made at an angle from 90 ° to 45 ° to the axis of the rotor, and the polarity of the poles of the magnetization of the permanent magnets of the second magnetic contact hurray is opposite to the polarity of the corresponding magnetization poles of the first magnetic circuit, in addition, sections of the output stator windings are loaded uniformly with any variant of their mutual connection.

Структура предлагаемого электрического генератора изображена на фиг.1 (полное сечение по оси симметрии), на фиг.2 изображен вид с торца. На оси 1 ротора между упорами 2, 3 и 4 жестко закреплены радиально намагниченные РПМ 5 и 6. Наружные поверхности РПМ 5 и 6 снабжены прямоугольными меандровыми профилями, содержащими выступы 7 и впадины 8, бесконтактно взаимодействующие с внутренними меандровыми профилями внутренних поверхностей радиально намагниченных СПМ 9 и 10. Ширина выступов 7 и 11, впадин 8 и 12, а также шаг размещения меандровых профилей одинаковы для статорных и роторных постоянных магнитов, причем шаг их размещения равен удвоенному номинальному значению входного возвратно-поступательного движения.The structure of the proposed electric generator is shown in figure 1 (full section along the axis of symmetry), figure 2 shows the end view. On the rotor axis 1 between the stops 2, 3 and 4, radially magnetized RPMs 5 and 6 are rigidly fixed. The outer surfaces of the RPMs 5 and 6 are provided with rectangular meander profiles containing protrusions 7 and depressions 8, which contactlessly interact with the internal meander profiles of the inner surfaces of the radially magnetized SPM 9 and 10. The width of the protrusions 7 and 11, the troughs 8 and 12, as well as the pitch of the meander profiles are the same for the stator and rotor permanent magnets, and the pitch of their placement is equal to twice the nominal value of the input reciprocating ostupatelnogo movement.

В структуре фиг.1 сформированы два взаимонезависимых магнитных контура:In the structure of figure 1, two interdependent magnetic circuits are formed:

- первый магнитный контур состоит из роторного 5 и статорного 9 постоянных магнитов, части оси 1 ротора, магнитного упора 2, наружной ферромагнитной обоймы 13, торцевого ферромагнитного сердечника 14, на котором размещены секции 15 и 16 выходной статорной обмотки;- the first magnetic circuit consists of a rotor 5 and a stator 9 of permanent magnets, a part of the rotor axis 1, a magnetic stop 2, an external ferromagnetic cage 13, an end ferromagnetic core 14, on which sections 15 and 16 of the output stator winding are placed;

- второй магнитный контур состоит из РПМ 6, части оси 1 ротора, магнитного упора 4, СПМ 10, наружной ферромагнитной обоймы 17 и торцевого ферромагнитного сердечника 18, на котором размещены секции 19 и 20 выходной статорной обмотки. Между СПМ 9 и 10 размещена немагнитная планшайба 21, а все элементы статора стянуты шпильками 22 через отверстия в торцевых ферромагнитных сердечниках 14 и 18. В планшайбе 21 выполнены отверстия 23 для внешнего крепления устройства.- the second magnetic circuit consists of RPM 6, part of the axis 1 of the rotor, magnetic stop 4, SPM 10, the outer ferromagnetic ferrule 17 and the end ferromagnetic core 18, on which sections 19 and 20 of the output stator winding are placed. A non-magnetic faceplate 21 is placed between the SPMs 9 and 10, and all the stator elements are pulled together by pins 22 through holes in the end ferromagnetic cores 14 and 18. In the faceplate 21, holes 23 are made for external mounting of the device.

Возможно последовательное соединение двух и более структур фиг.1 на общей оси 1 ротора с жестким соединением статорных частей друг с другом через отверстия 23 в планшайбах 21.Possible serial connection of two or more structures of figure 1 on the common axis 1 of the rotor with a rigid connection of the stator parts to each other through holes 23 in the faceplates 21.

На фиг.2 показан вариант торцевых ферромагнитных сердечников 14 или 18 с 4 радиальными спицами. Возможны другие варианты торцевых ферромагнитных сердечников 14 и 18 с числом спиц от 2 до 12, в зависимости от габаритов и выходной мощности электрического генератора.Figure 2 shows a variant of the end ferromagnetic cores 14 or 18 with 4 radial spokes. Other options for the end ferromagnetic cores 14 and 18 with the number of spokes from 2 to 12 are possible, depending on the size and output power of the electric generator.

При указанной на фиг.1 намагниченности постоянных магнитов 5; 6 и 9; 10 в обоих магнитных контурах на ротор в составе оси 1 ротора и РПМ 5 и 6 действуют значительные отталкивающие магнитные силы, в результате чего ось 1 ротора устанавливается в центре отверстий торцевых ферромагнитных сердечников 14 и 18, чем обеспечивается бесконтактный магнитный подвес ротора. Отталкивающие силы между торцевыми поверхностями магнитного упора 2 и торцевого ферромагнитного сердечника 14, магнитного упора 4 и ферромагнитного сердечника 18 обеспечивают упругую центровку ротора внутри статора в положении, отраженном на фиг.1. При внешнем воздействии X на ось 1 ротора нарушается баланс сил отталкивания ротора от торцевых стенок сердечников 14 и 18 и возникает результирующая сила, возвращающая ротор в первоначальное состояние. ЭДС в секциях 15; 16 и 19; 20 выходной обмотки возникают при поперечном перемещении оси 1 ротора за счет изменения площади взаимного перекрытия поверхностей выступов 7 и 11 меандровых профилей, изменения магнитного сопротивления и результирующих магнитных потоков в первом и втором магнитных контурах. При указанном на фиг.1 исходном взаимоположении меандровых профилей в первом и втором магнитных контурах обеспечивается взаимно противофазное изменение магнитных сопротивлений в этих контурах. В этом случае увеличение магнитного сопротивления в первом магнитном контуре при перемещении оси 1 ротора вправо вызовет уменьшение результирующего магнитного потока и сил магнитного отталкивания в нем, в то время как уменьшение магнитного сопротивления во втором магнитном контуре вызовет увеличение результирующего магнитного потока и сил магнитного отталкивания в нем. Как следствие, вектор результирующего силового воздействия магнитных контуров на ось 1 ротора будет направлен встречно вектору входного перемещения X оси 1 ротора, чем создается упругое торможение (самоустановка) ротора в исходное положение, в котором обеспечено равенство сил воздействия на ось первого и второго магнитных контуров электрического генератора. При переходе взаимоперекрытия меандровых профилей ротора и статора через экстремальные значения вектор результирующего воздействия сил магнитного взаимодействия на ось 1 меняет свой знак. Число пар магнитных контуров статорной магнитной системы необходимо выбирать от одной до пяти. Увеличение числа пар магнитных контуров более пяти нецелесообразно из-за значительного удлинения оси ротора. Для обеспечения значительного изменения магнитного сопротивления в магнитных контурах, глубину впадин 8 и 12 меандровых профилей РПМ и СПМ следует выбирать не менее удвоенной ширины выступов 7 и 11, а зазор между поверхностями выступов 7 и 11 должен быть минимальным. С целью снижения общего магнитного сопротивления магнитных контуров ферромагнитные обоймы присоединены как к наружной, так и к торцевой поверхностям соответствующих статорных постоянных магнитов. Немаловажным достоинством конструкции электрического генератора является взаимная компенсация дополнительных (динамических) тормозящих сил в первом и втором магнитных контурах при равномерной электрической нагрузке секций 15, 16 и 19, 20 выходной обмотки. Как следствие, результирующая сила упругого торможения (самоустановки) оси 1 мало зависит от выходного тока секций 15, 16 и 19, 20. Для достижения этого результата необходима равномерная нагрузка секций выходных обмоток при любом варианте их взаимного соединения. Потребляемая нагрузкой электрическая энергия получается за счет частичного использования огромной внутренней энергии магнитного поля постоянных магнитов в процессе их взаимодействия. В результате этого обеспечена высокая энергоэффективность преобразования энергии малых возвратно-поступательных перемещений в электрическую энергию в предложенной конструкции электрического генератора.When indicated in figure 1, the magnetization of the permanent magnets 5; 6 and 9; 10 in both magnetic circuits, the rotor in the rotor axis 1 and RPM 5 and 6 are subject to significant repulsive magnetic forces, as a result of which the rotor axis 1 is installed in the center of the holes of the end ferromagnetic cores 14 and 18, which provides a non-contacting magnetic suspension of the rotor. The repulsive forces between the end surfaces of the magnetic stop 2 and the end ferromagnetic core 14, the magnetic stop 4 and the ferromagnetic core 18 provide elastic alignment of the rotor inside the stator in the position shown in figure 1. With an external action of X on the axis 1 of the rotor, the balance of the repulsive forces of the rotor from the end walls of the cores 14 and 18 is disturbed and the resulting force arises, which returns the rotor to its original state. EMF in sections 15; 16 and 19; 20 output windings arise when the rotor axis 1 is transversely moved due to a change in the area of mutual overlapping of the surfaces of the protrusions 7 and 11 of the meander profiles, changes in magnetic resistance and resulting magnetic fluxes in the first and second magnetic circuits. With the initial mutual position of the meander profiles indicated in FIG. 1 in the first and second magnetic circuits, a mutually antiphase change in the magnetic resistances in these circuits is provided. In this case, an increase in magnetic resistance in the first magnetic circuit when moving the rotor axis 1 to the right will cause a decrease in the resulting magnetic flux and magnetic repulsive forces in it, while a decrease in magnetic resistance in the second magnetic circuit will increase the resulting magnetic flux and magnetic repulsive forces in it . As a result, the vector of the resultant force action of the magnetic circuits on the rotor axis 1 will be directed opposite the input displacement vector X of the rotor axis 1, thereby creating elastic braking (self-installation) of the rotor to its initial position, in which the forces acting on the axis of the first and second magnetic circuits of the electric generator. When the overlap of the meander profiles of the rotor and stator passes through extreme values, the vector of the resulting effect of the forces of magnetic interaction on axis 1 changes its sign. The number of pairs of magnetic circuits of the stator magnetic system must be selected from one to five. An increase in the number of pairs of magnetic circuits of more than five is impractical due to the significant elongation of the axis of the rotor. To ensure a significant change in the magnetic resistance in the magnetic circuits, the depths of the depressions 8 and 12 of the meander profiles of RPM and SPM should choose at least twice the width of the protrusions 7 and 11, and the gap between the surfaces of the protrusions 7 and 11 should be minimal. In order to reduce the total magnetic resistance of the magnetic loops, ferromagnetic clips are attached to both the outer and the end surfaces of the respective stator permanent magnets. An important advantage of the design of the electric generator is the mutual compensation of additional (dynamic) braking forces in the first and second magnetic circuits with a uniform electrical load of the sections of the output winding 15, 16 and 19, 20. As a result, the resulting elastic braking force (self-installation) of axis 1 is little dependent on the output current of sections 15, 16 and 19, 20. To achieve this result, a uniform load of the sections of the output windings is required for any variant of their mutual connection. The electrical energy consumed by the load is obtained due to the partial use of the huge internal energy of the magnetic field of the permanent magnets in the process of their interaction. As a result of this, high energy efficiency of the energy conversion of small reciprocating movements into electrical energy is provided in the proposed design of the electric generator.

В действующем опытном образце электрического генератора были использованы цилиндрические постоянные магниты из материала NdFeB с коэрцитивной силой Нс=900 кА/м, высотой h=25 мм, причем наружный диаметр Dн СПМ равен 130 мм, а у РПМ Dн=50 мм. При шаге взаимодействующих друг с другом меандровых поверхностей СПМ и РПМ, равном 2,1 мм, и ширине выступов 7 и 11 взаимодействующих меандровых поверхностей, равной 1 мм, обеспечено высокоэффективное преобразование в электрический ток секций 15, 16 и 19, 20 выходной обмотки возвратно-поступательных перемещений оси ротора X=1 мм при частоте воздействующих на ротор перемещений до 80 Гц. Практически достигнут близкий к 98% коэффициент преобразования энергии возвратно-поступательных перемещений амплитудой до 1,5 мм, мощностью до 300 Вт.In the current prototype of the electric generator, cylindrical permanent magnets made of NdFeB material with a coercive force Hc = 900 kA / m, height h = 25 mm were used, with the outer diameter Dн of the PSD equal to 130 mm, and for RPM Dn = 50 mm. When the pitch of the meandering surfaces of the SPM and RPM interacting with each other is 2.1 mm, and the width of the protrusions 7 and 11 of the interacting meander surfaces is 1 mm, a highly efficient conversion of the output winding sections 15, 16 and 19, 20 of the output winding translational displacements of the rotor axis X = 1 mm at a frequency of displacements acting on the rotor up to 80 Hz. A conversion coefficient of energy of reciprocating displacements with an amplitude of up to 1.5 mm and a power of up to 300 W has been almost reached close to 98%.

Соответствующим выбором геометрических размеров постоянных магнитов, ширины выступов 7 и 11, шага размещения меандровых профилей СПМ и РПМ можно обеспечить высокоэффективную работу электрического генератора при значениях воздействующих на ось ротора возвратно-поступательных перемещений от 0,5 мм до 100 мм. При действующих на ось 1 ротора перемещениях X≥3 мм взаимодействующие друг с другом поверхности магнитных упоров 2, 4 и торцевых ферромагнитных сердечников от 14, 18 выполняют конусообразными с углом образующих конусов в пределах от 90° до 45° относительно оси 1 ротора.By the appropriate choice of the geometrical dimensions of the permanent magnets, the widths of the protrusions 7 and 11, the pitch of the placement of the meander profiles of the SPM and RPM, it is possible to ensure highly efficient operation of the electric generator with the values of the reciprocating movements acting on the rotor axis from 0.5 mm to 100 mm. With displacements X≥3 mm acting on the axis of the rotor 1, the surfaces of the magnetic stops 2, 4 and the end ferromagnetic cores from 14, 18 interacting with each other are conical with an angle of the forming cones ranging from 90 ° to 45 ° relative to the axis 1 of the rotor.

С учетом имеющихся на мировом рынке высококоэрцитивных постоянных магнитов выходная мощность Рвых предложенного электрического генератора может быть обеспечена от 1 Вт до 6,3 кВт. Для увеличения выходной мощности до 30 кВт возможно последовательное размещение на оси ротора электрического генератора от двух до пяти пар магнитных систем.Taking into account the highly coercive permanent magnets available on the world market, the output power Pw of the proposed electric generator can be provided from 1 W to 6.3 kW. To increase the output power to 30 kW, it is possible to sequentially place from two to five pairs of magnetic systems on the rotor axis of an electric generator.

Источники информацииInformation sources

1. Генератор возвратно-поступательного движения. Патент RU 2304342 от 10.08.2007 г. МПК H02K 35/02.1. Reciprocating motion generator. Patent RU 2304342 dated 08/10/2007 IPC H02K 35/02.

2. Линейный генератор. Патент RU №2020699 от 30.09.1994. МПК H02K 35/02.2. The linear generator. Patent RU No. 2020699 dated 09/30/1994. IPC H02K 35/02.

Claims (12)

1. Электрический генератор с возвратно-поступательным перемещением ротора, содержащий ось ротора, магнитную систему из неподвижных и подвижного постоянных магнитов и выходную обмотку, отличающийся тем, что магнитная система образована по меньшей мере двумя магнитными контурами, каждый в составе части оси ротора, магнитного упора, роторного и статорного постоянных магнитов, взаимодействующие поверхности которых выполнены в виде прямоугольных меандровых профилей, а также наружной ферромагнитной обоймы и торцевого ферромагнитного сердечника в виде колеса со спицами, на которых размещены секции выходной обмотки.1. An electric generator with reciprocating movement of the rotor, containing the rotor axis, a magnetic system of fixed and movable permanent magnets and an output winding, characterized in that the magnetic system is formed by at least two magnetic circuits, each as part of a part of the rotor axis, of a magnetic stop , rotor and stator permanent magnets, the interacting surfaces of which are made in the form of rectangular meander profiles, as well as an external ferromagnetic cage and an end ferromagnetic heart chnika a spoked wheel, which has an output winding section. 2. Электрический генератор по п.1, отличающийся тем, что шаг взаимодействующих меандровых профилей роторных и статорных постоянных магнитов кратен значению номинального входного возвратно-поступательного перемещения оси ротора.2. The electric generator according to claim 1, characterized in that the step of the interacting meander profiles of the rotor and stator permanent magnets is a multiple of the value of the nominal input reciprocating movement of the axis of the rotor. 3. Электрический генератор по п.1, отличающийся тем, что глубина пазов меандровых профилей роторных и статорных постоянных магнитов выбрана не менее удвоенной ширины выступов этих профилей.3. The electric generator according to claim 1, characterized in that the groove depth of the meander profiles of the rotor and stator permanent magnets is selected at least twice the width of the protrusions of these profiles. 4. Электрический генератор по п.1, отличающийся тем, что число пар магнитных контуров роторной магнитной системы, размещаемых на общей оси ротора, выбрано от одной до пяти.4. The electric generator according to claim 1, characterized in that the number of pairs of magnetic circuits of the rotor magnetic system placed on the common axis of the rotor is selected from one to five. 5. Электрический генератор по п.1, отличающийся тем, что число секций выходной обмотки выбрано от двух до шестидесяти четырех.5. The electric generator according to claim 1, characterized in that the number of sections of the output winding is selected from two to sixty four. 6. Электрический генератор по п.1, отличающийся тем, что взаимодействующие меандровые профили статорных и роторных постоянных магнитов выполнены в виде прямоугольной резьбы с шагом, вдвое превышающим номинальное значение возвратно-поступательного перемещения оси ротора.6. The electric generator according to claim 1, characterized in that the interacting meander profiles of the stator and rotor permanent magnets are made in the form of a rectangular thread with a step twice that of the nominal value of the reciprocating movement of the axis of the rotor. 7. Электрический генератор по п.1, отличающийся тем, что секции выходных обмоток нагружены равномерно при любом варианте их взаимного соединения.7. The electric generator according to claim 1, characterized in that the sections of the output windings are loaded uniformly with any variant of their mutual connection. 8. Электрический генератор по п.1, отличающийся тем, что наружные ферромагнитные обоймы магнитных контуров присоединены как к наружной, так и к торцевой поверхностям соответствующих статорных постоянных магнитов.8. The electric generator according to claim 1, characterized in that the outer ferromagnetic ferrules of the magnetic circuits are attached to both the outer and end surfaces of the respective stator permanent magnets. 9. Электрический генератор по п.1, отличающийся тем, что число спиц торцевых ферромагнитных сердечников магнитных контуров выбирают от двух до двенадцати, причем через центральные отверстия торцевых ферромагнитных сердечников магнитных контуров проходит ось ротора электрического генератора.9. The electric generator according to claim 1, characterized in that the number of spokes of the end ferromagnetic cores of the magnetic circuits is selected from two to twelve, and the axis of the rotor of the electric generator passes through the central holes of the end ferromagnetic cores of the magnetic circuits. 10. Электрический генератор по п.1, отличающийся тем, что между статорными постоянными магнитами размещена по меньшей мере одна планшайба из немагнитного материала с отверстиями для внешнего крепления электрического генератора.10. The electric generator according to claim 1, characterized in that between the stator permanent magnets placed at least one faceplate of non-magnetic material with holes for external mounting of the electric generator. 11. Электрический генератор по п.1, отличающийся тем, что взаимодействующие друг с другом поверхности магнитных упоров и торцевых ферромагнитных сердечников выполнены под углом от 90° до 45° к оси ротора.11. The electric generator according to claim 1, characterized in that the interacting surfaces of the magnetic stops and end ferromagnetic cores are made at an angle from 90 ° to 45 ° to the axis of the rotor. 12. Электрический генератор по п.1, отличающийся тем, что полярность полюсов намагниченности постоянных магнитов второго магнитного контура противоположна полярности соответствующих полюсов намагниченности первого магнитного контура. 12. The electric generator according to claim 1, characterized in that the polarity of the magnetization poles of the permanent magnets of the second magnetic circuit is opposite to the polarity of the corresponding magnetization poles of the first magnetic circuit.
RU2011109634/07A 2011-03-14 2011-03-14 Electric generator with rotor reciprocative movement RU2538788C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011109634/07A RU2538788C2 (en) 2011-03-14 2011-03-14 Electric generator with rotor reciprocative movement

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011109634/07A RU2538788C2 (en) 2011-03-14 2011-03-14 Electric generator with rotor reciprocative movement

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2011109634A RU2011109634A (en) 2012-09-20
RU2538788C2 true RU2538788C2 (en) 2015-01-10

Family

ID=47077121

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011109634/07A RU2538788C2 (en) 2011-03-14 2011-03-14 Electric generator with rotor reciprocative movement

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2538788C2 (en)

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4500827A (en) * 1984-06-11 1985-02-19 Merritt Thomas D Linear reciprocating electrical generator
JPH01164256A (en) * 1987-12-18 1989-06-28 Aisin Seiki Co Ltd Linear generator
RU2079955C1 (en) * 1993-04-21 1997-05-20 Меликов Эдуард Николаевич Power plant
RU2173499C2 (en) * 1999-12-23 2001-09-10 Мурашевский Валерий Викторович Ac generator
RU2181520C2 (en) * 1999-10-25 2002-04-20 Воронежский государственный технический университет Ac generator
RU2265946C2 (en) * 2002-12-05 2005-12-10 Ческидов Николай Семенович Independent alternating-current magnetoelectric station for mobile and immobile objects
RU2304342C1 (en) * 2006-03-30 2007-08-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Уфимский государственный авиационный технический университет Reciprocate motion generator
RU83373U1 (en) * 2008-11-14 2009-05-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ульяновский государственный технический университет" LINEAR ELECTRIC GENERATOR
RU101881U1 (en) * 2010-08-06 2011-01-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ульяновский государственный технический университет" LINEAR ELECTRIC GENERATOR

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4500827A (en) * 1984-06-11 1985-02-19 Merritt Thomas D Linear reciprocating electrical generator
JPH01164256A (en) * 1987-12-18 1989-06-28 Aisin Seiki Co Ltd Linear generator
RU2079955C1 (en) * 1993-04-21 1997-05-20 Меликов Эдуард Николаевич Power plant
RU2181520C2 (en) * 1999-10-25 2002-04-20 Воронежский государственный технический университет Ac generator
RU2173499C2 (en) * 1999-12-23 2001-09-10 Мурашевский Валерий Викторович Ac generator
RU2265946C2 (en) * 2002-12-05 2005-12-10 Ческидов Николай Семенович Independent alternating-current magnetoelectric station for mobile and immobile objects
RU2304342C1 (en) * 2006-03-30 2007-08-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Уфимский государственный авиационный технический университет Reciprocate motion generator
RU83373U1 (en) * 2008-11-14 2009-05-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ульяновский государственный технический университет" LINEAR ELECTRIC GENERATOR
RU101881U1 (en) * 2010-08-06 2011-01-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ульяновский государственный технический университет" LINEAR ELECTRIC GENERATOR

Also Published As

Publication number Publication date
RU2011109634A (en) 2012-09-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Almoraya et al. Development of a double-sided consequent pole linear vernier hybrid permanent-magnet machine for wave energy converters
US7626308B2 (en) Permanent magnet excited transverse flux motor with outer rotor
TWI449306B (en) Linear motor
JP2010200518A (en) Turntable for permanent magnet rotary machine, and manufacturing method for permanent magnet rotary machine
KR100964538B1 (en) Linear motor
CN104160600B (en) Electromagnetic generator
CN108880182B (en) Split-tooth modular vernier permanent magnet linear motor
KR20130077674A (en) Permanent magnet linear and rotating type synchronous motor
US6538349B1 (en) Linear reciprocating flux reversal permanent magnetic machine
KR101210876B1 (en) Permanent magnet linear and rotating type synchronous motor
KR20100007359A (en) Electric generator with fixing plate comprising segmented magnets and rotary disk having segmented coil
JP5589507B2 (en) Mover and stator of linear drive unit
RU2538788C2 (en) Electric generator with rotor reciprocative movement
CN107171528B (en) Permanent magnet linear vibration motor with high thrust density
JP5637458B2 (en) Linear motor
Li et al. Halbach array magnet and its application to PM spherical motor
CN211701647U (en) Electric motor
RU2507667C2 (en) Magnetic generator
WO2019181963A1 (en) Motor or generator, and linear motor
KR101772271B1 (en) Generator for decreasing counter electromotive
RU2720493C1 (en) Synchronous motor-generator with segmented stator and double-loop magnetic system on permanent magnets
RU2009108851A (en) METHOD FOR PRODUCING ELECTRIC ENERGY, ELECTRIC ENERGY GENERATOR, TORQUE GENERATOR AND ORIENTATION SYSTEM FOR CARRYING OUT THE METHOD
Mesantono et al. Comparison of linear flux permanent magnet generator topologies by using FEMM 2D
KR20130008725A (en) Motor
CN203151352U (en) Linear motor