RU2546141C1 - Inductor-type electric generator with flexible stator - Google Patents
Inductor-type electric generator with flexible stator Download PDFInfo
- Publication number
- RU2546141C1 RU2546141C1 RU2013147694/07A RU2013147694A RU2546141C1 RU 2546141 C1 RU2546141 C1 RU 2546141C1 RU 2013147694/07 A RU2013147694/07 A RU 2013147694/07A RU 2013147694 A RU2013147694 A RU 2013147694A RU 2546141 C1 RU2546141 C1 RU 2546141C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- poles
- strips
- magnetic system
- recess
- pole
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к устройствам для получения электрической энергии при колебании различных механических деталей относительно друг друга и может быть использовано для генерирования переменного тока при колебании некоторых узлов транспортных средств, в частности рессор или других элементов подвески, например амортизаторов.The invention relates to a device for generating electrical energy by oscillating various mechanical parts relative to each other and can be used to generate alternating current when certain vehicle components vibrate, in particular springs or other suspension elements, for example shock absorbers.
Известен индукторный генератор, преобразующий колебания различных механических устройств, в частности некоторых конструктивных элементов транспортных средств в электрическую энергию (См., например, патент RU №2451616 C1 27.05.2012.A known inductor generator that converts the vibrations of various mechanical devices, in particular some structural elements of vehicles into electrical energy (See, for example, patent RU No. 2451616 C1 05.27.2012.
Известное устройство предназначено для получения электрической энергии при механическом колебании различных элементов относительно друг друга, и состоит из подвижной замкнутой магнитной цепи с зазором между полюсами, на которую механически воздействуют знакопеременной силой.The known device is designed to produce electrical energy during mechanical oscillation of various elements relative to each other, and consists of a movable closed magnetic circuit with a gap between the poles, which is mechanically influenced by alternating force.
Недостаток известного устройства заключается в том, что его применение ограничено наличием стальных рельсов.A disadvantage of the known device is that its use is limited by the presence of steel rails.
Более близким по технической сущности, по мнению авторов, и принятым за прототип является устройство для генерирования переменной ЭДС, описанное в патенте RU №2468491 C1 (27.11.2012).Closer in technical essence, according to the authors, and adopted as a prototype is a device for generating a variable EMF, described in patent RU No. 2468491 C1 (11.27.2012).
Известное устройство предназначено для получения электрической энергии при механическом колебании различных конструктивных деталей относительно друг друга, и содержит источник колебаний, источник намагничивания, магнитную систему из обращенных друг к другу полюсов, приемник электрической энергии, подвижную замкнутую магнитную цепь с зазором между полюсами, установленными на подвижных деталях, которые изменяют свое положение относительно друг друга.The known device is designed to produce electrical energy during mechanical oscillation of various structural parts relative to each other, and contains an oscillation source, a magnetization source, a magnetic system of poles facing each other, an electric energy receiver, a movable closed magnetic circuit with a gap between the poles mounted on movable details that change their position relative to each other.
Достоинство устройства состоит в том, что оно является, по существу, универсальным и может быть использовано для получения электрической энергии для различных систем, состоящих из двух колеблющихся между собой элементов.The advantage of the device is that it is essentially universal and can be used to produce electrical energy for various systems consisting of two elements oscillating between themselves.
Недостаток прототипа заключается в относительно больших габаритных размерах магнитной системы. Кроме того, для его применения необходимо наличие конструктивных элементов, преимущественно транспортных средств колеблющихся независимо относительно друг от друга.The disadvantage of the prototype is the relatively large overall dimensions of the magnetic system. In addition, for its use it is necessary to have structural elements, mainly vehicles, oscillating independently relative to each other.
Задачей данного изобретения является создание простого и надежного преобразователя колебательной энергии в электрическую энергию, достаточную для промышленного применения, и относящихся к амортизирующим элементам транспортных средств.The objective of the invention is to provide a simple and reliable Converter of vibrational energy into electrical energy, sufficient for industrial applications, and related to the shock absorbing elements of vehicles.
Техническим результатом является снижение габаритных размеров и веса генератора, повышение КПД и надежности преобразователя энергии колебаний в электрическую энергию, а также обеспечение универсальности и упрощение конструкции.The technical result is to reduce the overall dimensions and weight of the generator, increase the efficiency and reliability of the converter of vibrational energy into electrical energy, as well as providing versatility and simplifying the design.
Технический результат достигается за счет того, что в устройстве для получения электрической энергии при механическом колебании различных элементов, содержащем источник колебаний, источник намагничивания, магнитную систему из обращенных друг к другу полюсов и приемник электрической энергии, согласно изобретению магнитная система состоит из выполненных в виде полос из материала, обладающего ферромагнитными свойствами, изогнутых в виде дуги и способных изгибаться в области дуги, с равными по длине прямолинейными участками, являющимися продолжением упомянутой дуги, полосы покрыты с двух сторон лаком, на прямолинейных участках, расположенных ближе к их концу, установлены полюса, разделенные зазором, в момент наибольшего сближения полюсов зазор между ними выполнен минимальным, приемник электрической энергии и источник намагничивания расположены на линейной части магнитной системы.The technical result is achieved due to the fact that in the device for generating electrical energy during mechanical oscillation of various elements containing an oscillation source, a magnetization source, a magnetic system of poles facing each other and an electric energy receiver, according to the invention, the magnetic system consists of strips from a material having ferromagnetic properties, bent in the form of an arc and capable of bending in the region of the arc, with equal straight sections in length that are a continuation of the aforementioned arc, the strips are varnished on both sides, on straight sections located closer to their end, poles are separated by a gap, at the moment of the closest approach of the poles, the gap between them is minimal, the electric energy receiver and magnetization source are located on the linear part of the magnetic system .
Источник намагничивания может быть выполнен из намагниченного магнитотвердого материала.The magnetization source may be made of magnetized hard magnetic material.
Полюса могут быть выполнены в виде полюсных накладок, из пакета полос магнитно-мягкого материала, покрытых с двух сторон лаком, пакеты полос обращены боковыми гранями к полосам магнитной системы и содержат проем, надеваемый на полосы магнитной системы, так, чтобы концы полос магнитной системы выходили за пределы полюсов, площадь сечения полюсов равна или больше площади сечения магнитной системы, прилегающие друг к другу поверхности полюсов скошены под углом так, чтобы при полном изгибании полос, при котором зазор становится близким к нулю, эти поверхности были параллельны.The poles can be made in the form of pole plates, from a packet of strips of magnetically soft material coated with varnish on both sides, the packet of strips facing the sides of the strips of the magnetic system and contain an opening worn on the strips of the magnetic system so that the ends of the strips of the magnetic system exit outside the poles, the cross-sectional area of the poles is equal to or greater than the cross-sectional area of the magnetic system, the adjacent surfaces of the poles are beveled at an angle so that when the strips are completely bent, at which the gap becomes close to zero These surfaces are parallel.
Полюса могут быть выполнены из магнитодиэлектрика.The poles can be made of magnetodielectric.
Полюса могут быть выполнены в виде полюсных накладок, одна полюсная накладка имеет прямоугольный хвостовик, который входит внутрь другой полюсной накладки, для этого в другой полюсной накладке имеется выемка, соответствующая хвостовику, причем хвостовик входит в выемку с зазором, проходящим между внутренними боковыми кромками выемки и внутренней поверхностью выемки и поверхностями хвостовика, на внешних сторонах боковых кромок накладки с выемками выполнены скосы, расширяющиеся к основанию кромок, высота кромок несколько меньше высоты хвостовика.The poles can be made in the form of pole plates, one pole plate has a rectangular shank that fits inside the other pole plate, for this there is a recess in the other pole plate corresponding to the shank, and the shank enters the recess with a gap between the inner side edges of the recess and the inner surface of the recess and the surfaces of the shank, on the outer sides of the lateral edges of the lining with the recesses, are bevels expanding toward the base of the edges, the height of the edges is slightly less than the heights shank.
Полюса могут быть выполнены в виде полюсных накладок, внутренние прилегающие поверхности которых параллельны друг другу, а зазор проходит между накладками, вдоль их поверхности через ось симметрии перемещения полюсов, при этом каждая накладка имеет внешний боковой скос, высота которого равна расстоянию перемещения полюса, и сужающийся к концу накладки, причем скос имеет выемку, вдающуюся внутрь скоса.The poles can be made in the form of pole plates, the inner adjacent surfaces of which are parallel to each other, and the gap passes between the plates, along their surface through the axis of symmetry of the poles, with each plate has an external lateral bevel, the height of which is equal to the distance of the pole, and tapering to the end of the lining, and the bevel has a recess protruding into the bevel.
Выполнение магнитной системы, состоящей из полос материала, обладающего ферромагнитными свойствами, изогнутых в виде дуги и способных изгибаться в области дуги, с равными по длине прямолинейными участками, являющимися продолжением упомянутой дуги и покрытие полос с двух сторон лаком, с прямолинейными участками, позволяет создавать простые и надежные генераторы, вырабатывающие электрическую энергию при колебании элементов транспортных систем. Этому же способствует и расположение приемника электрической энергии и источника намагничивания на линейной части магнитной системы.The implementation of the magnetic system, consisting of strips of material having ferromagnetic properties, curved in the form of an arc and capable of bending in the region of the arc, with equal straight sections in length that are a continuation of the mentioned arc and coating the strips on both sides with varnish, with straight sections, allows you to create simple and reliable generators that generate electrical energy when the elements of transport systems oscillate. The location of the electric energy receiver and magnetization source on the linear part of the magnetic system also contributes to this.
Выполнение источника намагничивания из намагниченного магнитотвердого материала позволяет исключить или уменьшить размеры обмотки намагничивания.The implementation of the magnetization source of magnetized hard magnetic material eliminates or reduces the size of the magnetization winding.
Выполнение полюсов из магнитодиэлектрика расширяет возможности для проектировщиков при изготовлении индукторного генератора.The implementation of the poles of the magnetodielectric expands the possibilities for designers in the manufacture of the inductor generator.
Выполнение полюсов в виде полюсных накладок, состоящих из пакета полос магнитно-мягкого материала, покрытых с двух сторон лаком, при которых пакеты полос обращены боковыми гранями к полосам магнитной системы и содержат проем, надеваемый на полосы магнитной системы, так, чтобы концы полос магнитной системы выходили за пределы полюсов, с площадью сечения полюсов равной или больше площади сечения магнитной системы дает возможность упростить изготовление генератора и обеспечить равномерное распределение магнитного потока по всей магнитной цепи. Если прилегающие друг к другу поверхности полюсов скошены под углом так, чтобы при полном изгибании полос, при котором зазор становится близким к нулю, эти поверхности были параллельны, то при колебаниях магнитной системы обеспечивается максимальный диапазон изменения напряжений. Тот факт, что в момент наибольшего сближения полюсов зазор между ними выполнен минимальным, позволяет варьировать величиной магнитного потока от максимума до определенного минимума в процессе изменения зазора между полюсами.The implementation of the poles in the form of pole plates, consisting of a package of strips of soft magnetic material, varnished on both sides, in which the package of strips are turned with their lateral faces to the strips of the magnetic system and contain an opening worn on the strips of the magnetic system, so that the ends of the strips of the magnetic system went beyond the poles, with a cross-sectional area of poles equal to or greater than the cross-sectional area of the magnetic system makes it possible to simplify the manufacture of the generator and to ensure uniform distribution of magnetic flux throughout the magnetically th chain. If the adjacent surfaces of the poles are beveled at an angle so that when the strips are completely bent, at which the gap becomes close to zero, these surfaces are parallel, then when the magnetic system oscillates, the maximum voltage range is ensured. The fact that at the moment of the closest approach of the poles, the gap between them is minimal, allows you to vary the magnitude of the magnetic flux from a maximum to a certain minimum in the process of changing the gap between the poles.
Выполнение полюсов в виде полюсных накладок, при которых одна полюсная накладка имеет прямоугольный хвостовик, входящий внутрь другой полюсной накладки, в которой имеется выемка, соответствующая хвостовику позволяет повысить диапазон изменения напряжения при колебаниях магнитной системы генератора. Этому же способствуют и скосы, высота которых несколько меньше высоты хвостовика.The implementation of the poles in the form of pole plates, in which one pole plate has a rectangular shank that goes inside another pole plate, in which there is a recess corresponding to the shank, which allows increasing the voltage variation range during oscillations of the generator magnetic system. Bevels, the height of which is slightly less than the height of the shank, also contribute to this.
Выполнение полюсов в виде полюсных накладок, внутренние прилегающие поверхности которых параллельны друг другу, а зазор проходит между накладками, вдоль их поверхности через ось симметрии перемещения полюсов, при которых каждая накладка имеет внешний боковой скос с выемкой, вдающейся внутрь скоса, сужающегося к концу накладки, расширяет возможности конструктора при проектировании такого генератора и позволяет линиаризировать характер изменения напряжения при колебаниях магнитной системы генератора.The implementation of the poles in the form of pole plates, the inner adjacent surfaces of which are parallel to each other, and the gap passes between the plates, along their surface through the axis of symmetry of the poles, in which each plate has an external side bevel with a recess protruding into the bevel, tapering to the end of the plate, expands the capabilities of the designer in the design of such a generator and allows you to linearize the nature of the voltage changes during oscillations of the magnetic system of the generator.
Индукторный электрогенератор с гибким статором иллюстрируется двенадцатью фигурами.A flexible stator inductor generator is illustrated by twelve figures.
На фиг.1 изображен индукторный генератор с полюсами, выполненными из магнитодиэлектрика, вид сбоку.Figure 1 shows an inductor generator with poles made of magnetodielectric, side view.
Фиг.2 демонстрирует состояние полюсов при минимальном зазоре.Figure 2 shows the state of the poles with a minimum clearance.
На фиг.3 дан чертеж стяжек, сжимающих полосы статора, вид с торца.Figure 3 is a drawing of couplers compressing the stator strip, an end view.
На фиг.4 изображен генератора с полюсами, выполненными в виде накладок из полос, вид сбоку.Figure 4 shows a generator with poles made in the form of overlays of strips, side view.
На фиг.5 нарисованы наконечники, при которых один из них входит внутрь другого при минимальном зазоре.In Fig. 5, tips are drawn in which one of them enters into the other with a minimum clearance.
На фиг.6 дан чертеж наконечников, при которых один из них входит внутрь другого при максимальном зазоре.Figure 6 is a drawing of the tips, in which one of them goes inside the other with a maximum clearance.
На фиг.7 имеются наконечники, при которых зазор проходит между внутренними гранями наконечников параллельно плоскости перемещения полюсов при максимальном зазоре.7 there are tips in which the gap extends between the inner faces of the tips parallel to the plane of movement of the poles at the maximum clearance.
На фиг.8 дан вид наконечников, при которых зазор проходит между внутренними гранями наконечников параллельно плоскости перемещения полюсов при минимальном зазоре.On Fig is a view of the tips, in which the gap passes between the inner faces of the tips parallel to the plane of movement of the poles with a minimum clearance.
На фиг.9 показано состояние полюсов при минимальном зазоре, вид сбоку.Figure 9 shows the state of the poles with a minimum clearance, side view.
На фиг.10 представлен вид полюсов при максимальном зазоре, вид сбоку.Figure 10 presents a view of the poles at the maximum clearance, side view.
На фиг.11 начерчена принципиальная электрическая схема соединения обмоток генератора.11, a circuit diagram of the connection of the generator windings is drawn.
Фиг.12 изображает генератор со вставкой из магнитотвердого материала. 12 shows a generator with an insert of hard magnetic material.
Индукторный электрогенератор с гибким статором устроен следующим образом. Статор магнитной системы 1 (фиг.1) выполнен из полос материала (не обозначены), обладающего ферромагнитными свойствами, прилегающих друг к другу плоскими поверхностями, наподобие листов трансформатора. Эти полосы могут быть изготовлены из тонких, гибких, широких пластин пружинистой стали, идущей, например, на изготовление рессор. В средней своей части полосы изогнуты в виде дуги 2 и должны быть способны изгибаться в области этой дуги. С двух сторон от дуги 2 имеются равные по длине прямолинейные участки 3, 4, являющиеся продолжением упомянутой дуги. Полосы, в свою очередь, с двух сторон покрыты электроизоляционным лаком (не обозначен), препятствующим возникновение электрического контакта между ними. На прямолинейном участке 3 размещена обмотка самовозбуждения 5. Кроме того, на противоположном прямолинейном участке 4 размещена обмотка якоря 6, предназначенная для генерации электрической энергии при воздействии на магнитную систему. 1. Приемник электрической энергии 5 и источник намагничивания 6 представляют собой соленоидные катушки. При этом, пластины прижимают друг к другу с помощью стяжек 7 (фиг.1, 2), На прямолинейных участках, расположенных ближе к их концу, выполняют обращенные навстречу друг другу полюсные наконечники 8 и 9, так, чтобы концы полос выходили за пределы полюсных наконечников. Наконечники выполнены в виде накладок из магнитодиэлектрика (фиг.1, 2). Эти наконечники дополнительно стягивают полосы, не давая им распушиться при движении. Площадь сечения накладок полюсов равна или больше площади сечения магнитной системы. Прилегающие друг к другу поверхности наконечников 8 и 9 скошены под углом так, чтобы при полном изгибании полос, при котором зазор становится близким к нулю, эти поверхности были параллельны. Часть прямолинейных участков, выступающих за пределы наконечников, используют для приложения внешних сил.Inductive electric generator with a flexible stator is arranged as follows. The stator of the magnetic system 1 (Fig. 1) is made of strips of material (not indicated) having ferromagnetic properties adjacent to each other with flat surfaces, like transformer sheets. These strips can be made of thin, flexible, wide plates of spring steel, going, for example, for the manufacture of springs. In its middle part, the stripes are curved in the form of an
В варианте технического решения каждая полюсная накладка выполнена в виде полос, из магнитно-мягкого материала, покрытых с двух сторон лаком (фиг.4). Полосы накладок обращены боковыми гранями к полосам магнитной системы. Площадь сечения накладок полюсов равна или больше площади сечения магнитной системы. Прилегающие друг к другу поверхности наконечников так же, как магнитодиэлектрические, скошены под углом так, чтобы при полном изгибании полос, при котором зазор становится близким к нулю, эти поверхности были параллельны.In an embodiment of the technical solution, each pole strip is made in the form of strips of soft magnetic material coated on both sides with varnish (Fig. 4). Strip strips face side faces to stripes of the magnetic system. The cross-sectional area of the pole covers is equal to or greater than the cross-sectional area of the magnetic system. The surfaces of the tips adjacent to each other, like the magnetodielectric ones, are beveled at an angle so that when the strips are completely bent, at which the gap becomes close to zero, these surfaces are parallel.
В варианте технического решения одна полюсная накладка 9 имеет прямоугольный хвостовик 10 (фиг.5, 6), который входит внутрь другого наконечника полюса 8. Для этого в полюсной накладке 8 имеется выемка 11, соответствующая хвостовику 10. Хвостовик 10 входит в выемку 11 с зазором, проходящим между внутренними боковыми кромками 12 выемки 11 и внутренней поверхностью 13 выемки и поверхностями хвостовика 10. На внешних сторонах боковых кромок накладки 8 выполнены скосы 14, расширяющиеся к основанию кромок. Высота кромок несколько меньше высоты хвостовика.In an embodiment of the technical solution, one
Фиг.5 дает представление о состоянии полюсных накладок при их сближении, а фиг.6 показывает состояние магнитных полюсных накладок в период, когда полюса расходятся на максимальное расстояние.Figure 5 gives an idea of the state of the pole plates when they approach each other, and Figure 6 shows the state of the magnetic pole plates during the period when the poles diverge to the maximum distance.
В варианте технического решения наконечники выполнены в виде полюсных накладок 8 и 9 (фиг.7, 8), внутренние прилегающие поверхности 15 и 16 которых параллельны друг другу, а зазор (не обозначен), проходит между накладками, вдоль их поверхности 15 и 16 через ось симметрии перемещения полюсов, при этом каждая накладка имеет внешний боковой скос 17, высота которого равна расстоянию перемещения полюса, и сужающийся к концу накладки, причем скос имеет выемку, вдающуюся внутрь скоса.In the embodiment of the technical solution, the tips are made in the form of
Фиг.9 дает представление о состоянии полюсных накладок при их сближении при виде сбоку, а фиг.10 показывает состояние магнитных полюсных накладок в период, когда полюса расходятся на максимальное расстояние также при виде сбоку.Fig.9 gives an idea of the state of the pole plates when they approach each other when viewed from the side, and Fig.10 shows the state of the magnetic pole plates during the period when the poles diverge to the maximum distance also when viewed from the side.
Прямолинейные участки статора, выступающие за пределы торцевых накладок являются и местом приложения внешних сил. Один из участков крепится, например, к лонжерону (не показан) транспортного средства. Второй участок крепиться к элементу подвески ТС, совершающему возвратно-поступательное движение по отношению к упомянутому лонжерону. Узел крепления зависит от конструктивных параметров подвески.The rectilinear sections of the stator protruding beyond the end plates are also the place of application of external forces. One of the sections is attached, for example, to the side member (not shown) of the vehicle. The second section is attached to the suspension element of the vehicle, making a reciprocating motion with respect to the said spar. The mount depends on the design parameters of the suspension.
Генерирующая обмотка 6 (фиг.11) подключена на вход двухполупериодного выпрямительного моста 18, выходом которого является приемник электрической энергии. Обмотка намагничивания 5 подключена к выходу сети постоянного тока. В схеме используется также обратный диод 19, включенный в цепи питания обмотки намагничивания и предупреждающий излишнее потребление тока от сети.The generating winding 6 (Fig. 11) is connected to the input of a half-
В варианте технического решения генератор содержит намагниченную вставку 20 (фиг.12), выполненную из магнитотвердого материала.In an embodiment of the technical solution, the generator comprises a magnetized insert 20 (Fig. 12) made of hard magnetic material.
Индукторный электрогенератор с гибким статором действует следующим образом. Во время движения транспортного средства некоторые элементы его подвески совершают возвратно-поступательное движение относительно друг друга. Такими элементами могут быть рессоры, амортизаторы и др. Для приведения в движение гибкого генератора необходимо одну выступающую часть прямолинейного участка, например, 3 (фиг.1, 4, 12) сочленить с неподвижным элементом рессоры или амортизатора, а вторую выступающую деталь статора, например, 4 соединить с перемещающимся возвратно-поступательно конструктивным элементом того же амортизатора или рессоры. Сам корпус генератора не к чему не крепится и свободно располагается в пространстве. При воздействии на выступающие части прямолинейных участков статора 10, 11 знакопеременной силой, последние приходят в движение, сгибая статор в области дуги 3, заставляя полюса 8 и 9 приближаться, или удаляться по отношению друг к другу. За счет остаточной намагниченности или за счет постоянного магнита 16 в статоре 1 (фиг.12) сохраняется магнитное поле «ф». При изменении зазора напряженность магнитного поля меняется, то увеличивается, то уменьшается. Это приводит к изменению индукции и, следовательно, к изменению магнитного потока ф. В соответствии с формулой Максвелла в обмотке якоря 7 возникает электродвижущая сила (ЭДС) «е»:Induction electric generator with a flexible stator operates as follows. During the movement of the vehicle, some elements of its suspension make a reciprocating motion relative to each other. Such elements can be springs, shock absorbers, etc. To drive a flexible generator, one protruding part of the rectilinear section, for example, 3 (Figs. 1, 4, 12) must be connected with the fixed element of the spring or shock absorber, and the second protruding part of the stator, for example , 4 to connect with the moving reciprocating structural element of the same shock absorber or spring. The generator body itself is not attached to anything and is freely located in space. When exposed to the protruding parts of the rectilinear sections of the
где w - число витков в обмотке 6, dф/dt - изменение магнитного потока dф за время dt.where w is the number of turns in the winding 6, df / dt is the change in magnetic flux df during dt.
Как известно, величина магнитного потока в магнитной цепи зависит от размера воздушного зазора δ, что можно представить в виде соотношения ф=f(δ). Тогда формулу 1 можно переписать в виде .As is known, the magnitude of the magnetic flux in the magnetic circuit depends on the size of the air gap δ, which can be represented as the ratio φ = f (δ). Then
Если магнитные полюса выполнены согласно фиг.5, 6 или 7, 8, то закон изменения магнитного потока будет иметь более сложный характер, поскольку на участках из ферромагнитного материала величина магнитного потока «ф» зависит также от толщины «h» этого ферромагнитного материала, через который поток проходит, т.е.If the magnetic poles are made according to FIGS. 5, 6 or 7, 8, then the law of variation of the magnetic flux will be more complex, since in areas of ferromagnetic material the magnitude of the magnetic flux "f" also depends on the thickness "h" of this ferromagnetic material, through which flow passes, i.e.
. .
Таким образом, суммарная функция зависимости магнитного поля от зазора (фиг.5, 6, 7, 8, 9, 10) будет иметь вид:Thus, the total function of the dependence of the magnetic field on the gap (Fig. 5, 6, 7, 8, 9, 10) will have the form:
. .
При определенных геометрических размерах зазора, боковых скосов выемки, поверхности и толщины хвостовика (фиг.5, 6) можно обеспечить зависимость магнитного потока и, следовательно, ЭДС от зазора, близкую к линейной, что повышает функциональные свойства генератора. Полученная в результате переменная ЭДС после выпрямителя 18 (фиг.11) поступает в бортовую сеть, в качестве которой может быть использован аккумулятор. За счет генерируемой ЭДС появляется и ток в обмотке возбуждения 6, что приводит к увеличению магнитного потока в статоре 1. Самовозбуждение способствует нарастанию ЭДС до момента, когда происходит насыщение железа статора. После чего автономное электропитание от генератора выходит на постоянный режим.With certain geometric dimensions of the gap, lateral bevels of the recess, the surface and thickness of the shank (FIGS. 5, 6), it is possible to ensure a magnetic flux and, therefore, EMF dependence on the gap close to linear, which increases the functional properties of the generator. The resulting EMF variable after rectifier 18 (Fig. 11) enters the on-board network, which can be used as a battery. Due to the generated EMF, a current appears in the excitation winding 6, which leads to an increase in magnetic flux in the
Для того чтобы не повредить полюсные наконечники необходимо заранее определить минимально допустимое изменение просвета между поверхностями полюсов с тем, чтобы не получить соударение между ними.In order not to damage the pole pieces, it is necessary to determine in advance the minimum allowable change in the clearance between the surfaces of the poles so as not to get a collision between them.
Если полюса 8, 9 (фиг.10) выполнены из магнитодиэлектрика, то это упрощает технологию их изготовления, что расширяет возможности для проектировщиков.If the
Если полюса 6, 9 выполнены из полос из магнитно-мягкого материала, покрытых лаком, и полосы полюсов обращены боковыми гранями к полосам магнитной системы, то это позволяет упростить процесс изготовления генератора, при этом площадь сечения полюсов должна быть равной или большей в сравнении с площадью сечения магнитной системы 3, 4.If the
Желательно, чтобы в момент наибольшего сближения полюсов 8, 9 зазор между ними был минимальным, что позволяет варьировать величиной магнитного потока от максимума до определенного минимума в процессе изменения зазора между полюсами.It is desirable that at the moment of the closest approach of the
Выполнение полюсов в виде полюсных накладок, при которых одна полюсная накладка имеет прямоугольный хвостовик 10 (фиг.5, 6), входящий внутрь другой полюсной накладки 8, в которой имеется выемка 13, соответствующая хвостовику, позволяет повысить диапазон изменения напряжения при колебаниях магнитной системы генератора. Этому же способствуют и скосы 14, высота которых несколько меньше высоты хвостовика 10.The implementation of the poles in the form of pole plates, in which one pole plate has a rectangular shank 10 (Fig.5, 6), which is included inside another
Выполнение полюсов в виде полюсных накладок, внутренние прилегающие поверхности которых параллельны друг другу, а зазор проходит между накладками, вдоль их поверхности 15, 16 (фиг.7, 8) через ось симметрии перемещения полюсов, при которых каждая накладка имеет внешний боковой скос с выемкой, вдающейся внутрь скоса, сужающегося к концу накладки, расширяет возможности конструктора при проектировании такого генератора и позволяет линиаризировать характер изменения напряжения при колебаниях магнитной системы генератора.The implementation of the poles in the form of pole plates, the inner adjacent surfaces of which are parallel to each other, and the gap passes between the plates, along their
Достоинство данного устройства заключается в том, что на его основании можно изготавливать простые и надежные генераторы собственных нужд ТС, в которых используется дармовая энергия колебаний амортизирующих подвесок. Это устройство может быть применено в любых транспортных системах, в которых используется система амортизации корпуса и будет способствовать повышению энергетических возможностей в ТС.The advantage of this device lies in the fact that on its basis it is possible to produce simple and reliable generators of the vehicle’s own needs, which use the gratuitous vibration energy of shock absorbing suspensions. This device can be used in any transport systems that use the hull damping system and will help increase energy capabilities in the vehicle.
Claims (6)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013147694/07A RU2546141C1 (en) | 2013-10-25 | 2013-10-25 | Inductor-type electric generator with flexible stator |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013147694/07A RU2546141C1 (en) | 2013-10-25 | 2013-10-25 | Inductor-type electric generator with flexible stator |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2546141C1 true RU2546141C1 (en) | 2015-04-10 |
RU2013147694A RU2013147694A (en) | 2015-04-27 |
Family
ID=53283176
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2013147694/07A RU2546141C1 (en) | 2013-10-25 | 2013-10-25 | Inductor-type electric generator with flexible stator |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2546141C1 (en) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB1457636A (en) * | 1975-04-19 | 1976-12-08 | Thomas J | Energy reclamation in vehicles |
SU1320092A1 (en) * | 1983-07-13 | 1987-06-30 | И И. П тницкий, С. К. Никифорова, И. А. Борц и К. И. П тницка | Drive of electric generator,particularly of vehicle |
RU2292106C2 (en) * | 2005-03-30 | 2007-01-20 | Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" им. С.П. Королева" | Magnetoelectric generator |
RU2368056C1 (en) * | 2008-06-05 | 2009-09-20 | Открытое Акционерное Общество "Завод Автоприбор" | Magnetoelectric generator of oscillatory motion |
RU2468491C1 (en) * | 2011-04-28 | 2012-11-27 | Учреждение Российской академии наук Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова РАН | Device for generating electric energy at mechanical vibrations |
-
2013
- 2013-10-25 RU RU2013147694/07A patent/RU2546141C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB1457636A (en) * | 1975-04-19 | 1976-12-08 | Thomas J | Energy reclamation in vehicles |
SU1320092A1 (en) * | 1983-07-13 | 1987-06-30 | И И. П тницкий, С. К. Никифорова, И. А. Борц и К. И. П тницка | Drive of electric generator,particularly of vehicle |
RU2292106C2 (en) * | 2005-03-30 | 2007-01-20 | Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" им. С.П. Королева" | Magnetoelectric generator |
RU2368056C1 (en) * | 2008-06-05 | 2009-09-20 | Открытое Акционерное Общество "Завод Автоприбор" | Magnetoelectric generator of oscillatory motion |
RU2468491C1 (en) * | 2011-04-28 | 2012-11-27 | Учреждение Российской академии наук Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова РАН | Device for generating electric energy at mechanical vibrations |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2013147694A (en) | 2015-04-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8618702B2 (en) | Vibration energy generator | |
JP4704093B2 (en) | Vibration generator | |
JP2011166894A (en) | Oscillating generator | |
JP2012039824A (en) | Vibration generator | |
RU2468491C1 (en) | Device for generating electric energy at mechanical vibrations | |
JP2012249442A (en) | Oscillating generator | |
WO2014207974A1 (en) | Energy conversion apparatus | |
JP5327110B2 (en) | Vibration generator | |
WO2012002109A1 (en) | Oscillating power generator | |
JP2012151985A (en) | Vibration power generator | |
US6538349B1 (en) | Linear reciprocating flux reversal permanent magnetic machine | |
JP2012151982A (en) | Vibration power generator | |
RU2546141C1 (en) | Inductor-type electric generator with flexible stator | |
Jiang et al. | Design and modelling of a novel linear electromagnetic vibration energy harvester | |
RU2546146C1 (en) | Electric energy production method in inductor generator with flexible stator | |
JP5756856B2 (en) | Electromagnetic actuators with improved force density and application to electric razors | |
RU2564682C2 (en) | Linear electric motor for small electric portable device | |
JP5758068B2 (en) | Electromagnetic induction generator | |
WO2014024487A1 (en) | Energy conversion device | |
JP2011172391A (en) | Vibration generator | |
JP2014050204A (en) | Oscillating generator | |
JP2014204482A (en) | Energy conversion device | |
JP2011166893A (en) | Oscillating generator | |
JP2011250611A (en) | Vibration generator | |
RU2540413C1 (en) | Vibration-to-voltage converter |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20181026 |