RU2605444C1 - Alternating current generator with axial-piston engine - Google Patents

Alternating current generator with axial-piston engine Download PDF

Info

Publication number
RU2605444C1
RU2605444C1 RU2015121877/07A RU2015121877A RU2605444C1 RU 2605444 C1 RU2605444 C1 RU 2605444C1 RU 2015121877/07 A RU2015121877/07 A RU 2015121877/07A RU 2015121877 A RU2015121877 A RU 2015121877A RU 2605444 C1 RU2605444 C1 RU 2605444C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
pistons
rods
electric
windings
alternating current
Prior art date
Application number
RU2015121877/07A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Андрей Юрьевич Фокин
Юрий Иосифович Фокин
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Брянский государственный технический университет"
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 образовательное учреждение высшего профессионального образования "Брянский государственный технический университет" filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Брянский государственный технический университет"
Priority to RU2015121877/07A priority Critical patent/RU2605444C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2605444C1 publication Critical patent/RU2605444C1/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K7/00Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
    • H02K7/18Structural association of electric generators with mechanical driving motors, e.g. with turbines
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B71/00Free-piston engines; Engines without rotary main shaft
    • F02B71/04Adaptations of such engines for special use; Combinations of such engines with apparatus driven thereby
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K35/00Generators with reciprocating, oscillating or vibrating coil system, magnet, armature or other part of the magnetic circuit
    • H02K35/02Generators with reciprocating, oscillating or vibrating coil system, magnet, armature or other part of the magnetic circuit with moving magnets and stationary coil systems

Abstract

FIELD: electric engineering.
SUBSTANCE: invention relates to electrical engineering, namely to motor-generator systems, and can be used in alternating current sources designing and production. In cylinders 1 pistons 2 resting by rods 3 on guide washers 4 are installed in pairs. Latter are fixed on shaft 5 kinematically connected to other engine systems via flywheel 7. Electric windings 8 are arranged along cylinders 1 inner part edges. On rods 3 annular magnets 9 are secured facing each other by opposite poles. During movement of pistons 2 from upper dead point to lower dead point annular magnets 9 magnetic flows generate electromotive force in electrical windings 8.
EFFECT: technical result consists in improvement of reliability.
1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к электротехнике, а именно к системам двигатель-генератор, и может быть использовано при проектировании и производстве источников переменного тока.The invention relates to electrical engineering, in particular to engine-generator systems, and can be used in the design and manufacture of AC sources.

Известна система двигатель-генератор переменного тока [1], в которой для возбуждения ДВС в силовых обмотках стартера якорь совершает вращательное движения. Зачастую в этой системе в качестве двигателя используют двигатели внутреннего сгорания [2]. Недостатком такой системы является сложность преобразования с помощью кривошипно-шатунного механизма возвратно-поступательного движения поршней двигателей во вращательное движение коленчатого вала, подсоединенного к якорю генератора.A known system is an alternator-motor generator [1], in which the armature rotates in order to excite the internal combustion engine in the power windings of the starter. Often in this system, internal combustion engines are used as an engine [2]. The disadvantage of this system is the difficulty of converting using the crank mechanism of the reciprocating motion of the pistons of the engines into the rotational movement of the crankshaft connected to the generator armature.

Наиболее близким к предложенному является электрический генератор переменного тока, содержащий цилиндр двигателя внутреннего сгорания, выполненный из немагнитного материала и снабженный клапанами, свечами и электрическими обмотками, а также свободно размещенный в цилиндре поршень в виде постоянного магнита [3].Closest to the proposed is an electric alternator containing a cylinder of an internal combustion engine made of non-magnetic material and equipped with valves, candles and electric windings, as well as a piston in the form of a permanent magnet freely placed in the cylinder [3].

Недостатком этого генератора, принятого за прототип, является отсутствие уплотнений поршня и низкая износостойкость выполненного из немагнитного материала цилиндра, что ухудшает работу поршня и цилиндра и снижает срок службы агрегата.The disadvantage of this generator, adopted for the prototype, is the lack of piston seals and low wear resistance made of non-magnetic material of the cylinder, which impairs the operation of the piston and cylinder and reduces the service life of the unit.

Задачей изобретения является повышение надежности работы генератора.The objective of the invention is to increase the reliability of the generator.

Указанная задача достигается тем, что электрический генератор переменного тока с аксиально-поршневым двигателем, содержащий снабженные электрическими обмотками цилиндропоршневые группы, расположенные в роторе, поршни которых опираются штоками на профилированную шайбу, при этом в каждой цилиндропоршневой группе поршни движутся навстречу друг другу, отличающийся тем, что электрические обмотки располагаются внутри каждого цилиндра по его краям, а на штоках поршней закреплен ряд кольцевых магнитов, обращенных друг к другу разноименными полюсами.This task is achieved in that an electric alternator with an axial piston engine, containing cylinder-piston groups equipped with electric windings located in the rotor, the pistons of which are supported by rods on a profiled washer, while in each cylinder-piston group the pistons move towards each other, characterized in that that the electric windings are located inside each cylinder along its edges, and a number of ring magnets are fixed on the piston rods, facing each other unlike poles.

На чертеже представлен продольный разрез предлагаемого электрического генератора с аксиально-поршневым двигателем. Генератор содержит револьверный ротор с цилиндрами 1, в которых попарно установлены поршни 2, опирающиеся штоками 3 на направляющие шайбы 4. Направляющие шайбы 4 закреплены на валу 5, опирающемся на подшипники 6. Вал 5 кинематически связан через маховик 7 с механизмами газораспределения, наддува, впрыска топлива (на чертеже не показаны).The drawing shows a longitudinal section of the proposed electric generator with an axial piston engine. The generator contains a revolving rotor with cylinders 1, in which pistons 2 are mounted in pairs, supported by rods 3 on the guide washers 4. The guide washers 4 are mounted on a shaft 5, supported by bearings 6. The shaft 5 is kinematically connected via a flywheel 7 with gas distribution, pressurization, and injection mechanisms fuel (not shown in the drawing).

Передача крутящего момента вала 5 осуществляется движением штоков 3 поршней 2 по профилированной поверхности направляющих шайб 4. Электрические обмотки 8 расположены по краям внутренней части цилиндров 1. На штоках 3 закреплен ряд кольцевых магнитов 9, обращенных друг к другу разноименными полюсами.The torque transmission of the shaft 5 is carried out by the movement of the rods 3 of the pistons 2 along the profiled surface of the guide washers 4. The electric windings 8 are located on the edges of the inner part of the cylinders 1. A number of ring magnets 9 are fixed to the rods 3, facing each other with opposite poles.

Генератор работает следующим образом. При положении поршней в верхней мертвой точке (ВМТ) (верхняя часть чертежа) в цилиндре 1 начинается сгорание топлива и поршни 2 со штоками 3 начинают движение друг от друга под действием давления газов к нижней мертвой точке (НМТ) (нижняя часть чертежа). Вследствие этого перемещения магнитные потоки кольцевых магнитов 9 генерируют ЭДС в электрических обмотках 8, снимаемую с электрических разъемов (на чертеже не показаны). Давление поршней 2 со штоками 3 на направляющую шайбу 4 поворачивает вал 5 с маховиком 7, связанным с механизмом газораспределения. Благодаря этому в НМТ отработавшие газы удаляются из цилиндров 1 и в них поступает свежий заряд воздуха. При движении поршней 2 навстречу друг другу от НМТ к ВМТ магнитные потоки кольцевых магнитов 9 вновь генерируют ЭДС в электрических обмотках 8. Затем цикл повторяется.The generator operates as follows. When the pistons are in top dead center (TDC) (upper part of the drawing), fuel combustion starts in cylinder 1 and pistons 2 with rods 3 begin to move from each other under the action of gas pressure to bottom dead center (BDC) (lower part of the drawing). Due to this movement, the magnetic fluxes of the ring magnets 9 generate an EMF in the electrical windings 8, which is removed from the electrical connectors (not shown in the drawing). The pressure of the pistons 2 with rods 3 on the guide washer 4 rotates the shaft 5 with a flywheel 7 associated with the gas distribution mechanism. Due to this, the exhaust gases are removed from the cylinders 1 to the BDC and a fresh air charge enters them. When the pistons 2 move towards each other from the BDC to the TDC, the magnetic fluxes of the ring magnets 9 again generate EMF in the electrical windings 8. Then the cycle repeats.

Во время работы двигатель внутреннего сгорания может обеспечить не только привод генератора, но и привод какого-то механизма или транспортного средства.During operation, the internal combustion engine can provide not only the drive of the generator, but also the drive of some mechanism or vehicle.

Предлагаемое техническое решение предназначено для использования при проектировании и производстве источников переменного электрического тока.The proposed technical solution is intended for use in the design and manufacture of alternating electric current sources.

Использование предлагаемого технического решения способствует повышению надежности работы системы двигатель-генератор переменного тока.The use of the proposed technical solution improves the reliability of the engine-alternator system.

ЛитератураLiterature

1. Аткинс Б. Общая теория электрических машин. Пер. с англ. И.В. Антика. Государственное энергетическое издательство. М.-Л., 1960. 272 с. 1. Atkins B. The general theory of electrical machines. Per. from English I.V. Antika. State Energy Publishing House. M.-L., 1960.272 s.

2. Мировое судовое дизелестроение. Концепции конструирования, анализ международного опыта: Учеб пособие / Г.А. Конкс, В.А. Лошко. - М.: Машиностроение, 2005. 512 с. 2. World ship diesel engineering. Design concepts, analysis of international experience: Textbook / G.A. Konks, V.A. Loshko. - M.: Mechanical Engineering, 2005.512 s.

3. Электрический генератор переменного тока: пат. №2046 966 Рос. Федерация. №4801 644/06; заявл. 29.11.19889; опубл. 27.10.1995.3. Electric alternator: US Pat. No. 2046 966 Ros. Federation. No. 4801 644/06; declared 11/29/19889; publ. 10/27/1995.

Claims (1)

Электрический генератор переменного тока с аксиально-поршневым двигателем, содержащий снабженные электрическими обмотками цилиндропоршневые группы, расположенные в роторе, поршни которых опираются штоками на профилированную шайбу, при этом в каждой цилиндропоршневой группе поршни движутся навстречу друг другу, отличающийся тем, что электрические обмотки располагаются внутри каждого цилиндра по его краям, а на штоках поршней закреплен ряд кольцевых магнитов, обращенных друг к другу разноименными полюсами. An electric alternator with an axial piston engine, containing piston groups equipped with electric windings located in the rotor, the pistons of which are supported by rods on a profiled washer, while in each piston cylinder group the pistons move towards each other, characterized in that the electric windings are located inside each cylinder along its edges, and on the piston rods fixed a series of ring magnets facing each other with opposite poles.
RU2015121877/07A 2015-06-08 2015-06-08 Alternating current generator with axial-piston engine RU2605444C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015121877/07A RU2605444C1 (en) 2015-06-08 2015-06-08 Alternating current generator with axial-piston engine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015121877/07A RU2605444C1 (en) 2015-06-08 2015-06-08 Alternating current generator with axial-piston engine

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2605444C1 true RU2605444C1 (en) 2016-12-20

Family

ID=58697484

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015121877/07A RU2605444C1 (en) 2015-06-08 2015-06-08 Alternating current generator with axial-piston engine

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2605444C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111120087A (en) * 2019-12-30 2020-05-08 黄佳艺 Piston type internal combustion generator and power generation method thereof

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2355728A1 (en) * 1973-11-08 1975-05-15 Gerhard Noeltner Reciprocating electrical machine - has piston and cylinder with armature winding and permanent magnet field
RU2046966C1 (en) * 1989-11-29 1995-10-27 Рид Константинович Памфилов Ac generator
UA41405C2 (en) * 1994-06-09 2001-09-17 П*єр Андре Рігацці Autonomous linear generator of electric energy (versions)
RU103041U1 (en) * 2010-10-04 2011-03-20 ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ "Брянский государственный технический университет" ELECTRIC AC GENERATOR
RU2012130534A (en) * 2012-07-17 2014-01-27 Елена Ивановна Прошина ELECTRIC AC GENERATOR (EGPT) WITH KREYTSKOPFNY ENGINE
RU143160U1 (en) * 2013-12-30 2014-07-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный машиностроительный университет (МАМИ)" LINEAR DC GENERATOR WITH DRIVE FROM FREE PISTON INTERNAL COMBUSTION ENGINE

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2355728A1 (en) * 1973-11-08 1975-05-15 Gerhard Noeltner Reciprocating electrical machine - has piston and cylinder with armature winding and permanent magnet field
RU2046966C1 (en) * 1989-11-29 1995-10-27 Рид Константинович Памфилов Ac generator
UA41405C2 (en) * 1994-06-09 2001-09-17 П*єр Андре Рігацці Autonomous linear generator of electric energy (versions)
RU103041U1 (en) * 2010-10-04 2011-03-20 ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ "Брянский государственный технический университет" ELECTRIC AC GENERATOR
RU2012130534A (en) * 2012-07-17 2014-01-27 Елена Ивановна Прошина ELECTRIC AC GENERATOR (EGPT) WITH KREYTSKOPFNY ENGINE
RU143160U1 (en) * 2013-12-30 2014-07-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный машиностроительный университет (МАМИ)" LINEAR DC GENERATOR WITH DRIVE FROM FREE PISTON INTERNAL COMBUSTION ENGINE

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111120087A (en) * 2019-12-30 2020-05-08 黄佳艺 Piston type internal combustion generator and power generation method thereof
CN111120087B (en) * 2019-12-30 2020-12-11 黄佳艺 Piston type internal combustion generator and power generation method thereof

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108350741B (en) Hydrogen engine and hydrogen fuel production method for power supply thereof
RU2015138149A (en) Internal combustion engine with pistons that move in opposite directions, with an inviscid layer seal
JP2016519736A5 (en)
JP2013050102A (en) Magnet-type eco engine
MX2012011592A (en) Improved combustion engine.
RU105678U1 (en) PORTABLE ELECTRICAL INSTALLATION
RU2605444C1 (en) Alternating current generator with axial-piston engine
RU112537U1 (en) ELECTRIC AC GENERATOR
RU103041U1 (en) ELECTRIC AC GENERATOR
RU135729U1 (en) GENERATOR
RU112947U1 (en) ELECTRIC AC GENERATOR
RU2578932C1 (en) Alternating current generator with free-piston motor compressor
RU2571953C2 (en) Alternating current generator (acg) with crosshead engine
RU2528481C2 (en) Portable electric installation
RU115979U1 (en) ELECTRIC AC GENERATOR WITH INTERNAL COMBUSTION ENGINE
RU2620135C1 (en) Electric power generator with the gas engine travelling barrel
RU104641U1 (en) ENGINE-GENERATOR INSTALLATION
RU195112U1 (en) Free-piston internal combustion engine with linear electric three-phase generator
RU2340783C1 (en) Unit of pistons and power module armature
RU2731454C1 (en) Free-piston internal combustion engine with linear electric three-phase generator
RU126371U1 (en) PORTABLE ELECTRICAL INSTALLATION
RU2527927C1 (en) Portable electric plant
RU2569332C1 (en) Alternating current generator with ignition engine
BG113022A (en) Permanent magnet dynamo electric motor
RU70854U1 (en) ELECTROMECHANICAL ENGINE

Legal Events

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

Effective date: 20170609