RU2684638C1 - Strebkov solar magnetic engine (versions) - Google Patents
Strebkov solar magnetic engine (versions) Download PDFInfo
- Publication number
- RU2684638C1 RU2684638C1 RU2018119183A RU2018119183A RU2684638C1 RU 2684638 C1 RU2684638 C1 RU 2684638C1 RU 2018119183 A RU2018119183 A RU 2018119183A RU 2018119183 A RU2018119183 A RU 2018119183A RU 2684638 C1 RU2684638 C1 RU 2684638C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- disk
- rotor
- axis
- generator
- solar
- Prior art date
Links
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims abstract description 24
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims abstract description 11
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 5
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 3
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 claims abstract description 3
- 239000010931 gold Substances 0.000 claims abstract description 3
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 6
- 239000000725 suspension Substances 0.000 claims description 6
- 239000000696 magnetic material Substances 0.000 claims description 4
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 abstract description 3
- 238000004870 electrical engineering Methods 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 230000003993 interaction Effects 0.000 abstract 1
- 229910000906 Bronze Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010974 bronze Substances 0.000 description 2
- KUNSUQLRTQLHQQ-UHFFFAOYSA-N copper tin Chemical compound [Cu].[Sn] KUNSUQLRTQLHQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- -1 for example Substances 0.000 description 2
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 230000005674 electromagnetic induction Effects 0.000 description 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 1
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 1
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 description 1
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 1
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 1
- 238000003801 milling Methods 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03G—SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS; MECHANICAL-POWER PRODUCING DEVICES OR MECHANISMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR OR USING ENERGY SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03G6/00—Devices for producing mechanical power from solar energy
- F03G6/001—Devices for producing mechanical power from solar energy having photovoltaic cells
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02S—GENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
- H02S10/00—PV power plants; Combinations of PV energy systems with other systems for the generation of electric power
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02S—GENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
- H02S99/00—Subject matter not provided for in other groups of this subclass
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/40—Solar thermal energy, e.g. solar towers
- Y02E10/46—Conversion of thermal power into mechanical power, e.g. Rankine, Stirling or solar thermal engines
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
Abstract
Description
Изобретение относится к электротехнике, в частности, к двигателям постоянного тока с постоянным магнитом, использующим солнечный генератор для питания обмотки ротора.The invention relates to electrical engineering, in particular, to permanent magnet DC motors using a solar generator to power the rotor winding.
Известен солнечный магнитный двигатель Мендосино, содержащий ротор с осью вращения, подшипниками и электрической обмоткой, соединенной с токовыводами генератора из скоммутированных солнечных элементов с p-n переходами, размещенных на боковой поверхности ротора, а также неподвижный постоянный магнит, плоскость которого параллельна оси ротора. (SolarMendocinoMotor,wwwinstuctables.com/id/solarmotor).The Mendocino solar magnetic engine is known, which contains a rotor with an axis of rotation, bearings and an electric winding connected to the generator current leads from switched solar cells with pn junctions located on the lateral surface of the rotor, as well as a fixed permanent magnet whose plane is parallel to the rotor axis. (SolarMendocinoMotor, wwwinstuctables.com / id / solarmotor).
В известном солнечном магнитном двигателе для вращения ротора используется закон электромагнитной индукции Фарадея, электрическая энергия для питания обмоток ротора поступает от солнечного генератора.In the well-known solar magnetic engine, the Faraday electromagnetic induction is used to rotate the rotor; electrical energy for powering the rotor windings comes from a solar generator.
Недостатком известного солнечного магнитного двигателя является низкий КПД использования солнечной энергии из-за затенения ротором 75% площади солнечных элементов, установленных на неосвещаемой поверхности ротора.A disadvantage of the known solar magnetic engine is the low efficiency of solar energy use due to the rotor shading 75% of the area of solar cells mounted on the unlighted surface of the rotor.
Другим недостатком является низкий электрический КПД солнечного магнитного двигателя из-за явления самоиндукции в обмотке ротора, которая приводит к торможению ротора при взаимодействии с магнитным полем статора.Another disadvantage is the low electrical efficiency of the solar magnetic motor due to the phenomenon of self-induction in the rotor winding, which leads to a deceleration of the rotor when interacting with the magnetic field of the stator.
Задачей предлагаемого изобретения является повышение эффективности использования солнечной энергии и электрического КПД солнечного магнитного двигателя.The task of the invention is to increase the efficiency of solar energy and electrical efficiency of a solar magnetic engine.
Технический результат заключается в более полном использовании площади солнечных элементов и увеличении их мощности, а также в снижении ЭДС самоиндукции и реакции торможения ротора при взаимодействии с магнитным полем статора.The technical result consists in a more complete use of the area of solar cells and an increase in their power, as well as in reducing the EMF of self-induction and braking reaction of the rotor when interacting with the magnetic field of the stator.
Технический результат достигается тем, что в солнечном магнитном двигателе, содержащем ротор с осью вращения, подшипниками и электрической обмоткой, соединенной с токовыводами генератора из скоммутированных солнечных элементов с p-n переходами, размещенных на поверхности ротора, а также постоянный магнит, плоскость которого параллельна оси ротора, согласно изобретению, ротор выполнен в виде диска из проводящего материаласосью вращения, содержащей две изолированные друг от друга полуоси ротора, одна из которых соединена с диском, а вторая с одним из токовыводов генератора, на диске с одной стороны через изолирующий слой закреплен осесимметрично генератор, постоянный магнит установлен осесимметрично с другой стороны диска и имеет площадь поверхности, соизмеримую с поверхностью диска, токовыводы генератора соединены непосредственно с полуосью ротора и с одним из контактов диска, а полуось ротора и второй контакт к диску соединены через два скользящих контакта с двумя внешними неподвижными проводниками и внешней нагрузкой.The technical result is achieved by the fact that in a solar magnetic engine containing a rotor with an axis of rotation, bearings and an electric winding connected to the generator current leads from switched solar cells with pn junction located on the surface of the rotor, as well as a permanent magnet whose plane is parallel to the axis of the rotor, According to the invention, the rotor is made in the form of a disk of conductive material with a rotation axis containing two rotor semi-axes isolated from each other, one of which is connected to the disk, and the second I with one of the generator current leads, on one side of the disk through an insulating layer is fixed axisymmetrically a generator, a permanent magnet is installed axisymmetrically on the other side of the disk and has a surface area comparable to the disk surface, the generator current leads are connected directly to the rotor axis and one of the disk contacts , and the semi-axis of the rotor and the second contact to the disk are connected through two sliding contacts with two external fixed conductors and an external load.
В варианте солнечного магнитного двигателя токовывод в центре генератора со стороны диска соединен с центром диска, один скользящий контакт выполнен через полуось ротора, соединенную с центром генератора со стороны, противоположной диску, а второй скользящий контакт выполнен к ободу диска.In the embodiment of the solar magnetic engine, the endpoint in the generator center on the disk side is connected to the center of the disk, one sliding contact is made through the semi-axis of the rotor connected to the generator center on the side opposite to the disk, and the second sliding contact is made to the disk rim.
В другом варианте солнечного магнитного двигателя токовывод генератора со стороны диска соединен с ободом диска, а скользящие контакты выполнены через полуось ротора, соединенную с центром генератора со стороны, противоположной диску, и через полуось ротора, соединенную с центром диска.In another embodiment of the solar magnetic engine, the generator output terminal on the disk side is connected to the disk rim, and the sliding contacts are made through the rotor semi-axis connected to the generator center from the opposite side of the disk, and through the semi-axis rotor connected to the disk center.
В варианте солнечного магнитного двигателя ось вращения ротора содержит одну полуось, соединенную с диском, один токовывод генератора со стороны диска соединен с одним из контактов диска, а второй токовывод в центре генератора со стороны, противоположной диску, и второй контакт к диску соединены через два скользящих контакта с двумя внешними неподвижными проводниками и внешней нагрузкой.In a variant of the solar magnetic motor, the axis of rotation of the rotor contains one semi-axis connected to the disk, one generator toe-out from the disk side is connected to one of the disk contacts, and the second toe-center in the generator from the opposite side of the disk, and the second contact to the disk is connected through two sliding contact with two external fixed conductors and external load.
Еще в одном варианте солнечного магнитного двигателя диск выполнен из немагнитного материала, например, из меди.In yet another embodiment of a solar magnetic engine, the disk is made of a non-magnetic material, for example, copper.
В варианте солнечного магнитного двигателя нагрузка выполнена в виде химического аккумулятора электрической энергии или суперконденсатора.In the embodiment of a solar magnetic engine, the load is made in the form of a chemical battery of electrical energy or a supercapacitor.
В варианте солнечного магнитного двигателя нагрузка выполнена в виде светодиодов.In the embodiment of the solar magnetic motor, the load is made in the form of LEDs.
В варианте солнечного магнитного двигателя постоянный магнит установлен неподвижно с зазором относительно диска и имеет отверстие в центре с зазором относительно оси ротора.In the embodiment of the solar magnetic motor, the permanent magnet is fixedly mounted with a gap relative to the disk and has a hole in the center with a gap relative to the rotor axis.
В варианте солнечного магнитного двигателя постоянный магнит закреплен на оси с возможностью вращения.In the embodiment of a solar magnetic motor, a permanent magnet is fixed on the axis rotatably.
В варианте солнечного магнитного двигателя каждый подшипник выполнен в виде магнитной подвески из двух осесимметричных кольцевых постоянных магнитов с зазором между ними, один из постоянных магнитов закреплен на оси ротора, второй закреплен неподвижно.In the embodiment of the solar magnetic engine, each bearing is made in the form of a magnetic suspension of two axisymmetric ring permanent magnets with a gap between them, one of the permanent magnets is fixed on the rotor axis, the second is fixed motionless.
Технический результат достигается также тем, что в солнечном магнитном двигателе, содержащем ротор с осью вращения, с двумя подшипниками и электрической обмоткой, соединенной с токовыводами генератора из скоммутированных солнечных элементов с р-n переходами, размещенных на поверхности ротора, а также постоянный магнит, плоскость которого параллельна оси ротора, согласно изобретению, ротор выполнен в виде диска из проводящего материала, с осью вращения, содержащей две изолированные друг от друга полуоси ротора, одна из которых соединена с центром диска, а вторая полуось с одним из токовыводов генератора, диск состоит из изолированных криволинейных сегментов, соединенных между собой параллельно на оси и на ободе диска, границы между сегментами выполнены в виде логарифмической золотой спирали с координатамиThe technical result is also achieved by the fact that in a solar magnetic engine containing a rotor with an axis of rotation, with two bearings and an electric winding connected to the generator current leads from switched solar elements with pn junctions located on the rotor surface, as well as a permanent magnet, the plane which is parallel to the axis of the rotor according to the invention, the rotor is made in the form of a disk of conductive material, with the axis of rotation, containing two isolated from each other semi-axes of the rotor, one of which is connected with the center of the disk, and the second semi-axis with one of the generator's current outputs, the disk consists of isolated curvilinear segments interconnected in parallel on the axis and on the disk rim, the boundaries between the segments are in the form of a logarithmic golden spiral with coordinates
где r и θ - радиус вектор и угол радиуса вектора в полярной системе координат;where r and θ are the radius of the vector and the angle of the radius of the vector in the polar coordinate system;
- параметр золотого сечения; - parameter of the golden section;
α - постоянная, определяющая размер спирали и диска,α is a constant that determines the size of the spiral and disk,
направления ветвей спирали совпадают с направлением вращения ротора, с одной стороны диска через изолирующий слой закреплен осесимметрично генератор, постоянный магнит установлен осесимметрично с другой стороны диска и имеет площадь поверхности, соизмеримую с поверхностью диска, токовыводы генератора соединены непосредственно с полуосью ротора и с одним из контактов диска, а полуось ротора и второй контакт к диску соединены через два скользящих контакта с двумя внешними неподвижными проводниками и внешней нагрузкой.the directions of the spiral branches coincide with the direction of rotation of the rotor; on one side of the disk, the generator is fixed axisymmetrically through the insulating layer; the permanent magnet is installed axisymmetrically on the other side of the disk and has a surface area comparable to the surface of the disk; a disk, and the semi-axis of the rotor and the second contact to the disk are connected through two sliding contacts with two external fixed conductors and an external load.
В варианте солнечного магнитного двигателя токовывод в центре генератора со стороны диска соединен с центром диска, один скользящий контакт выполнен через полуось ротора, соединенную с центром генератора со стороны, противоположной диску, а второй скользящий контакт выполнен к ободу диска.In the embodiment of the solar magnetic engine, the endpoint in the generator center on the disk side is connected to the center of the disk, one sliding contact is made through the semi-axis of the rotor connected to the generator center on the side opposite to the disk, and the second sliding contact is made to the disk rim.
В варианте солнечного магнитного двигателя токовывод генератора со стороны диска соединен с ободом диска, а скользящие контакты выполнены через полуось ротора, соединенную с центром генератора со стороны, противоположной диску, и через полуось ротора, соединенную с центром диска.In the embodiment of a solar magnetic engine, the generator output terminal on the disk side is connected to the disk rim, and the sliding contacts are made through the semi-axis of the rotor connected to the generator center on the side opposite to the disk and through the semi-axis of the rotor connected to the center of the disk.
В варианте солнечного магнитного двигателя ось вращения ротора с подшипником соединена с диском со стороны, противоположной генератору, один токовывод генератора со стороны диска соединен с одним из контактов диска, а второй токовывод в центре генератора со стороны, противоположной диску, и второй контакт к диску соединены через два скользящих контакта с двумя внешними неподвижными проводниками и внешней нагрузкой.In a variant of the solar magnetic engine, the axis of rotation of the rotor with the bearing is connected to the disk on the side opposite to the generator, one generator output terminal on the disk side is connected to one of the disk contacts, and the second output terminal in the generator center on the side opposite to the disk, and the second contact to the disk are connected through two sliding contacts with two external fixed conductors and external load.
В варианте солнечного магнитного двигателя диск выполнен из немагнитного материала, например, из меди.In the embodiment of a solar magnetic engine, the disk is made of a non-magnetic material, for example, copper.
В варианте солнечного магнитного двигателя нагрузка выполнена в виде химического аккумулятора электрической энергии или суперконденсатора.In the embodiment of a solar magnetic engine, the load is made in the form of a chemical battery of electrical energy or a supercapacitor.
В варианте солнечного магнитного двигателя нагрузка выполнена в виде светодиодов.In the embodiment of the solar magnetic motor, the load is made in the form of LEDs.
В варианте солнечного магнитного двигателя постоянный магнит установлен неподвижно с зазором относительно диска и имеет отверстие в центре с зазором относительно оси ротора.In the embodiment of the solar magnetic motor, the permanent magnet is fixedly mounted with a gap relative to the disk and has a hole in the center with a gap relative to the rotor axis.
В варианте солнечного магнитного двигателя постоянный магнит закреплен на оси ротора с возможностью вращения.In the embodiment of a solar magnetic engine a permanent magnet is fixed on the rotor axis with the possibility of rotation.
В варианте солнечного магнитного двигателя каждый подшипник выполнен в виде магнитной подвески на двух осесимметричных кольцевых постоянных магнитов с зазором между ними, один из постоянных магнитов закреплен на оси ротора, второй закреплен неподвижно.In the embodiment of the solar magnetic engine, each bearing is made in the form of a magnetic suspension on two axisymmetric ring permanent magnets with a gap between them, one of the permanent magnets is fixed on the rotor axis, the second is fixed motionless.
Солнечный магнитный двигатель иллюстрируется на фиг. 1, 2, 3, 4, 5, где на фиг. 1 представлена конструкция солнечного магнитного двигателя со скользящими контактами к оси генератора и ободу дискового ротора, на фиг. 2 - конструкция солнечного магнитного двигателя со скользящими контактами к оси генератора и оси дискового ротора, на фиг. 3 - вид в плане дискового ротора с двумя сегментами, границы которых выполнены в виде золотой логарифмической спирали, на фиг. 4 - вид в плане дискового ротора с четырьмя сегментами, границы которых выполнены в виде золотой логарифмической спирали, на фиг. 5 - солнечный магнитный двигатель с двумя скользящими контактами к токовыводу генератора и к оси ротора.The solar magnetic motor is illustrated in FIG. 1, 2, 3, 4, 5, where in FIG. 1 shows the design of a solar magnetic engine with sliding contacts to the axis of the generator and the rim of the disk rotor; FIG. 2 shows the design of a solar magnetic engine with sliding contacts to the axis of the generator and the axis of the disk rotor; in FIG. 3 is a plan view of a disk rotor with two segments, the boundaries of which are made in the form of a golden logarithmic spiral; FIG. 4 is a plan view of a disk rotor with four segments, the boundaries of which are made in the form of a golden logarithmic spiral; FIG. 5 - solar magnetic engine with two sliding contacts to the current output of the generator and to the rotor axis.
Солнечный магнитный двигатель на фиг. 1 содержит ротор 1 в виде диска 2 из проводящего материала, на котором через изолирующий слой 3 закреплен осесимметрично фотоэлектрический генератор 4 из скоммутированных солнечных элементов 5. Постоянный магнит 6 установлен осесимметрично со стороны диска 2, не содержащей генератор 4. Постоянный магнит 6 имеет площадь поверхности, соизмеримую с площадью диска 2.The solar magnetic motor in FIG. 1 contains a
Токовыводы генератора 7 со стороны диска 2 соединены с контактом 8 в центре диска 2, а второй токовывод 9 генератора 7 со стороны, противоположной диску 2, соединен в центре генератора 7 с полуосью 10 ротора 1 и через первый скользящий контакт 11 с неподвижным проводником 12. Второй скользящий контакт 13 к ободу 14 диска 2 соединен с неподвижным проводником 15. Неподвижные проводники 12 и 15 соединены с нагрузкой 16. Постоянный магнит 6 имеет отверстие 17 в центре с зазором 18 относительно второй полуоси 19 ротора 1 и установлен неподвижно с зазором 20 относительно диска 2. Первая 10 и вторая 19 полуоси ротора 1 выполнены из проводящего материала и соединены между собой изолированной муфтой 21. Каждая полуось 10 и 19 имеет магнитную подвеску 22 из двух осесимметричных кольцевых постоянных магнитов 23 и 24 с зазором 25 между ними, кольцевой постоянный магнит 23 закреплен на полуоси, а кольцевой постоянный магнит 24 закреплен неподвижно на корпиусе 26, полуоси 10 и 19 имеют опорные стойки 27 и 28 из проводящего материала. Опорная стойка 27 выполняет функции скользящего контакта 11 к полуоси 10.The current leads of the
В солнечноммагнитном двигателе фиг. 2 токовывод 7 генератора 4 со стороны диска 2 соединен с ободом 14 диска 2, скользящий контакт 11 через опорную стойку 27 и первую полуось 10 соединен с центром генератора 7 аналогично фиг. 1. Второй скользящий контакт 29 соединен через вторую опорную стойку 28 и вторую полуось 19 с центром диска 2 со стороны, противоположной генератору 4.In the solar magnet engine of FIG. 2 the
На фиг. 3 диск 2 выполнен из двух изолированных криволинейных сегментов 30 и 31, границы между сегментами 30 и 31 выполнены в виде логарифмической золотой спирали 32. 33 с координатамиFIG. 3
где r и θ - радиус вектор и угол радиуса вектора в полярной системе координат,where r and θ are the radius of the vector and the angle of the radius of the vector in the polar coordinate system,
- параметр золотого сечения, - parameter of the golden section,
α - постоянная, определяющая размер спирали и диска 2,α is a constant that determines the size of the spiral and
направления ветвей спирали 32 и 33 от оси диска 2 к ободу 14 диска 2 совпадают с направлением вращения ротора 1. Сегменты 30 и 31 соединены между собой параллельно в центре у полуоси 19 диска 2 и на ободе 14 диска 2 за счет того, что границы между сегментами 30 и 31 начинаются на некотором расстоянии от полуоси 19 и центра диска 2 и заканчиваются на некотором расстоянии от обода 14 диска 2.the directions of the
На фиг. 4 диск выполнен из четырех криволинейных сегментов 34, 35, 36, 37, изолированных друг от друга границами, выполненных в виде золотых логарифмических спиралей 38, 39, 40 и 41. Сегменты 34, 35, 36, 37 соединены между собой параллельно за счет общих участков диска 2 около оси 19 и около обода 14 диска 2.FIG.
На фиг. 5 ось вращения ротора 1 с подшипником 42 соединена с диском 2 со стороны, противоположной генератору 4. Токовывод 9 генератора 4 соединен через скользящий контакт 43 с внешним неподвижным проводником 12. Токовывод 7 генератора 4 соединен с ободом 14 диска 2, а центр диска 2 со стороны, противоположной генератору 4, соединен через полуось 19 со скользящим контактом 29 аналогично фиг. 2. Внешние неподвижные проводники 12 и 15 соединены с нагрузкой 16. Подшипник 42 на полуоси 19 изолирован от корпуса 26 изолирующей прокладкой 44.FIG. 5 the axis of rotation of the
Солнечный магнитный двигатель работает следующим образом. При освещении генератора 4 при наличии внешней нагрузки RH вольт-амперная характеристика (ВАХ) генератора 4 имеет вид:Solar magnetic engine works as follows. When lighting the
где V, I - напряжение и ток генератора при сопротивлении нагрузки Rн,where V, I - voltage and current of the generator when the load resistance R n ,
Iф - фототокI f - photocurrent
Iкз - ток короткого замыкания генератора при Rн=0,I CC - short circuit current of the generator at R n = 0,
Is - темновой ток насыщения,I s - dark current saturation,
Rш - сопротивление, шунтирующее p-n переход,R W - resistance shunt pn junction,
k - постоянная Больцмана,k is the Boltzmann constant,
Т - температура °К,T - temperature ° K,
А - коэффициент, учитывающий отклонение ВАХ от идеальной,A - coefficient taking into account the deviation of the IVC from the ideal,
Rн - последовательное сопротивление, включающее внутреннее сопротивление генератора 4, сопротивление скользящих контактов 11 и 29 диска 2 и внешних проводников 12 и 15.R n - series resistance, including the internal resistance of the
При Rn=0, V=0 ток короткого замыкания Iкз=Iф.When R n = 0, V = 0 short-circuit current I CC = I f .
В фотоэлектрических генераторах при малом Rn максимальный ток I при оптимальной нагрузке Rн незначительно, но отличается от тока Iкз:In photovoltaic generators with low R n maximum current I at optimal load R n slightly, but different from the current I CC :
Это позволяет использовать генератор 4 как для вращения ротора 1, так и для питания внешней нагрузка 16.This allows you to use the
При освещении генератора 4 солнечным излучением между ободом и центром диска 2 и через внешние проводники 12 и 15 и сопротивление нагрузки протекает ток I.When illuminated by the
При взаимодействии тока I с магнитным полем постоянного магнита 6 возникает эффект униполярной индукции и диск 2 начинает вращаться. Электромагнитный вращающий момент, развиваемый ротором 1, пропорционален произведению тока на магнитный поток (Электрические униполярные машины. Под ред. Л.А. Суханова. - М.: ВНИЭМ, 1964. - 136 с.)When the current I interacts with the magnetic field of the
При вращении диска между центром и ободом диска возникают токи, которые своим магнитным полем усиливают внешнее магнитное поле. Этот результат совершенно противоположен тому, который проявляется в солнечном магнитном двигателе Мендосино, в котором ток в обмотке ротора из-за явления самоиндукции противодействует внешнему магнитному полю.When the disk rotates between the center and the rim of the disk, currents arise which, with their magnetic field, amplify the external magnetic field. This result is completely opposite to that which appears in the Mendocino solar magnetic motor, in which the current in the rotor winding, due to the phenomenon of self-induction, counteracts the external magnetic field.
Направление вращения диска 2 изменяют путем изменения полярности токовыводов генератора 4 или путем изменения полярности полюсов постоянного магнита 6. Разделение диска 2 на сегменты производят путем фрезерования границ сегментов в диске 2 или путем удаления части медного покрытия на границах сегментов на диске из фольгированного стеклотекстолита.The direction of rotation of the
Разделение диска 2 на криволинейные изолированные сегменты с границами в виде логарифмических спиралей золотого сечения увеличивает длину пути носителей тока в направлении движения диска в 5-10 раз по сравнению с радиальным движением тока в неразделенном диске 2, что значительно усиливает внешнее магнитное поле за счет магнитного поля тока генератора 4 в сегментах ротора 1, что приводит к увеличению электромагнитного вращающего момента двигателя.The division of
Пример выполнения солнечного магнитного двигателя.An example of a solar magnetic engine.
На горизонтальный медный диск 2 диаметром 150 мм толщиной 2 мм (фиг. 2) через слой стеклоткани приклеен генератор из 4 скоммутированных последовательно солнечных элементов 5 из кремния, выполненных из диска диаметром 150 мм. Токовывод генератора 4 со стороны диска 2 соединен с ободом диска 2. Токовывод генератора 4 на рабочей освещаемой поверхности соединен с верхней вертикальной полуосью 10 из бронзы диаметром 6 мм. Диск 2 в центре соединен с нижней полуосью 19 из бронзы диаметром 6 мм. Постоянный Nd магнит 6 диаметром 150 мм и толщиной 30 мм с центральным отверстием 12 мм установлен осесимметрично под диском 2. Полуоси 10 и 19 имеют магнитную подвеску из кольцевых магнитов и скользящие контакты 11 и 13 к торцам полуосей 10 и 19. При стандартном солнечном освещении плотностью потока 1000 Вт/м2 ток генератора 4 составляет 1,33 А, скорость вращения 300 об/мин, напряжение на нагрузке 1,5 В, электрическая мощность на нагрузке 2 Вт. В качестве нагрузки 16 использованы светодиоды.On a
Преимуществом предлагаемого солнечного двигателя является круговая симметрия магнитного поля в диске 2 и отсутствие потерь от вихревых токов при вращении ротора 1 в осесимметричном магнитном поле, так как напряженность магнитного поля в роторе, в отличие от прототипа, не изменяется во времени.The advantage of the proposed solar engine is the circular symmetry of the magnetic field in
По сравнению с прототипом солнечный магнитный двигатель создает электромагнитный вращающий момент на валу и вырабатывает электрическую энергию на нагрузке, то есть выполняет функции двигателя и генератора. Солнечный магнитный двигатель является обратимой электрической машиной. При вращении диска 2 от постороннего механического двигателя между осью 19 и ободом 14 диска 2 появляется напряжение, которое суммируется с напряжением генератора при надлежащем выборе полярности полюсов магнита и направления вращения. В результате увеличивается электрическая мощность и КПД преобразования солнечной энергии.Compared with the prototype, the solar magnetic engine generates electromagnetic torque on the shaft and generates electrical energy at the load, that is, it performs the functions of an engine and a generator. A solar magnetic motor is a reversible electric machine. When the
Claims (25)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018119183A RU2684638C1 (en) | 2018-05-24 | 2018-05-24 | Strebkov solar magnetic engine (versions) |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018119183A RU2684638C1 (en) | 2018-05-24 | 2018-05-24 | Strebkov solar magnetic engine (versions) |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2684638C1 true RU2684638C1 (en) | 2019-04-11 |
Family
ID=66168139
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2018119183A RU2684638C1 (en) | 2018-05-24 | 2018-05-24 | Strebkov solar magnetic engine (versions) |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2684638C1 (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2713465C1 (en) * | 2019-04-19 | 2020-02-05 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ" (ФГБНУ ФНАЦ ВИМ) | Solar magnetic generator (versions) |
RU2732180C1 (en) * | 2019-08-12 | 2020-09-14 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ" (ФГБНУ ФНАЦ ВИМ) | Solar electromagnetic generator |
RU2748108C1 (en) * | 2020-07-17 | 2021-05-19 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ" (ФГБНУ ФНАЦ ВИМ) | Solar electromagnetic motor (options) |
RU2751789C1 (en) * | 2020-11-12 | 2021-07-16 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ" (ФГБНУ ФНАЦ ВИМ) | Solar electromagnetic motor (options) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2538184A1 (en) * | 1982-12-17 | 1984-06-22 | Duburg Guy Jacques | Magneto-solar motor. |
US5408167A (en) * | 1994-02-08 | 1995-04-18 | Shea; Gerald J. | Solar energy magnetic resonance motor |
RU2037071C1 (en) * | 1992-08-06 | 1995-06-09 | Оганезов Григорий Анатольевич | Solar engine |
CN105958793A (en) * | 2016-06-01 | 2016-09-21 | 丁玉清 | Solar magnetic motor engine |
CN207269185U (en) * | 2017-09-30 | 2018-04-24 | 无锡市稀土永磁厂 | Solar energy rare-earth permanent-magnet electric machine |
-
2018
- 2018-05-24 RU RU2018119183A patent/RU2684638C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2538184A1 (en) * | 1982-12-17 | 1984-06-22 | Duburg Guy Jacques | Magneto-solar motor. |
RU2037071C1 (en) * | 1992-08-06 | 1995-06-09 | Оганезов Григорий Анатольевич | Solar engine |
US5408167A (en) * | 1994-02-08 | 1995-04-18 | Shea; Gerald J. | Solar energy magnetic resonance motor |
CN105958793A (en) * | 2016-06-01 | 2016-09-21 | 丁玉清 | Solar magnetic motor engine |
CN207269185U (en) * | 2017-09-30 | 2018-04-24 | 无锡市稀土永磁厂 | Solar energy rare-earth permanent-magnet electric machine |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2713465C1 (en) * | 2019-04-19 | 2020-02-05 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ" (ФГБНУ ФНАЦ ВИМ) | Solar magnetic generator (versions) |
RU2732180C1 (en) * | 2019-08-12 | 2020-09-14 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ" (ФГБНУ ФНАЦ ВИМ) | Solar electromagnetic generator |
RU2748108C1 (en) * | 2020-07-17 | 2021-05-19 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ" (ФГБНУ ФНАЦ ВИМ) | Solar electromagnetic motor (options) |
RU2751789C1 (en) * | 2020-11-12 | 2021-07-16 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ" (ФГБНУ ФНАЦ ВИМ) | Solar electromagnetic motor (options) |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2684638C1 (en) | Strebkov solar magnetic engine (versions) | |
RU2636387C1 (en) | Axial three-inlet wind-solar generator | |
CN101917076B (en) | Permanent magnet drive motor for solar tracking system | |
US20120086213A1 (en) | Electric power generator with ferrofluid bearings | |
KR880006820A (en) | DC motor with permanent magnet field stimulation | |
ES2887339T3 (en) | Complementary unidirectionally magnetic rotor/stator pairs | |
RU2391761C1 (en) | Commutator-free dc motor | |
RU2395888C1 (en) | Unipolar dc machine with electroconducting belts | |
CN104682621B (en) | Axial magnetic field slip synchronization-type double-direct wind power generator | |
AU2012293657B2 (en) | A hydroelectric turbine coil arrangement | |
JP3172207U (en) | High efficiency and high power density power generator | |
RU2707963C1 (en) | Three-input two-dimensional wind-solar axial-radial electric machine-generator | |
RU2700588C1 (en) | Solar magnetic generator of stubble (versions) | |
US3624439A (en) | Electromechanical energy converter with low-inertia specially wound coil | |
RU2713465C1 (en) | Solar magnetic generator (versions) | |
RU163830U1 (en) | SUPERCONDUCTOR ELECTRIC MACHINE WITH AXIAL EXCITATION AND CLAW-ROTOR ROTOR WITH PERMANENT MAGNETS | |
CN101976923B (en) | Hybrid excitation permanent magnet motor with secondary harmonic excitation | |
RU2748108C1 (en) | Solar electromagnetic motor (options) | |
JP2006217685A (en) | Generator | |
CN208874453U (en) | A kind of solid rotor alternating current generator | |
RU2130679C1 (en) | Permanent-magnet ac generator | |
CN203574519U (en) | Mixed magnetic power frequency generator | |
RU2751789C1 (en) | Solar electromagnetic motor (options) | |
RU2736200C1 (en) | Axial three-input non-contact wind-solar generator | |
CN112234788A (en) | Novel direct current and alternating current generator |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20200525 |