Линейный магнитоэлектрический генератор с магнитными подшипниками (варианты)

Использование: Полезная модель относится к энергомашиностроению и может быть использовано в линейных генераторах Технический результат: повышение коэффициента полезного действия линейного генератора и установок на его основе. Сущность изобретения: в том, что по первому варианту торцевые магниты ротора выполнены с осевой намагниченностью, при этом в подшипниковых щитах располагаются одноименными полюсами относительно торцевых магнитов ротора с осевой намагниченностью, кольцевые постоянные магниты корпуса с осевой намагниченностью с резиновыми прокладками; по второму варианту в том, что торцевые магниты ротора выполнены с осевой намагниченностью, при этом в подшипниковых щитах располагаются кольцевые обмотки корпуса, электрически соединенные с импульсным источником питания, датчики положения ротора, электрически соединенные с системой управления.

Полезная модель относится к энергомашиностроению и может быть использовано в линейных генераторах

Известен линейный генератор [патент РФ 2453970 C2, H02K 35/02, 20.03.2012], который имеет конструкцию гидродинамического цилиндра для возвратно-поступательного движения поршня в цилиндре в осевом направлении посредством поочередного приложения давления текучей среды к поршню в левой гидродинамической камере в контакте с левой концевой стенкой цилиндра и давления текучей среды в правой гидродинамической камере в контакте с правой концевой стенкой цилиндра. Постоянный магнит сформирован между левой нажимной поверхностью в контакте с левой гидродинамической камерой поршня и правой нажимной поверхностью в контакте с правой гидродинамической камерой поршня. Электроиндукционная катушка установлена над левой и правой гидродинамическими камерами, сформирована на цилиндрической стенке между левой и правой концевыми стенками цилиндра так, что выработка электроэнергии в электроиндукционной катушке обеспечивается посредством возвратно-поступательного движения в аксиальном направлении поршня, имеющего постоянный магнит.

Недостатком данной конструкции является сложность ее технической реализации, а также наличие мертвых точек при движении поршня.

Известно устройство линейного электрического генератора [патент РФ 95196 U1, H02K 35/02, 10.06.2010], содержащее корпус, каркас из немагнитного материала с расположенными на нем в ряд кольцевыми индуктивными катушками, разделенными щечками, металлический цилиндрический экран, генерирующий магнитный сердечник с осью из немагнитного материала, установленный с возможностью челночного перемещения внутри каркаса с кольцевыми индуктивными катушками между ограничительными элементами, при этом металлический цилиндрический экран выполнен из магнитомягкого железа, а генерирующий магнитный сердечник содержит как минимум два кольцевых постоянных магнита с осевой намагниченностью, зафиксированных на оси из немагнитного материала с расположенными навстречу друг другу одноименными полюсами с зазором, в котором размещен плоский кольцевой постоянный магнит с радиальной намагниченностью, на внешней образующей которого полюс, одноименный с полюсами кольцевых постоянных магнитов с осевой намагниченностью, между которыми с зазорами размещен плоский кольцевой постоянный магнит с радиальной намагниченностью, причем величина зазоров между кольцевыми постоянными магнитами с осевой намагниченностью и плоским кольцевым постоянным магнитом с радиальной намагниченностью устанавливается распорными втулками из немагнитного материала, а число кольцевых индуктивных катушек равно числу плоских кольцевых постоянных магнитов с радиальной намагниченностью.

Недостатком данной конструкции является сложность ее технической реализации, а также наличие мертвых точек при движении поршня.

Наиболее близким к заявляемому является конструкция линейного бензогенератора [электронный ресурс, режим доступа: http://www.mobipower.ru/modules.php?name=News&file=article&sid=196, дата обращения 02.06.2013] содержащий корпус, статор, обмотки статора, ротор с установленными на нем радиально намагниченными постоянными магнитами, подшипниковые щиты, линейные механические подшипники и пружины.

Недостатком данной конструкции является ее низкая надежность ввиду механического контакта между пружинами и ротором, а также возможность наличия мертвых точек при движении ротора.

Задача полезной модели - расширение функциональных возможностей благодаря удалению мертвых точек в движении ротора генератора, а также повышение ресурса и надежности линейного генератора.

Техническим результатом является повышение коэффициента полезного действия линейного генератора и установок на его основе.

Поставленная задача решается, и указанный технический результат по первому варианту достигается тем, что в линейном магнитоэлектрическом генераторе содержащем корпус, статор, обмотки статора, ротор с установленными на нем радиально намагниченными постоянными магнитами, подшипниковые щиты, линейные механические подшипники, согласно полезной модели, торцевые магниты ротора выполнены с осевой намагниченностью, при этом в подшипниковых щитах располагаются одноименными полюсами, относительно торцевых магнитов ротора с осевой намагниченностью, кольцевые постоянные магниты корпуса с осевой намагниченностью с резиновыми прокладками.

Поставленная задача решается, и указанный технический результат по второму варианту достигается тем, что в линейном магнитоэлектрическом генераторе содержащем корпус, статор, обмотки статора, ротор с установленными на нем радиально намагниченными постоянными магнитами, подшипниковые щиты, линейные механические подшипники, согласно полезной модели, торцевые магниты ротора выполнены с осевой намагниченностью, при этом в подшипниковых щитах располагаются кольцевые обмотки корпуса, электрически соединенные с импульсным источником питания, датчики положения ротора, электрически соединенные с системой управления.

Существо полезной модели поясняется чертежами. На фиг. 1 изображен линейный магнитоэлектрический генератор с магнитными подшипниками по первому варианту. На фиг. 2 изображен линейный магнитоэлектрический генератор с магнитными подшипниками по второму варианту.

Предложенное устройство по первому варианту содержит (фиг. 1) корпус 1, с установленным в нем статором 2 и обмотками 3, ротор 4, с расположенными на нем радиально намагниченными постоянными магнитами 5, торцевые магниты ротора с осевой намагниченностью 6, установленные соответственно в торцевых поверхностях ротора 4, подшипниковые щиты 7, с расположенными в них одноименными полюсами относительно торцевых магнитов ротора с осевой намагниченностью 6, кольцевые постоянные магниты корпуса 8, резиновые прокладки 9 расположенные на поверхности кольцевых постоянных магнитов корпуса 8, линейный механический подшипник 10.

Предложенное устройство по второму варианту содержит (фиг. 2) корпус 1, с установленным в нем статором 2 и обмотками 3, ротор 4, с расположенными на нем радиально намагниченными постоянными магнитами 5, торцевые магниты ротора с осевой намагниченностью 6, установленные соответственно в торцевых поверхностях ротора 4, подшипниковые щиты 7, с расположенными в них кольцевыми обмотками корпуса 8, электрически соединенные с импульсным источником питания 9, датчики положения ротора 10, электрически соединенные с системой управления 11, резиновые прокладки 12 расположенные на поверхности обмоток корпуса 8, линейный механический подшипник 13.

Предложенное устройство по первому варианту работает следующим образом: ротор 4, с расположенными на нем радиально намагниченными постоянными магнитами 5, совершает линейное возвратно-поступательное движение, при этом в обмотках статора 3 наводится ЭДС. При подходе ротора 4 торцевой поверхностью к краю статора 2 (месту возникновения мертвых точек движения), торцевые магниты ротора с осевой намагниченностью 6 отталкиваются от установленных в подшипниковых щитах 7 кольцевых постоянных магнитов корпуса 8, тем самым создается энергия для прохождения мертвых точек движения ротора 4. Установленные резиновые прокладки 9 предохраняют кольцевые постоянные магниты корпуса 8 от соударения с торцевыми магнитами ротора с осевой намагниченностью 6.

Предложенное устройство по второму варианту работает следующим образом: ротор 4, с расположенными на нем радиально намагниченными постоянными магнитами 5, совершает линейное возвратно-поступательное движение, при этом в обмотках статора 3 наводится ЭДС. При подходе ротора 4 торцевой поверхностью к краю статора 2 (месту возникновения мертвых точек движения), датчиками положения 10 подают сигнал в систему управления 11, которая через импульсный источник питания 9, подает напряжение на кольцевые обмотками корпуса 8, в которых создается магнитного поле и под его действием происходит отталкивание ротора 4 от кольцевых обмоток корпуса 8, тем самым создается энергия для прохождения мертвых точек движения ротора 4. Установленные резиновые прокладки 12 предохраняют кольцевые обмотки корпуса 8 от соударения с торцевыми магнитами ротора с осевой намагниченностью 6.

Таким образом, происходит удаление мертвых точек в движении ротора генератора, а также повышение ресурса и надежности линейного генератора.

Итак заявляемая полезная модель позволяет повышение коэффициента полезного действия линейного генератора и установок на его основе.

1. Линейный магнитоэлектрический генератор, содержащий корпус, статор, обмотки статора, ротор с установленными на нем радиально намагниченными постоянными магнитами, подшипниковые щиты, линейные механические подшипники, отличающийся тем, что торцевые магниты ротора выполнены с осевой намагниченностью, при этом в подшипниковых щитах располагаются одноименными полюсами относительно торцевых магнитов ротора с осевой намагниченностью кольцевые постоянные магниты корпуса с осевой намагниченностью с резиновыми прокладками.

2. Линейный магнитоэлектрическом генератор, содержащий корпус, статор, обмотки статора, ротор с установленными на нем радиально намагниченными постоянными магнитами, подшипниковые щиты, линейные механические подшипники, отличающийся тем, что торцевые магниты ротора выполнены с осевой намагниченностью, при этом в подшипниковых щитах располагаются кольцевые обмотки корпуса, электрически соединенные с импульсным источником питания, датчики положения ротора, электрически соединенные с системой управления.