ЛИНЕЙНЫЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ГЕНЕРАТОР

Полезная модель относится к преобразователям энергии на постоянных магнитах, предназначена для использования в энергетических установках.
Известно устройство, работающее на основе преобразования энергии магнитного поля движущегося возвратно-поступательно постоянного магнита внутри обмотки по ее оси, содержащее, как и предлагаемое устройство, корпус и смонтированную в нем электромагнитную систему с одной или несколькими, расположенными в ряд, кольцевыми индуктивными катушками с цилиндрическим магнитом, установленным с возможностью челночного перемещения внутри соосного катушке канала между ограничительными элементами на его концах. В известном устройстве использован только один подвижный цилиндрический магнит (см. патент RU 2 304 341 C1, опубл. 10.08.2007 Бюл. №22), прототип.
Недостатком прототипа является малый диапазон допустимого перемещения постоянного магнита, незначительная выходная мощность, увеличение которой ограничено энергией одного магнита, числом витков катушки индуктивности и скоростью перемещения постоянного магнита, отсутствуют элементы для механической связи генерирующего магнита с двигателями, такими как электродвигатели, кулачковые и кривошипно-шатунные устройства, отличие формы выходного напряжения или тока от синусоиды, что ограничивает сферу применения генератора.
Технический результат заключается в повышении выходной мощности генератора за счет увеличения числа постоянных магнитов и способа их расположения на оси, что в свою очередь, позволит увеличить энергию магнитного поля, преобразуемую в электрическую мощность, в создании возможности осуществления механической связи генерирующих магнитов с механизмами, обеспечивающими их возвратно-поступательное движение,
получении на выходе устройства напряжения или тока синусоидальной формы, что расширяет сферу применения генератора.
м
r
м
r
Технический результат достигается тем, что линейный электрический генератор содержит корпус, смонтированную в нем электромагнитную систему с несколькими, расположенными на каркасе из немагнитного материала в ряд кольцевыми индуктивными катушками, генерирующий магнитный сердечник, установленный с возможностью челночного перемещения его внутри каркаса с индуктивными катушками между ограничительными элементами. Особенностью является то, что 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, а число кольцевых индуктивных катушек на единицу меньше числа постоянных магнитов. Относительные размеры упомянутых составных элементов находятся в следующих пределах: длина каждого кольцевого магнита составляет (0,2-0,4) от диаметра магнита, величина зазора между одноименными полюсами магнитов составляет (0,3-1) от длины магнита, длина каждой кольцевой индуктивной катушки равна суммарной величине зазора между полюсами и длины магнита, высота намотки каждой индуктивной катушки по радиусу составляет (1-2) от длины магнита, расстояние между ограничительным элементом и ближайшей к нему индуктивной катушкой равно (L+L), где L - длина магнита, L - толщина фиксирующей гайки.
Сущность полезной модели поясняется графическими материалами, на которых изображено: на фиг.1 - линейный электрический генератор в разрезе.
Линейный электрический генератор (фиг.1) имеет корпус 1, каркас 2 из немагнитного материала с расположенными на нем в ряд кольцевыми индуктивными катушками 3, разделенными щечками 4, генерирующий магнитный сердечник с осью 5 из немагнитного материала, ограничительные
М
М
М
К
З
М
c
м
f
м
r
М
r
К
элементы 6, ограничивающие перемещение генерирующего магнитного сердечника, как минимум, два кольцевых постоянных магнита 7 с осевой намагниченностью. Кольцевые постоянные магниты 7, зафиксированные на оси 5 с помощью гаек 8 из немагнитного материала, расположены друг к другу одноименными полюсами с зазором, величина которого устанавливается опорными втулками 9, размещенными на оси 5 между магнитами 7, выполненными из немагнитного материала. Относительные размеры выше упомянутых составных элементов выбраны исходя из необходимости создания максимально возможной напряженности магнитного поля в пространстве, занимаемом обмотками кольцевых индуктивных катушек 3, находятся в пределах: длина L каждого кольцевого магнита 7 составляет (0,2-0,4) от диаметра Д магнита 7, величина зазора Ц между одноименными полюсами магнитов 7 составляет (0,3-1) от длины L магнита 7, длина L каждой кольцевой индуктивной катушки 3 равна суммарной величине L зазора между полюсами и длины L, магнита 7, высота L намотки кольцевой индуктивной катушки 3 по радиусу составляет (1-2) от длины L магнита 7, число кольцевых индуктивных катушек 3 на единицу меньше числа постоянных кольцевых магнитов 7, расстояние L между ограничительным элементом 6 и ближайшей к нему индуктивной катушкой 3 равно (L+L), где: L - длина магнита, L - толщина фиксирующей гайки 8. Размер конца оси 5 при расположении генерирующих магнитов 7 в крайнем левом положении равен длине L" необходимой для соединения с механизмом, обеспечивающим возвратно-поступательное движение генерирующих магнитов. Встречное расположение кольцевых постоянных магнитов 6 с уменьшением величины зазора между ними позволяет в пределе получить над зазором близкое к удвоенному значению магнитной индукции, благодаря чему достигается повышение генерируемой мощности, снимаемой с обмоток индуктивных катушек 3. Увеличение числа постоянных магнитов 6 и числа индуктивных катушек 3 при их
последовательном и согласном по напряжению соединении позволяет получить на выходе генератора высокое напряжение и большую мощность. Перемещение локализованного над зазором магнитного потока вдоль индуктивной катушки 3 при возвратно-поступательном движении генерирующих магнитов создает на выводах индуктивной катушки 3 Э.Д.С. синусоидальной формы Выбор осуществлялся с учетом результатов проведенных экспериментальных исследований.