ЛИНЕЙНЫЙ ГЕНЕРАТОР НА ПОСТОЯННЫХ МАГНИТАХ

Полезная модель относится к генерированию электрической энергии, конкретно к устройству линейных электрических генераторов на постоянных магнитах. Данный линейный генератор относится к области электротехнике.
Известен линейный электрический генератор, включающий корпус и смонтированную в нем электромагнитную систему с одной или несколькими, расположенными в ряд, кольцевыми индуктивными катушками, с цилиндрическим генерирующим магнитом, установленным с возможностью челночного перемещения внутри соосного катушке канала между ограниченными элементами на его концах, выходящих за пределы катушки: см. патенты США №5347186, НКИ 310/17 и №5975714, НКИ 362/192.
Прототипом изобретения является линейный электрический генератор представленный в патенте №2304341. Электрогенератор включает корпус, установленную в нем электромагнитную систему с одной или несколькими, расположенными в ряд, кольцевыми индуктивными катушками, с цилиндрическим генерирующим магнитом, установленным с возможностью челночного перемещения внутри соосного катушке канала между ограничительными элементами на его концах, выходящих за пределы катушки.
Недостатком данных конструкций является низкая эффективность преобразования колебательной энергии в электроэнергию, что объясняется малыми амплитудами и частотами, при встряске его рукой, ходьбе, а, следовательно, и малыми линейными скоростями перемещений подвижного элемента относительно статора при раскачивании генератора. Очевидно, что амплитуда наводимой в обмотке статора э.д.с. при раскачивании генератора за счет низкой частоты предельно мала, что обуславливает низкую эффективность использования данного генератора.
Полезная модель решает техническую задачу комплексного усовершенствования линейного электрического генератора, а именно повышение его энергетической эффективности как источника тока.
Технический результат достигается тем, что линейный генератор на постоянных магнитах, включающий корпус, установленную в нем электромагнитную систему, состоящую из постоянного магнита, выполненного в цилиндрической форме и совершающего возвратно-поступательные движения и магнитопровода, который является неподвижной частью линейного генератора. Корпус линейного генератора изготовлен из немагнитного материала, на концах магнитопровода установлены полюсные наконечники, а постоянный магнит закреплен на штоке, который приводится в движение мембранами термоакустического двигателя.
Энергоэффективность достигается за счет увеличения частоты и уменьшения периода колебаний. Так же используя данный линейный генератор в составе с первичным двигателем, которым в данном случае является термоакустический двигатель, частота которого является постоянной, он обеспечивает частоту напряжения 50 Гц. Так же эффективность достигается тем, что колебания штока на котором закреплена магнитная система используются в обоих направлениях, тем самым уменьшая габариты по отношению к вырабатываемой мощности.
Сущность полезной модели иллюстрирует чертеж, на котором показан схематично предлагаемый линейный генератор на постоянных магнитах в разрезе. На рис.1 изображено устройство, где 1 - магнитопровод; 2 - катушка; 3 - постоянный магнит; 4 - индуктор; 5 - корпус линейного генератора; 6 - полюсные наконечники; 7 - первая мембрана; 8 - шток; 9 - холодильник - излучатель; 10 - термоакустический двигатель; 11 - вторая мембрана.
Акустические колебания газа, генерируемые термоакустическим двигателем 10, приводят в движение вторую и первую мембраны 11 и 7, которые выполнены упругими. Причем первая и вторая мембраны 7 и 11 перемещаются с частотой колебания газа в термоакустическом двигателе 10. Вторая мембрана 11 в свою очередь передает усилие на шток 8, на котором жестко закреплена подвижная часть - индуктор 4. Магнитная система состоит из постоянного магнита 3, выполненного в цилиндрической форме, закрепленного между полюсными наконечниками 6, неподвижного магнитопровода 1 в корпусе линейного генератора 5. Корпус линейного генератора 5 должен быть изготовлен из немагнитного материала, для снижения потоков рассеяния замыкающихся через него и не участвующих в процессе преобразования энергии. В полости между частями магнитопровода 1 расположена катушка 2.
Предложенный линейный генератор работает следующим образом: акустические колебания газа, генерируемые термоакустическим двигателем 10, приводят в движение вторые мембраны 11. Причем вторая мембрана 11 перемещается с частотой колебания газа. Вторая мембрана 11 в свою очередь передает усилие на шток 8. Магнитная система состоит из постоянного магнита 3, цилиндрической формы и неподвижного магнитопровода 1 с полюсными наконечниками 6. Магнитопровод 1 вместе с катушкой 2 образуют неподвижную часть машины. Шток 8 вместе с закрепленным на нем индуктором 4 и постоянным магнитом 3 образуют подвижную часть машины. Постоянный магнит 3, закрепленный между полюсными наконечниками 6, которые позволяют добиться более благоприятного распределения магнитной индукции, намагничен в осевом направлении и создает магнитный поток, который благодаря периодическому перемещению подвижной части машины изменяет свое направление на противоположное. На магнитопроводе 1 расположена катушка 2, в которой в результате перемещения подвижной части машины наводится ЭДС.