ПЕРЕНОСНАЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ УСТАНОВКА

Изобретение относится к переносным электрическим установкам, использующим тепловые двигатели для привода электрических генераторов. Известна система "двигатель - генератор переменного тока" [1], в которой для возбуждения ЭДС в силовых обмотках статора якорь совершает вращательное движение. Чаще всего 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 двигателя во вращательное движение коленчатого вала, подсоединенного к якорю генератора.
Наиболее близким к предложенному является портативная электрическая установка, содержащая корпус, тепловой двигатель с поршнями, размещенными в рабочих камерах теплового двигателя и соединенными между собой штоком, электрический генератор с обмотками статора. Подвижной частью генератора с закрепленными на штоке и обращенными друг к другу кольцевыми магнитами, емкости с топливом, сообщенные с зарядными устройствами камер двигателя, а двигатель и генератор установлены в корпусе [3].
Недостатками портативной электрической установки являются низкая величина выходной ЭДС и малая эффективность работы генератора.
Целью изобретения является повышение эффективности работы генератора.
Указанная цель достигается тем, что переносная электрическая установка, содержащая корпус, тепловой двигатель с двумя поршнями, размещенными в рабочих камерах теплового двигателя и соединенных между собой штоком, электрический генератор с обмотками статора, подвижной частью генератора с закрепленными на штоке и обращенными друг к другу кольцевыми магнитами, емкости с топливом, сообщенные с зарядными устройствами камер двигателя, а двигатель и генератор установлены в корпусе, отличающаяся тем, что обмотки статора снабжены П-образными магнитопроводами, а по обе стороны кольцевых магнитов закреплены магнитопроводы индуктора.
На фиг.1 и 2 представлена конструктивная схема предлагаемой переносной электрической установки с одним кольцевым магнитом.
Переносная электрическая установка содержит корпус 1, тепловой двигатель с поршнями 2, размещенными в рабочих камерах 3 теплового двигателя и соединенных между собой штоком 4, электрический генератор с обмотками 5 статора. Подвижная часть генератора имеет закрепленные на штоке 4 кольцевые магниты 6, обращенные друг к другу разноименными полюсами. Емкости 7 с топливом сообщены с зарядными устройствами рабочих камер 3 двигателя, Теловой двигатель, генератор и емкости 7 с топливом установлены в корпусе 1.
Обмотка 5 статора снабжена П-образными магнитопроводами 9, а о обе стороны кольцевых магнитов 6 закреплены магнитопроводы 10 индуктора.
Переносная электрическая установка работает следующим образом. Топливо из емкости 7 подается в зарядные устройства камер 3 и с помощью пускового устройства (на фиг.1 и 2 не показаны) обеспечивает запуск теплового двигателя. Возникающее давление при сгорании топлива попеременно действует на поршни 2, которые вместе со штоком 4 совершают возвратно-поступательное движение. При движении поршней слева направо магнитный поток Ф в магнитопроводе 9 возрастает до максимального значения - при совпадении полюсов магнитопровода статора и индуктора, а затем убывает. При этом в обмотке 5 статора наводится знакопеременные ЭДС , где ω - число витков обмотки. При движении поршней справа налево процесс повторяется. Вследствие такого движения в обмотке S статора наводится ЭДС двойной частоты - в 2 раза выше частоты движения поршней.
При изменении магнитного потока в магнитопроводах возникают потери на вихревые токи и гистерезис. Поэтому для уменьшения этих потерь магнитопровод 9 обмотки статора и магнитопровод 10 индуктора следует выполнять из пластин толщиной около 0,5 мм. Генерируемая в электрической обмотке статора ЭДС снимается с выходных разъемов (на фиг. не показаны). Процессы сгорания в рабочих камерах 3 теплового двигателя осуществляются поочередно.
Литература
1. Аткинс Б. Общая теория электрических машин. Пер. с англ. И.В.Антика. Государственное энергетическое издательство. М.-Л.: 1960. 272 с.
2. Мировое судовое дизелестроение. Концепции конструирования, анализ международного опыта; Учеб. пособие / Г.А.Конкc, В.А.Лошка. М.: Машиностроение, 2005, 512 с.
3. Портативная электрическая установка. Патент на полезную модель №105678 от 20.06.2011 г. F02B 63/04. Фокин А.Ю.