линейный электрогенератор на постоянных магнитах

Формула изобретения

Линейный электрогенератор, содержащий корпус из немагнитного материала, внутри которого установлены на валах вращающиеся от приводов в виде шаговых электродвигателей постоянные магниты в виде горизонтальных цилиндров с выпуклостями по сторонам, внутри обмотки статора между указанными вращающимися постоянными магнитами установлен с возможностью перемещения между ними постоянный магнит-ползун в виде прямоугольника с выпуклостями и с подвижными контактами по бокам, на внутренней стороне обмотки статора установлены неподвижные контакты для управления шаговыми электродвигателями приводов указанных постоянных магнитов в зависимости от нахождения постоянного магнита-ползуна, при этом система управления шаговыми электродвигателями приводов вращающихся постоянных магнитов обеспечивает замыкание подвижных контактов с неподвижными контактами при подходе постоянного магнита-ползуна к одной мертвой точке для передачи сигнала на систему управления указанных приводов постоянных магнитов в зависимости от положения постоянного магнита-ползуна для такого поворота постоянных магнитов, чтобы постоянный магнит-ползун устремлялся к другой мертвой точке, при этом наведенная в обмотке статора электродвижущая сила поступает в выпрямитель.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области получения энергии и предназначено для преобразования энергии постоянного магнита в механическую энергию для получения электрической энергии.

Известно устройство для перемещения объектов, преимущественно игровых элементов игрушек (ЕР 0627248, МКИ 7 А 63 Н 33/26, 1994).

Наиболее близко по технической сущности предлагаемому изобретению является устройство для перемещения объектов игрушек, размещенных внутри корпуса на противоположных его концах, и перемещаемый элемент - постоянный магнит-ползун, установленный в средней части корпуса между постоянными шаровыми магнитами (Патент РФ 212479, МКИ 7 А 63 Н 33/26, 1988).

Недостатком известного устройства является невозможность преобразовать энергию постоянного магнита в электрическую.

Задачей предлагаемого изобретения является разработка линейного электрогенератора, позволяющего преобразовать энергию постоянного магнита в механическую для получения электрической энергии.

В результате использования предлагаемого изобретения появляется возможность преобразовать энергию постоянного магнита в электрическую.

Вышеуказанный технический результат достигается тем, что линейный электрогенератор, содержащий корпус из немагнитного материала, внутри которого установлены на валах вращающиеся от приводов в виде шаговых электродвигателей постоянные магниты в виде горизонтальных цилиндров с выпуклостями по сторонам, внутри обмотки статора между указанными вращающимися постоянными магнитами установлен с возможностью перемещения между ними постоянный магнит-ползун в виде прямоугольника с выпуклостями и с подвижными контактами по бокам, на внутренней стороне обмотки статора установлены неподвижные контакты для управления шаговыми электродвигателями приводов указанных постоянных магнитов в зависимости от нахождения постоянного магнита-ползуна, при этом система управления шаговыми электродвигателями приводов вращающихся постоянных магнитов обеспечивает замыкание подвижных контактов с неподвижными контактами при подходе постоянного магнита-ползуна к одной мертвой точке для передачи сигнала на систему управления указанных приводов постоянных магнитов в зависимости от положения постоянного магнита-ползуна для такого поворота постоянных магнитов, чтобы постоянный магнит-ползун устремлялся к другой мертвой точке, при этом наведенная в обмотке статора электродвижущая сила поступает в выпрямитель.

Сущность предлагаемого изобретения поясняется на фиг.1, 2.

На фиг. 1 представлена общая схема линейного электрогенератора на постоянных магнитах в продольном разрезе, вид сбоку. На фиг.2 представлен вариант в продольном разрезе, вид сверху.

Линейный электрогенератор ив постоянных магнитах содержит корпус из немагнитного материала, например алюминия, внутри корпуса 1 установлены постоянные магниты 2 и 3, выполненные в виде расположенных горизонтально цилиндров со сферическими выпуклостями по сторонам и установленные на валах 4 и 5 с возможностью вращения от приводов 6 и 7, представляющих из себя шаговые, безэнерционные электродвигатели постоянного тока. В корпусе установлены направляющие 8, выполненные из титана в виде стержней, концы которых закреплены на боковых стенках корпуса 1. На направляющих 8 установлен между двумя вращающимися магнитами 2 и 3 ползун 10, перемещающийся постоянный магнит. Перемещающийся ползун 10 выполнен в виде прямоугольника, полюса которого обращены к полюсам вращающихся магнитов 2 и 3 с возможностью свободного вращения в тот момент, когда ползун 10 подходит вплотную к одному из них. Ползун 10 перемещается по направляющим от одного вращающегося магнита к другому внутри электромагнитной катушки (обмотки статора). При возвратно-поступательном движении от одного вращающегося магнита к другому внутри электромагнитной катушки в обмотки статора в результате действия силовых линий постоянного магнита на проводник возникает ЭДС. Полученная электроэнергия поступает в выпрямитель 39 и на выходе выпрямителя 39 снимается промышленное напряжение.

Все вращающиеся элементы генератора выполнены на шаровых подшипниках закрытого типа, а смазка направляющих производится при выполнении регламентных работ графитной смазкой. По сторонам ползуна 10 установлены подвижные контакты 14 и 15, а на внутренней стороне обмотки статора 9 установлены неподвижные контакты 16, 17 и 18, 19 для управления приводом 6 и 7 вращающихся магнитов 2 и 3 в зависимости от нахождения ползуна 10.

В неработающем состоянии генератора магниты 2 и 3 установлены в нейтральном положении N/S к сторонам магнита - ползуна 10, соответственно на него не оказывается ни притягивающая, ни отталкивающая силы, все находится в покое.

Линейный электрогенератор на постоянных магнитах работает следующим образом.

Включается тумблер 36 на пульте управления генератором 34, подается напряжение от независимого источника тока (аккумулятора) и на пульт управления генератора 34. Автоматика подает команду на приводы 6 и 7 управления вращения вращающимися магнитами 2 и 3 и они разворачивают магнит 2 из нейтрального положения N/S стороной S к стороне N ползуна 10, образуя притягивающую силу, а магнит 3 разворачивает из нейтрального положения N/S 3 стороной S к стороне S ползуна 10, образуя отталкивающую силу, под действием этих сил ползун 10 начнет перемещаться от ПМТ (правой мертвой точки) к ЛМТ (левой мертвой точке). Не доходя десятой части всего хода ползуна 10 до ЛМТ, включаются контакты - 14 подвижный на ползуне 10 и 17 неподвижный на статоре, подается команда на включение привода 6, который поворачивает магнит 2 из положения S в нейтральное положение N/S к стороне N ползуна 10, прекращается действовать притягивающая сила, но продолжает действовать отталкивающая сила магнита 3, заставляя ползун 10 продолжать движение.

При подходе к ЛМТ ползун 10 соприкасается с демфирными пружинами 13, сжимая их, замедляя ход подходит к ЛМТ, в это время замыкается подвижный контакт 14 с неподвижным 16. Подается команда на включение привода 6, который поворачивает магнит 2 из положения N/S стороной N к стороне N ползуна 10, образуя отталкивающую силу. Одновременно подается команда на привод 7, который поворачивает магнит 3 из положения S стороной N к стороне N ползуна 10, образуя притягивающую силу. Под действием двух сил отталкивания и притяжения, а также разжатия демферных пружин 13 ползун 10 меняет свое направление и движется от ЛМТ к ПМТ. Проходя внутри обмотки статора 9, ползун 10 своими силовыми линиями наводит ЭДС в обмотки статора 9. Не доходя 10 части всего хода ползуна 10 до ПМТ, включается подвижный контакт 15 и неподвижный 18, подается команда на включение привода 7, который поворачивает магнит 3 из положения N в нейтральное положение N/S к стороне S ползуна 10, прекращает действовать притягивающая сила, но продолжает действовать отталкивающая сила магнита 2, заставляя ползун 10 продолжать движение. При подходе к ПМТ ползун 10 соприкасается с демферными пружинами 13, сжимая их, замедляя ход, подходит к ПМТ. В это время замыкается подвижный контакт 15 с неподвижным контактом 19. Подается команда на включение привода 7, который поворачивает магнит 3 из нейтрального положения N/S стороной S к стороне S ползуна 10, образуя отталкивающую силу. Одновременно подается команда на привод 6, который поворачивает магнит 2 из положения N стороной S к стороне N ползуна 10, образуя притягивающую силу. Под действием двух сил отталкивания и притяжения, а также разжатием демферных пружин 13 ползун 10, меняя свое направление, движется от ПМТ к ЛМТ. Снова проходя внутри обмотки статора 9, ползун 10 своими силовыми линиями наводит ЭДС в обмотки статора 9. Полученное таким образом напряжение подается в выпрямитель 39, который преобразует "пульсирующее" напряжение в промышленное напряжение. Цикл завершен, генератор заработал и в той же последовательности продолжает работать.

В случае отключения генератора необходимо выключить тумблер 36 на блоке управления 34, на привода управления 6 и 7 подается команда и они устанавливают магниты 2 и 3 в нейтральное положение N/S к сторонам N и S ползуна 10. Прекращается действие силы притяжения и силы отталкивания, ползун 10 останавливается по середине своего хода.