Статьи
Линейный электрогенератор
Опубликовано: 02.09.2018
Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в электроснабжении, в том числе космических аппаратов в открытом космосе. Технический результат – повышение надёжности. Линейный электрогенератор содержит корпус в виде открытого с одной из сторон прямоугольного короба из алюминия, внутри которого установлен статор, на торцах которого установлены шайбы из ферромагнетика. Цилиндрический постоянный магнит, длина которого больше длины статора, оснащен торцевыми фланцами, к одному из которых прикреплена штанга. В качестве привода возвратно-поступательного перемещения магнита используют закрепленные на торцевых стенках корпуса и магнита пружины, выполненные из сплава никелида титана с эффектом памяти формы. Корпус снабжен экраном с окном. В качестве привода экрана служит шарнирно закрепленный на корпусе и кинематически соединенный с экраном и штангой рычаг, применяемый для периодического закрытия экраном открытой стороны корпуса над той или иной пружиной при линейных перемещениях магнита. 2 ил.
Данное техническое решение относится к машиностроению, в частности к линейным электрогенераторам, и может быть использовано в электроснабжении, в том числе космических аппаратов в открытом космосе.
Известен линейный электрогенератор, содержащий корпус, в виде прямоугольного короба из немагнитного материала, внутри которого установлен статор, оснащенный контактами для отвода наводимой в его обмотке электродвижущей силы, цилиндрический постоянный магнит, установленный с возможностью перемещения внутри статора, и привод линейных перемещений магнита.
седловидная катушка без сердечника электромагнитная. Линейный генератор.
(см. Патент РФ №2206170, МПК Н02K 35/02, 2001 г.)
Данное устройство по технической сущности и достигаемому результату наиболее близко к предложенному изобретению и, поэтому, принято в качестве прототипа.
В известном устройстве в качестве привода линейных перемещений цилиндрического магнита используют дополнительные постоянные магниты, установленные на валах на торцах камеры с возможностью вращения от приводов, представляющих из себя шаговые безынерционные электродвигатели постоянного тока. При вращении этих магнитов периодически меняются их полюса, обращенные в сторону цилиндрического магнита, за счет чего он, отталкиваясь от них, осуществляет линейные перемещения внутри статора, генерируя в нем электродвижущую силу.
Как сделать линейный генератор своими руками \How to make a linear generator
Недостатком этого электрогенератора является сложность его кинематической схемы, обусловленная наличием электродвигателей для перемещения магнита, что снижает надежность устройства в целом.
Задачей предлагаемого технического решения является повышение надежности устройства при его одновременном упрощении.
Предложенный технический результат достигается тем, что линейный электрогенератор содержит корпус в виде прямоугольного короба из немагнитного материала, внутри которого установлен статор, оснащенный контактами для отвода наводимой в его обмотке электродвижущей силы, цилиндрический постоянный магнит, установленный с возможностью перемещения внутри статора, и привод линейных перемещений магнита, при этом в качестве привода линейных перемещений магнита используют закрепленные на торцевых стенках корпуса и магнита пружины, выполненные из материала с эффектом памяти формы, на торцах статора закреплены шайбы из ферромагнетика, а магнит взят длиной, большей, чем длина статора, снабжен торцевыми фланцами и оснащен штангой, закрепленной на одном из его фланцев, корпус выполнен в виде короба с открытой одной из его сторон и снабжен экраном с окном, а в качестве привода экрана служит рычаг, шарнирно закрепленный на корпусе и кинематически соединенный с экраном и штангой, для периодического закрытия экраном открытой стороны корпуса над той или иной пружиной при линейных перемещениях магнита.
Повышение надежности устройства при его одновременном упрощении достигается за счет использования в качестве привода для линейных перемещений магнита пружин из сплавов с эффектом памяти формы, трансформирующих тепловую энергию в механическую.
Конструкция устройства представлена на фиг. 1 и фиг. 2, при этом на фиг. 1 показана закрытая шторкой пружина слева от магнита, на фиг. 2 показана закрытая шторкой пружина справа от магнита.
Линейный электрогенератор (фиг. 1) содержит корпус 1, в виде открытого с одной из сторон прямоугольной короба из алюминия, внутри которого установлен статор 2, на торцах которого установлены шайбы 3 и 4 из ферромагнетика, оснащенный контактами 5 для отвода наводимой в его обмотке электродвижущей силы, цилиндрический постоянный магнит 6, длина которого больше длины статора, оснащенный торцевыми фланцами 7 и 8, к одному из которых прикреплена штанга 9. В качестве привода линейных перемещений магнита используют закрепленные на торцевых стенках корпуса и магнита пружины 10 и 11, выполненные из сплава никелида титана с эффектом памяти формы, корпус снабжен экраном 12 с окном 13, а в качестве привода экрана служит шарнирно закрепленный на корпусе и кинематически соединенный с экраном и штангой рычаг 14, для периодического закрытия экраном открытой стороны корпуса над той или иной пружиной при линейных перемещениях магнита.
Устройство работает, когда открытая сторона его корпуса 1 нагревается солнечным излучением (показано стрелками). При открытии для проникновения тепла окна 13 на шторке 12 над пружиной 11 (фиг. 1), которое происходит в результате давления штанги 9 на рычаг 14, и одновременно закрытии шторкой пружины 10, первая из названных пружин нагревается и растягивается, а вторая - охлаждается и сжимается, благодаря чему магнит 6 перемещается внутри статора 2 до соударения торцевого фланца 8 магнита с торцевой шайбой 4 статора. При достижении значения напряжения пружины 10 выше усилия притяжения полюса N к статору, она резко растягивается (фиг. 2) и перемещает магнит внутри статора до соударения торцевого фланца 7 магнита с торцевой шайбой 3 статора. Одновременно с этим, при помощи соединенного с магнитом рычага шторка сдвигается, открывая для солнечного излучения пружину 10 и закрывая от него пружину 11. При достижении значения напряжения пружины 11 выше усилия притяжения полюса S к статору, она резко растягивается и перемещает магнит внутри статора в первоначальное положение. Таким образом осуществляется цикличность линейного перемещения магнита относительно обмоток статора с генерированием импульсов электрического тока, которые с помощью выведенных из корпуса контактов 5 статора могут выпрямляться и заряжать батареи для практического применения.
Использование предложенного технического решения обеспечивает возможность получения электроэнергии от солнечного излучения.
Линейный электрогенератор, содержащий корпус, в виде прямоугольного короба из немагнитного материала, внутри которого установлен статор, оснащенный контактами для отвода наводимой в его обмотке электродвижущей силы, цилиндрический постоянный магнит, установленный с возможностью перемещения внутри статора, и привод линейных перемещений магнита, отличающийся тем, что в качестве привода линейных перемещений магнита используют закрепленные на торцевых стенках корпуса и магнита пружины, выполненные из материала с эффектом памяти формы, на торцах статора закреплены шайбы из ферромагнетика, а магнит взят длиной, большей, чем длина статора, снабжен торцевыми фланцами и оснащен штангой, закрепленной на одном из его фланцев, корпус выполнен в виде короба с открытой одной из его сторон и снабжен экраном с окном, а в качестве привода экрана служит рычаг, шарнирно закрепленный на корпусе и кинематически соединенный с экраном и штангой, для периодического закрытия экраном открытой стороны корпуса над той или иной пружиной при линейных перемещениях магнита.