Лінійний електрогенератор

Реферат: Лінійний електрогенератор включає корпус, в якому співвісно розміщені ротор і статор, з можливістю їх відносного поступального переміщення у одній площині й призначені для їх кінематичного з'єднання з приводом генератора, при цьому статор виготовлений у вигляді обмотки, що охоплює ротор з групою постійних магнітів, а виводи статора призначені для підключення до них навантаження. UA 80505 U (12) UA 80505 U UA 80505 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до електричних машин, а саме до конструкції лінійного електрогенератора, який може бути використаний наприклад для перетворювання енергії води, зокрема хвиль, або слабких та помірних вітрів у електричну енергію. Найбільш близьким до пропонованого за кількістю суттєвих ознак є лінійним електрогенератор, що включає корпус, в якому співвісно розміщені ротор і статор, з можливістю їх відносного поступального переміщення у одній площині й призначені для їх кінематичного з'єднання з приводом генератора, при цьому статор виготовлений у вигляді обмотки, що охоплює ротор з групою постійних магнітів, а виводи статора призначені для підключення до них навантаження [Патент РФ № 2334340 на винахід, МПК (2006.01) Н02К 7/18; Н02К 35/02; Е21В 47/022; опубл. 20.09.2008 p.]. Описаний генератор призначений для живлення скважинної апаратури і потребує для своєї роботи значної амплітуди і частоти коливань ротора відносно статора (чи навпаки) для вироблення електроенергії достатньої для роботи апаратури, а тому він не може бути використаний наприклад для перетворювання енергії води, зокрема хвиль, або слабких та помірних вітрів у електричну енергію. Окрім сказаного, силовий елемент згаданого генератора виготовлений у вигляді сильфону з матеріалу з пам'яттю форми і встановлений у герметичній порожнині всередині статора, до якого підведені дроти від обмотки збудження через коммутатор, до якого, у свою чергу, підключене джерело живлення і накопичувач електроенергії, а тому описаний генератор має значну собівартість. В основу пропонованої корисної моделі поставлена задача створення такого лінійного генератора, який би можна було б використати для перетворювання енергії води, зокрема хвиль, або слабких та помірних вітрів у електричну енергію, а при цьому мав би меншу собівартість. Поставлена задача вирішується за рахунок створення умов для використання як елемент конструкції рідини, що заповнює порожнину корпусу генератора. Завдяки тому, що рідина є практично такою, що не стискується, у пропонованому пристрої забезпечується рух у рідині статора і ротора у протилежних напрямках, не потребуючи для цього додаткових складних механізмів. Пропонований, як і відомий лінійний електрогенератор, включає корпус, в якому співвісно розміщені ротор і статор, з можливістю їх відносного поступального переміщення у одній площині й призначені для їх кінематичного з'єднання з приводом генератора, при цьому статор виготовлений у вигляді обмотки, що охоплює ротор з групою постійних магнітів, а виводи статора призначені для підключення до них навантаження, а, відповідно до пропонованої корисної моделі, лінійний генератор виконаний у вигляді двопоршневої гідравлічної системи, в якій порожнина корпусу із статором та ротором заповнена мінеральним маслом високої чистоти і низької в'язкості, наприклад трансформаторним маслом. Статор виготовлений у вигляді трубчастого поршня з немагнітного матеріалу з закріпленою на ньому трифазною обмоткою та магнітного замикача, виконаного спіральною намоткою з магнітом'якого дроту та несучого елемента. Ротор виготовлений у вигляді трубчастого поршня з немагнітного матеріалу з групою розміщених на ньому ззовні постійних магнітів, забезпечених полюсними концентраторами та двома, встановленими співвісно з ротором на протилежних торцях трубчастого поршня ротора, штоками, призначеними для їх кінематичного з'єднання з приводом генератора, а трубчасті поршні статора і ротора закріплені на пружинах розтягування, встановленими між корпусом та торцями, відповідно, трубчастих поршнів статора і ротора з можливістю коливання останніх у протифазі один відносно другого. Особливістю пропонованого лінійного електрогенератора є і те, що полюсні концентратори ротора закриті ззовні тонкостінною трубою з немагнітного матеріалу. Суть пропонованої корисної моделі пояснюється схематичними кресленнями. На фіг. 1, 2 - показано конструкцію лінійного електрогенератора. На фіг. 3, 4 - показана робота лінійного генератора в залежності від напрямків руху ротора відносно статора. Пропонований лінійний електрогенератор має корпус 1, в якому співвісно розміщені статор 2 і ротор 3, що утворюють двопоршневу гідравлічну систему. Порожнина корпусу 1 із статором 2 та ротором 3 заповнена мінеральним маслом високої чистоти і низької в'язкості трансформаторним маслом. Статор 2 виготовлений у вигляді трубчастого поршня з немагнітного матеріалу з закріпленою на ньому трифазною обмоткою 4 та магнітного замикача 5, виконаного спіральною намоткою з магнітом'якого дроту та несучого елемента 6. Статор 2 має вигляд монолітної конструкції, всі проміжки між елементами якого заповнені компаундом, що полімеризувався і набув певної твердості. Ротор 3, виготовлений у вигляді трубчастого поршня з немагнітного матеріалу з групою розміщених на ньому ззовні постійних магнітів 7, забезпечених полюсними концентраторами 8. На роторі 3 встановлені співвісно з ним на протилежних торцях трубчастого поршня штоки 9. Штоки 9 призначені для їх кінематичного 1 UA 80505 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 з'єднання з приводом генератора /не показано/. Трубчасті поршні статора 2 і ротора 3 закріплені на урівноважуючих пружинах (пружинах розтягування), відповідно 10 та 11, встановленими між корпусом 1 та торцями, відповідно, трубчастих поршнів статора 2 і ротора 3 з можливістю коливання останніх у протифазі один відносно одного. Площі перерізів статора 2 і ротора 3 близькі за значеннями. Корпус 1 забезпечений також ущільнювачами 12 для виключення вірогідності витоку трансформаторного масла, наприклад при підвищенні температури у корпусі 1. Виводи статора 2 для отримання трифазного струму виведені на клемну колодку на зовнішній поверхні корпусу 1 /не показано/. Полюсні концентратори 8 ротора 3 закриті ззовні тонкостінною трубою 13 з немагнітного матеріалу, призначеною для утворення гладкої (рівної) поверхні. Зазор між утвореними циліндричними поверхнями статора 2 і ротора 3 повинен бути якнайменшим, що направлене на зменшення магнітного опору магнітної системи і, як наслідок, зменшення втрат потужності. Пропонований лінійного електрогенератор працює так. Завдяки використанню рідини у замкненому просторі порожнини корпусу 1 через те, що згадана рідина не стискається під дією навантажень, які можуть на неї діяти під час взаємного руху статора 2 і ротора 3, рух ротора 3, наприклад на 1 см вниз, викликає рух статора 2 на 1 см вверх і навпаки. Тобто, переміщуючи ротор 3 із швидкістю 1 метр за секунду викликає такий зворотній рух статора 2. При цьому відносна швидкість переміщування статора 2 відносно ротора 3 складає 2 метри за секунду. Таким чином, пропонований лінійний електрогенератор дозволяє суттєво зменшити складність, габарити і собівартість порівняно з генератором-прототипом за рахунок використання у ньому як конструктивний елемент рідини, що дозволило не застосовувати у конструкції генератора додаткових складних механізмів. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 1. Лінійний електрогенератор, що включає корпус, в якому співвісно розміщені ротор і статор, з можливістю їх відносного поступального переміщення у одній площині й призначені для їх кінематичного з'єднання з приводом генератора, при цьому статор виготовлений у вигляді обмотки, що охоплює ротор з групою постійних магнітів, а виводи статора призначені для підключення до них навантаження, який відрізняється тим, що лінійний генератор виконаний у вигляді двопоршневої гідравлічної системи, в якій порожнина корпусу із статором та ротором заповнена мінеральним маслом високої чистоти і низької в'язкості, наприклад трансформаторним маслом, статор виготовлений у вигляді трубчастого поршня з немагнітного матеріалу з закріпленою на ньому трифазною обмоткою та магнітного замикача, виконаного спіральною намоткою з магнітом'якого дроту та несучого елемента, ротор, виготовлений у вигляді трубчастого поршня з немагнітного матеріалу з групою розміщених на ньому ззовні постійних магнітів, забезпечених полюсними концентраторами та двома, встановленими співвісно з ротором на протилежних торцях трубчастого поршня ротора, штоками, призначеними для їх кінематичного з'єднання з приводом генератора, а трубчасті поршні статора і ротора закріплені на пружинах розтягування, встановленими між корпусом та торцями, відповідно, трубчастих поршнів статора і ротора з можливістю коливання останніх у протифазі один відносно другого. 2. Лінійний електрогенератор за п. 1, який відрізняється тим, що полюсні концентратори ротора закриті ззовні тонкостінною трубою з немагнітного матеріалу. 2 UA 80505U 3 UA 80505 U Комп’ютерна верстка І. Мироненко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4