Вибрационен електрически генератор
Притежатели на патенти RU 2439771:
Изобретението се отнася до електротехниката, до устройства за генериране на електрическа енергия, използващи енергията на възвратно-постъпателно, осцилаторно или вибрационно движение на подвижен разпределител на магнитен поток спрямо система от магнити и намотки. Техническият резултат се състои в подобряване на проектната схема чрез осигуряване на възможност за управление на работната амплитуда на трептенията на движещите се части и фиксиране на средното положение на тяхното амплитудно изместване, както и за повишаване на ефективността на работа чрез точно определяне на резонансната честота на тяхното трептене. Генераторът на вибрации (1) на електрическа енергия съдържа магнитна верига (2), затворена към полюсите на постоянен магнит (3), от двете страни на която е монтирана двусекционна работна намотка (4) с изходни контакти (5). На магнитопровода (2) има напречна междина (6), в която е монтиран върхът (7) на магнитопровода (2). Междината (6) с връх (7) обхваща корпуса на магнитния превключвател (8), в който е монтиран подвижен магнитен шунт (9), предназначен да променя магнитния поток в магнитната верига (2). Върхът (7) на магнитната верига (2) и шунтът (9) са изпълнени под формата на идентични твърди пакетни структури, състоящи се от постоянно свързани чрез свързващо съединение и редуващи се помежду си магнитни и непроводими слоеве, разположени успоредно един на друг и перпендикулярно на посоката на осцилаторното движение на шунта (9). 6 т.п. f-ly, 4 ил.
Изобретението се отнася до електротехниката и по-специално до устройства за генериране на електрическа енергия, използвайки енергията на възвратно-постъпателно, осцилаторно или вибрационно движение на подвижен разпределител на магнитен потокотносно системата от магнити и намотки.
Техническият проблем, който трябва да бъде решен, е да се подобри конструктивната схема на генератора чрез въвеждане на устройство в неговата верига, което ви позволява да регулирате работната амплитуда на трептенията на неговите движещи се части и да фиксирате средното положение на тяхното амплитудно изместване, както и да увеличите ефективността на генератора чрез точно определяне на резонансната честота на тяхното трептене.
Посоченият технически проблем се решава чрез предлагания вибрационен генератор на електрическа енергия, съдържащ поне един постоянен магнит, полюсите на който са затворени от магнитна верига, работна намотка, подвижно средство за промяна на магнитния поток в магнитната верига, като работната намотка е поставена върху магнитната верига, в която е направен напречен процеп, където е разположено подвижното средство за промяна на магнитния поток с възможност за свързване с вибрационно задвижване. Новото е, че подвижното средство за промяна на магнитния поток е направено под формата на магнитен шунт, като поне един от краищата на магнитната верига в междината е снабден с накрайник, а шунтът и върхът са направени под формата на твърди пакетни конструкции, състоящи се от редуващи се магнитопроводими слоеве δ и магнитно-непроводими слоеве t, които са постоянно свързани помежду си, разположени успоредно един на друг и пер. перпендикулярно на посоката на осцилаторното движение на шунта, докато ръбовете на слоевете δ и t образуват равнини в контакт със съседните повърхности на шунта и върха на магнитната сърцевина, където дебелината на магнитно проводимия слой δ е по-малка от работната амплитуда S на колебанието на шунта, а дебелината на магнитно непроводимия слой t не е по-малка от дебелината на магнитно проводимия слой δ, изработени от магнитно мек материал с магнитна пропускливост, надвишаваща магнитната пропускливост на материаламагнитна верига. Възприемането на вибрационните вибрации е по-добро, ако магнитният шунт е пружиниран от двете страни с еластични елементи по посока на колебателното му движение. Шунтът може да бъде оборудван с елементи за регулиране и фиксиране на средното му положение на амплитудното изместване 2S по време на осцилаторно движение спрямо върха, което ще ви позволи да контролирате режима на промяна на магнитния поток в магнитната верига. Препоръчително е генераторът да е направен с възможност за регулиране и фиксиране на шунта в статично състояние чрез комбиниране на маркировки, нанесени по време на производство, и в динамично състояние според максималната стойност на изходното напрежение на намотката. Алтернативно разположените магнитно проводими слоеве δ и магнитно непроводимите слоеве t в шунта и върха могат да съвпадат. За предпочитане, ако дебелината на магнитно непроводимия слой t е по-голяма от дебелината на магнитно проводимия слой δ не повече от 3 пъти, което ще осигури оптимална промяна на магнитния поток в магнитната верига.
Изобретението е илюстрирано с графични материали, където фигура 1 показва изглед отгоре на генератора, фигура 2 показва изглед на генератора от страната на шунта, фигура 3 показва надлъжен локален разрез на магнитния превключвател в точката на контакт на шунта с върха на магнитната верига, фигура 4 показва диаграма, обясняваща разпределението на магнитния поток между шунта и върха на магнитната верига.
Настоящото изобретение е илюстрирано чрез пример на конкретно изпълнение. Генераторът на вибрации 1 на електрическа енергия съдържа магнитна верига 2, затворена към полюсите на постоянен магнит 3. От двете страни на магнита 3 е монтирана върху магнитната верига 2 двусекционна работна намотка 4 с изходни контакти 5 (виж фигура 1 и 2). На противоположната страна на магнитната верига 2 е направенанапречна междина 6, където в единия край, разположен в междината, е монтиран връх 7, плътно прилепнал към повърхността на магнитната верига 2. Междината 6 с върха 7 покрива тялото на магнитния превключвател 8, в който е монтиран подвижен магнитен шунт 9, предназначен да променя магнитния поток в магнитната верига 2. Магнитният шунт 9 е пружиниран от двете страни по посока на неговия осци латорно движение от еластични елементи 10, изработени от гумени уплътнения. На обратната страна на еластичните елементи 10 има преместващи се ограничители 11, направени от метални пластини (виж фигура 3). Пермутацията на ограничителите 11 спрямо шунта 9 се регулира и фиксира в неподвижно състояние чрез регулиращи болтове 12, монтирани от двете страни на тялото на магнитния превключвател 8 и предназначени да регулират работната амплитуда S на колебанията на шунта 9 и да фиксират средното положение на неговото амплитудно изместване, което е 2S (виж фиг.4). Генераторът 1 е конфигуриран да регулира и фиксира шунта 9 в статично състояние, чрез комбиниране на маркировките, приложени по време на производството му, както и в динамично състояние по време на работа, според максималната стойност на изходното напрежение на изходните контакти 5 на намотката 4. Магнитната верига 2 с постоянен магнит 3 и магнитен превключвател 8, в който е монтиран подвижният шунт 9, образува затворена магнитна верига. Върхът 7 на магнитната верига 2 и шунтът 9 са направени под формата на идентични твърди пакетни структури, състоящи се от постоянно свързани чрез свързващо съединение и редуващи се помежду си магнитопроводими слоеве δ и магнитно непроводими слоеве t, разположени успоредно един на друг и перпендикулярно на посоката на осцилаторното движение на шунта 9. Дебелината на магнитно непроводимия слой t е по-голяма от дебелинатана магнитопроводимия слой δ не повече от 3 пъти, като в този случай дебелината на магнитнопроводимия слой δ може да бъде 1 mm, а дебелината на магнитно непроводимия слой t може да бъде 3 mm. Краищата на слоевете δ и t образуват равнини в контакт със съседните повърхности на шунта 9 и върха 7 на магнитната верига 2, като между тях са направени минимално възможните пролуки, предназначени за безпрепятствено движение на шунта 9 спрямо върха 7, докато последователно разположените магнитно проводими слоеве δ и магнитно непроводими слоеве t в шунта 9 могат да съвпадат със слоевете δ и t разположен в върха 7 на магнитната верига 2. Шунтът 9 е направен под формата на клапан с плоско сечение, направен от едно цяло с прът 13, стърчащ извън тялото на магнитния комутатор 8 и твърдо закрепен към механичен източник на вибрации с малка амплитуда на трептене, чиято посока съвпада с посоката на движение на шунта 9. Като магнит 3 е използван неодимов NbFeB магнит. Магнитнопроводимите слоеве δ са направени от плочи от магнитно мек ферит клас 1500NM. Непроводимите слоеве t и свързващото съединение за трайно свързване на слоевете δ и t са направени от полиформалдехид.
Вибрационният генератор 1 на електрическа енергия се използва както следва. Конструкцията на генератора 1 е фиксирана върху неподвижна основа (не е показана). Прътът 13 на подвижния шунт 9 се влияе от източник на механична вибрация с малка амплитуда на трептене, под въздействието на което шунтът 9 започва да се колебае спрямо върха 7 на магнитната верига 2, в резултат на движенията на магнитния шунт 9 в магнитната верига 2 възниква магнитен поток, променящ се по амплитуда, който индуцира електрическо напрежение внамотка 4, към изходните контакти 5 на които е свързан електрически товар. Регулиращите болтове 12 се използват за фина настройка на работната амплитуда S на колебанията на шунт 9 и фиксиране на средната позиция на неговото амплитудно изместване 2S.В статично състояние регулирането се извършва чрез комбиниране на специални маркировки, които се прилагат по време на производството на генератора. В динамично състояние се извършва фина настройка според максималната стойност на напрежението на изходните контакти 5 на намотката 4.
1. Генератор на вибрации на електрическа енергия, съдържащ най-малко един постоянен магнит, чиито полюси са затворени от магнитна верига, работна намотка, подвижно средство за промяна на магнитния поток в магнитната верига, докато работната намотка е поставена върху магнитната верига, в която е направена напречна междина, където е разположено подвижното средство за промяна на магнитния поток с възможност за свързване с вибрационно задвижване, характеризиращо се с това, че подвижното средство за промяна на магнитния потокът е направен под формата на магнитен шунт, поне един от краищата на магнитната верига в междината, той е снабден с връх, а шунтът и върхът са направени под формата на твърди пакетни структури, състоящи се от редуващи се магнитно-проводими слоеве δ и магнитно-непроводими слоеве t, които са интегрално свързани помежду си, разположени успоредно един на друг и перпендикулярно на посоката на осцилаторното движение на шунта, докато ръбовете на слоевете δ и t образуват равнини в контакт със съседните повърхности на шунта и върха на магнитната верига, където дебелината на магнитопроводимия слой δ е направена по-малка от работните амплитуди на шунтовите флуктуации S, а дебелината на магнитно непроводимия слой t е не по-малка от дебелината на магнитнопроводимия слой δ, изработен от магнитно мек материал с магнитна проницаемост, надвишаваща магнитнатапропускливост на материала на магнитната верига.
2. Генераторът съгласно претенция 1, характеризиращ се с това, че магнитният шунт е двустранно пружиниран от еластични елементи по посока на неговото осцилаторно движение.
3. Генераторът съгласно претенция 1, характеризиращ се с това, че шунтът е снабден с елементи за регулиране и фиксиране на средното му положение на амплитудното изместване 2S по време на осцилаторно движение спрямо върха.
4. Генераторът съгласно претенция 3, характеризиращ се с това, че е направен с възможност за регулиране и фиксиране на шунта в статично състояние чрез комбиниране на маркировките, нанесени по време на производството.
5. Генераторът съгласно претенция 3, характеризиращ се с това, че е направен с възможност за регулиране и фиксиране на шунта в динамично състояние според максималната стойност на изходното напрежение върху намотката.
6. Генератор съгласно претенция 1, характеризиращ се с това, че последователно разположените магнитнопроводими слоеве δ и магнитно непроводимите слоеве t в шунта и върха съвпадат.
7. Генератор съгласно претенция 1 или 6, характеризиращ се с това, че дебелината на магнитно непроводимия слой t е по-голяма от дебелината на магнитно проводимия слой δ не повече от 3 пъти.