Магнитоэлектрический генератор



Магнитоэлектрический генератор
Магнитоэлектрический генератор
Магнитоэлектрический генератор
Магнитоэлектрический генератор
Магнитоэлектрический генератор

 


Владельцы патента RU 2427067:

Есаков Сергей Михайлович (RU)
Есаков Михаил Сергеевич (RU)

Изобретение относится к области электротехники, а именно к низкооборотным электрическим генераторам, и может быть использовано, в частности, в ветроэнергетических установках. В предлагаемом магнитоэлектрическом генераторе, ротор которого снабжен постоянными магнитами (3) и (4), а статор содержит две параллельные пластины (5) и (6), между которыми размещены кольцевые обмотки (7), согласно данному изобретению ротор выполнен из двух закрепленных на валу параллельных дисков (1) и (2), на каждом из которых на обращенных друг к другу поверхностях размещены кольцеобразные ряды постоянных магнитов (3) и (4), расположенных в каждом ряду эквидистантно, полярность постоянных магнитов каждого ряда чередуется, при этом полюса постоянных магнитов одного ряда обращены к противоположным полюсам постоянных магнитов другого ряда, а кольцевые обмотки (7) статора выполнены в форме равнобедренных трапеций, боковые стороны (8) и (9) которых расположены радиально относительно оси вращения ротора, а участки (11) и (12) кольцевых обмоток (7) в основаниях трапеций выгнуты по дуге, кольцевые обмотки (7) попарно вставлены друг в друга, при этом расстояние l между участками (11) и (12) кольцевых обмоток (7) в основаниях трапеций превышает ширину b кольцеобразного ряда постоянных магнитов. Технический результат - повышение к.п.д. и уменьшение пускового момента генератора, а также снижение уровня шума в процессе работы генератора. 5 ил.

 

Изобретение относится к области электротехники, а именно к низкооборотным электрическим генераторам, и может быть использовано, в частности, в ветроэнергетических установках.

Известен низкооборотный магнитоэлектрический генератор, содержащий кольцеобразный ряд обмоток статора на железных сердечниках из листов или прессованного порошка железа и соответствующий кольцеобразный ряд постоянных магнитов ротора, в частности синхронная машина с постоянной намагниченностью для синусоидального напряжения, обмотки выполнены сосредоточенными, а не распределены в пазах, сердечники с обмотками чередуются с железными сердечниками без обмоток, так что на каждом втором железном сердечнике имеется обмотка, число промежутков между сердечниками отличается от числа полюсов, при этом число промежутков между сердечниками s и число полюсов p следует выражениям |s-p|=2·m и s=12·n·m, где n и m - натуральные числа, причем машина рассчитана на трехфазное напряжение с последовательным соединением соседних катушек для получения ·m таких групп на фазу, которые могут быть соединены последовательно или параллельно, RU 2234788 C2.

Недостатком этого генератора является низкий коэффициент полезного действия (к.п.д.), поскольку обмотки в кольцеобразном ряду находятся на значительном расстоянии друг от друга и в момент нахождения магнитов в промежутке между обмотками ЭДС в них не индуцируется.

Известен также магнитоэлектрический генератор, ротор которого снабжен постоянными магнитами, а статор содержит две параллельные пластины в виде соединенных друг с другом дисков, между которыми размещены обмотки; статор имеет магнитопроводы в виде плоских колец, RU 2168062.

Данное техническое решение принято в качестве прототипа настоящего изобретения, который имеет тот же недостаток, что и описанный выше аналог (RU 2234788 C2): низкий коэффициент полезного действия по той же причине. Кроме того, при прохождении постоянных магнитов ротора над сердечниками обмоток статора имеет место взаимное притяжение постоянных магнитов ротора и сердечников обмоток статора (так называемый эффект «залипания» ротора), что затрудняет пуск генератора и создает интенсивный шум при его работе.

Задачей настоящего изобретения является повышение к.п.д. генератора, уменьшение пускового момента и уровня шума в процессе работы.

Согласно изобретению в магнитоэлектрическом генераторе, ротор которого снабжен постоянными магнитами, а статор содержит две параллельные пластины, между которыми размещены кольцевые обмотки, ротор выполнен из двух закрепленных на валу параллельных дисков, на каждом из которых на обращенных друг к другу поверхностях размещены кольцеобразные ряды постоянных магнитов, расположенных в каждом ряду эквидистантно, полярность постоянных магнитов каждого ряда чередуется, при этом полюса постоянных магнитов одного ряда обращены к противоположным полюсам постоянных магнитов другого ряда, а кольцевые обмотки статора выполнены в форме равнобедренных трапеций, боковые стороны которых расположены радиально относительно оси вращения ротора, а участки кольцевых обмоток в основаниях трапеций выгнуты по дуге, кольцевые обмотки попарно вставлены друг в друга, при этом расстояние l между участками кольцевых обмоток в основаниях трапеций превышает ширину b кольцеобразного ряда постоянных магнитов.

Заявителем не выявлены какие-либо технические решения, идентичные заявленному, что позволяет сделать вывод о соответствии изобретения критерию «новизна».

Сущность изобретения поясняется чертежами, где изображено:

на фиг.1 - вид сбоку;

на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1;

на фиг.3 - смежные кольцевые обмотки, сопряженные друг с другом, в аксонометрии;

на фиг.4 - то же, что на фиг.3, вид сверху;

на фиг.5 - разрез Б-Б на фиг.4.

Ротор магнитоэлектрического генератора выполнен из двух параллельных дисков 1 и 2, закрепленных на валу 10. В конкретном примере диски 1 и 2 выполнены из электротехнической стали. На обращенных друг к другу поверхностях дисков 1 и 2 размещены кольцеобразные ряды постоянных магнитов 3 и 4 соответственно. В каждом кольцевом ряду магниты 3 и 4 расположены эквидистантно относительно друг друга. Полярность постоянных магнитов в каждом ряду чередуется, при этом полюса постоянных магнитов одного ряда обращены к противоположным полюсам постоянных магнитов другого ряда (фиг.1). Статор электрического генератора содержит две параллельные пластины 5 и 6, между которыми размещены кольцевые обмотки 7, которые выполнены в форме равнобедренных трапеций. Боковые стороны 8, 9 трапеций расположены радиально относительно продольной оси вращения ротора, участки 11, 12 обмоток 7 в основаниях трапеций выгнуты по дуге (фиг.5). Обмотки 7 попарно сопряжены друг с другом: вставлены друг в друга (фиг.3), при этом расстояние l между участками 11, 12 обмоток 7 превышает ширину b кольцеобразного ряда постоянных магнитов (фиг.4). Вышерасположенные обмотки 7 укреплены на пластине 5, а нижерасположенные обмотки 7 - на пластине 6.

Магнитоэлектрический генератор работает следующим образом. При вращении ротора с валом 10 магнитные силовые линии постоянных магнитов 3, 4 пересекают витки кольцевых обмоток 7 и индуцируют в обмотках 7 ЭДС. Поскольку боковые стороны 8, 9 кольцевых обмоток 7 расположены между полюсами магнитов с разной полярностью, происходит индуцирование разнонаправленной ЭДС в боковых сторонах 8, 9 обмоток 7 (показано стрелками на фиг.2). Таким образом в каждой обмотке 7 протекает кольцевой электрический ток. Обмотки, укрепленные на пластине 5, соединены между собой, аналогичным образом соединены между собой обмотки, укрепленные на пластине 6.

Поскольку проводники обмоток 7 равномерно заполняют кольцеобразный зазор между движущимися магнитами 3, 4 (фиг.5), образуя однородную среду для движущихся магнитов, в данной конструкции отсутствуют так называемые «залипания» ротора, что в конечном итоге обеспечивает бесшумную и плавную работу генератора.

Реализация отличительных признаков изобретения обеспечивает новый технический результат - более равномерное заполнение витками обмоток кольцеобразного зазора между движущимися магнитами ротора и, соответственно, повышение к.п.д. генератора, так как практически отсутствуют перерывы в индуцировании ЭДС, характерные для прототипа.

Заявителем не выявлены источники информации, в которых содержались бы сведения о влиянии отличительных признаков изобретения на достигаемый технический результат, что обусловливает, по мнению заявителя, соответствие изобретения критерию «изобретательский уровень».

Для изготовления устройства использованы обычные конструкционные материалы и заводское оборудование. Это обстоятельство, по мнению заявителя, позволяет сделать вывод о том, что данное изобретение соответствует критерию «Промышленная применимость».

Магнитоэлектрический генератор, ротор которого снабжен постоянными магнитами, а статор содержит две параллельные пластины, между которыми размещены кольцевые обмотки, отличающийся тем, что ротор выполнен из двух закрепленных на валу параллельных дисков, на каждом из которых на обращенных друг к другу поверхностях размещены кольцеобразные ряды постоянных магнитов, расположенных в каждом ряду эквидистантно, полярность постоянных магнитов каждого ряда чередуется, при этом полюса постоянных магнитов одного ряда обращены к противоположным полюсам постоянных магнитов другого ряда, а кольцевые обмотки статора выполнены в форме равнобедренных трапеций, боковые стороны которых расположены радиально относительно оси вращения ротора, а участки кольцевых обмоток в основаниях трапеций выгнуты по дуге, кольцевые обмотки попарно вставлены друг в друга, при этом расстояние l между участками кольцевых обмоток в основаниях трапеций превышает ширину b кольцеобразного ряда постоянных магнитов.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области электротехники и электромашиностроения, в частности к особенностям конструктивного выполнения роторов электрических машин. .

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в электромашиностроении в явнополюсных электрических машинах. .

Изобретение относится к области электромашиностроения, а более конкретно к конструктивным элементам охлаждения обмотки ротора явнополюсной электрической машины.

Изобретение относится к электротехнике и электромашиностроения и может быть использовано в высоковольтных электрических машинах, в частности в турбогенераторах с номинальным напряжением 110 кВ и выше.

Изобретение относится к области электротехники и машиностроения. .

Изобретение относится к области электротехники. .

Изобретение относится к области электротехники и касается особенностей конструктивного выполнения полюса погружной электрической машины с жидкостным охлаждением, предназначенным для электрических машин, используемых, например, для электромагнитного перемешивания жидкого металла на машинах непрерывного литья заготовок.

Изобретение относится к области электротехники, а именно к выполнению устройства или комплекта из множества устройств, каждое из которых содержит множество вытянутых вдоль продольной оси и уложенных друг на друга в стопку вдоль вертикальной оси стержней обмотки, каждый из которых содержит четыре направленных параллельно к продольной оси и попарно в направлении перпендикулярной к продольной оси и вертикальной оси поперечной оси, лежащие рядом друг с другом, а также лежащие попарно вдоль продольной оси друг за другом канала охлаждения, каждый из которых соответствующим входом входит в одну из двух расположенных примерно соосно относительно продольной оси зону выхода газа и там переходит в направленный под острым углом к вертикальной оси выходной канал.

Изобретение относится к области электротехники, а именно к роторам турбогенераторов с непосредственным газовым охлаждением обмотки возбуждения 1, проводники которой 1а, 1b, 1с, 1d расположены в пазах 2 поковки 3 ротора, закрытых пазовыми клиньями 4.

Изобретение относится к синхронным электрическим двигателям. .

Изобретение относится к областям электротехники и электромашиностроения, в частности к высокомоментным и низкоскоростным электродвигателям, и может быть использовано в качестве электрического привода.

Изобретение относится к области электротехники, в частности - к электрическим машинам, и касается выполнения двигателей с поперечным потоком, используемых, в частности, в области авиации.

Изобретение относится к области электротехники и электромашиностроения, а именно - к конструкции торцевых, в основном многополюсных, синхронных машин, работающих в режиме генератора или двигателя.

Изобретение относится к области электротехники, в частности к бесконтактным электрическим машинам постоянного тока. .

Изобретение относится к области электротехники, в частности к электрическим машинам с осевым расположением основного магнитного потока в немагнитном зазоре. .

Изобретение относится к области электротехники, касается особенностей конструктивного выполнения тихоходных генераторов стабилизированных импульсов переменного тока, и предназначено для использования в малой электроэнергетике в качестве источника переменного тока при аварийном отключении или полном отсутствии электроснабжения в составе электрогенерирующих устройств, использующих энергию природных явлений, работающих в тихоходном и нестабильном режиме.

Изобретение относится к области электротехники, в частности к бесконтактным электрическим генераторам с постоянными магнитами для малых ветро- и гидроэнергетических установок (МЭУ).

Изобретение относится к электротехнике, к устройствам, преобразующим механическую энергию в электрическую. .

Изобретение относится к области электротехники и касается особенностей конструктивного выполнения магнитно-силовых ротационных устройств. .

Изобретение относится к области электротехники, в частности к индукторным синхронным устройствам, представляющим собой двигатель или генератор, в котором магнитный материал индуктора индуцирует магнитный поток на стороне магнитного поля в заданном положении, при этом вращение вала двигателя или генератора синхронизировано с изменением полярности якоря.

Изобретение относится к электротехнике, используется для выработки электроэнергии в установках, имеющих малые обороты, в частности в ветроэнергетических установках с вертикальной осью вращения.
Наверх