Генератор

Изобретение относится к генераторам в ступице колеса велосипеда, имеющим неподвижные якорь и магниты и вращающийся распределитель магнитного потока. Катушка (14) неподвижно закреплена на оси (1) колеса соосно с ней. Магниты (15) неподвижно закреплены концентрично катушке (14). Первая группа чередующихся северных и южных магнитных полюсов магнитов (15) обращена к первой плоскости. Вторая группа чередующихся северных и южных магнитных полюсов магнитов (15) обращена к противоположной второй плоскости. Первый и второй переключатели (12, 13) магнитных полюсов при вращении проходят вблизи первой и второй групп полюсов соответственно. Техническое решение направлено на обеспечение эффективности велосипедного генератора. 5 з.п. ф-лы, 3 ил.

 

Настоящее изобретение относится к генератору, встроенному в ступицу колеса, причем ступица и корпус, в котором находится генератор, вращаются вокруг неподвижной оси колеса, а генератор содержит катушку, закрепленную на оси колеса соосно с ним.

Генераторы различаются по своему назначению. Например, есть небольшие местные ветровые электростанции для отдельных домашних хозяйств или небольшой группы домашних хозяйств. Также есть генераторы для велосипедов. Известные генераторы этого назначения редко работают удовлетворительно, поскольку они установлены так, чтобы был контакт с шиной при включении освещения. Часто, особенно в дождь или снег, трение между шиной и приводным колесом генератора недостаточно и генератор работает плохо. Кроме того, обычный велосипедный генератор оказывает сильное тормозное действие на колесо, что может раздражать велосипедиста.

Целью изобретения является создание генератора указанного типа, который не имеет типичных для известных генераторов недостатков, т.е. не оказывает сильного торможения при данном полезном эффекте, или, иначе говоря, имеет более высокую эффективность.

Согласно изобретению, такой генератор прежде всего отличается тем, что он содержит расположенные концентрично катушке магниты, обращенные первой группой чередующихся северных и южных магнитных полюсов к первой плоскости и второй группой чередующихся северных и южных магнитных полюсов к противоположной плоскости, и первый, и второй переключатели полюсов для вращения относительно оси колеса, причем при вращении один из переключателей полюсов проходит сравнительно близко к первой группе магнитных полюсов, а второй переключатель полюсов проходит сравнительно близко ко второй группе магнитных полюсов. Другие особенности и признаки генератора, предлагаемого согласно изобретению, указаны в зависимых пунктах формулы изобретения.

Ниже изобретение описано на примере генератора для велосипеда со ссылками на сопровождающие чертежи, где

на фиг.1 показан осевой разрез генератора для велосипеда согласно изобретению,

на фиг.2 - разрез в плоскости, перпендикулярной к фиг.1,

на фиг.3 - осевой разрез альтернативного варианта выполнения переключателя полюсов.

Генератор для велосипеда составляет часть ступицы колеса, установленной на оси 1. Генератор расположен в защитном корпусе 2, оканчивающемся концевой пластиной 3, установленной на оси с помощью шарикоподшипника 4, контактирующего с расположенным на оси 1 фланцем 5. Этот закрытый узел является частью ступицы колеса, при этом корпус 2 имеет наружный фланец 19 с отверстиями для спиц, как в обычной конструкции колес. Другой конец корпуса установлен на оси на соответствующем подшипнике ступицы колеса.

Генератор содержит также часть 17, закрепленную на оси и образующую корпус магнитов, в котором находится некоторое количество магнитов 15, 21, 22, расположенных по окружности, внутри которой находится катушка 14. Закрепленная часть содержит также зубчатое кольцо 10 с внутренними зубьями, взаимодействующее с зубчатым колесом 9 для передачи быстрого вращательного движения переключателям 12, 13 полюсов, расположенным по боковым сторонам магнитов и катушки.

В концевой пластине 3 ступицы закреплена ось 6, направленная внутрь генератора. Зубчатое колесо 9 может свободно вращаться на оси 6 на шарикоподшипнике 8, установленном у фланца 7 оси. Зубчатое колесо 9 находится в зацеплении с зубчатым кольцом 10 и зубчатым кольцом 11, которое через несущее кольцо 18 прикреплено к переключателям 12, 13 полюсов. Несущее кольцо может вращаться на оси 1 колеса с помощью шарикоподшипника.

Параллельно оси 1 снаружи катушки 14 расположено некоторое количество магнитов 15, 21, 22, равномерно распределенных по окружности вокруг этой катушки в виде соосного с ней кольца, так что магнитные полюса, обращенные наружу к переключателям полюсов, представляют собой чередующиеся северный и южный полюса с одинаковыми промежутками между разноименными полюсами по всему кольцу. Переключатели 12, 13 полюсов представляют собой плоские диски, каждый из которых имеет некоторое количество выступов 26, расположенных в той же плоскости, что и центральная часть диска, и отходящих от нее наружу к середине магнитных полюсов так, что выступы несколько заходят за середину магнитных полюсов. Предпочтительно, чтобы количество выступов было равно количеству групп одноименных магнитных полюсов, а ширина b каждого выступа соответствовала приблизительно промежутку d между магнитными полюсами. Магнитные полюса магнитно связаны между собой несущим кольцом 18.

Устройство работает следующим образом. При вращении колеса вокруг оси 1 корпус 2 и концевая пластина 3 также поворачиваются вокруг оси 1 вместе со ступицей с тем же числом оборотов, что и колесо, а корпус 17 магнитов, находящийся внутри корпуса 2, закреплен на оси 1 и остается неподвижным относительно нее. Ось 6 зубчатого колеса 9 будет перемещаться относительно корпуса 17 магнитов и зубчатого кольца 10, составляющего его часть, т.е. зубчатое колесо 9 будет вращаться на оси 6. При этом зубчатое колесо 9 действует на зубчатое кольцо 11 так, что последнее вращается на оси 1. Это вращение через несущее кольцо 18 передается переключателям 12, 13 полюсов, которые вращаются относительно магнитов 15, 21, 22, неподвижных относительно оси 1. Передаточное число между зубчатым кольцом 10 и зубчатым колесом 9 и передаточное число между зубчатым колесом и 9 зубчатым кольцом 11 выбраны так, что переключатели полюсов вращаются намного быстрее, чем колесо и его ступица. Изменение магнитного поля в катушке 14 приводит к генерации в ней электрического тока, который подается по электропроводам 23 и 25 в электрическую схему, обычно состоящую из элементов, входящих в осветительное устройство велосипеда. В этом случае корпус магнитов и ось колеса используются в качестве одного провода, а другой провод 23 выводится через выполненный в оси канал 24.

Рассмотренная конструкция такова, что генератор занимает немного места, например он может быть объединен с тормозным барабаном, установленным в той же ступице. Допускаются различные изменения конструкции генератора в пределах объема изобретения. Например, изменения могут касаться количества магнитов и их расположения внутри и снаружи катушки, а также различия промежутков между ними. Возможны также различные варианты конструкции переключателей. На фиг.3 показано, что переключатели 26 и 26 полюсов выполнены в виде усеченных конусов с небольшой осевой протяженностью и выемками, в результате чего образуются выступы.

1. Генератор, встроенный в ступицу колеса, причем ступица и корпус (2), в котором находится генератор, вращаются вокруг неподвижной оси (1) колеса, а генератор содержит катушку (14), закрепленную на оси (1) колеса соосно с ним, отличающийся тем, что он содержит магниты, расположенные концентрично с катушкой (14) и обращенные первой группой чередующихся северных и южных магнитных полюсов (21, 22) к первой плоскости и второй группой чередующихся северных и южных магнитных полюсов к противоположной второй плоскости, первый и второй переключатели (12, 13) полюсов для вращения относительно оси (1) колеса, причем при вращении один (12) из переключателей полюсов проходит сравнительно близко к первой группе магнитных полюсов, а второй переключатель (13) полюсов проходит сравнительно близко ко второй группе магнитных полюсов.

2. Генератор по п.1, отличающийся тем, что переключатели (12, 13) полюсов состоят из плоских дисков с выступами (26), расположенными в той же плоскости.

3. Генератор по п.1, отличающийся тем, что переключатели (27, 28) полюсов состоят из усеченных конусов с небольшой осевой протяженностью и выемками, в результате чего образуются выступы.

4. Генератор по п.2 или 3, отличающийся тем, что количество выступов (26) в переключателе (12, 13) полюсов равно количеству обращенных к нему одноименных магнитных полюсов.

5. Генератор по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что переключатели полюсов расположены так, что они вращаются с большей вращательной скоростью, чем ступица колеса.

6. Генератор по п.2 или 3, отличающийся тем, что переключатели полюсов приводятся во вращение приводным устройством, содержащим зубчатое кольцо, установленное внутри корпуса (17), закрепленного на оси (1) колеса, зубчатое колесо (9), находящееся в зацеплении с зубчатым кольцом и свободно вращающееся вокруг оси (6), жестко закрепленной в указанном корпусе (2) или в его концевой пластине (3), и зубчатое колесо (11), непосредственно или опосредствованно жестко соединенное с переключателями полюсов и также находящееся в зацеплении с зубчатым колесом (9).



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области электротехники, а именно к универсальным электродвигателям. .

Изобретение относится к автоматике и приборостроению и может быть использовано в устройствах для магнитного считывания информации, в счетчиках числа оборотов, датчиках момента искрообразования систем зажигания двигателя внутреннего сгорания и т.д.

Изобретение относится к электротехнике . .

Изобретение относится к электротехнике. .

Изобретение относится к сельскому хозяйству, а именно к устройствам для измерения частоты вращения шпинделей хлопкоуборочных машин. .

Изобретение относится к электрическим машинам и может найти применение в системах генерирования электрической энергии переменного тока высокой частоты. .

Изобретение относится к синхронным микромашинам с переключением магнитного потока. .

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 электрическим машинам и предназначено для использования в скважине, например, для питания скважинного прибора

Изобретение относится к электрическим машинам

Изобретение относится к электрическим машинам и предназначено для питания скважинного прибора

Изобретение относится к области электротехники и касается особенностей конструктивного выполнения генераторов постоянного тока вентильно-индукторного типа. Технический результат, достигаемый при использовании настоящего изобретения, состоит в упрощении схемы возбуждения генераторов постоянного тока вентильно-индукторного типа при одновременном уменьшении его габаритов. Предлагаемый генератор постоянного тока содержит якорь и ротор с явнополюсными сердечниками и разным количеством полюсов якоря и ротора, силовые обмотки, состоящие из нескольких катушек, включенные между собой параллельно на нагрузку через разделительные диоды, каждая из которых расположена на своей группе полюсов, а также обмотки возбуждения (ОВ) и постоянные магниты. При этом, согласно изобретению, в сечении (сечениях) сердечника якоря, отделяющем (отделяющих) группу (группы) полюсов с одинаковым относительно направления включения разделительных диодов направлением намотки катушек от остального сердечника, расположены постоянные магниты, направленные своими полюсами встречно друг к другу. Включая ОВ последовательно с нагрузкой, можно или усилить выходной сигнал, или погасить его, получив круто падающую характеристику при сварке. Включая ОВ параллельно выходу генератора, можно регулировать или стабилизировать выходное напряжение. Основная особенность предлагаемого генератора постоянного тока состоит в том, что генерация осуществляется только в период размыкания полюсов, при котором ток нагрузки всегда подмагничивает исходное магнитное поле, и в том, что магнитопроводы сердечников ротора и статора выполнены так, что при вращении ротора магнитопроводность его не меняется. 3 ил.

Изобретение относится к электромеханике, а точнее к электрическим машинам с магнитами на статоре, и может быть использовано в электрических приводах машин и механизмов, а также в генераторах электрической энергии. Предлагаемая электрическая машина содержит зубчатый ротор, статор, включающий зубчатый магнитопровод с четным числом зубцов, однофазную обмотку и многополюсную магнитную систему, выполненную из магнитотвердого материала, расположенную между ротором и магнитопроводом статора, зафиксированную на статоре и намагниченную таким образом, что на каждом зубце статора находится одинаковое количество чередующихся разноименных полюсов, при этом соседние полюса, относящиеся к разным зубцам статора, являются одноименными и количество зубцов ротора вдвое меньше количества полюсов на всех зубцах статора. Технический результат, достигаемый при использовании настоящего изобретения, состоит в увеличении удельной мощности электрической машины при одновременном уменьшении массы активных материалов. 15 з.п. ф-лы, 13 ил.

Изобретение относится к электрическим машинам, к синхронным генераторам индукторного типа, применяемым, например, в автотракторном оборудовании. Технический результат состоит в повышении технологичности конструкции за счет унификации чашек ротора и статора и устранении балластного зазора. Индукторный генератор содержит осевой источник возбуждения, рабочую катушку, статор, ротор с валом. Ротор выполнен в виде чашки, охватывающей источник возбуждения с катушкой. На дне чашки установлен подшипник. В центре дна чашки на внешней стороне установлен вал. 2 ил.
Наверх