Тихоходный электрический генератор на постоянных магнитах

Авторы патента:

H02K3/28 - расположение обмоток или соединений между ними (обмотки для переключения полюсов H02K 17/06,H02K 17/14, H02K 19/12,H02K 19/32)

H02K16/02 - машины с одним статором и двумя роторами

H02K1/27 - Электрические машины (измерительные приборы G01; электродинамические реле H01H 53/00; преобразование входной энергии постоянного или переменного тока в выходную энергию требуемого вида H02M 9/00; громкоговорители, микрофоны, адаптеры и подобные электромеханические преобразователи звука H04R)

Владельцы патента RU 2559028:

Игнатьев Сергей Григорьевич (RU)

Изобретение относится к области электротехники, в частности к низкооборотным высокомоментным синхронным двигателям и генераторам с неподвижным якорем и вращающимися магнитами, и может быть использовано в качестве ветрогенераторов, высокочастотных электрических генераторов и в автономных энергоустановках.

Тихоходный электрический генератор на постоянных магнитах содержит ротор в виде двух плоских дисков, статор размещен между дисками ротора и выполнен в виде кольца, соединенного с неподвижным валом спицами, якорную обмотку, намотанную на кольцо - тороид, магниты с чередующимися полюсами, установленными на боковых частях ротора в пазах в количестве от 80 до 250 на каждом диске. Номинальная частота вращения ротора 30 оборотов в минуту.

Выполнение от 80 до 250 чередующихся постоянных магнитов на каждом ротор-диске и номинальной частотой вращения 30 оборотов в минуту обеспечивает эффективность предлагаемого тихоходного электрического генератора на постоянных магнитах за счет его улучшенной конструкции. 3 ил.

Область техники, к которой относится изобретение

Уровень техники

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является электрический генератор, содержащий статор и ротор, а также якорную обмотку (см. патент RU №135460, опубликованный 10.12.2013), выбранный в качестве прототипа.

В известном электрическом генераторе количество постоянно чередующихся магнитов находится в пределах от 40 до 120, при этом возможность вращения ротора составляет от 50 до 60 об/мин, что не позволяет использовать данный электрический генератор в различных фермерских хозяйствах, предприятиях сельского хозяйства на равнинных реках с малой скоростью течения, при этом для обеспечения вращения ротора 50-60 об/мин необходим повышающий редуктор, что усложняет и удорожает работу электрического генератора. Электроснабжение потребителей ввиду удаленности от энергосистемы и малой мощности требует больших затрат. Большая протяженность и разветвленность линий электропередач, износ электрических сетей вызывают значительные потери электроэнергии. В результате наблюдается рост затрат на электроснабжение, что в целом снижает эффективность производства продукции на предприятиях и ухудшает условия комфортного проживания населения. В условиях действия Федерального закона Российской Федерации №261-ФЗ от 23.11.2009 г. «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации» предлагается повысить эффективность электроснабжения. Одним из путей является развитие распределенной генерации, представляющей собой электростанции малой мощности, использующие местные энергоресурсы, которые позволяют снизить потери, а значит, затраты на передачу электроэнергии.

Недостатком прототипа является низкая эффективность генератора.

Раскрытие изобретения

Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, заключается в повышении эффективности генератора.

Технический результат заключается в увеличении мощности, увеличении ЭДС, уменьшении оборотов и номинальной частоты вращения, а также уменьшении электромагнитного момента.

Технический результат обеспечивается следующей совокупностью признаков: тихоходный электрический генератор на постоянных магнитах, содержащий ротор и статор, а также якорную обмотку, при этом ротор выполнен в виде двух плоских дисков, статор размещен между дисками ротора и выполнен в виде кольца, соединенного с неподвижным валом спицами, а якорная обмотка выполнена тороидальной, намотанной на кольцо, отличающийся тем, что он содержит от 80 до 250 чередующихся постоянных магнитов на каждом ротор-диске и обладает номинальной частотой вращения ротора 30 оборотов в минуту.

Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, и технический результат взаимосвязаны следующим образом.

Увеличение мощности, увеличение ЭДС, уменьшение оборотов и номинальной частоты вращения, а также уменьшение электромагнитного момента приводят к повышению эффективности генератора.

Краткое описание чертежей

На фиг. 1 изображен тихоходный электрический генератор на постоянных магнитах (вид сбоку); на фиг. 2 разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 разрез Б-Б на фиг. 1.

Осуществление изобретения

Изобретение может быть осуществлено следующим образом.

У тихоходного электрического генератора на постоянных магнитах, содержащего ротор и статор, а также якорную обмотку, ротор выполнен в виде двух плоских дисков, статор размещен между дисками ротора и выполнен в виде кольца, соединенного с неподвижным валом спицами, а якорная обмотка выполнена тороидальной, намотанной на кольцо, при этом он содержит от 80 до 250 чередующихся постоянных магнитов на каждом ротор-диске, и выполнен с возможностью номинальной частоты вращения ротора 30 оборотов в минуту.

Таким образом, назначение изобретения - применение ее в качестве тихоходного электрического генератора на постоянных магнитах - реализуется.

Сведения, подтверждающие возможность получения при осуществлении изобретения технического результата (причинно-следственная связь существенных признаков с указанным техническим результатом), состоят в следующем.

Выполнение от 80 до 250 чередующихся постоянных магнитов на каждом ротор-диске и возможностью номинальной частоты вращения ротора 30 оборотов в минуту обеспечит увеличение мощности, увеличение ЭДС, уменьшение оборотов и номинальной частоты вращения, а также уменьшение электромагнитного момента.

Следовательно, совокупность существенных признаков достаточна для достижения обеспечиваемого изобретения технического результата.

Описание конструкции устройства:

У тихоходного электрического генератор на постоянных магнитах, содержащего ротор 1 и статор 2, а также якорную обмотку 3, ротор 1 выполнен в виде двух плоских дисков, статор 2 размещен между дисками ротора 1 и выполнен в виде кольца, соединенного с неподвижным валом 4 спицами, а якорная обмотка 3 выполнена тороидальной, намотанной на кольцо, магниты 5 с чередующимися полюсами установлены на боковой части ротора 1 в пазах.

Тихоходный электрический генератор на постоянных магнитах работает следующим образом.

При вращении двух ротор-дисков 1 генератора силовые линии полей постоянных магнитов 5 пересекают витки сегментной якорной обмотки 3, расположенной на неподвижном статоре 2. В них возникает ЭДС электромагнитной индукции, величина которой зависит от скорости вращения ротора 1.

Таким образом, у предлагаемого тихоходного электрического генератора на постоянных магнитах, в отличие от прототипа, повышается эффективность.

Эффективность предлагаемого тихоходного электрического генератора на постоянных магнитах обусловливается его улучшенной конструкцией.

Тихоходный электрический генератор на постоянных магнитах, содержащий ротор и статор, а также якорную обмотку, ротор выполнен в виде двух плоских дисков, статор размещен между дисками ротора и выполнен в виде кольца, соединенного с неподвижным валом спицами, а якорная обмотка выполнена тороидальной, намотанной на кольцо, отличающийся тем, что содержит от 80 до 250 чередующихся постоянных магнитов на каждом ротор-диске и обладает номинальной частотой вращения ротора 30 оборотов в минуту.

Похожие патенты:

Приводной инструмент // 2545171

Изобретение относится к приводному инструменту, снабженному трехфазным бесщеточным электродвигателем, а конкретнее к способу управления выходной характеристикой электродвигателя приводного инструмента.

Совмещенная обмотка асинронной машины для 2p=4, z=36 // 2538266

Изобретение относится к электротехнической промышленности и позволяет изготавливать энергоэффективные электрические машины, в частности высокомоментные малошумные асинхронные двигатели с повышенными эксплуатационными характеристиками.

Конструкция обмотки, вращающаяся электрическая машина и способ изготовления вращающейся электрической машины // 2533163

Изобретение относится к конструкции обмотки для вращающейся электрической машины. Технический результат заключается в уменьшении торцевого размера катушки.

Совмещенная обмотка асинхронной машины для 2р=2, z=18 // 2528179

Изобретение относится к области электротехники и электротехнической промышленности и позволяет изготавливать энергоэффективные электрические машины, в частности высокомоментные малошумные асинхронные двигатели с повышенными эксплуатационными характеристиками.

Статор вращающейся электрической машины с постоянным возбуждением // 2516246

Изобретение относится к электротехнике, к статору вращающейся электрической машины (1) с постоянным возбуждением. В середине первой группы (10a) катушек размещен средний зубец (8a), который имеет первую ширину MB среднего зубца.

Вентильный автономный асинхронный генератор // 2516217

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано при производстве вентильных автономных асинхронных генераторов автономных электростанций.

Многофункциональный автономный асинхронный генератор // 2516013

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано при производстве асинхронных генераторов автономных электростанций. Технический результат - расширение области применения многофункциональных автономных асинхронных генераторов, позволяющее изменять мощность генератора и подключать нагрузку на разное напряжение.

Асинхронный генератор с восьмиполюсной статорной обмоткой // 2516012

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в асинхронных генераторах автономных электростанций. Технический результат, достигаемый при использовании настоящего изобретения, состоит в повышении энергоэффективности асинхронного генератора путем выполнения частей фазных обмоток проводом разного сечения.

Обмотка электрической машины // 2509402

Изобретение относится к области электротехники, а именно к электрическим машинам, касается особенностей конструктивного выполнения обмоток статоров и роторов электрических машин.

Обмотка статора трехфазных электрических машин переменного тока // 2508593

Изобретение относится к области электромашиностроения, в частности, к обмоткам статоров электрических машин трехфазного переменного тока. Техническим результатом являются ослабление высших пространственных гармоник магнитного поля, приближение распределения магнитного поля в зазоре машин к синусоидальному.

Генератор переменного электрического тока с распределенными обмотками // 2558709

Изобретение относится к области электроэнергетики. Технический результат - уменьшение потерь от высокочастотных составляющих спектра полезной мощности, увеличение кпд преобразования механической энергии в электрическую, повышение удельных характеристик системы преобразования, улучшение технологичности устройства и повышение его надежности.

Машина на постоянных магнитах со скольжением // 2553655

Изобретение относится к системе преобразования механической энергии в электрическую, которая, в частности, подходит для использования в системах преобразования ветровой энергии.

Статор // 2537791

Изобретение относится к электротехнике, ветроэнергетике, а именно к ветроэлектрогенераторам с вертикальной осью вращения. Технический результат состоит в повышении эффективности, которая обусловлена тем, что используются не только радиальные, но и торцевые зазоры.

Электромагнитный редуктор // 2529422

Изобретение относится к области электротехники и общего машиностроения, касается выполнения электромагнитных механизмов, в частности бесконтактных электромагнитных редукторов, и может быть использовано в качестве передаточного устройства с регулируемым передаточным отношением в механических системах с большим ресурсом работы в условиях отсутствия смазки.

Электромагнитный редуктор // 2526540

Изобретение относится к общему машиностроению, к электротехнике, к электромагнитным механизмам, а конкретно к бесконтактным электромагнитным редукторам, и может быть использовано в качестве передаточного устройства с регулируемым передаточным отношением в механических системах с большим ресурсом работы в условиях отсутствия смазки.

Двухроторный электродвигатель с переменными оборотами и крутящим моментом // 2518072

Изобретение относится к области транспортного машиностроения и других механизмов, в которых необходимо изменение крутящего момента и оборотов ведомого вала электродвигателя.

Магнитоэлектрический генератор // 2506688

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

Магнитоэлектрический двигатель // 2499345

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано, в частности, в гибридных автомобилях и электромобилях, электромеханических, в том числе автоматических системах управления и т.д.

Магнитоэлектрический генератор // 2494520

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

Многофункциональная магнитогидродинамическая (мгд) машина // 2492570

Изобретение относится к области электротехники и энергомашиностроения, а именно к энергопреобразующим устройствам роторного типа. .

Ротор электрической машины // 2558748

Изобретение относится к электротехнике, к электрическим машинам с возбуждением от постоянных магнитов. Технический результат состоит в повышении мощности за счет увеличения поверхности полюсов магнитов и исходящего из них магнитного потока.