Тихоходный электрический генератор на постоянных магнитах

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. Технический результат - увеличение мощности, ЭДС, плотности обмотки, отсутствие межвитковых замыканий обмотки якоря. Тихоходный электрический генератор на постоянных магнитах содержит ротор с постоянными магнитами 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. Якорная обмотка выполнена П-образной формы на наружной поверхности статора с использованием печатных плат. Дуговые участки якорной обмотки составляют единое целое с радиальными участками. Печатные платы уложены послойно. 2 ил.

 

Область техники, к которой относится изобретение

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.

Уровень техники

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является тихоходный магнитоэлектрический генератор, содержащий статор и ротор, а также якорную обмотку (см. патент RU №142860, опубликованный 10.07.2014), выбранный в качестве прототипа.

В известном тихоходном магнитоэлектрическом генераторе технологические промежутки между прямой и обратной сторонами обмотки и между обмотками статора приводят к уменьшению коэффициента полезного действия (кпд), поскольку плотность обмоточного провода на активной части якоря невысока.

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, увеличении плотности обмотки, отсутствии межвитковых замыканий обмотки якоря.

Технический результат обеспечивается следующей совокупностью признаков. Тихоходный электрический генератор на постоянных магнитах, содержащий ротор с постоянными магнитами 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, якорная обмотка выполнена П-образной формы на наружной поверхности статора с использованием печатных плат, отличается тем, что дуговые участки якорной обмотки выполнены в виде плоских печатных плат, составляющих единое целое с радиальными участками, кроме того, печатные платы уложены послойно.

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

Увеличение мощности, увеличение ЭДС, увеличение плотности обмотки, отсутствие межвитковых замыканий обмотки якоря приводит к повышению эффективности генератора.

Краткое описание чертежей

На фиг. 1 изображен тихоходный электрический генератор на постоянных магнитах (перспектива); на фиг. 2 - разрез на фиг. 1 (по статору).

Осуществление изобретения

Изобретение может быть осуществлено следующим образом.

У тихоходного электрического генератора на постоянных магнитах, содержащего ротор с постоянными магнитами 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, якорная обмотка выполнена П-образной формы на наружной поверхности статора с использованием печатных плат, дуговые участки якорной обмотки выполнены в виде плоских печатных плат, составляющих единое целое с радиальными участками, кроме того, печатные платы уложены послойно.

Таким образом, назначение изобретения - применение его в качестве тихоходного магнитоэлектрического 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 дуговых участков якорной обмотки в виде плоских печатных плат, составляющих единое целое с радиальными участками, а также расположение печатных плат, уложенных послойно, обеспечит увеличении мощности, увеличение ЭДС, увеличение плотности обмотки, а также отсутствие межвитковых замыканий обмотки якоря.

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

Описание конструкции устройства

У тихоходного электрического генератора на постоянных магнитах, содержащего ротор 1 с постоянными магнитами 2 и статор 3, а также якорную обмотку 4, ротор 1 выполнен в виде двух плоских дисков, статор 3 размещен между дисками ротора 1 и выполнен в виде кольца, соединенного с неподвижным валом 5 спицами, якорная обмотка 4 выполнена П-образной формы на наружной поверхности статора 3 с использованием печатных плат, дуговые участки якорной обмотки 4 выполнены в виде плоских печатных плат, составляющих единое целое с радиальными участками, кроме того, печатные платы уложены послойно, магниты 2 с чередующимися полюсами установлены на боковой части ротора 1 в пазах.

Кроме того:

- номинальная толщина плоских медных печатных плат выполнена от 0,1 мм и выше;

- наружная поверхность плоских медных печатных плат изолирована между собой композитным материалом.

Тихоходный электрический генератор на постоянных магнитах работает следующим образом.

При вращении двух ротор-дисков 1 генератора силовые линии полей постоянных магнитов 2 пересекают плоские медные печатные платы якорной обмотки 4, расположенной на неподвижном статоре 3. 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 с постоянными магнитами 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, якорная обмотка выполнена П-образной формы на наружной поверхности статора с использованием печатных плат, отличающийся тем, что дуговые участки якорной обмотки выполнены в виде плоских печатных плат, составляющих единое целое с радиальными участками, кроме того, печатные платы уложены послойно.