BG63557B1

BG63557B1 - Dc generator

Info

Publication number: BG63557B1
Application number: BG103877/99A
Authority: BG
Inventors: Джафер МЕХМЕД
Original assignee: Джафер МЕХМЕД
Priority date: 1996-06-27
Filing date: 1999-11-12
Publication date: 2002-04-30
Also published as: BG103877A

Abstract

The general can be used in electrical engineering. It has higher efficiency and reduced overall dimensions, and also supplies a low value moment of resistance. The generator includes a stator (1) in the form of an electric magnet with a first coil (2), rotor (3) in the stator (1) and two brushes. Stator (1) is cylindrical and consists of a central inner cylinder (5) with a second coil (6) in it also an outer hollow cylinder (7) in which the first coil (2) is fitted. Both cylinders (7 & 11) are of soft magnetic material and there is an air gap (8) between the external surface of the inner cylinder (5) and the internal surface of the outer cylinder (7). To each of the two composite fronts of cylinder (7 & 11) there is a respective cylindrical holder (12) with a W-shaped profile in section. The middle projection (13) of every holder (12) has diameter equal to the outer diameter of the inner cylinder (5) and between the cylindrical surface of projection (13) and the inner surfaces of the periphery of the holders (12) there are ring-like cavities (14). In one of the holders (12) there is a side hole (15) and two front holes (16) through which the supply wires of the second coil (6) pass. Rotor (3) rests in stator (1) by means of bearings (17) and is extended in cavity (14) of holder (12) by the hole (15) opposite to which on the stator (3) there is a washer (18). Opposite to every brush (4) on the rotor (3) there is one current conducting ring (19) each. In the middle of stator (1) on a magnetically neutral line there is a third brush (20) opposite to which, on the rotor (3), there is a third current conducting ring (21) between which and the two rings (19) conductors (22) are connected parallel to the axis of revilution. 1 claim, 1 figure

Description

Област на техникатаTechnical field

Постояннотоковият генератор е приложим в електротехниката.The DC generator is applicable in electrical engineering.

Предшестващо състояние на техникатаBACKGROUND OF THE INVENTION

Известен е класически постояннотоков генератор, състоящ се от статор във вид на постоянен магнит или електромагнит, в магнитното поле на който е разположен ротор с множество електрически намотки, всяка от които има връзка с два противоположни сектора на колектор. Към колектора са притиснати четки за отвеждане на генерирания ток към потребител, свързан към тях.There is a classic DC generator, consisting of a stator in the form of a permanent magnet or electromagnet, in the magnetic field of which is located a rotor with multiple electrical windings, each of which has a connection to two opposite sectors of the collector. Brushes are pressed against the collector to drain the current generated to the user connected to them.

Недостатък на известния постояннотоков генератор е, че той е с нисък кпд поради наличието на секторен колектор, което води до искрене и загуба на енергия. Освен това проводниците от намотките на ротора пресичат магнитните силови линии, образувани от статора, под ъгъл, който през повечето време на работа е по-малък от 90°, което намалява въздействието на магнитното поле и получената резултантна електродвижеща сила.A disadvantage of the known DC generator is that it has a low efficiency due to the presence of a sector collector, which leads to arcing and loss of energy. In addition, the conductors of the rotor windings intersect the magnetic force lines formed by the stator at an angle that is less than 90 ° during most of the operating time, which reduces the effect of the magnetic field and the resulting resultant electromotive force.

Друг недостатък на генератора е, че при големи габарити той е с увеличен съпротивителен момент, поради което част от енергията се изразходва за преодоляване на този момент, а не за производство на електроенергия.Another disadvantage of the generator is that in large dimensions it has an increased resistance moment, which is why some of the energy is consumed to overcome this moment, not to produce electricity.

Задачата на изобретението е да се създаде постояннотоков генератор с повишен кпд и с намалени габарити при осигуряване на съпротивителен момент с ниска стойност.It is an object of the invention to provide a DC generator with increased efficiency and reduced dimensions while providing low-torque resistance.

Техническа същност на изобретениетоSUMMARY OF THE INVENTION

Задачата се решава, като се създава постояннотоков генератор, който се състои от статор във вид на електромагнит с първа бобина, от ротор в статора и от две четки. Статорът е с цилиндрична форма и се състои от централен вътрешен цилиндър с втора бобина в него и външен кух цилиндър, в който е разположена първата бобина. Двата цилиндъра са от магнитно мек материал, а между външната повърхност на вътрешния цилиндър и вътрешната повърхност на външния цилиндър има въздушна междина. Към всяко от двете съставни чела на цилиндрите има съответен цилиндричен държач с Ш-образен профил в разрез. Средният издатък на всеки държач е с диаметър. равен на външния диаметър на вътрешния цилиндър, а между цилиндричната повърхност на този издатък и вътрешните повърхности на периферията на държаните има пръстеновидни кухини. В единия от държаните има страничен отвор и два челни отвора, през които преминават захранващите проводници на втората бобина. Роторът е лагеруван в статора чрез лагери и е удължен в кухината на държана с отвора, срещу който върху статора има шайба. Срещу всяка четка върху ротора има по един токопроводящ пръстен. В средата на статора върху магнитно неутралната линия има трета четка, срещу която върху ротора има трети токопроводящ пръстен, между който и двата токопроводящи пръстена са свързани успоредни на оста на въртене проводници.The task is solved by creating a direct current generator, which consists of a stator in the form of a first coil electromagnet, a rotor in the stator and two brushes. The stator is cylindrical in shape and consists of a central inner cylinder with a second coil in it and an outer hollow cylinder in which the first coil is located. The two cylinders are of magnetically soft material and there is an air gap between the outer surface of the inner cylinder and the inner surface of the outer cylinder. Each of the two component faces of the cylinders has a corresponding cylindrical holder with a W-shaped section in section. The average projection of each holder has a diameter. is equal to the outer diameter of the inner cylinder, and there are annular cavities between the cylindrical surface of this projection and the inner surfaces of the periphery of the holders. In one of the holders there is a side opening and two front openings through which the supply wires of the second coil pass. The rotor is mounted in the stator by means of bearings and is elongated in the cavity held by the opening against which a stator is mounted on the stator. There is one conductive ring against each brush on the rotor. In the middle of the stator, on the magnetically neutral line, there is a third brush, against which there is a third conductive ring on the rotor, between which the two conductor rings are connected in parallel to the axis of rotation of the conductors.

Предимство на изобретението е, че постояннотоковият генератор е с повишен кпд и намалени габарити при осигуряване на съпротивителен момент с ниска стойност.An advantage of the invention is that the DC generator has an increased efficiency and reduced overall dimensions while providing low torque resistance.

Описание на приложените фигуриDescription of the attached figures

По-подробно изобретението е пояснено с примерно изпълнение на постояннотоковия електрогенератор, показано на приложената фигура, която е негов разрез.The invention is explained in more detail by way of an exemplary embodiment of the direct current generator shown in the accompanying figure, which is a sectional view thereof.

Примерно изпълнение на изобретениетоAn exemplary embodiment of the invention

Постояннотоковият генератор на фигурата се състои от статор 1 във вид на електромагнит с първа бобина 2, от ротор 3 в статора 1 и от две четки 4. Статорът 1 е с цилиндрична форма и се състои от централен вътрешен цилиндър 5 с втора бобина 6 в него и външен кух цилиндър 7, в който е разположена първата бобина 2. Двата цилиндъра 7 и 5 са от магнитно мек материал, а между външната повърхност на вътрешния цилиндър 5 и вътрешната повърхност на външния цилиндър 7 има въздушна междина 8. Към всяко от двете съставни чела на цилиндрите 7 и 5 има съотве2 тен цилиндричен държач 12 с Ш-образен профил в разрез. Средният издатък 13 на всеки държач 12 е с диаметър, равен на външния диаметър на вътрешния цилиндър 5, а между цилиндричната повърхност на този издатък 13 и вътрешните повърхности на периферията на държаните 12 има пръстеновидни кухини 14. В единия от държаните 12 има страничен отвор 15 и два челни отвора 16, през които преминават захранващите проводници на втората бобина 6. Роторът 3 е лагеруван в статора 1 чрез лагери 17 и е удължен в кухината 14 на държача 12 с отвора 15, срещу който върху статора 3 има шайба 18. Срещу всяка четка 4 върху ротора 3 има по един токопроводящ пръстен 19. В средата на статора 1 върху магнитно неутралната линия има трета четка 20, срещу която върху ротора 3 има трети токопроводящ пръстен 21, между който и двата токопроводящи пръстена 19 са свързани успоредни на оста на въртене проводници 22.The DC generator of the figure consists of a stator 1 in the form of an electromagnet with a first coil 2, a rotor 3 in the stator 1 and two brushes 4. The stator 1 is cylindrical and consists of a central inner cylinder 5 with a second coil 6 therein and an outer hollow cylinder 7 in which the first coil is located 2. The two cylinders 7 and 5 are of magnetically soft material, and there is an air gap between the outer surface of the inner cylinder 5 and the inner surface of the outer cylinder 7. cylinders 7 and 5 have corresponding cylinders ene holder 12 with a Y-shaped profile in section. The middle protrusion 13 of each holder 12 has a diameter equal to the outer diameter of the inner cylinder 5, and there are annular cavities between the cylindrical surface of this protrusion 13 and the inner surfaces of the periphery of the retained 12 14. In one of the retained 12 there is a side opening 15 and two front openings 16 through which the supply wires of the second coil pass 6. The rotor 3 is mounted in the stator 1 by means of bearings 17 and is extended into the cavity 14 of the holder 12 by the opening 15, against which the stator 3 has a washer 18. Against each brush 4 on rotor 3 has one okoprovodyasht ring 19. In the middle of the stator 1 on the magnetic neutral line has a third brush 20 against which the rotor 3 is non-conductive ring 21, between any two conductive rings 19 are connected parallel to the axis of rotation of conductors 22.

Действието на постояннотоковия електрогенератор е следното. Когато двете статорни намотки 2 и 6 се захранят с постоянен ток, в противоположна посока в челата на статора 1 между тях се получават противоположни полюси N и S и във въздушната междина 8 се създава хомогенно радиално магнитно поле. При завъртане на ротора 3 чрез шайбата 18 и ремъчна или друга предавка (непоказана на фигурата) проводниците 21 пресичат това магнитно поле. Тъй като тези проводници 21 са винаги под ъгъл а, равен на 90°, към магнитните линии на полета на статора 1, генерираната електродвижеща сила Е има максимално възможна величина по време на работата на генератора в съответствие със зависимостта:The action of a direct current generator is as follows. When the two stator windings 2 and 6 are supplied with direct current, opposite poles at the ends of the stator 1 between them produce opposite poles N and S and a homogeneous radial magnetic field is created in the air gap 8. When the rotor 3 is rotated by means of the washer 18 and a belt or other gear (not shown in the figure), the conductors 21 intersect this magnetic field. Since these conductors 21 are always at an angle a equal to 90 ° to the magnetic flight lines of stator 1, the electromotive force generated E has the maximum possible value during the operation of the generator according to the dependence:

Е = η В 1 v sina в която η е броят на проводниците 21; Е е големината на електродвижещата сила; В е големината на магнитната индукция; ν е скоростта, с която проводниците 21 пресичат магнитното поле; 1 е дължината на активната част на всеки от проводниците 21, тъй като sin 90° е равен на единица. По този начин се увеличава кпд на постояннотоковия електрогенератор.E = η B 1 v sina in which η is the number of conductors 21; E is the magnitude of the electromotive force; B is the magnitude of magnetic induction; ν is the speed at which the conductors 21 cross the magnetic field; 1 is the length of the active portion of each of the conductors 21, since sin 90 ° is one. This increases the efficiency of the DC power generator.

Пътят на електромагнитните силови линии на статора 1 между възбудителните статорни намотки 2 и 6 е съкратен до минимум. Това допълнително увеличава кпд на електрогенератора. Проводниците 21 в който и да е момент на действието са постоянно в магнитното поле между статорните намотки. Тъй като то е хомогенно, получената електродвижеща сила е без пулсации при осигурена постоянна скорост на въртене на ротора 3.The path of the stator electromagnetic force lines 1 between the excitation stator windings 2 and 6 is shortened to a minimum. This further increases the efficiency of the generator. The conductors 21 at any time of action are constantly in the magnetic field between the stator windings. Since it is homogeneous, the electromotive force obtained is non-pulsating at a constant rotational speed of the rotor 3.

Токовата верига на електрогенератора се затваря от средната допълнителна четка 20 през която и да е странична четка 4. Така се получават два източника на постоянно напрежение, всеки от които може да се използва поотделно за захранване на отделни консуматори. Ако двете странични четки 4 се свържат заедно и консуматорът се включи между тяхната обща точка и средната четка 20, източникът е само един, но мощността се удвоява.The power circuit of the generator is closed by the middle auxiliary brush 20 through any side brush 4. This produces two DC voltage sources, each of which can be used separately to supply individual consumers. If the two side brushes 4 are connected together and the consumer switches on between their common point and the middle brush 20, the source is only one, but the power is doubled.

Тъй като четките 4 и 30 са непрекъснато допрени до непрекъснатите пръстени 19 и 22, няма загуби поради нарушен контакт и искрене.Since the brushes 4 and 30 are continuously touched by the continuous rings 19 and 22, there is no loss of contact and sparking.

Claims

A direct current generator comprising a stator in the form of an electromagnet with a first coil, a rotor in a stator and two brushes, characterized in that the stator (Dec cylindrical and consisting of a central inner cylinder (5) with a second coil (6) therein an outer hollow cylinder (7), in which the first coil (2) is located, both cylinders (7 and 5) being of magnetically soft material and between the outer surface of the inner cylinder (5) and the inner surface there is an air gap (8) on the outer cylinder (7), and on each of the two component heads of the cylinders (7 and 5) ) has a corresponding cylindrical holder (12) with a W-shaped section in section, the average protrusion (13) of each holder (12) having a diameter equal to the outer diameter of the inner cylinder (5) and between the cylindrical surface of this protrusion (13) and the inner surfaces of the periphery of the holders (12) have annular cavities (14), and one of the holders (12) has a side opening (15) and two front openings (16) through which the supply wires of the second coil pass. (6), the rotor (3) is mounted in the stator (1) by means of bearings (17) and extended into the cavity (14) by a hold (12) with a workpiece (15) against which there is a washer (18) on the stator (3), whereby there is one conductive ring (19) against each brush (4) on the rotor (3), and magnetically in the middle of the stator (1). the neutral line has a third brush (20), against which on the rotor (3) there is a third conductive ring (21) between which the two conductor rings (19) are connected in parallel to the axis of rotation of the conductors (22).