CZ2008779A3 - Kruhový trafogenerátor - Google Patents

Kruhový trafogenerátor Download PDF

Info

Publication number
CZ2008779A3
CZ2008779A3 CZ20080779A CZ2008779A CZ2008779A3 CZ 2008779 A3 CZ2008779 A3 CZ 2008779A3 CZ 20080779 A CZ20080779 A CZ 20080779A CZ 2008779 A CZ2008779 A CZ 2008779A CZ 2008779 A3 CZ2008779 A3 CZ 2008779A3
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
stator
coils
circular
pole pieces
separate
Prior art date
Application number
CZ20080779A
Other languages
English (en)
Other versions
CZ301338B6 (cs
Inventor
Konecný@František
Konecný@Jan
Original Assignee
Konecný@František
Konecný@Jan
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Konecný@František, Konecný@Jan filed Critical Konecný@František
Priority to CZ20080779A priority Critical patent/CZ301338B6/cs
Priority to PCT/CZ2009/000145 priority patent/WO2010066209A2/en
Priority to US13/133,320 priority patent/US8736126B2/en
Publication of CZ2008779A3 publication Critical patent/CZ2008779A3/cs
Publication of CZ301338B6 publication Critical patent/CZ301338B6/cs

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K16/00—Machines with more than one rotor or stator
    • H02K16/02—Machines with one stator and two or more rotors
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00—Details of the magnetic circuit
    • H02K1/06—Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/22—Rotating parts of the magnetic circuit
    • H02K1/27—Rotor cores with permanent magnets
    • H02K1/2706—Inner rotors
    • H02K1/272—Inner rotors the magnetisation axis of the magnets being perpendicular to the rotor axis
    • H02K1/274—Inner rotors the magnetisation axis of the magnets being perpendicular to the rotor axis the rotor consisting of two or more circumferentially positioned magnets
    • H02K1/2753—Inner rotors the magnetisation axis of the magnets being perpendicular to the rotor axis the rotor consisting of two or more circumferentially positioned magnets the rotor consisting of magnets or groups of magnets arranged with alternating polarity
    • H02K1/278—Surface mounted magnets; Inset magnets
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00—Details of the magnetic circuit
    • H02K1/06—Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/22—Rotating parts of the magnetic circuit
    • H02K1/27—Rotor cores with permanent magnets
    • H02K1/2786—Outer rotors
    • H02K1/2787—Outer rotors the magnetisation axis of the magnets being perpendicular to the rotor axis
    • H02K1/2789—Outer rotors the magnetisation axis of the magnets being perpendicular to the rotor axis the rotor consisting of two or more circumferentially positioned magnets
    • H02K1/2791—Surface mounted magnets; Inset magnets
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K21/00—Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets
    • H02K21/12—Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets with stationary armatures and rotating magnets
    • H02K21/14—Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets with stationary armatures and rotating magnets with magnets rotating within the armatures
    • H02K21/145—Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets with stationary armatures and rotating magnets with magnets rotating within the armatures having an annular armature coil
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K21/00—Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets
    • H02K21/12—Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets with stationary armatures and rotating magnets
    • H02K21/14—Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets with stationary armatures and rotating magnets with magnets rotating within the armatures
    • H02K21/16—Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets with stationary armatures and rotating magnets with magnets rotating within the armatures having annular armature cores with salient poles
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K21/00—Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets
    • H02K21/12—Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets with stationary armatures and rotating magnets
    • H02K21/22—Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets with stationary armatures and rotating magnets with magnets rotating around the armatures, e.g. flywheel magnetos
    • H02K21/227—Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets with stationary armatures and rotating magnets with magnets rotating around the armatures, e.g. flywheel magnetos having an annular armature coil
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K7/00—Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
    • H02K7/18—Structural association of electric generators with mechanical driving motors, e.g. with turbines
    • H02K7/1807—Rotary generators

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Permanent Magnet Type Synchronous Machine (AREA)
  • Synchronous Machinery (AREA)

Abstract

Kruhový trafogenerátor je tocivý elektrický stroj, který v sobe spojuje generování sinusového prubehu napetí s transformacním jevem, respektive se vzájemnou indukcností samostatne vinutých statorových cívek (1 až 8). Kruhový trafogenerátor se skládá ze statorové cásti (10) opatrené množstvím vnitrních pólových nástavcu (21 až 28) a množstvím vnejších pólových nástavcu (31 až 38) mezi nimiž je prostor pro samostatná vinutí statoru (1 až 8), a ze sestavy dvojitého rotoru (40) obsahující vnitrní telo (49) a vnejší telo (50) s magnetickými nebo elektromagnetickými póly (41 až 48, 51 až 58), které dodávají pri rotaci rotoru (40) indukci sestave statoru (10), respektive samostatným, axiálne vinutým cívkám statoru (1 až 8). Axiálne vinuté cívky (1 až 8) statoru (10) jsou pripojeny na výstup kruhového trafogenerátoru a zároven jsou vázány (na sebe pusobí) vzájemnou indukcností, pricemž muže být využit i transformacní pomer cívek. Odpor proti dodávanému tocivému momentu je pri zatížení kruhového trafogenerátoru mnohem nižší než u konvencních rešení synchronních elektrických stroju. Tocivý elektrický stroj skládající ze statoru a dvojitého rotoru, kde stator (10) obsahuje zpravidla kruhové statorové jádro (20), na kterém je axiálne navinuto množství samostatných statorových cívek (1-8) v prostorech mezi každými dvema vnitrními pólovými nástavci (21-28) statoru (10) a každými dvema vnejšími pólovými nástavci (31-38) statoru (10), kde je minimálne do dvou samostatne axiálne vinutých cívek (1-8) statoru (10) dodávána indukcnost následkem magnetické nebo elektromagnetické indukce pólu (41-48, 51-58) dvojitého rotoru (40), a zároven minimálne dve ve

Description

KRUHOVÝ TRAFOGENERATOR
OBLAST TECHNIKY
Prezentovaný^nález se týká točivého elektrického stroje - kruhového trafogenerátoru, poháněného vnější mechanickou energií, kterou mění na energii elektrickou.
SOUČASNÝ STAV TECHNIKY
Drtivá většina elektrické energie je v současnosti vyráběna na principu generování sinusového průběhu napětí a proudu pomocí synchronních elektrických strojů jako jsou generátory či alternátory, které jsou uváděny do pohybu mechanickou energií resp. točivým momentem. Běžné typy těchto synchronních elektrických strojů obsahují stator a rotor. Stator obsahuje množství statorových cívek, do kterých je díky rotujícím magnetickým pólům rotoru indukováno napětí v závislosti na velikosti buzení rotoru, rychlosti otáčeni a počtu závitů v cívkách statoru atd. Rotor může být také tvořen pólovými nástavci z permanentních magnetů nebo nástavci s budícími cívkami. Uvnitř klasických konstrukci točivých elektrických generátorů tak vznikají magnetické sily, které svými vzájemnými účinky působí proti točivému momentu vstupní mechanické energie a tím způsobují málo efektivní přeměnu mechanické energie na energii elektrickou. U současných konstrukcí generátorů dochází k cca 30-40% ztrátám, přičemž účinné generátory vyrábí při zatížení přibližně 60-70% elektrické energie ze 100% energie dodané točivým momentem. Dochází tak ke značným ztrátám a značné spotřebě primárních energetických zdrojů.
Vzniká tak potřeba vyrábět elektrickou energii efektivněji a nacházet řešení, která minimalizují ztráty při energetické přeměně. Takovou možnost poskytuje zde prezentovaný vynález kruhového trafogenerátoru.
PODSTATA VYNÁLEZU
Výše uvedené nevýhody současných konstrukcí se eliminují a vyššího účinku se dosáhne konstrukcí a zapojením dle vynálezu, jehož podstata je v tom, že kruhový trafogenerátor obsahuje stator opatřený množstvím vnitřních a vnějších pólových nástavců a dvojitý rotor opatřený množstvím pólů na vnitřní i vnější části rotoru, přičemž stator obsahuje zpravidla kruhové statorové jádro, na kterém je axiálně navinuto množství samostatných statorových cívek v prostorech mezi každými dvěma vnitřními pólovými nástavci statoru a každými dvěma vnějšími pólovými nástavci statoru, kde minimálně dvě vedle sebe projektované samostatné cívky statoru jsou vázány vzájemnou indukčností a výstupy samostatných statorových cívek jsou vzájemně propojeny a přivedeny na výstup kruhového trafogenerátoru z něhož je odebírán jednofázový střídavý proud. Dvojitý rotor obsahuje stejný počet pólů z permanentních magnetů nebo elektromagnetů umístěných na vnitřním těle dvojitého rotoru, jako je počet vnitřních pólových nástavců statoru a stejný počet pólů z permanentních magnetů nebo elektromagnetů umístěných na vnitřní straně vnějšího těla dvojitého rotoru, jako je počet vnějších pólových nástavců statoru. Každý severní pól umístěný na vnitřním těle dvojitého rotoru je situován proti každému severnímu pólu umístěnému na vnitřní straně vnějšího těla dvojitého rotoru a každý jižní pól umístěný na vnitrním těle dvojitého rotoru je situován proti každému jižnímu pólu umístěnému na vnitřní straně vnějšího těla dvojitého rotoru.
Je výhodné, když trafogenerátorobsahuje stator kd^ počet pólových nástavců statoru je 2N0+2, kde Na je přirozené číslo, stejně tak, když dvojitý rotor trafogenerátoru obsahuje 2N0+2 pólů z permanentních magnetů nebo elektromagnetů či vzájemnou kombinaci permanentních magnetů nebo elektromagnetů. Je také vhodné, aby celkový počet pólových nástavců statoru byl shodný s celkovým počtem pólů dvojitého rotoru.
Dále je vhodné, aby dvojitý rotor z permanentních magnetů nebo elektromagnetů nebo ze vzájemné kombinace permanentních magnetů a elektromagnetů měl množství střídavě umístěných jižních a severních pólů neboli, aby sousedící póly rotoru měly nesouhlasnou polaritu.
Je také možné, aby nejméně jedna dvojice samostatných axiálně navinutých cívek na statorovém jádru byla relativně shodná, měla stejný počet závitů a měla relativně shodný vnitřní odpor. Z důvodu zajištění potřebných parametrů může být každá lichá axiálně vinutá cívka parametricky odlišná od každé sudé axiálně vinuté cívky. Pak má tato každá lichá cívka jiný počet závitů a jiný vnitřní odpor jako každá sudá cívka a opačně.
Další výhodou zde uváděného řešení jsou možnosti parametrizace využitím sériového, paralelního nebo kombinace sériového a paralelního samostatného zapojení lichých nebo sudých axiálně vinutých cívek statoru, nebo využitím sériového, paralelního nebo kombinace sériového a paralelního zapojeni lichých i sudých axiálně vinutých cívek statoru zapojených ve shodné polaritě sinusového průběhu výstupního indukovaného napětí a proudu.
Nevýhody současných konstrukcí generátorů se eliminují a vyššího účinku přeměny mechanické energie na elektrickou energii je dosaženo konstrukcí a zapojením točivého elektrického stroje dle zde prezentovaného vynálezu, jehož podstata je v tom, že tento točivý elektrický stoj využívá nového, kruhového - paralelního způsobu průchodu indukčního magnetického toku, čímž se snižuje celková síla indukčního magnetického pole působící proti otáčení rotoru. U klasických generátorů není možné tohoto stavu dosáhnout z důvodu jejich stávajících konstrukcí. Zde prezentovaný vynález dále využívá nových možností dimenzování parametrů vyplývající z jeho konstrukce a možností zapojení. Točivý elektrický stroj se skládá ze statoru a dvojitého rotoru, kde stator obsahuje zpravidla kruhové statorové jádro, na kterém je axiálně navinuto množství samostatných statorových cívek v prostorech mezi každými dvěma vnitřními pólovými nástavci statoru a každými dvěma vnějšími pólovými nástavci statoru, kde je minimálně do dvou samostatných axiálně vinutých cívek statoru dodávána indukčnost následkem magnetické nebo elektromagnetické indukce pólů dvojitého rotoru, a zároveň se minimálně dvě vedle sebe projektované samostatné cívky statoru ovlivňují vzájemnou indukčností, respektive mezi nimi vzniká transformační jev. Výstupy těchto samostatných axiálně vinutých statorových cívek jsou vzájemně propojeny a přivedeny na výstup točivého elektrického stroje tak, že je z výstupu točivého elektrického stroje odebírán jednofázový střídavý proud a napětí.
Na statorovém jádru jsou navinuté minimálně dvě axiální cívky. Jsou na sebe vázány vzájemnou indukčností, tím vzniká transformační jev a lze využít i transformační poměr.
Dvojitý rotor je pevně spojen s hřídelí, kterou je přenášen točivý moment na soustavu kruhového trafogenerátoru.
Zde předkládané řešení kruhového trafogenerátoru, respektive točivého elektrického stroje, poskytuje efektivnější přeměnu mechanické energie na elektrickou energii, jelikož při zatížení kruhového trafogenerátoru dochází k mnohem nižšímu odporu proti vstupnímu točivému momentu než v klasických konstrukcích synchronních točivých strojů.
Kruhový trafogenerátor má tedy vysoký potenciál nahradit konvenčně využívané alternátory v automobilovém průmyslu a také různé typy dnes používaných generátorů elektrické energie.
POPIS OBRÁZKŮ NA VÝKRESECH
Obr. 1 - Graf spotřeby vstupní energie klasického generátoru a kruhového trafogenerátoru.
Obr. 2 - Sestava statoru obsahující jádro statoru, vnější a vnitřní pólové nástavce, samostatně axiálně vinuté cívky a základnu statoru.
Obr. 3 - Sestava dvojitého rotoru obsahující vnější a vnitřní tělo rotoru spóly z permanentních magnetů nebo elektromagnetů, základnu rotoru a hřídel rotoru.
Obr. 4 - Schematické znázornění pólů dvojitého rotoru, sestavy statoru s vnějšími a vnitřními pólovými nástavci a samostatnými, axiálně vinutými cívkami statoru.
Obr. 5 - Výřez sestavy statoru.
Obr. 6 - Příklady zapojení cívek statoru.
Obr. 7 - Řez sestavy dvojitého rotoru a sestavy statoru.
Obr, 8 - Rozložená sestava kruhového trafogenerátoru.
PŘÍKLADY PROVEDENÍ VYNÁLEZU
Obr. 1 ukazuje procentuální rozdíl mezi spotřebovanou mechanickou energií klasického synchronního generátoru naprázdno a při zatížení a procentuální rozdíl mezi spotřebovanou mechanickou energií kruhového trafogenerátoru naprázdno a při zatížení. Z grafu je zřejmé, že kruhový trafogenerátor spotřebovává při zatíženi podstatné méně vstupní energie dodané točivým momentem než klasické konstrukce generátorů.
Obr. 2 vyobrazuje sestavu statoru 10 trafogenerátoru obsahující základnu 39 statoru 10, která je při složeném stavu pevné spojena se statorovým jádrem 20. Jádro statoru 20 obsahuje množství vnitřních pólových nástavců 21*28 projektovaných směrem do středu statorového jádra 20 a stejný počet protilehlých vnějších pólových nástavců 31+38 projektovaných směrem od středu statorového jádra 20 a množství samostatných statorových vinutí 1-8 navinutých axiálně na statorovém jádru 20 v protilehlých prostorech vzniklých mezí každými dvěma vnitřními pólovými nástavci 21*28 a každými dvěma vnějšími pólovými nástavci 31:38.
Obr. 3 vyobrazuje sestavu dvojitého rotoru 40 obsahující vnitřní póly 41-48 z permanentních magnetů nebo elektromagnetů umístěné na vnitřním těle 49 dvojitého rotoru 40, které jsou projektované proti stejnému počtu vnějších pólů 51*58 z permanentních magnetů nebo elektromagnetů umístěných na vnějším těle 50 dvojitého rotoru 40. Vnitřní tělo 49 dvojitého rotoru 40 a vnější tělo 50 rotoru 40 jsou z magneticky vodivého materiálu a jsou pevně spojeny se základnou rotoru 59, která je z magneticky nevodivého materiálu.
Sestava dvojitého rotoru 40 je pevné spojená s hřídelí 60, přes kterou je na kruhový trafogenerátor přiváděn točivý moment mechanické energie.
Obr. 4 schematicky znázorňuje polohu sestavy statoru 10 se samostatně vinutými cívkami 1-8 a polohu vnitřních pólů 41-48 a vnějších pólů 51/58 dvojitého rotoru 40. U samostatně axiálně vinutých cívek 1-8 statoru 10 jsou znázorněny vývody 1.1-8.1 a 1.2-8.2 jednotlivých cívek 1-8. Označeni Li až 8.1 znázorňuje začátky samostatných cívek 1-8 statoru 10, označení 1.2 až 8.2 znázorňuje konce samostatných cívek 1-8 statoru 10. Radiálně orientované šipky znázorňují směr magnetického toku proudícího ve statoru 10 v rámci jedné sinusové půlvlny. Směry magnetických toků odpovídají indukovanému napětí a proudu samostatně vinutých cívek 1*8 statoru 10. Cívka 1 a cívka 2 tvoří dvojici na sebe navzájem působících cívek, stejně jako další vedle sebe situované dvojice cívek 2 a 3,3 a 4 atd. Dvojice z cívek 1-8 jsou navzájem zapojeny tak, aby indukované napětí a proud byly ve shodě a docházelo k jejich součtu a zároveň jejich magnetický tok působil proti sobě v rámci jedné sinusové půlvlny. Při pootočení sestavy dvojitého rotoru 40 vůči sestavě statoru 10 a jejím pólovým nástavcům 21 až 28 a 31 až 38 pak dochází k přepólování směru magnetického toku procházejícího skrze statorové jádro 20, čili jádro 20 samostatně vinutých cívek l-8_statoru 10.
Samostatně axiálně navinuté cívky 1-8 mohou být vzájemně totožné v počtu závitů a ve vnitřním odporu, ale zároveň mohou mít sudé a liché cívky 1-8 statoru 10 jiný počet závitů a jiný vnitřní odpor. V obou případech tvoří vzájemné vedle sebe stojící samostatně vinuté cívky 1,2; 2,3; 3,4; atd. dvojice v rámci jedné sinusové půlvlny. Pokud jsou samostatně vinuté cívky 1-8 statoru 10 shodné, jejich absolutní shodnost je sice relativní, ale vytvářejí transformační poměr 1:1, v případě odlišných cívek V8 ve dvojicích vytvářejí transformační poměr např. 1:2 atd. Při práci kruhového trafogenerátoru pak odlišné cívky 1-8 generují odlišné hodnoty napětí a proudu, které díky vzájemnému zapojení působí ve shodné polaritě sinusového průběhu elektrické energie a také v rámci transformačního jevu lze parametry cívek 1-8 využít pro dimenzování parametrů zdroje.
Severní póly 42, 44, 46, 48 magnetů nebo elektromagnetů na vnitřním těle 49 dvojitého rotoru 40 jsou postaveny proti severním pólům 52, 54, 56, 58 magnetů nebo elektromagnetů na vnějším těle 50 dvojitého rotoru 40 a jižní póly 41,43,45,47 magnetů nebo elektromagnetů na vnitřním těle 49 dvojitého rotoru 40 jsou postaveny proti jižním pólům 51, 53, 55, 57 magnetů nebo elektromagnetů na vnějším těle 50 dvojitého rotoru 40.
V rámci jedné sinusové půlvlny tak dochází v samostatných axiálně vinutých sousedních cívkách ke generování opačné polarity napětí a proudu. Vzhledem k jejich způsobu a možnostem vzájemného propojení jsou tyto opačné polarity na výstupu ve fázi. Každá samostatná axiálně vinutá cívka je vázána svou indukcí ke každé sousední samostatné axiálně vinuté cívce. Vzniká zde transformační jev.
Obr. 5 znázorňuje výřez statoru 10 spolu se samostatně vinutými cívkami 1-8. Axiálně vinuté cívky 1-8 jsou navinuty na statorovém jádru 20. Statorové jádro 20 obsahuje vnitřní pólové nástavce 21*28 projektované do středu statoru 10 a protilehlé vnější pólové nástavce 311-38 projektované vně statoru 10.
V prostoru mezi vnějšími pólovými nástavci 31-38 a vnitřními pólovými nástavci 21*28 statoru 10 jsou umístěny samostatně vinuté cívky 1-8. Vzájemné protilehlé vnitřní a vnější drážky tvořené mezi pólovými nástavci 21 a 22, 31 a 32, statoru 10 se proto svým objemem prostoru shodují.
Obr. 6 znázorňuje příklad možného zapojení samostatných axiálně vinutých cívek 1-8 statoru 10. Na zapojení 6A je znázorněno sériopa ra lei ní zapojení osmi cívek 1*8 a na zapojení 6B je příklad sériového zapojení dvou cívek 1-2.
Z následného popisu vyplývá, že nejméně dvě na sebe navzájem působící cívky 1-8 navinuté na shodném kruhovém statorovém jádru 20 na sebe působí vzájemnou indukčností, jak ukazují šipky v obr. 6, a zároveň dochází k transformačnímu jevu. Díky různým způsobům zapojení je možné dimenzovat kruhový trafogenerátor na požadované parametry.
Při sérioparaleIním zapojení osmi samostatných statorových cívek 1-8, jak je uvedeno na zap. 6A, kde se jedná o osmi pólový kruhový trafogenerátor, je:
konec 1.2 cívky 1 spojen se začátkem 3.1 cívky 3; konec 3.2 cívky 3 je spojen se začátkem 5.1 cívky 5; konec 5.2 cívky 5 je spojen se začátkem 7.1 cívky 7; konec 7.2 cívky 7 je připojen na výstupní svorku L;
konec 2.2 cívky 2 je spojen se začátkem 4.1 cívky 4; konec 4.2 cívky 4 je spojen se začátkem 6.1 cívky 6; konec 6.2 cívky 6 je spojen se začátkem 8.1 cívky 8; konec 8.2 cívky 8 je připojen na výstupní svorku N;
začátek 2.1 cívky 2 spojen s koncem 7.2 cívky 7 a vyveden na výstupní svorku L;
začátek 1.1 cívky 1 spojen s koncem 8.2 cívky 8 a vyveden na výstupní svorku N;
Při sériovém zapojeni dvou samostatných statorových cívek 1-2 podle zap.6B, kde se jedná o dvou pólový kruhový trafogenerátor, je konec 1.2 cívky 1 spojen s koncem 2.2 cívky 2; začátek 2.1 cívky 2 je spojen s fázovým vodičem L a začátek 1,1 cívky 1 je spojen s pracovním vodičem N.
Jakékoliv vzájemné zapojení samostatných statorových cívek 1-8 v množství 2Nfl+2, kde No je přirozené číslo, je zapojeno tak, aby dvě sousedící cívky, např. 1 a 2 pracovaly ve fází a jejich napětí se sčítalo.
Obr. 7 znázorňuje řez dvojitého rotoru 40 a statoru 10 se samostatně vinutými cívkami 1-8 a pólovými nástavci 21-28, 31-38. Se základnou rotoru 59 je pevně spojeno vnitřní tělo 49 dvojitého rotoru 40 a vnější tělo 50 dvojitého rotoru 40, kde každé z nich obsahuje póly 41-48, 51-58 z permanentních magnetů nebo elektromagnetů. Samostatně vinuté axiální cívky 1-8 statoru 10 jsou navinuty na statorovém jádru 20.
Obr. 8 ukazuje rozloženou soustavu kruhového trafogenerátoru s podstatnými částmi jako je: sestava dvojitého rotoru 40, která je pevně spojena s hřídelí 60; základna statoru 39, která je ve složeném stavu kruhového trafogenerátoru pevně spojena se statorem 10 a obalem 70.
Zvýše uvedeného je zřejmé, že prezentovaný vynález kruhového trafogenerátoru není omezen proporčním znázorněním konstrukce, která je uvedena ve výkresech, není omezen prezentovaným počtem pólových nástavců a jejich tvarem ani počtem prezentovaných cívek. Prezentovaný vynález může být volně obměňován v rámci připojených patentových nároků, jelikož znázorňuje konstrukční principy, které je nutné dodržet, aby bylo dosaženo vysoce efektivní přeměny mechanické energie na energii elektrickou, resp. aby bylo dosaženo efektivní výroby elektrické energie.

Claims (12)

  1. PATENTOVÉ NÁROKY
    1. Kruhový trafogenerátor, obsahující stator (10) opatřený množstvím vnitřních a vnějších pólových nástavců (21+28,31-38) a dvojitý rotor (40) opatřený množstvím pólů na vnitřním i vnějším rotoru vyznačující se tím, že stator (10) obsahuje zpravidla kruhové statorové jádro (20), na kterém je axiálně navinuto množství samostatných statorových cívek (1-8) v prostorech mezi každými dvěma vnitřními pólovými nástavci (21*28) statoru (10) a každými dvěma vnějšími pólovými nástavci (31-38) statoru (10), kde minimálně dvě vedle sebe projektované samostatné cívky (1-8) statoru (10) jsou vázány vzájemnou indukčností a výstupy samostatných statorových cívek (1-8) jsou vzájemně propojeny a přivedeny na výstup kruhového trafogenerátoru z něhož je odebírán jednofázový střídavý proud; a že dvojitý rotor (40) obsahuje stejný počet pólů (41-48) z permanentních magnetů nebo elektromagnetů umístěných na vnitřním těle (49) dvojitého rotoru (40), jako počet vnitřních pólových nástavců (21-28) statoru (10) a stejný počet pólů (51-58) z permanentních magnetů nebo elektromagnetů umístěných na vnitřní straně vnějšího těla (50) dvojitého rotoru (40), jako počet vnějších pólových nástavců (31-38) statoru (10), kde každý severní pól umístěný na vnitřním těle (49) dvojitého rotoru (40) je situován proti každému severnímu pólu umístěnému na vnitřní straně vnějšího těla (50) dvojitého rotoru (40) a každý jižní pól umístěný na vnitřním těle (49) dvojitého rotoru (40) je situován proti každému jižnímu pólu umístěnému na vnitřní straně vnějšího těla (50) dvojitého rotoru (40).
  2. 2. Kruhový trafogenerátor podle nároku 1 vyznačující se tím, že obsahuje-stateFflOj, kde počet pólových nástavců (21r28, 31-38) statoru (10) je 2N0+2, kde Woje přirozené číslo.
  3. 3. Kruhový trafogenerátor podle nároku 1 až 2 vyznačující se tím, že obsahuje dvojitý rotor (40), kde počet pólů (41-48, 51-58) z permanentních magnetů nebo elektromagnetů nebo jejich vzájemná kombinace je 2Na+2, kde No je přirozené číslo.
  4. 4. Kruhový trafogenerátor podle nároku 1 až 3 vyznačující se tím, že obsahuje stator (10); kde- ječel kovy počet pólových nástavců (21-28, 31-38) statoru (10) shodný s celkovým počtem pólů (41-48,51-58) dvojitého rotoru (40).
  5. 5. Kruhový trafogenerátor podle alespoň jednoho z předešlých nároků vyznačující se tím, že obsahuje dvojitý rotor (40) s množstvím střídavě umístěných jižních a severních pólů (41+48, 51-58) z permanentních magnetů nebo elektromagnetů nebo vzájemnou kombinaci permanentních magnetů a elektromagnetů.
  6. 6. Kruhový trafogenerátor podle alespoň jednoho z předešlých nároků vyznačující se tím, že obsahuje základnu (59) dvojitého rotoru (40), která je z magneticky nevodivého materiálu a je pevně spojena s vnitřním tělem (49) dvojitého rotoru (40) a vnějším tělem (50) dvojitého rotoru (40), které jsou z magneticky vodivého materiálu.
  7. 7. Kruhový trafogenerátor podle alespoň jednoho z předešlých nároků vyznačující se tím, že obsahuje nejméně jednu dvojici samostatných axiálně navinutých cívek (1,2) na statorovém jádru (20), které jsou relativně shodné, mají stejný počet závitů a mají relativně shodný vnitřní odpor.
  8. 8. Kruhový trafogenerátor podle alespoň jednoho z nároků 1 až 6 vyznačující se tím, že obsahuje nejméně jednu dvojici samostatných axiálně navinutých cívek (1,2) na statorovém jádru (20), kde každá lichá cívka je parametricky odlišná od každé sudé cívky, tedy každá lichá cívka má jiný počet závitů a jiný vnitřní odpor jako každá sudá cívka.
    1 l4fvzí··
  9. 9. Kruhový trafogenerátor podle alespoň jednoho z předchozích nároků vyznačující se tím, že obsahuje sériové zapojení samostatných axiálně vinutých cívek (1--8) statoru (10) zapojených ve shodné polaritě sinusového průběhu výstupního indukovaného napětí a proudu.
    ‘ ' a jí
  10. 10. Kruhový trafogenerátor podle alespoň jednoho z předchozích nároků, vyznačující se tím, že obsahuje paralelní zapojení samostatných axiálně vinutých cívek. (V8) statoru (10) zapojených ve shodné polaritě sinusového průběhu výstupního indukovaného napětí a proudu.
    '/-i-’'
  11. 11. Kruhový trafogenerátor podle alespoň jednoho z předchozích nároků vyznačující se tím, že obsahuje kombinace sériových a paralelních zapojení samostatných axiálně vinutých cívek (1-8) statoru (10) zapojených ve shodné polaritě střídavého průběhu výstupního indukovaného napětí a proudu.
  12. 12. Točivý elektrický stroj skládající se ze statoru a dvojitého rotoru vyznačující se tím, že stator (10) obsahuje zpravidla kruhové statorové jádro (20), na kterém je axiálně navinuto množství samostatných statorových cívek (L8) v prostorech mezi každými dvěma vnitřními pólovými nástavci (21-28) statoru (10) a každými dvěma vnějšími pólovými nástavci (31.38) statoru (10), kde je minimálně do dvou samostatných axiálně vinutých cívek (1-8) statoru (10) dodávána indukčnost následkem magnetické nebo elektromagnetické indukce pólů (4148, 51-58) dvojitého rotoru (40), a zároveň minimálně dvě vedle sebe projektované samostatné cívky (1-8) statoru (10) jsou vázány vzájemnou indukčností, respektive mezi nimi vzniká transformační jev, a výstupy samostatných axiálně vinutých statorových cívek (1-8) jsou vzájemně propojeny a přivedeny na výstup točivého elektrického stroje tak, že je z výstupu točivého elektrického stroje odebírán jednofázový střídavý proud a napětí.
CZ20080779A 2008-12-08 2008-12-08 Kruhový trafogenerátor CZ301338B6 (cs)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ20080779A CZ301338B6 (cs) 2008-12-08 2008-12-08 Kruhový trafogenerátor
PCT/CZ2009/000145 WO2010066209A2 (en) 2008-12-08 2009-12-03 Circular transformer-generator
US13/133,320 US8736126B2 (en) 2008-12-08 2009-12-03 Circular transformer-generator

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ20080779A CZ301338B6 (cs) 2008-12-08 2008-12-08 Kruhový trafogenerátor

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CZ2008779A3 true CZ2008779A3 (cs) 2010-01-20
CZ301338B6 CZ301338B6 (cs) 2010-01-20

Family

ID=41528864

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ20080779A CZ301338B6 (cs) 2008-12-08 2008-12-08 Kruhový trafogenerátor

Country Status (3)

Country Link
US (1) US8736126B2 (cs)
CZ (1) CZ301338B6 (cs)
WO (1) WO2010066209A2 (cs)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
PE20141279A1 (es) * 2012-06-08 2014-10-11 Univ Pontificia Catolica Peru Transformador trifasico tipo tambor y procedimientos para fabricar el mismo
CN103454980B (zh) * 2013-07-31 2016-05-25 江阴天润信息技术有限公司 一种机械运动控制方法及装置
BR112016029587A2 (pt) 2014-06-17 2017-08-22 Heron Energy Pte Ltd dispositivo eletromagnético
FR3034265A1 (fr) * 2015-03-25 2016-09-30 Andre Chaneac Generatrice et moteur a courant continu comportant un induit fixe
US10576830B2 (en) * 2015-04-02 2020-03-03 Enedym Inc. Electric generator for diesel electric locomotive
EP3311468A4 (en) * 2015-07-13 2019-01-09 Heron Energy Pte Ltd ROTATING ELECTROMAGNETIC DEVICES
DE102016208474A1 (de) * 2016-05-18 2017-11-23 Siemens Aktiengesellschaft Elektrische Maschine mit Doppelläuferanordnung mit kryogenem Ferromagnetikum
EP3518385B1 (en) 2018-01-12 2023-03-01 Carrier Corporation Coreless electromagnetic machine with dual rotor
TWI758723B (zh) * 2020-05-05 2022-03-21 崑山科技大學 磁助力發電機

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2193525A5 (cs) * 1972-07-21 1974-02-15 Anvar
US4982128A (en) 1990-02-01 1991-01-01 Mcdonald Maurice F Double air gap alternator
WO1997003451A1 (en) * 1995-07-07 1997-01-30 Yeong Choon Chung Power saving apparatus using mutual inductive reactor
JPH09233792A (ja) 1996-02-29 1997-09-05 Yazaki Corp 単相交流発電機
PL353310A1 (en) * 1999-06-21 2003-11-17 Manfred Schrodl Electric motor
EP1102385B1 (en) * 1999-11-18 2006-05-10 Denso Corporation Rotary electric machine for vehicle
JP3719136B2 (ja) * 2000-01-17 2005-11-24 日産自動車株式会社 回転電機および駆動システム
JP4269544B2 (ja) * 2000-09-14 2009-05-27 株式会社デンソー 複数ロータ型同期機
KR100432954B1 (ko) * 2002-06-26 2004-05-28 주식회사 아모텍 레이디얼 코어타입 더블 로터 방식의 비엘디씨 모터
US6924574B2 (en) * 2003-05-30 2005-08-02 Wisconsin Alumni Research Foundation Dual-rotor, radial-flux, toroidally-wound, permanent-magnet machine
KR100545848B1 (ko) * 2003-06-23 2006-01-24 주식회사 아모텍 레이디얼 코어타입 더블 로터 방식의 비엘디씨 모터 및그의 제조방법
EP1661231A1 (en) * 2003-09-04 2006-05-31 Ultra Motor Company Limited Electric motor
JP4699710B2 (ja) * 2004-05-27 2011-06-15 アルファナテクノロジー株式会社 コア付きモータ
US7154192B2 (en) * 2004-09-27 2006-12-26 General Electric Company Electrical machine with double-sided lamination stack
PL1842278T3 (pl) * 2005-01-19 2016-11-30 Silnik z podwójnym wirnikiem
US20090064728A1 (en) * 2005-02-01 2009-03-12 Lg Electronics Washing machine with double rotor type motor
JP4983022B2 (ja) * 2006-01-05 2012-07-25 パナソニック株式会社 モータ
US7521835B2 (en) * 2006-06-27 2009-04-21 General Electric Company Permanent magnet machine with windings having strand transposition
US7750521B2 (en) * 2006-12-07 2010-07-06 General Electric Company Double-sided starter/generator for aircrafts
CN101720524B (zh) 2007-04-18 2012-09-26 朴桂正 具有同心设置的转子的电机以及具有该电机的驱动装置
KR100908396B1 (ko) * 2007-04-23 2009-07-20 주식회사 아모텍 Ｂｌｄｃ 모터용 스테이터, 이를 이용한 더블로터/싱글스테이터 구조의 ｂｌｄｃ 모터 및 자동차용 냉각 장치

Also Published As

Publication number Publication date
US20110248589A1 (en) 2011-10-13
US8736126B2 (en) 2014-05-27
WO2010066209A4 (en) 2010-12-02
CZ301338B6 (cs) 2010-01-20
WO2010066209A2 (en) 2010-06-17
WO2010066209A3 (en) 2010-09-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CZ2008779A3 (cs) Kruhový trafogenerátor
EP2286503B1 (en) Composite electromechanical machines with uniform magnets
US20120146442A1 (en) Electrical machines
US6680557B2 (en) Rotary electric machine having cylindrical rotor with alternating magnetic poles thereon
CN105284033A (zh) 电机
US7521835B2 (en) Permanent magnet machine with windings having strand transposition
CN105531913B (zh) 大输出高效率单相多极的发电机
EP2926440A2 (en) Electric machines
US20140084716A1 (en) Rotating electrical machine with so-called double homopolar structure
KR101945118B1 (ko) 전동기 및 이의 구동방법
EP1095441A1 (en) Brushless synchronous rotary electrical machine
CN103138404A (zh) 不可逆交流发电装置
Radulescu et al. Novel topologies of low-speed axial-flux permanent-magnet micro-wind generator
CN110504808A (zh) 一种径向复合双擎永磁同步发电机
CN110417216A (zh) 一种双擎径向复合永磁同步发电机
WO2005050821A2 (en) Generator with high efficiency
CN110535311A (zh) 一种径向复合多重输出永磁同步发电机
WO2015044949A2 (en) Electrical member for electrical machines
RU192585U1 (ru) Электрический генератор
EP3051670A1 (en) Winding design for a stator of an electric machine
KR20250140764A (ko) 모터 기능과 발전 기능 겸용의 회전 유니트 및 이를 포함하는 모터와 발전 시설
RU2005134273A (ru) Электрическая машина (варианты)
EP2770610A1 (en) A stator core for a rotating electrical machine and a method for construction of the rotating electrical machine
KR101964069B1 (ko) 구동토크가 개선된 다단발전기
CZ309777B6 (cs) Bezkartáčový stejnosměrný elektromotor

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Patent lapsed due to non-payment of fee

Effective date: 20221208