CZ301338B6 - Kruhový trafogenerátor - Google Patents
Kruhový trafogenerátor Download PDFInfo
- Publication number
- CZ301338B6 CZ301338B6 CZ20080779A CZ2008779A CZ301338B6 CZ 301338 B6 CZ301338 B6 CZ 301338B6 CZ 20080779 A CZ20080779 A CZ 20080779A CZ 2008779 A CZ2008779 A CZ 2008779A CZ 301338 B6 CZ301338 B6 CZ 301338B6
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- stator
- coils
- rotor
- poles
- circular
- Prior art date
Links
- 230000009466 transformation Effects 0.000 title abstract description 14
- 230000005674 electromagnetic induction Effects 0.000 claims abstract description 3
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims description 4
- 239000012811 non-conductive material Substances 0.000 claims description 2
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 abstract description 4
- 230000006698 induction Effects 0.000 abstract description 3
- 238000004804 winding Methods 0.000 abstract description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 3
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 230000001684 chronic effect Effects 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 1
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 1
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 se ze statoru a dvojitého rotoru, kde stator (10) obsahuje zpravidla kruhové statorové jádro (20), na kterém je axiálne navinuto množství samostatných statorových cívek (1 až 8) v prostorech mezi každými dvema vnitrními pólovými nástavci (21 až 28) statoru (10) a každými dvema vnejšími pólovými nástavci (31 až 38) statoru (10), kde je minimálne do dvou samostatných axiálne vinutých cívek (1 až 8) statoru (10) dodávána indukcnost následkem magnetické nebo elektromagnetické indukce pólu (41 až 48, 51 až 58) dvojitého rotoru (40), a
Description
Kruhový trafogenerátor
Vynález se týká točivého elektrického stroje až kruhového trafogenerátoru, poháněného vnější mechanickou energií, kterou mění na energii elektrickou.
io 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 otáčení a počtu závitů v cívkách statoru atd. Rotor může být také tvořen pólovými nástavci z permanentních magnetů nebo nástavci s budícími cívkami. Uvnitř klasických konstrukcí točivých elektrických generátorů tak vznikají io magnetické síly, 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 až 40% ztrátám, přičemž účinné generátory vyrábí při zatížení přibližně 60 až 70% elektrické energie ze 100% energie dodané točivým momentem. Dochází tak ke značným ztrátám a značné spotřebě primárních energetic25 kých 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 kons35 trukcí 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 nás40 tavci 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 vnitřním těle dvojitého rotoru je situován proti každému jižnímu pólu umístěnému na vnitřní straně vnějšího těla dvojité50 ho rotoru.
Je výhodné, když počet pólových nástavců statoru je 2N,}+2^ kde N<} je přirozené číslo, stejně tak, když dvojitý rotor trafogenerátoru obsahuje 2Na+2 pólů z permanentních magnetů nebo elektromagnetů či vzájemnou kombinaci permanentních magnetů nebo elektromagnetů. Je také vhodné,
-1 CZ 301338 B6 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 vzá5 jemné 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, io 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, paralelní15 ho nebo kombinace sériového a paralelního samostatného zapojení lichých nebo sudých axiálně vinutých cívek statoru, nebo využitím sériového, paralelního nebo kombinace sériového a paralelního zapojení 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 podstataje v tom, že tento točivý elektrický stoj využívá nového, kruhového až 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, pos45 kytuje 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.
-2CZ 30Í338 B6
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 s póly z permanentních magnetů nebo elektromagnetů, základnu rotoru a hřídel rotoru.
Obr. 4 - Schematické znázornění pólů dvojitého rotoru, sestavy statoru s vnějšími a vnitřními io 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 syn20 chronního 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 zatížení podstatně méně vstupní energie dodané točivým momentem než klasické konstrukce generátorů.
Obr. 2 vyobrazuje sestavu statoru JO trafogenerátoru obsahující základnu 39 statoru 10, která je při složeném stavu pevně spojena se statorovým jádrem 20. Jádro statoru 20 obsahuje množství vnitřních pólových nástavců 21 až 28 projektovaných směrem do středu statorového jádra 20 a stejný počet protilehlých vnějších pólových nástavců 31 až 38 projektovaných směrem od středu statorového jádra 20 a množství samostatných statorových vinutí 1 až 8 navinutých axiálně na statorovém jádru 20 v protilehlých prostorech vzniklých mezi každými dvěma vnitřními pólovými nástavci 21 až 28 a každými dvěma vnějšími pólovými nástavci 31 až 38.
Obr. 3 vyobrazuje sestavu dvojitého rotoru 40 obsahující vnitřní póly 4J_-až 48 z permanentních magnetů nebo elektromagnetů umístěné na vnitřním těle 49 dvojitého rotoru 40, které jsou pro35 jektované proti stejnému počtu vnějších pólů 51’až 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 pevně 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 a 8 a polohu vnitřních pólů 41až 48 a vnějších pólů 51 až 58 dvojitého rotoru 40. U samostatně axiál45 ně vinutých cívek 1 až 8 statoru 10 jsou znázorněny vývody 1.1 až 8.1 a 1.2 až 8.2 jednotlivých cívek 1 až 8. Označení 1,1 až 8,1 znázorňuje začátky samostatných cívek 1 až 8 statoru 10, označení 1,2 až 8.2 znázorňuje konce samostatných cívek i až 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 až 8 statoru JO. 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 až 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
-3CZ 301338 Bó sestavy dvojitého rotoru 40 vůči sestavě statoru 10 a jejím pólovým nástavcům 21 až 28 a H až 38 pak dochází k přepólování směru magnetického toku procházejícího skrze statorové jádro m, čili jádro 20 samostatně vinutých cívek 1 až 8 statoru IQ.
Samostatně axiálně navinuté cívky 1 až 8 mohou být vzájemně totožné v počtu závitů a ve vnitřním odporu, ale zároveň mohou mít sudé a liché cívky 1 až 8 statoru IQ jiný počet závitů a jiný vnitřní odpor. V obou případech tvoří vzájemně vedle sebe stojící samostatně vinuté cívky 1, 2; 2, 3; 3, 4; atd. dvojice v rámci jedné sinusové půl vlny. Pokud jsou samostatně vinuté cívky 1 až 8 statoru 10 shodné, jejich absolutní shodnost je sice relativní, ale vytvářejí transformační poměr ίο 1:1, v případě odlišných cívek 1 až 8 ve dvojicích vytvářejí transformační poměr např. 1:2 atd. Při práci kruhového trafogenerátoru pak odlišné cívky 1 až 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 až 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 elek20 tromagnetů 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 až 8, Axiálně vinuté cívky 1 až 8 jsou navinuty na statorovém jádru 20. Statorové jádro 20 obsahuje vnitřní pólové nástavce 21·až 28 projektované do středu statoru IQ a protilehlé vnější pólové nástavce 31 až 38 projektované vně statoru 10.
V prostoru mezi vnějšími pólovými nástavci 31 až 38 a vnitřními pólovými nástavci 21 až 2.8 statoru 10 jsou umístěny samostatně vinuté cívky 1 až 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 až 8 statoru IQ. Na zapojení 6A je znázorněno sérioparalelní zapojení osmi cívek 1 až 8 a na zapojení 6B je příklad sériového zapojení dvou cívek 1 a 2.
Z následného popisu vyplývá, že nejméně dvě na sebe navzájem působící cívky 1 až 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 sérioparalelním zapojení osmi samostatných statorových cívek 1 až 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;
-4CZ 301338 B6 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 zapojení dvou samostatných statorových cívek I až 2 podle zap.6B, kde se jedná o io dvou pólový kruhový trafogenerátor, je konec 1.2 cívky i spojen s koncem 2.2 cívky 2; začátek
2.1 cívky 2 je spojen s fázovým vodičem L a začátek 1.1 cívky ije spojen s pracovním vodičem N.
Jakékoliv vzájemné zapojení samostatných statorových cívek i až 8 v množství 2Νθ+2, kde No je přirozené číslo, je zapojeno tak, aby dvě sousedící cívky, např. i a 2 pracovaly ve fázi a jejich napětí se sčítalo.
Obr. 7 znázorňuje řez dvojitého rotoru 40 a statoru JO se samostatně vinutými cívkami i až 8 a pólovými nástavci 21 až 28, 31-až 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/až 48, 51 až 58 z permanentních magnetů nebo elektromagnetů. Samostatně vinuté axiální cívky i až 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 JO a obalem 70.
Z výše uvedeného je zřejmé, že prezentovaný vynález kruhového trafogenerátoru není omezen proporčním znázorněním konstrukce, která je uvedena ve výkresech, není omezen prezentova30 ným 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)
- PATENTOVÉ NÁROKY1. Kruhový trafogenerátor, obsahující stator (10) opatřený množstvím vnitřních a vnějších pólových nástavců (21 až 28, 31 až 38) a dvojitý rotor (40) opatřený množstvím pólů na vnitřním i vnějším rotoru, vyznačující se tím, že stator (10) obsahuje zpravidla kruhové stato45 rove jádro (20), na kterém je axiálně navinuto množství samostatných statorových cívek (1 až 8) v prostorech mezi každými dvěma vnitřními pólovými nástavci (21 až 28) statoru (10) a každými dvěma vnějšími pólovými nástavci (31 až 38) statoru (10), kde minimálně dvě vedle sebe projektované samostatné cívky (1 až 8) statoru (10) jsou vázány vzájemnou indukčností a výstupy samostatných statorových cívek (1 až 8) jsou vzájemně propojeny a přivedeny na výstup kruho50 vého trafogenerátoru z něhož je odebírán jednofázový střídavý proud; a že dvojitý rotor (40) obsahuje stejný počet pólů (41 až 48) z permanentních magnetů nebo elektromagnetů umístěných na vnitrním těle (49) dvojitého rotoru (40), jako počet vnitřních pólových nástavců (21 až 28) statoru (10) a stejný počet pólů (51 až 58) z permanentních magnetů nebo elektromagnetů umístěných na vnitřní straně vnějšího těla (50) dvojitého rotoru (40), jako počet vnějších pólových55 nástavců (31 až 38) statoru (10), kde každý severní pól umístěný na vnitřním těle (49) dvojitého-5CZ 301338 B6 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. Kruhový trafogenerátor podle nároku 1, vyznačující se tím, že počet pólových nástavců (21 až 28, 31 až 38) statoru (10) je 2N(J+2, kde N<, je přirozené číslo.
- 3. Kruhový trafogenerátor podle nároků 1 a 2, vyznačující se tím, že u dvojitého io rotoru (40) počet pólů (41 až 48, 51 až 58) z permanentních magnetů nebo elektromagnetů nebo jejich vzájemná kombinace je 2Nq+2, kde ňfoje přirozené číslo.
- 4. Kruhový trafogenerátor podle nároků laž3, vyznačující se tím, že celkový počet pólových nástavců (21 až 28, 31 až 38) statoru (10) je shodný s celkovým počtem pólů (4115 až 48, 51 až 58) dvojitého rotoru (40).
- 5. Kruhový trafogenerátor podle alespoň jednoho z předešlých nároků, vyznačující se tím, že dvojitý rotor (40) má množství střídavě umístěných jižních a severních pólů (41 až 48, 51 až 58) z permanentních magnetů nebo elektromagnetů nebo vzájemnou kombinaci perma20 nentních magnetů a elektromagnetů.
- 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) dvoji25 tého rotoru (40), které jsou z magneticky vodivého materiálu.
- 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 shodný30 vnitřní odpor.
- 8. Kruhový trafogenerátor podle alespoň jednoho z nároků laž6, 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 každá35 lichá cívka májiný počet závitů a jiný vnitřní odpor jako každá sudá cívka.
- 9. Kruhový trafogenerátor podle alespoň jednoho z předchozích nároků 1 až 8, vyznačující se tím, že obsahuje sériové zapojení samostatných axiálně vinutých cívek (1 až 8) statoru (10) zapojených ve shodné polaritě sinusového průběhu výstupního indukovaného napětí40 a proudu.
- 10. Kruhový trafogenerátor podle alespoň jednoho z předchozích nároků laž8, vyznačující se tím, že obsahuje paralelní zapojení samostatných axiálně vinutých cívek (1 až 8) statoru (10) zapojených ve shodné polaritě sinusového průběhu výstupního indukovaného napětí45 a proudu.
- 11. Kruhový trafogenerátor podle alespoň jednoho z předchozích nároků l až 8, vyznačují c í se tím, že obsahuje kombinace sériových a paralelních zapojení samostatných axiálně vinutých cívek (1 až 8) statoru (10) zapojených ve shodné polaritě střídavého průběhu výstupního50 indukovaného napětí a proudu.- 6 CZ 301338 B6
- 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 (1 až 8) v prostorech mezi každými dvěma vnitf5 nimi pólovými nástavci (21 až 28) statoru (10) a každými dvěma vnějšími pólovými nástavci (31 až 38) statoru (10), kde je minimálně do dvou samostatných axiálně vinutých cívek (1 až 8) statoru (10) dodávána indukčnost následkem magnetické nebo elektromagnetické indukce pólů (41 až 48, 51 až 58) dvojitého rotoru (40), a zároveň minimálně dvě vedle sebe projektované samostatné cívky (1 až 8) statoru (10) jsou vázány vzájemnou indukčností, respektive mezi nimi io vzniká transformační jev, a výstupy samostatných axiálně vinutých statorových cívek (1 až 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.
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ20080779A CZ301338B6 (cs) | 2008-12-08 | 2008-12-08 | Kruhový trafogenerátor |
| US13/133,320 US8736126B2 (en) | 2008-12-08 | 2009-12-03 | Circular transformer-generator |
| PCT/CZ2009/000145 WO2010066209A2 (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 CZ2008779A3 (cs) | 2010-01-20 |
| CZ301338B6 true 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)
| 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 |
| EP3158628A4 (en) | 2014-06-17 | 2018-02-28 | Heron Energy Pte Ltd | Electromagnetic device |
| FR3034265A1 (fr) * | 2015-03-25 | 2016-09-30 | Andre Chaneac | Generatrice et moteur a courant continu comportant un induit fixe |
| CA2925770C (en) * | 2015-04-02 | 2023-02-28 | Mcmaster University | 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 |
Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1117173A2 (en) * | 2000-01-17 | 2001-07-18 | Nissan Motor Company Limited | Motor/Generator |
| US20040239199A1 (en) * | 2003-05-30 | 2004-12-02 | Wisconsin Alumni Research Foundation | Dual-rotor, radial-flux, toroidally-wound, permanent-magnet machine |
| KR20050000245A (ko) * | 2003-06-23 | 2005-01-03 | 주식회사 아모텍 | 레이디얼 코어타입 더블 로터 방식의 비엘디씨 모터 및그의 제조방법 |
| WO2006078114A2 (en) * | 2005-01-19 | 2006-07-27 | Lg Electronics Inc. | Double rotor type motor |
| WO2006083108A2 (en) * | 2005-02-01 | 2006-08-10 | Lg Electronics Inc. | Washing machine with double rotor type motor |
| EP1873888A2 (en) * | 2006-06-27 | 2008-01-02 | General Electric Company | Electrical machine with improved winding |
| EP1931015A2 (en) * | 2006-12-07 | 2008-06-11 | General Electric Company | Double-sided starter-generator for aircraft |
| EP1942571A1 (en) * | 2006-01-05 | 2008-07-09 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Motor with two rotors and apparatus with the same |
| WO2008130176A1 (en) * | 2007-04-23 | 2008-10-30 | Amotech Co., Ltd. | Stator for bldc motor, bldc motor having double rotors/single stator and vehicle cooler using the same |
Family Cites Families (12)
| 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 |
| DE60027840T2 (de) * | 1999-11-18 | 2006-12-28 | Denso Corp., Kariya | Rotierende elektrische Maschine für Fahrzeuge |
| 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 |
| WO2005025036A1 (en) * | 2003-09-04 | 2005-03-17 | 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 |
| US8701805B2 (en) | 2007-04-18 | 2014-04-22 | Gye-Jeung Park | Motor having rotors arranged concentrically and driving apparatus having the motor |
-
2008
- 2008-12-08 CZ CZ20080779A patent/CZ301338B6/cs not_active IP Right Cessation
-
2009
- 2009-12-03 WO PCT/CZ2009/000145 patent/WO2010066209A2/en active Application Filing
- 2009-12-03 US US13/133,320 patent/US8736126B2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1117173A2 (en) * | 2000-01-17 | 2001-07-18 | Nissan Motor Company Limited | Motor/Generator |
| US20040239199A1 (en) * | 2003-05-30 | 2004-12-02 | Wisconsin Alumni Research Foundation | Dual-rotor, radial-flux, toroidally-wound, permanent-magnet machine |
| KR20050000245A (ko) * | 2003-06-23 | 2005-01-03 | 주식회사 아모텍 | 레이디얼 코어타입 더블 로터 방식의 비엘디씨 모터 및그의 제조방법 |
| WO2006078114A2 (en) * | 2005-01-19 | 2006-07-27 | Lg Electronics Inc. | Double rotor type motor |
| WO2006083108A2 (en) * | 2005-02-01 | 2006-08-10 | Lg Electronics Inc. | Washing machine with double rotor type motor |
| EP1942571A1 (en) * | 2006-01-05 | 2008-07-09 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Motor with two rotors and apparatus with the same |
| EP1873888A2 (en) * | 2006-06-27 | 2008-01-02 | General Electric Company | Electrical machine with improved winding |
| EP1931015A2 (en) * | 2006-12-07 | 2008-06-11 | General Electric Company | Double-sided starter-generator for aircraft |
| WO2008130176A1 (en) * | 2007-04-23 | 2008-10-30 | Amotech Co., Ltd. | Stator for bldc motor, bldc motor having double rotors/single stator and vehicle cooler using the same |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CZ2008779A3 (cs) | 2010-01-20 |
| US20110248589A1 (en) | 2011-10-13 |
| WO2010066209A3 (en) | 2010-09-16 |
| US8736126B2 (en) | 2014-05-27 |
| WO2010066209A2 (en) | 2010-06-17 |
| WO2010066209A4 (en) | 2010-12-02 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US20220190661A1 (en) | Dc electric motor/generator with enhanced permanent magnet flux densities | |
| CZ301338B6 (cs) | Kruhový trafogenerátor | |
| Almoraya et al. | Development of a double-sided consequent pole linear vernier hybrid permanent-magnet machine for wave energy converters | |
| US10476362B2 (en) | Multi-tunnel electric motor/generator segment | |
| US7521835B2 (en) | Permanent magnet machine with windings having strand transposition | |
| GB2454170A (en) | Pole number changing in permanent magnet reluctance machines | |
| Zulu et al. | Topologies for wound-field three-phase segmented-rotor flux-switching machines | |
| KR20150114941A (ko) | 전기 기계 | |
| RU2354032C1 (ru) | Бесконтактная магнитоэлектрическая машина | |
| RU2407135C2 (ru) | Бесконтактная редукторная магнитоэлектрическая машина | |
| RU2393615C1 (ru) | Однофазный бесконтактный магнитоэлектрический генератор | |
| RU2412519C1 (ru) | Реактивная машина | |
| RU2313885C2 (ru) | Электрическая машина (варианты) | |
| RU2507667C2 (ru) | Магнитный генератор | |
| EP1514340A1 (en) | Synchronous electrical concentrated coil machine | |
| RU2005134273A (ru) | Электрическая машина (варианты) | |
| Rathod et al. | Design of poly-phase outer rotor homo-polar transverse flux machine using ferrite magnets and laminations | |
| RU2575649C2 (ru) | Магнитный генератор | |
| RU2541427C1 (ru) | Торцевая электрическая машина (варианты) | |
| RU2311716C2 (ru) | Электрическая машина (варианты) | |
| RU2436221C1 (ru) | Бесконтактная магнитоэлектрическая машина с аксиальным возбуждением | |
| RU77513U1 (ru) | Электрическая машина (варианты) | |
| RU73564U1 (ru) | Электрическая машина (варианты) | |
| RU50731U1 (ru) | Электрическая машина | |
| RU2551640C1 (ru) | Синхронный реактивный электродвигатель |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | Patent lapsed due to non-payment of fee |
Effective date: 20221208 |