PL205187B1

PL205187B1 - Urządzenie do zamiany energii mechanicznej w elektryczną lub energii elektrycznej w mechaniczną

Info

Publication number: PL205187B1
Application number: PL354554A
Authority: PL
Inventors: Kazimierz Ziółko; Rafał Ziółko
Original assignee: Ziołko Kazimierz; Ziołko Rafał
Priority date: 2002-06-17
Filing date: 2002-06-17
Publication date: 2010-03-31
Also published as: PL354554A1

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest urządzenie do zamiany energii mechanicznej w elektryczną lub energii elektrycznej w mechaniczną.

Znane jest urządzenie do zamiany energii mechanicznej w elektryczną lub energii elektrycznej w mechaniczną składające się ze współbieżnych powierzchni cylindrycznych, na których utworzone są żłobki z uzwojeniem stacjonarnym obwodu mocy elektrycznej, a na drugiej powierzchni cylindrycznej umieszczona jest w układzie kinetycznym mocy mechanicznej wirująca magneśnica.

Znane jest również urządzenie do zamiany energii mechanicznej w elektryczną lub energii elektrycznej w mechaniczną składające się ze współbieżnych powierzchni płaskich, na których utworzone są żłobki z uzwojeniem stacjonarnym obwodu mocy elektrycznej, a na drugiej powierzchni płaskiej umieszczona jest w układzie kinetycznym mocy mechanicznej poruszająca się wzdłużnie płaszczyzna sił magnetomotorycznych.

Z opisu patentowego US 4900965A znane jest urzą dzenie skł adają ce się z podwójnej współ osiowej wirującej magneśnicy względem nieruchomego stojana. Znana jest również podwójna magneśnica w płaskim układzie współbieżnym w stosunku do płaskiego stojana.

Znane urządzenia charakteryzują się jednym pasmem reakcyjnym, w którym następuje konwersja mocy mechanicznej w elektryczną lub odwrotnie i występują nieskompensowane strumienie rozproszenia, ograniczające parametry wykonawcze momentów i mocy maszyny.

Urządzenie do zamiany energii mechanicznej w elektryczną lub energii elektrycznej w mechaniczną składające się ze współosiowych powierzchni tarczowych, gdzie w układzie stacjonarnym na jednej powierzchni tarczowej utworzone są żłobki z uzwojeniem stacjonarnym obwodu mocy elektrycznej z doprowadzeniem mocy elektrycznej po zewnętrznym obwodzie, a na drugiej powierzchni tarczowej umieszczona jest w układzie kinetycznym mocy mechanicznej wirująca magneśnica, charakteryzuje się według wynalazku tym, że w układzie stacjonarnym mocy elektrycznej utworzona jest struktura ciętych zębów żłobków wraz z częścią przynależnego uzwojenia. Płaszczyzna cięcia zębów żłobków jest prostopadła do osi obrotu układu kinetycznego. Utworzona jest struktura współosiowych stacjonarnych tarcz reaktywnych, w ilości odpowiedniej do n-cięć zębów żłobków, gdzie n = 1, 2,... itd., przy czym stacjonarne tarcze reaktywne przymocowane są powierzchnią boczną zewnętrzną do nieruchomego pierścienia oporowego. Pierścień ten przymocowany jest do nieruchomej tarczy. Natomiast w układzie kinetycznym mechanicznego obwodu mocy utworzona jest struktura zewnętrznych i pośrednich kinetycznych tarcz reaktywnych z siłami magnetomotorycznymi. Powstała struktura składa się z n+1, gdzie n posiada podane wyżej wartości, współosiowych kinetycznych tarcz reaktywnych. Tarcze te zamocowane są powierzchnią boczną wewnętrzną do elementu kinetycznego. Utworzona jest zazębiająca się struktura współbieżnych stacjonarnych tarcz reaktywnych i kinetycznych tarcz reaktywnych.

W innej odmianie wynalazku urządzenie do zamiany energii mechanicznej w elektryczną lub energii elektrycznej w mechaniczną składające się ze współosiowych powierzchni tarczowych, gdzie w ukł adzie stacjonarnym na jednej powierzchni tarczowej utworzone są żłobki z uzwojeniem stacjonarnym obwodu mocy elektrycznej z doprowadzeniem mocy elektrycznej po wewnętrznym obwodzie, a na drugiej powierzchni tarczowej umieszczona jest w układzie kinetycznym mocy mechanicznej wirująca magneśnica, charakteryzuje się według wynalazku tym, że w układzie stacjonarnym mocy elektrycznej utworzona jest struktura ciętych zębów żłobków wraz z częścią przynależnego uzwojenia. Płaszczyzna cięcia zębów żłobków jest prostopadła do osi obrotu układu kinetycznego i utworzona jest struktura współosiowych stacjonarnych tarcz reaktywnych, w ilości odpowiedniej do n-cięć zębów żłobków, gdzie n =1, 2,... itd. Stacjonarne tarcze reaktywne (10) przymocowane są powierzchnią boczną wewnętrzną do nieruchomej tarczy. W układzie kinetycznym mechanicznego obwodu mocy utworzona jest struktura zewnętrznych i pośrednich kinetycznych tarcz reaktywnych z siłami magnetomotorycznymi. Powstała struktura składa się z n+1, gdzie n posiada podane wyżej wartości, współosiowych kinetycznych tarcz reaktywnych, które zamocowane są powierzchnią boczną zewnętrzną do kinetycznego pierścienia. Utworzona jest zazębiająca się struktura współbieżnych stacjonarnych tarcz reaktywnych i kinetycznych tarcz reaktywnych.

Dzięki wykorzystaniu urządzenia według wynalazku uzyskuje się możliwość ograniczenia strumieni rozproszenia i budowy małośrednicowych maszyn o wielkiej liczbie par biegunów, które jako

PL 205 187 B1 wielkoczęstotliwościowe maszyny mogą uzyskiwać gęstości mocy jednostkowej nieosiągalne dla tradycyjnych maszyn elektrycznych. Jednocześnie konfiguracja geometryczna urządzenia według wynalazku umożliwia przetwarzanie energii od wartości najmniejszych do wartości wyrażonych megawatami.

Wynalazek objaśniony jest bliżej w przykładach wykonania i na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia urządzenie z jednym cięciem zębów żłobków z przynależnym uzwojeniem z doprowadzeniem mocy elektrycznej po zewnętrznym obwodzie, fig. 2 przedstawia urządzenie z dwoma cięciami zębów żłobków z przynależnym uzwojeniem z doprowadzeniem mocy elektrycznej po zewnętrznym obwodzie, fig. 3 przedstawia urządzenie z jednym cięciem zębów żłobków z przynależnym uzwojeniem z doprowadzeniem mocy elektrycznej po wewnętrznym obwodzie, fig. 4 przedstawia urządzenie z dwoma cięciami żłobków z przynależ nym uzwojeniem z doprowadzeniem mocy elektrycznej po wewnętrznym obwodzie.

P r z y k ł a d I

Urządzenie do zamiany energii mechanicznej w elektryczną lub energii elektrycznej w mechaniczną przedstawione na fig. 1.

Maszyna posiada uzwojenia 2 reprezentowane w postaci zwojów zastępczych U1V1 oraz U2V2 znajdujących się w układzie stacjonarnym x mocy elektrycznej Pel oraz magneśnicę, której siły magnetomotoryczne 8 generowane są przez magnesy trwałe, znajdującą się w układzie kinetycznym y mocy mechanicznej Pmech. W maszynie tej moc elektryczna Pel jest doprowadzana po obwodzie zewnętrznym.

W układzie stacjonarnym x mocy elektrycznej utworzona jest struktura ciętych zębów żłobków 1 wraz z uzwojeniem 2, których płaszczyzna cięcia jest prostopadła do osi obrotu kinetycznego y. Utworzona jest struktura współosiowej stacjonarnej tarczy reaktywnej 10 składającej się z elementów zębów żłobków 1, uzwojenia 2 i fragmentu tarczy nieruchomej 3. Tarcza reaktywna 10 umocowana jest powierzchnią boczną zewnętrzną z nieruchomym pierścieniem oporowym 5, który umocowany jest do nieruchomej tarczy 6. W układzie kinetycznym y mocy mechanicznej Pmech utworzona jest struktura zewnętrznych tarcz reaktywnych 7a, 7b z siłami magnetomotorycznymi 8. W powstałej strukturze dolna tarcza reaktywna 7a jest częścią elementu kinetycznego 4, a górna tarcza reaktywna 7b zamocowana jest powierzchnią boczną wewnętrzną do elementu kinetycznego 4.

Utworzona jest zazębiająca struktura współosiowej stacjonarnej tarczy reaktywnej 10 i kinetycznych tarcz reaktywnych 7a, 7b.

P r z y k ł a d II

W układzie stacjonarnym x mocy elektrycznej Pel urządzenia przedstawionego na fig. 2 utworzona jest struktura dwukrotnie ciętych zębów żłobków 1 wraz z częścią przynależnego uzwojenia 2, których płaszczyzny cięć są prostopadłe do osi obrotu układu kinetycznego y.

Utworzona jest struktura współosiowych stacjonarnych tarcz reaktywnych 10a i 10b składających się z elementów zębów żłobków 1, części przynależnego uzwojenia 2a i 2b i fragmentów tarcz nieruchomych 3a i 3b. Tarcze reaktywne 10a i 10b umocowane są powierzchnią boczną zewnętrzną z nieruchomym pierścieniem oporowym 5, który umocowany jest do nieruchomej tarczy 6. W układzie kinetycznym y mocy mechanicznej utworzona jest struktura zewnętrznych tarcz reaktywnych 7a, 7b oraz pośredniej tarczy reaktywnej 7c z siłami magnetomotorycznymi 8. W powstałej strukturze dolna zewnętrzna tarcza reaktywna 7a jest częścią elementu kinetycznego 4, a górna zewnętrzna tarcza reaktywna 7b i tarcza pośrednia 7c zamocowane są powierzchnią boczną wewnętrzną do elementu kinetycznego 4.

Utworzona jest zazębiająca struktura współosiowych stacjonarnych tarcz reaktywnych 10a, 10b oraz kinetycznych tarcz reaktywnych 7a, 7b, 7c.

P r z y k ł a d III

Urządzenie do zamiany energii mechanicznej w elektryczną lub energii elektrycznej w mechaniczną przedstawione na fig. 3. Maszyna posiada uzwojenie 2 reprezentowane w postaci zwojów zastępczych U1V1 oraz U2V2 znajdujących się w układzie stacjonarnym x mocy elektrycznej Pel oraz magneśnicę, której siły elektromotoryczne 8 generowane są przez magnesy trwałe, znajdujące się w układzie kinetycznym y mocy mechanicznej Pmech. W maszynie tej moc elektryczna Pel jest doprowadzana po obwodzie wewnętrznym.

PL 205 187 B1

W ukł adzie stacjonarnym x mocy elektrycznej Pel utworzona jest struktura cię tych zę bów żłobków 1 wraz z uzwojeniem 2, których płaszczyzna cięcia jest prostopadła do osi obrotu układu kinetycznego y. Utworzona jest struktura współosiowej stacjonarnej tarczy reaktywnej 10 składającej się z elementów zębów żłobków 1 i uzwojenia 2. Tarcza reaktywna 10 umocowana jest powierzchnią boczną wewnętrzną do nieruchomej tarczy 3.

W układzie kinetycznym y mocy mechanicznej Pmech utworzona jest struktura zewnętrznych tarcz reaktywnych 7a, 7b z siłami magnetomotorycznymi 8. W powstałej strukturze dolna tarcza reaktywna 7a jest częścią elementu kinetycznego 4. Dolna tarcza reaktywna 7a i górna tarcza reaktywna 7b łączone są bocznymi powierzchniami zewnętrznymi z pierścieniem kinetycznym 11.

P r z y k ł a d IV

W układzie stacjonarnym x mocy elektrycznej Pel urządzenia przedstawionego na fig. 4 siły magnetomotoryczne 8 generowane są przez magnesy trwałe i utworzona jest struktura dwukrotnie ciętych zębów żłobków 1a, 1b wraz z częścią przynależnych uzwojeń 2a, 2b, których płaszczyzny cięć są prostopadłe do osi obrotu układu kinetycznego y. Utworzona jest struktura współosiowych stacjonarnych tarcz reaktywnych 10a i 10b składających się z elementów zębów żłobków 1a, 1b i części przynależnych uzwojeń 2a, 2b. Tarcze reaktywne 10a i 10b umocowane są powierzchnią boczną wewnętrzną do nieruchomej tarczy 3.

W ukł adzie kinetycznym y mocy mechanicznej Pmech utworzona jest struktura zewnę trznych tarcz reaktywnych 7a, 7b oraz pośredniej tarczy reaktywnej 7c z siłami magnetomotorycznymi 8. W powstałej strukturze dolna zewnę trzna tarcza reaktywna 7a jest częścią elementu kinetycznego 4.

Dolna tarcza reaktywna 7a i górna tarcza reaktywna 7b oraz pośrednia tarcza reaktywna 7c łączone są bocznymi powierzchniami zewnętrznymi z pierścieniem kinetycznym 11.

Utworzona jest zazębiająca struktura współosiowych stacjonarnych tarcz reaktywnych 10a i 10b oraz kinetycznych tarcz reaktywnych 7a, 7b, 7c.

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Urządzenie do zamiany energii mechanicznej w elektryczną lub energii elektrycznej w mechaniczną składające się ze współosiowych powierzchni tarczowych, gdzie w układzie stacjonarnym na jednej powierzchni tarczowej utworzone są żłobki z uzwojeniem stacjonarnym obwodu mocy elektrycznej z doprowadzeniem mocy elektrycznej po zewnętrznym obwodzie, a na drugiej powierzchni tarczowej umieszczona jest w układzie kinetycznym mocy mechanicznej wirująca magneśnica, znamienne tym, że w układzie stacjonarnym (x) mocy elektrycznej utworzona jest struktura ciętych zębów żłobków (1) wraz z częścią przynależnego uzwojenia (2), przy czym płaszczyzna cięcia zębów żłobków (1) jest prostopadła do osi obrotu układu kinetycznego (y) i utworzona jest struktura współosiowych stacjonarnych tarcz reaktywnych (10), w ilości odpowiedniej do n-cięć zębów żłobków (1), gdzie n = 1, 2,... itd., przy czym stacjonarne tarcze reaktywne (10) przymocowane są powierzchnią boczną zewnętrzną do nieruchomego pierścienia oporowego (5), który przymocowany jest do nieruchomej tarczy (6), zaś w układzie kinetycznym (y) mechanicznego obwodu mocy utworzona jest struktura zewnętrznych i pośrednich kinetycznych tarcz reaktywnych (7) z siłami magnetomotorycznymi (8), przy czym powstała struktura składa się z n+1, gdzie n posiada podane wyżej wartości, współosiowych kinetycznych tarcz reaktywnych (7), które zamocowane są powierzchnią boczną wewnętrzną do elementu kinetycznego (4), przy czym utworzona jest zazębiająca się struktura współbieżnych stacjonarnych tarcz reaktywnych (10) i kinetycznych tarcz reaktywnych (7).

2. Urządzenie do zamiany energii mechanicznej w elektryczną lub energii elektrycznej w mechaniczną składające się ze współosiowych powierzchni tarczowych, gdzie w układzie stacjonarnym na jednej powierzchni tarczowej utworzone są żłobki z uzwojeniem stacjonarnym obwodu mocy elektrycznej z doprowadzeniem mocy elektrycznej po wewnętrznym obwodzie, a na drugiej powierzchni tarczowej umieszczona jest w układzie kinetycznym mocy mechanicznej wirująca magneśnica, znamienne tym, że w układzie stacjonarnym (x) mocy elektrycznej utworzona jest struktura ciętych zębów żłobków (1) wraz z częścią przynależnego uzwojenia (2), przy czym płaszczyzna cięcia zębów

PL 205 187 B1 żłobków (1) jest prostopadła do osi obrotu układu kinetycznego (y) i utworzona jest struktura współosiowych stacjonarnych tarcz reaktywnych (10), w ilości odpowiedniej do n-cięć zębów żłobków (1), gdzie n = 1, 2,... itd., przy czym stacjonarne tarcze reaktywne (10) przymocowane są powierzchnią boczną wewnętrzną do nieruchomej tarczy (3), zaś w układzie kinetycznym (y) mechanicznego obwodu mocy utworzona jest struktura zewnętrznych i pośrednich kinetycznych tarcz reaktywnych (7) z siłami magnetomotorycznymi (8), przy czym powstała struktura składa się z n+1, gdzie n posiada podane wyżej wartości, współosiowych kinetycznych tarcz reaktywnych (7), które zamocowane są powierzchnią boczną zewnętrzną do kinetycznego pierścienia (11), przy czym utworzona jest zazębiająca się struktura współbieżnych stacjonarnych tarcz reaktywnych (10) i kinetycznych tarcz reaktywnych (7).