PL207551B1

PL207551B1 - Electric generator

Info

Publication number: PL207551B1
Application number: PL379746A
Authority: PL
Inventors: Tadeusz Glinka; Eugeniusz Świtoński; Stanisław Piecuch
Original assignee: Politechnika Slaska Im Wincent
Priority date: 2006-05-22
Filing date: 2006-05-22
Publication date: 2010-12-31
Also published as: PL379746A1

Description

Opis wynalazkuDescription of the invention

Przedmiotem wynalazku jest generator elektryczny wolnoobrotowy do elektrowni wiatrowej i elektrowni wodnych.The subject of the invention is a low-speed electric generator for wind power plants and hydroelectric plants.

Generatory elektryczne do elektrowni wiatrowych i elektrowni wodnych powinny być przystosowane do stosunkowo małych prędkości obrotowych silników wiatrowych i turbin wodnych. Znane rozwiązania takich generatorów posiadają uzwojenia o dużej liczbie par biegunów, co powoduje, średnica ich jest duża natomiast długość osiowa jest niewielka. Generator wolnoobrotowy kształtem podobny np. do koła motocykla tylko jest od niego wielokrotnie większy, jest to duży pierścień na szprychach. Objętość generatora jest duża lecz częścią aktywną jest pierścień, przestrzeń pod pierścieniem nie jest wykorzystana do przemiany energii.Electric generators for wind farms and hydropower plants should be adapted to relatively low rotational speeds of wind turbines and water turbines. Known solutions of such generators have windings with a large number of pole pairs, as a result of which their diameter is large and their axial length is small. A low-speed generator, similar in shape to a motorcycle wheel, for example, is many times larger, it is a large ring on the spokes. The volume of the generator is large, but the active part is the ring, the space under the ring is not used for energy conversion.

Z europejskiego opisu zgłoszenia patentowego EP28468 znany jest generator elektryczny z łożony z dwóch maszyn elektrycznych, przy czym uzwojenia wirników obydwu maszyn są m-fazowe i ze sobą połączone, przy tym uzwojenie twornika maszyny jest umieszczone na stojanie i generuje moc P wyjściową generatora elektrycznego. Jedna z maszyn elektrycznych jest wzbudzana elektromagnetycznie.European patent application EP28468 describes an electric generator consisting of two electric machines, the rotor windings of both machines being m-phase and connected to each other, the machine armature winding being placed on the stator and generating the output power P of the electric generator. One of the electrical machines is electromagnetically excited.

Generator elektryczny według wynalazku charakteryzuje się tym, że na stojanie pierwszej maszyny elektrycznej umieszczone są magnesy trwałe.The electric generator according to the invention is characterized in that permanent magnets are placed on the stator of the first electric machine.

Przedmiot wynalazku jest w przykładzie wykonania na rysunku na którym fig. 1 przedstawia widok generatora a fig. 2 widok generatora z uzwojeniem 3 fazowym.The subject of the invention is the embodiment in the drawing in which Fig. 1 shows a view of a generator and Fig. 2 shows a generator with a 3-phase winding.

Generator elektryczny składa się z dwóch maszyn elektrycznych 1 i 2 połączonych wspólnym wałem 6. Maszyna elektryczna pierwsza 1 jest wzbudzona magnesami trwałymi 3 umieszczonymi na stojanie. Na wirniku maszyny elektrycznej 1 jest umieszczone m-fazowe uzwojenie twornika 4. Uzwojenie 4 ma liczbę faz m=3. Uzwojenie 4 jest połączone z uzwojeniem m-fazowym wirnika 5 maszyny elektrycznej 2. Przewody łączące uzwojenie 4 z uzwojeniem 5 są przymocowane do walu 6 lub mogą być poprowadzone poprzez wydrążony wał 6. Uzwojenie twornika 7 maszyny elektrycznej 2 jest umieszczone na stojanie. Na fig. 2 uzwojenie 7 jest 3-fazowe, jest to uzwojenie 7 wyprowadzające na zewnątrz moc P generatora elektrycznego. Częstotliwość napięcia wyjściowego generatora elektrycznego f=n(p₁+p₂), gdzie n oznacza liczbę obrotów wału 4 generatora elektrycznego na sekundę, a p₁ i p₂liczbę par biegunów uzwojeń maszyny elektrycznej 1 i maszyny elektrycznej 2. Jeżeli maszyny elektryczne 1 i 2 mają bieguny o objętości identycznej jak generator klasyczny jednomaszynowy, a liczba par biegunów jednomaszynowego p=(p₁+p₂), przy czym p₁=p₂=0,5 p, to moc znamionowa P_n, tych generatorów będzie identyczna, a przy tych samych obrotach, także częstotliwość napięcia wyjściowego będzie taka sama. Generator elektryczny dwumaszynowy według wynalazku będzie miał średnicę zewnętrzną o połowę mniejszą od generatora klasycznego jednomaszynowego, będzie za to dwukrotnie od niego dłuższy. Objętość całkowita generatora dwumaszynowego według wynalazku będzie dwukrotnie mniejsza.The electric generator consists of two electric machines 1 and 2 connected by a common shaft 6. The first electric machine 1 is excited by permanent magnets 3 placed on the stator. A m-phase armature winding 4 is arranged on the rotor of the electric machine 1. The winding 4 has the number of phases m = 3. The winding 4 is connected to the m-phase winding of the rotor 5 of the electric machine 2. The wires connecting the winding 4 to the winding 5 are attached to the shaft 6 or can be led through a hollow shaft 6. The armature winding 7 of the electric machine 2 is placed on the stator. In Fig. 2, the winding 7 is a 3-phase winding 7 that brings out the power P of the electric generator. The frequency of the output voltage of the electric generator f = n (p ₁ + p ₂ ), where n is the number of revolutions of the shaft 4 of the electric generator per second, ap ₁ and p _{2 the} number of pole pairs of the windings of the electric machine 1 and the electric machine 2. If electric machines 1 and 2 have poles of the same volume as a classic single machine generator, and the number of pairs of poles of a single machine p = (p ₁ + p ₂ ), where p ₁ = p ₂ = 0.5 p, then the rated power P _{n of} these generators will be identical, and at the same rotation, also the frequency of the output voltage will be the same. The two-machine electric generator according to the invention will have an outer diameter half the size of a classic single-machine generator, but it will be twice as long. The total volume of the two-machine generator according to the invention will be twice as small.

Claims

Patent claim

Electric generator consisting of two electric machines having a common mechanical shaft, the rotor windings of both machines are m-phase and connected to each other, the armature winding of the machine is placed on the stator and generates the output power P of the electric generator, characterized in that on the stator permanent magnets (3) are placed on the first electric machine (1).