PL231784B1 - Method for generation of electromotive force in the electric machine with rotating magnetic dipoles and the electric machine for execution of this method - Google Patents

Method for generation of electromotive force in the electric machine with rotating magnetic dipoles and the electric machine for execution of this method

Info

Publication number
PL231784B1
PL231784B1 PL419554A PL41955416A PL231784B1 PL 231784 B1 PL231784 B1 PL 231784B1 PL 419554 A PL419554 A PL 419554A PL 41955416 A PL41955416 A PL 41955416A PL 231784 B1 PL231784 B1 PL 231784B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
wall
carcass
rotating element
electric machine
magnetic dipoles
Prior art date
Application number
PL419554A
Other languages
Polish (pl)
Other versions
PL419554A1 (en
Inventor
Andreas Lisson
Original Assignee
Andreas Lisson
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 Andreas Lisson filed Critical Andreas Lisson
Priority to PL419554A priority Critical patent/PL231784B1/en
Priority to PCT/IB2017/001525 priority patent/WO2018096393A1/en
Publication of PL419554A1 publication Critical patent/PL419554A1/en
Publication of PL231784B1 publication Critical patent/PL231784B1/en

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K21/00Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets
    • H02K21/12Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets with stationary armatures and rotating magnets
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K3/00Details of windings
    • H02K3/46Fastening of windings on the stator or rotor structure
    • H02K3/47Air-gap windings, i.e. iron-free windings
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K7/00Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
    • H02K7/10Structural association with clutches, brakes, gears, pulleys or mechanical starters
    • H02K7/1004Structural association with clutches, brakes, gears, pulleys or mechanical starters with pulleys
    • H02K7/1008Structural association with clutches, brakes, gears, pulleys or mechanical starters with pulleys structurally associated with the machine rotor
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K2201/00Specific aspects not provided for in the other groups of this subclass relating to the magnetic circuits
    • H02K2201/15Sectional machines

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)
  • Dynamo-Electric Clutches, Dynamo-Electric Brakes (AREA)

Abstract

The invention is intended to be used, in particular, at local wind energy facilities as an electricity generator. The method of generating the electromotive force according to the invention consists in that the magnetic dipoles formed in the annular tube are rotated within a stator winding formed into the toroid so that their magnetic field lines intersect the windings of the stator winding, inducing an electromotive force in them. The electric machine has a toroidal casing (1), consisting of an outer wall (2) and a centrally located inner wall (3), which are connected to each other at both edges by connecting elements (4a) and (4b). A rotating element (14) is located inside the carcass (1). The rotating element (14) is divided into a drive part and a magnetically active part. The driving part is the transfer belt track (15) placed on the periphery of this element, while the magnetically active part consists of magnetic dipoles (16) distributed along the periphery of the rotating element (14). Winding bundles (17) are placed on it across the toroidal carcass (1). [WO2018096393A1]

Description

Opis wynalazkuDescription of the invention

Przedmiotem wynalazku jest maszyna elektryczna z wirującymi dipolami magnetycznymi przeznaczona do stosowania zwłaszcza w przydomowej energetyce wiatrowej oraz w przemyśle samochodowym.The subject of the invention is an electric machine with rotating magnetic dipoles, intended for use in home wind energy and in the automotive industry.

Znany jest z opisu patentowego nr US6252317 silnik elektryczny zawierający zespół wirnika oraz stojan. Zespół wirnika składa się z pierścieniowego wirnika z przymocowanymi do niego magnesami, które przechodzą przez przymocowane do stojana równomiernie rozmieszczone trzy grupy cewek indukcyjnych. Pierścieniowy wirnik zaopatrzony jest na swojej krawędzi wewnętrznej w zębatkę napędową pierścienia. Stojan wykonany jest w formie okrągłej tarczy, na której osadzone są obrotowo, połączone z wałem napędowym, centralne koło zębate napędowe, z którym sprzęgnięte są trzy, równo rozmieszczone, zębate koła pośredniczące. Koła pośredniczące z kolei sprzęgnięte są wewnętrzną zębatką napędową pierścieniowego wirnika.An electric motor comprising a rotor assembly and a stator is known from US Patent No. US6252317. The rotor assembly consists of an annular rotor with magnets attached to it, which pass through three groups of induction coils evenly spaced attached to the stator. The annular rotor is provided on its inner edge with a ring drive rack. The stator is made in the form of a round disk on which are rotatably mounted central drive gear connected to the drive shaft, with which are coupled three equally spaced gear idlers. The idlers in turn are engaged by an inner drive rack of the annular rotor.

Znany jest również z opisu zgłoszenia wynalazku nr US 2010/0295423 generator, zawierający stojan o konstrukcji pierścieniowej i obejmujący go wirnik, napędzany pasem transmisyjnym z zewnętrznego źródła momentu napędowego. Wirnik wykonany jest w formie pierścienia, zamkniętego z jednej strony okrągłą tarczą, pośrodku której umieszczony jest osiowy wałek. Na wałek nasunięte jest łożysko z osadzonym na nim walcowym trzonem stojana, zamkniętym z zewnętrznej strony tarczą usztywniającą, i wychodzącym poza kontur wirnika. Na całym obwodzie części trzonu stojana, która znajduje się wewnątrz konturu wirnika, umieszczone są promieniście rdzenie ferromagnetyczne z nawiniętymi na nich cewkami indukcyjnymi, natomiast po stronie wewnętrznej pierścienia wirnika umieszczony jest dookólnie rząd magnesów trwałych. Zewnętrzna powierzchnia pierścienia wirnika zaopatrzona jest w ograniczające występy prowadzące na każdym z dwóch przeciwległych jego końców, pomiędzy którymi nałożony jest napędowy pas transmisyjny.Also known from the patent application US 2010/0295423 a generator comprising a ring-shaped stator and a rotor enclosing it, driven by a transmission belt from an external source of driving torque. The rotor is made in the form of a ring, closed on one side by a circular disk, in the center of which is an axial shaft. Slipped over the shaft is a bearing with a cylindrical stator body mounted on it, closed on the outside with a stiffening disk and extending beyond the rotor contour. Around the entire circumference of the part of the stator shaft, which is inside the rotor contour, there are radially arranged ferromagnetic cores with induction coils wound on them, while on the inner side of the rotor ring there is a row of permanent magnets omnidirectionally. The outer surface of the rotor ring is provided with limiting guide projections at each of its two opposite ends, between which the drive conveyor belt is placed.

Znany jest ponadto z opisu patentowego US 7902708 system elektryczno-magnetyczny pełniący odwracalną funkcję prądnicy oraz silnika elektrycznego, który przeznaczony jest do montażu w zespole piasty koła samochodowego.There is also known from the patent description US 7902708 an electromagnetic system performing the reversible function of a generator and an electric motor, which is intended to be mounted in a car wheel hub assembly.

Na osi piasty znajduje się centralne koło zębate, które zazębione jest z rozmieszczonymi co 90° czterema jednakowymi pośredniczącymi kołami zębatymi. Na koła te nasunięty jest uzębiony od strony wewnętrznej pierścień, przechodzący przez środki rozmieszczonych co 90° czterech wiązek uzwojeń zespołów elektryczno-magnetycznych, których końcówki wyprowadzone są do czterech przynależnych im układów wyjściowych. Wspomniany pierścień podzielony jest na parzystą liczbę naprzemiennych sekcji, z których połowa ma własne stałe pole magnetyczne, a druga połowa jest takiego pola pozbawiona. Sprzężony z osią piasty pierścień w czasie ruchu pojazdu wywołuje w uzwojeniach zespołów elektryczno-magnetycznych powstanie siły elektromotorycznej - w przypadku wykorzystania urządzenia jako prądnicy, albo po dostarczeniu energii z zewnętrznego źródła prądu - urządzenie pracuje jako silnik wspomagający układ napędowy lub układ hamowania samochodu.There is a central gear on the hub axle which is meshed with four identical idler gears spaced every 90 °. Slipped on these wheels is a toothed ring on the inside, passing through the centers of four winding bundles of electromagnetic assemblies arranged every 90 °, the ends of which are led out to four corresponding output systems. The said ring is divided into an even number of alternating sections, half of which have their own constant magnetic field, and the other half are devoid of such a field. The ring coupled to the hub axle causes an electromotive force in the windings of the electromagnetic units during the movement of the vehicle - when the device is used as a generator, or after energy is supplied from an external power source - the device works as a motor supporting the drive system or the car braking system.

Znane ze stanu techniki rozwiązania maszyn elektrycznych cechują się klasycznym przeniesieniem mocy mechanicznej za pośrednictwem osiowo umieszczonego wału napędowego. Sposób ten jest powszechnie stosowany w wielu konstrukcjach silników i prądnic. Jednakże w niektórych obiektach energetycznych, takich jak przykładowo małe przydomowe elektrownie wiatrowe, uzasadnione może być wykorzystanie rurowych masztów wiatraków jako konstrukcji nośnych dla zintegrowanych z nimi generatorów prądu.The solutions of electric machines known from the state of the art are characterized by the classic transmission of mechanical power via an axially arranged drive shaft. This method is commonly used in many designs of motors and generators. However, in some energy facilities, such as, for example, small domestic wind farms, it may be justified to use tubular windmill masts as support structures for integrated power generators.

Celem wynalazku było opracowanie maszyny elektrycznej pozbawionej wału napędowego i z pustą przestrzenią wewnątrz stojana maszyny, która umożliwiałaby osadzenie jej na rurowych elementach konstrukcyjnych obiektów.The aim of the invention was to develop an electric machine without a drive shaft and with an empty space inside the stator of the machine, which would allow it to be mounted on tubular structural elements of objects.

Realizacja tego założenia przedstawiona jest w rozwiązaniu według wynalazku. W przypadku wiatraków jest możliwość współosiowego umieszczenia generatora prądu na maszcie wiatraka albo na innym rurowym elemencie konstrukcyjnym. W innych zastosowaniach maszyny, jako prądnicy albo silnika, z uwagi na jej podłużny kształt i możliwą stosunkowo małą średnicę, urządzenie to może być umieszczane w różnych trudnodostępnych przestrzeniach wyposażanych obiektów.The implementation of this assumption is presented in the solution according to the invention. In the case of windmills, it is possible to coaxially arrange the power generator on the windmill mast or other tubular structural element. In other applications of the machine as a generator or engine, due to its elongated shape and possibly a relatively small diameter, this device can be placed in various hard-to-reach spaces of the equipped facilities.

Maszyna elektryczna według wynalazku ma toroidalny karkas, korzystnie o przekroju prostokątnym, składający się ze ściany zewnętrznej oraz ściany wewnętrznej, które połączone są ze sobą obustronnie na brzegach przy pomocy elementów łączących, korzystnie w postaci dwóch jednakowych pierścieni. Wewnątrz karkasu umieszczony jest, ułożyskowany względem ściany zewnętrznej i/lub ściany wewnętrznej, element obrotowy w formie rury o przekroju pierścieniowym, mający, rozłożoneThe electric machine according to the invention has a toroidal carcass, preferably of rectangular cross-section, consisting of an outer wall and an inner wall, which are connected at the edges on both sides by means of connecting elements, preferably in the form of two identical rings. Inside the carcass there is a rotating element in the form of a tube with an annular cross-section, bearing in relation to the outer wall and / or the inner wall, with distributed

PL 231 784 B1 wzdłuż swego obwodu, dipole magnetyczne. Linie pola magnetycznego dipoli magnetycznych uporządkowane są w płaszczyznach prostopadłych do osi obrotu elementu obrotowego. W poprzek toroidu karkasu znajdują się, obejmujące go, wiązki uzwojeń. Ponadto korzystnie na obwodzie ściany zewnętrznej wydzielone są dwa wolne od uzwojeń miejsca, przez które przeprowadzona jest zamknięta pętla pasa transmisyjnego, opasującego z jednej strony element obrotowy, a z drugiej strony zewnętrzne koło pasowe.Along their circumference, magnetic dipoles. The magnetic field lines of the magnetic dipoles are arranged in planes perpendicular to the axis of rotation of the rotating element. Across the carcass toroid are bundles of windings which surround it. Moreover, preferably, on the circumference of the outer wall, two winding-free places are separated, through which a closed loop of a conveyor belt passes, encircling the rotating element on one side and the outer pulley on the other side.

Maszyna elektryczna według wynalazku znajduje zastosowanie w szczególności w obiektach lokalnej energetyki wiatrowej jako generator energii elektrycznej oraz w formie silnika elektrycznego do napędu lekkich obiektów takich jak drony z napędem elektrycznym. Przedmiot wynalazku może być stosowany również jako urządzenie realizujące odwracalną funkcję prądnicy i silnika w samochodach z napędem elektrycznym.The electric machine according to the invention is used in particular in local wind energy facilities as an electricity generator and in the form of an electric motor for driving light objects such as electric drones. The subject of the invention may also be used as a device for the reversible function of a generator and engine in electric cars.

Przedmiot wynalazku pokazano w przykładzie w rysunkach, na których fig. 1 przedstawia rysunek poglądowy maszyny, fig. 2 - jej rzut prostopadły boczny z odsłonięciem ułożyskowania elementu obrotowego, na fig. 3 pokazano element obrotowy w widoku aksonometrycznym, fig. 4 stanowi rysunek złożeniowy karkasu, natomiast na fig. 5 oraz fig. 6 przedstawiono mocowanie podłużnych elementów łączących odpowiednio do obręczy zewnętrznych oraz obręczy wewnętrznych.The subject of the invention is shown in the example in the drawings, in which Fig. 1 shows an overview drawing of the machine, Fig. 2 - its perpendicular side view showing the bearing of the rotating element, Fig. 3 shows the rotating element in an axonometric view, Fig. 4 is an assembly drawing of a carcass while Figs. 5 and 6 show the fastening of the longitudinal connecting members to the outer rims and the inner rims, respectively.

Maszyna elektryczna ma toroidalny karkas 1 w formie walcowej klatki, składający się ze ściany zewnętrznej 2 oraz umieszczonej wewnątrz niej centrycznie ściany wewnętrznej 3, które połączone są ze sobą na obu brzegach przy pomocy pierścieniowych elementów łączących 4a i 4b o profilu poprzecznym w kształcie litery U. Ściana zewnętrzna 2 zbudowana jest z dwóch kołowych obręczy zewnętrznych 5a i 5b, połączonych ze sobą trzema równo rozmieszczonymi podłużnymi elementami zewnętrznymi 6 w postaci metalowych kątowników. Ich spłaszczone końce przymocowane są do obręczy zewnętrznych 5a i 5b poprzez podkładki izolacyjne 7 z wykorzystaniem zewnętrznych wkrętów 8. Podobnie ściana wewnętrzna 3 zbudowana jest z dwóch kołowych obręczy wewnętrznych 9a i 9b, połączonych ze sobą trzema równo rozmieszczonymi podłużnymi elementami wewnętrznymi 10 w postaci metalowych kątowników. Ich spłaszczone końce mocowane są do obręczy wewnętrznych 9a i 9b poprzez podkładki izolacyjne 11 z wykorzystaniem wewnętrznych wkrętów 12. Zadaniem podkładek izolacyjnych 7 oraz 11 jest zapobieżenie utworzeniu się obwodów krótko zwartych, odpowiednio pomiędzy podłużnymi elementami zewnętrznymi 6 oraz podłużnymi elementami wewnętrznymi 10. Elementy łączące 4a i 4b umieszczone są ciasno między brzegami obręczy zewnętrznych 5a i 5b oraz brzegami obręczy wewnętrznych 9a i 9b, i połączone są trwale z tymi obręczami nieujętymi na rysunku wkrętami metalowymi. Wewnątrz karkasu 1, w jednakowej odległości od ściany zewnętrznej 2 oraz ściany wewnętrznej 3, umieszczony jest element obrotowy 14, który ułożyskowany jest obustronnie względem ściany wewnętrznej 3 za pomocą tocznych łożysk 13a i 13b, osadzonych pomiędzy brzegami wewnętrznej powierzchni elementu obrotowego 14, a oboma obręczami wewnętrznymi 9a i 9b. Element obrotowy 14 ma postać aluminiowej rury o przekroju pierścieniowym, i podzielony jest na część napędową oraz część magnetycznie aktywną. Część napędową stanowi umieszczona na obwodzie tego elementu lekko wklęsła bieżnia pasa transmisyjnego 15, natomiast część magnetycznie aktywną stanowią, rozłożone wzdłuż obwodu elementu obrotowego 14, dipole magnetyczne 16 w postaci zestawów naklejonych na ten element płaskich magnesów neodymowych. Linie pól magnetycznych magnesów uporządkowane są jednokierunkowo w płaszczyznach prostopadłych do osi obrotu elementu obrotowego 14. Wzdłuż obwodu karkasu 1, pomiędzy elementami zewnętrznymi 6 i odpowiednio pomiędzy elementami wewnętrznymi 10 znajdują się, obejmujące go, poprzeczne wiązki uzwojeń 17. Ponadto na obwodzie karkasu 1 wydzielone są dwa miejsca, wolne od wiązek uzwojeń 17, przez które przeprowadzona jest zamknięta pętla pasa transmisyjnego 18. Opasa on bieżnię pasa transmisyjnego 15 oraz zewnętrzne koło pasowe 19, umożliwiając przekazywanie napędu, w zależności od zastosowania maszyny, z zewnętrznego układu napędowego na element obrotowy 14 - w przypadku zastosowania maszyny w funkcji prądnicy, albo z elementu obrotowego 14 do zewnętrznego obciążenia - w przypadku zastosowania maszyny w funkcji silnika.The electric machine has a toroidal carcass 1 in the form of a cylindrical cage, consisting of an outer wall 2 and a centrally placed inner wall 3 inside it, which are connected to each other at both edges by annular connecting elements 4a and 4b with a U-shaped cross profile. The outer wall 2 is built of two circular outer hoops 5a and 5b connected to each other by three equally spaced outer longitudinal elements 6 in the form of metal angles. Their flattened ends are attached to the outer hoops 5a and 5b through insulating washers 7 with the use of external screws 8. Likewise, the inner wall 3 is made of two circular inner hoops 9a and 9b, connected with each other by three equally spaced longitudinal inner elements 10 in the form of metal angles. . Their flattened ends are fastened to the inner hoops 9a and 9b through insulating washers 11 using internal screws 12. The task of the insulating washers 7 and 11 is to prevent the formation of short-circuited circuits between the longitudinal outer elements 6 and the longitudinal inner elements, respectively 10. Connecting elements 4a and 4b are located tightly between the edges of the outer hoops 5a and 5b and the edges of the inner hoops 9a and 9b, and are firmly connected to these hoops with metal screws not shown. Inside the carcass 1, at the same distance from the outer wall 2 and the inner wall 3, there is a rotating element 14, which is mounted on both sides of the inner wall 3 by means of rolling bearings 13a and 13b, mounted between the edges of the inner surface of the rotating element 14 and both rims internal 9a and 9b. The rotating element 14 is in the form of an aluminum tube with an annular cross-section and is divided into a drive part and a magnetically active part. The driving part is a slightly concave transmission belt track 15 located on the circumference of this element, while the magnetically active part consists of magnetic dipoles 16 distributed along the circumference of the rotating element 14 in the form of sets of flat neodymium magnets glued to this element. The magnetic field lines of the magnets are arranged unidirectionally in planes perpendicular to the axis of rotation of the rotating element 14. Along the circumference of the casing 1, between the outer elements 6 and, respectively, between the inner elements 10, there are transverse bundles of windings 17 that embrace it. two places, free from the bundles of windings 17, through which the closed loop of the conveyor belt 18 runs. It wraps around the running belt 15 and the outer pulley 19, allowing the transmission of power, depending on the application of the machine, from the external drive system to the rotating element 14 - in the case of using the machine as a generator, or from a rotating element 14 to an external load - in the case of using the machine as an engine

Przedstawiona w przykładzie maszyna przeznaczona jest do pracy w charakterze prądnicy. Napędzana jest ona za pośrednictwem pasa transmisyjnego 18, przenoszącego ruch obrotowy z zewnętrznego koła pasowego 19 na bieżnię pasa transmisyjnego 15 elementu obrotowego 14. Wprawione w ruch obrotowy dipole magnetyczne indukują w rozłożonych na obwodzie karkasa 1 wiązkach uzwojeń 17 siły elektromotoryczne o wartości proporcjonalnej do sumy długości poszczególnych zwojów znajdujących się w polu oddziaływania magnetycznego dipoli magnetycznych, prędkości kątowej elementu obrotowego 14 oraz strumienia indukcji magnetycznej przy przenikalności magnetycznej, w tymThe machine shown in the example is designed to work as a generator. It is driven by a transmission belt 18, transmitting the rotational movement from the outer pulley 19 to the track of the transmission belt 15 of the rotating element 14. The rotating magnetic dipoles induce in the circumferential carcass 1 bundles of windings 17 electromotive forces of a value proportional to the sum of the length individual turns located in the magnetic field of magnetic dipoles, the angular velocity of the rotating element 14 and the flux of magnetic induction at magnetic permeability, including

PL 231 784 B1 przypadku powietrza, zbliżonej do jedności. Pakiety uzwojeń 17 ułożone są płasko pomiędzy sąsiednimi elementami zewnętrznymi 6 oraz, odpowiednio, sąsiednimi elementami wewnętrznymi 10, jak najbliżej elementu obrotowego 14. Ma to na celu zachowanie minimalnej szczeliny powietrznej pomiędzy dipolami magnetycznymi, a pakietami uzwojeń 17, a w efekcie uzyskanie maksymalnego sprzężenia między nimi. Zewnętrzne krawędzie elementów zewnętrznych 6 oraz, odpowiednio, zewnętrzne krawędzie elementów wewnętrznych 10 stanowią równocześnie podstawy wsporcze dla, nie pokazanych na rysunku, osłony zewnętrznej oraz osłony wewnętrznej konstrukcji maszyny.The case of air, close to unity. The winding packages 17 lie flat between adjacent outer elements 6 and, respectively, adjacent inner elements 10, as close as possible to the rotating element 14. This is to maintain a minimum air gap between the magnetic dipoles and the winding packages 17, and consequently to obtain the maximum coupling between them . The outer edges of the outer elements 6 and, respectively, the outer edges of the inner elements 10, simultaneously provide support bases for the outer casing, not shown, and the inner casing of the machine structure.

Zaletą rozwiązania maszyny według wynalazku jest możliwość względnie swobodnego formowania jej wymiarów w zakresie stosunku szerokości konstrukcji do jej długości, co umożliwia dostosowanie maszyny do indywidualnych potrzeb projektowych w zależności od miejsca jej przeznaczenia. Istnieje również możliwość bezpośredniego osadzania maszyny według wynalazku na masztach małych przydomowych elektrowni wiatrowych - w przypadku zastosowania jej jako generatora prądu elektrycznego. Inną korzystną cechą maszyny jest jej stosunkowo mały ciężar w stosunku do wymiarów. Wynika to z użycia w konstrukcji minimalnej ilości elementów stalowych, w tym braku ferromagnetycznego rdzenia stojana. Zaleta ta preferuje rozwiązanie maszyny elektrycznej według wynalazku do zastosowań w lekkich obiektach latających oraz pływających, między innymi w dronach powietrznych i wodnych. Ponadto maszyna elektryczna według wynalazku może znaleźć zastosowanie jako element dodatkowego wsparcia systemów napędowych i sterujących samochodów elektrycznych.The advantage of the machine solution according to the invention is the possibility of relatively free forming of its dimensions in terms of the ratio of the width of the structure to its length, which allows the machine to be adapted to individual design needs depending on its destination. It is also possible to directly mount the machine according to the invention on the masts of small home wind farms - when it is used as an electric current generator. Another advantage of the machine is its relatively light weight in relation to its dimensions. This is due to the minimum number of steel elements used in the structure, including the absence of a ferromagnetic stator core. This advantage favors the solution of the electric machine according to the invention for use in light flying and floating objects, including air and water drones. In addition, the electric machine according to the invention can be used as an element of additional support for electric vehicle drive and control systems.

Claims (2)

Zastrzeżenia patentowePatent claims 1. Maszyna elektryczna z wirującymi dipolami magnetycznymi zawierająca toroidalnie ułożone uzwojenie stojana, wewnątrz którego umieszczony jest pierścieniowy wirnik z magnesami trwałymi, przy czym wirnik połączony jest za pomocą pasa transmisyjnego z zewnętrznym układem przekazu momentu obrotowego, znamienna tym, że ma toroidalny karkas (1), korzystnie o przekroju prostokątnym, złożony ze ściany zewnętrznej (2) oraz ściany wewnętrznej (3), które połączone są ze sobą obustronnie przy pomocy elementów łączących (4a) i (4b), korzystnie w postaci dwóch jednakowych pierścieni, umieszczonych pomiędzy brzegami ściany zewnętrznej (2) oraz ściany wewnętrznej (3), poza tym wewnątrz karkasu (1) znajduje się element obrotowy (14) w formie rury o przekroju pierścieniowym, mający, rozłożone wzdłuż swego obwodu, dipole magnetyczne (16), których linie pola magnetycznego uporządkowane są w płaszczyznach prostopadłych do osi obrotu elementu obrotowego (14), poza tym w poprzek toroidu karkasu (1) znajdują się, obejmujące go, wiązki uzwojeń (17), a nadto korzystnie na obwodzie ściany zewnętrznej (2) wydzielone są dwa wolne od uzwojeń miejsca dla pasa transmisyjnego (18).1. An electric machine with rotating magnetic dipoles containing a toroidally arranged stator winding, inside which an annular rotor with permanent magnets is placed, the rotor being connected by a transmission belt to the external torque transmission system, characterized by a toroidal carcass (1) , preferably of rectangular cross-section, composed of an outer wall (2) and an inner wall (3) which are connected on both sides by means of connecting elements (4a) and (4b), preferably in the form of two identical rings, placed between the edges of the outer wall (2) and the inner wall (3), in addition, inside the carcass (1) there is a rotating element (14) in the form of a tube with an annular cross-section, having magnetic dipoles (16) distributed along its circumference, whose magnetic field lines are arranged in planes perpendicular to the axis of rotation of the rotating element (14), besides across the carcass toroid (1) find There are bundles of windings (17) that enclose it, and moreover, preferably, on the periphery of the outer wall (2), two places for the conveyor belt (18) that are free from the windings are separated. 2. Maszyna według zastrz. 1, znamienna tym, że toroidalny karkas (1) zbudowany jest z co najmniej dwóch kołowych obręczy zewnętrznych (5a) i (5b) oraz z co najmniej dwóch kołowych obręczy wewnętrznych (9a) i (9b), przy czym obręcze zewnętrzne (5a) i (5b) połączone są ze sobą, korzystnie z zachowaniem przerwy galwanicznej, podłużnymi elementami zewnętrznymi (6), tworząc wspólnie ścianę zewnętrzną karkasu (2), zaś obręcze wewnętrzne (9a) i (9b) połączone są ze sobą, korzystnie z zachowaniem przerwy galwanicznej, podłużnymi elementami wewnętrznymi (10), tworząc wspólnie ścianę wewnętrzną karkasu (3), ponadto, ułożyskowany względem ściany zewnętrznej (2) i/lub ściany wewnętrznej (3), element obrotowy (14) podzielony jest na część napędową, mającą na obwodzie przynajmniej jedną bieżnię pasa transmisyjnego (15) oraz na część magnetycznie aktywną, zawierającą dipole magnetyczne (16).2. The machine according to claim 3. A method according to claim 1, characterized in that the toroidal carcass (1) consists of at least two circular outer hoops (5a) and (5b) and of at least two inner circular hoops (9a) and (9b), the outer hoops (5a) and (5b) are connected to each other, preferably with a galvanic gap, with longitudinal outer elements (6), together forming the outer wall of the carcass (2), and the inner hoops (9a) and (9b) are connected to each other, preferably with a gap electroplating, with longitudinal internal elements (10), forming together the inner wall of the carcass (3), moreover, mounted in relation to the outer wall (2) and / or the inner wall (3), the rotating element (14) is divided into a driving part having its circumference at least one transmission belt raceway (15) and a magnetically active portion containing magnetic dipoles (16).
PL419554A 2016-11-22 2016-11-22 Method for generation of electromotive force in the electric machine with rotating magnetic dipoles and the electric machine for execution of this method PL231784B1 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL419554A PL231784B1 (en) 2016-11-22 2016-11-22 Method for generation of electromotive force in the electric machine with rotating magnetic dipoles and the electric machine for execution of this method
PCT/IB2017/001525 WO2018096393A1 (en) 2016-11-22 2017-11-20 Method of generating electromotive force in an electric machine with rotating magnetic dipoles and corresponding electric machine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL419554A PL231784B1 (en) 2016-11-22 2016-11-22 Method for generation of electromotive force in the electric machine with rotating magnetic dipoles and the electric machine for execution of this method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL419554A1 PL419554A1 (en) 2018-06-04
PL231784B1 true PL231784B1 (en) 2019-04-30

Family

ID=61188844

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL419554A PL231784B1 (en) 2016-11-22 2016-11-22 Method for generation of electromotive force in the electric machine with rotating magnetic dipoles and the electric machine for execution of this method

Country Status (2)

Country Link
PL (1) PL231784B1 (en)
WO (1) WO2018096393A1 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI815142B (en) * 2021-07-05 2023-09-11 李天德 Electric generator and rotor structure thereof

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4692631A (en) * 1986-08-04 1987-09-08 Motorola, Inc. Turbine alternator with a central clear optical path
TW201042893A (en) * 2009-05-21 2010-12-01 Lian Hang Health Tech Co Ltd Direct-driven generator structure
IL218743A0 (en) * 2012-03-20 2012-07-31 Mostovoy Alexander A method of converting electromagnetic energy into mechanical one an apparatus for effecting this conversion

Also Published As

Publication number Publication date
WO2018096393A1 (en) 2018-05-31
PL419554A1 (en) 2018-06-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7598646B2 (en) Electric motor with Halbach arrays
US10097055B2 (en) Permanently-excited dynamoelectric machine
US7973444B2 (en) Electric machine and rotor for the same
US20130181562A1 (en) Dual-rotor machine
CN106663999A (en) flux motor
US20110169363A1 (en) Variable Speed Electric Motor/Generator
US10892654B2 (en) Axial magnetic field motor with grain-oriented silicon steel sheets
US10476349B2 (en) Method and apparatus for compact axial flux magnetically geared machines
US10374499B2 (en) Power generator
WO2015178111A1 (en) Magnetic wave gear device
RU2337458C1 (en) Face electromagnetic machine (versions)
KR20160121341A (en) Advanced generator
US20170233925A1 (en) Washing machine
US11329532B2 (en) High torque eccentric electric motor
KR20140132216A (en) In wheel motor system
US20020171305A1 (en) Electric machine having an outer rotor
PL231784B1 (en) Method for generation of electromotive force in the electric machine with rotating magnetic dipoles and the electric machine for execution of this method
JP2019110752A (en) Tubular coil, and motor and power generator using the same
RU2429375C1 (en) Double-rotor solenoid wind-driven generator
CN112042083A (en) Electric motor with air core stator coil for rotational balancing
US10014734B2 (en) Electric current generator/motor with dual stationary/rotating stators and rotor having horseshoe magnet/electromagnetic coils
CN201846157U (en) Low-reluctance generator
CN1189928A (en) Permanently excited transverse flux machine and method of producing the same
US20230006483A1 (en) Stator of a rotating electrical machine, rotating electrical machine and drive unit having a machine of this type
KR101531932B1 (en) Permanent magnet exciter for delivering high efficiency power and generator thereof