RU111365U1

RU111365U1 - ELECTRIC GENERATOR

Info

Publication number: RU111365U1
Application number: RU2011133630/07U
Authority: RU
Inventors: Юрий Валентинович Писаревский; Павел Юрьевич Беляков; Александр Юрьевич Писаревский; Алексей Владимирович Тикунов; Татьяна Евгеньевна Черных
Original assignee: Юрий Валентинович Писаревский; Павел Юрьевич Беляков; Александр Юрьевич Писаревский; Алексей Владимирович Тикунов; Татьяна Евгеньевна Черных
Priority date: 2011-08-10
Filing date: 2011-08-10
Publication date: 2011-12-10

Abstract

1. Электрогенератор, включающий ротор в виде двух закрепленных на валу магнитопроводных дисков, снабженный постоянными трапециевидными магнитами с радиальным расположением боковых сторон, размещенными в кольцевой ряд с чередующейся полярностью, и размещенный между дисками ротора статор в виде диска с кольцевым рядом обмоток, у которых внутренняя радиальная ширина превышает ширину кольцевого ряда постоянных магнитов, отличающийся тем, что постоянными магнитами снабжен один из дисков ротора, при этом диски закреплены на валу в магнитопроводной ступице. ! 2. Электрогенератор по п.1, отличающийся тем, что диск статора выполнен из термостойкого диэлектрического материала, а обмотка статора без образования лобовых частей. 1. An electric generator comprising a rotor in the form of two magnetic conductive disks mounted on a shaft, provided with permanent trapezoidal magnets with a radial arrangement of the lateral sides, placed in an annular row with alternating polarity, and placed between the rotor disks in the form of a disk with an annular row of windings with an inner the radial width exceeds the width of the annular row of permanent magnets, characterized in that one of the rotor disks is provided with permanent magnets, while the disks are mounted on a shaft in a magnet ovodnoy hub. ! 2. The generator according to claim 1, characterized in that the stator disk is made of heat-resistant dielectric material, and the stator winding without the formation of frontal parts.

Description

Полезная модель относится к электротехнике, а именно к конструкции бесщеточного синхронного электрогенератора, который может быть использован, например, для получения электрической энергии в ветроэнергетических установках.The utility model relates to electrical engineering, namely, to the design of a brushless synchronous electric generator, which can be used, for example, to produce electrical energy in wind power plants.

Известен электрогенератор, ротор которого снабжен постоянными магнитами, а статор содержит две параллельные пластины в виде соединенных друг с другом дисков, между которыми размещены обмотки; статор имеет магнитопроводы в виде плоских колец (описание к патенту на изобретение RU 2168062, мпк⁷F03D 9/00).A known electric generator, the rotor of which is equipped with permanent magnets, and the stator contains two parallel plates in the form of disks connected to each other, between which windings are placed; the stator has magnetic cores in the form of flat rings (description of patent for invention RU 2168062, IPC ⁷ F03D 9/00).

Известен низкооборотный магнитоэлектрический генератор, содержащий кольцеобразный ряд обмоток статора на железных сердечниках из листов или прессованного порошка железа, и соответствующий кольцеобразный ряд постоянных магнитов ротора, в частности, синхронная машина с постоянной намагниченностью для синусоидального напряжения, обмотки выполнены сосредоточенными, а не распределены в пазах, сердечники с обмотками чередуются с железными сердечниками без обмоток, так что на каждом втором железном сердечнике имеется обмотка, число промежутков между сердечниками отличается от числа полюсов. Машина рассчитана на трехфазное напряжение с последовательным соединением соседних катушек для получения ·m таких групп на фазу, которые могут быть соединены последовательно или параллельно (описание к патенту на изобретение RU 2234788, мпк⁷H02K 21/24, H02K 21/12).Known low-speed magnetoelectric generator containing an annular row of stator windings on iron cores of sheets or pressed iron powder, and a corresponding annular row of permanent rotor magnets, in particular, a synchronous machine with constant magnetization for sinusoidal voltage, the windings are concentrated and not distributed in grooves cores with windings alternate with iron cores without windings, so that on every second iron core there is a winding, the number of industrial between the cores terribly different from the number of poles. The machine is designed for three-phase voltage with a series connection of adjacent coils to obtain · m of such groups per phase that can be connected in series or in parallel (description of patent for invention RU 2234788, IPC ⁷ H02K 21/24, H02K 21/12).

Недостаток известных конструкций низкий коэффициент полезного действия, поскольку обмотки в кольцеобразном ряду находятся на значительном расстоянии друг от друга, и в момент нахождения магнитов в промежутке между обмотками ЭДС в них не индуцируется. Кроме того, при прохождении постоянных магнитов ротора над сердечниками обмоток статора имеет место взаимное притяжение постоянных магнитов ротора и сердечников обмоток статора (так называемый эффект «залипания» ротора), что затрудняет пуск генератора и создает интенсивный шум при его работе.The disadvantage of the known designs is low efficiency, since the windings in the annular row are at a considerable distance from each other, and at the time the magnets are in the gap between the windings, the emf is not induced in them. In addition, when the permanent rotor magnets pass over the stator winding cores, there is a mutual attraction between the permanent rotor magnets and the stator winding cores (the so-called “sticking” effect of the rotor), which makes it difficult to start the generator and creates intense noise during its operation.

Известен магнитоэлектрический генератор, позволяющий снизить перечисленные выше недостатки (описание к патенту на полезную модель RU 94083, МПК H02K 21/00 (2006.01) F03D 9/00 (2006.01)).Known magnetoelectric generator, which allows to reduce the above disadvantages (description of the patent for utility model RU 94083, IPC H02K 21/00 (2006.01) F03D 9/00 (2006.01)).

Ротор известного электрогенератора снабжен постоянными магнитами, а статор содержит две параллельные пластины, между которыми размещены кольцевые обмотки, ротор выполнен из двух закрепленных на валу параллельных дисков, на каждом из которых на обращенных друг к другу поверхностях размещены кольцеобразные ряды постоянных магнитов, расположенных в каждом ряду эквидистантно, полярность постоянных магнитов каждого ряда чередуется, при этом полюса постоянных магнитов одного ряда обращены к противоположным полюсам постоянных магнитов другого ряда. Кольцевые обмотки статора выполнены в форме равнобедренных трапеций, боковые стороны которых расположены радиально относительно оси вращения ротора, а участки кольцевых обмоток в основаниях трапеций выгнуты по дуге. Ширина кольцевого ряда обмоток на статоре превышает ширину кольцеобразного ряда постоянных магнитов на дисках ротора.The rotor of the known electric generator is equipped with permanent magnets, and the stator contains two parallel plates, between which ring windings are placed, the rotor is made of two parallel disks mounted on the shaft, on each of which ring-shaped rows of permanent magnets located in each row are placed on facing each other equidistant, the polarity of the permanent magnets of each row alternates, while the poles of the permanent magnets of one row are facing the opposite poles of the permanent magnets dr ugogo row. The annular stator windings are made in the form of isosceles trapezoid, the sides of which are located radially relative to the axis of rotation of the rotor, and the sections of the annular windings in the bases of the trapezoid are curved in an arc. The width of the annular row of windings on the stator exceeds the width of the annular row of permanent magnets on the rotor disks.

Известный генератор имеет более высокий к.п.д., меньший пусковой момент и уровень шума в процессе работы, но при этом имеет сложную конструкцию, что обусловлено в частности наличием двух рядов постоянных магнитов.The known generator has a higher efficiency, lower starting torque and noise level during operation, but it has a complex structure, which is due in particular to the presence of two rows of permanent magnets.

Задача полезной модели - создание электрогенератора с улучшенными характеристиками - высокий к.п.д., низкий пусковой момент, упрощение технологии изготовления.The objective of the utility model is to create an electric generator with improved characteristics - high efficiency, low starting torque, simplification of manufacturing technology.

Технический результат - упрощение конструкции, снижение веса и затрат на изготовление.The technical result is a simplification of the design, reducing weight and manufacturing costs.

Технический результат достигается тем, что в электрогенераторе, включающем ротор в виде двух закрепленных на валу магнитопроводных дисков, снабженный постоянными трапециевидными магнитами с радиальным расположением боковых сторон, установленными в кольцевой ряд с чередующейся полярностью, и, размещенный между дисками ротора, статор в виде диска с кольцевым рядом обмоток, у которых внутренняя радиальная ширина превышает ширину кольцевого ряда постоянных магнитов, последними снабжен один из дисков ротора, при этом диски закреплены на валу в магнитопроводной ступиц.The technical result is achieved in that in an electric generator including a rotor in the form of two magnetic conductive disks mounted on a shaft, provided with permanent trapezoidal magnets with a radial arrangement of the lateral sides, mounted in an annular row with alternating polarity, and placed between the rotor disks, a stator in the form of a disk with annular row of windings, in which the internal radial width exceeds the width of the annular row of permanent magnets, the latter is equipped with one of the rotor disks, while the disks are mounted on alu in the magnetic hub.

Диск статора может быть выполнен из термостойкого диэлектрического материала, а обмотка статора без образования лобовых частей.The stator disk can be made of heat-resistant dielectric material, and the stator winding without the formation of frontal parts.

На фиг.1 схематично изображен общий вид электрогенератора, на фиг.2, - вид А-А фиг.1.Figure 1 schematically shows a General view of the generator, figure 2, view aa of figure 1.

Электрогенератор содержит ротор, состоящий из двух параллельных магнитопроводных дисков 1 и 2, установленных на не магнитопроводной ступице 3, которая закреплена валу 4. На одном из дисков, диске 1 вдоль обода размещены постоянные трапециевидные магниты 5 с чередующейся полярностью, образуя кольцеобразный ряд. В ряду магниты 5 размещены с образованием между боковыми поверхностями соседних радиального угла α, зависящего от количества полюсов.The electric generator comprises a rotor consisting of two parallel magnetic conductive disks 1 and 2 mounted on a non-magnetic conductive hub 3, which is fixed to the shaft 4. On one of the disks, the drive 1 along the rim there are permanent trapezoidal magnets 5 with alternating polarity, forming an annular row. In a row, magnets 5 are placed with the formation between the side surfaces of the adjacent radial angle α, depending on the number of poles.

Статор электрического генератора зафиксирован в корпусе 6 между дисками 1, 2 ротора и выполнен в виде диска 7, на котором над постоянными магнитами 5 размещена многовитковая обмотка 8, состоящая из секций по числу последних. Внутренняя радиальная ширина секции обмотки 8 превышает ширину кольцевого ряда и радиальную ширину постоянных магнитов 5. Каждая из секций обмотки может быть выполнена кольцевым или зигзагообразным способом и имеют последовательное соединение между собой.The stator of the electric generator is fixed in the housing 6 between the disks 1, 2 of the rotor and is made in the form of a disk 7, on which a multi-turn winding 8 is placed above the permanent magnets 5, consisting of sections according to the number of the latter. The inner radial width of the section of the winding 8 exceeds the width of the annular row and the radial width of the permanent magnets 5. Each of the sections of the winding can be made in an annular or zigzag manner and have a series connection between each other.

Диск 7 выполнен из термостойкого диэлектрического материала и в нем предусмотрен вывод концов обмотки (не показаны).The disk 7 is made of heat-resistant dielectric material and it provides for the conclusion of the ends of the winding (not shown).

Электрогенератор работает следующим образом.The generator operates as follows.

При возникновении вращающего момента на валу 4, приводящего диски 1, 2 со ступицей 3 во вращение, вращающееся магнитное поле постоянных магнитов 5 пересекает секции обмотки 8. Изменяясь как по абсолютному значению, так и по направлению, оно наводит в каждой переменную электродвижущую силу. Электродвижущие силы складываются, и генерируемое напряжение снимается с выводных концов обмотки 8.When there is a torque on the shaft 4, which drives the disks 1, 2 with the hub 3 into rotation, the rotating magnetic field of the permanent magnets 5 intersects the sections of the winding 8. Changing both in absolute value and in direction, it induces an electromotive force in each variable. Electromotive forces add up, and the generated voltage is removed from the output ends of the winding 8.

Claims

1. An electric generator comprising a rotor in the form of two magnetic conductive disks mounted on a shaft, provided with permanent trapezoidal magnets with a radial arrangement of the lateral sides, placed in an annular row with alternating polarity, and placed between the rotor disks in the form of a disk with an annular row of windings with an inner the radial width exceeds the width of the annular row of permanent magnets, characterized in that one of the rotor disks is provided with permanent magnets, while the disks are mounted on a shaft in a magnet ovodnoy hub.

2. The generator according to claim 1, characterized in that the stator disk is made of heat-resistant dielectric material, and the stator winding without the formation of frontal parts.