RU137162U1

RU137162U1 - PERMANENT MAGNET ELECTRIC GENERATOR

Info

Publication number: RU137162U1
Application number: RU2013136449/07U
Authority: RU
Inventors: Геннадий Фёдорович Афанасьев; Ленар Рафаэлевич Закиров; Линар Шамилевич Биктимиров
Priority date: 2013-08-02
Filing date: 2013-08-02
Publication date: 2014-01-27

Abstract

Полезная модель относиться к преобразователям энергии постоянных магнитов, предназначена для использования в энергетике и машиностроении. Электрический генератор на постоянных магнитах содержит статор с обмотками, размещенными на зубцах статора, выполненных с разнесенными в пространстве участками магнитопровода и магнитной перемычкой в виде статорных полюсных наконечников. Создание замкнутого кольца с малым магнитным сопротивлением для магнитных потоков, обусловленных реакцией якоря, приводит к уменьшению потерь энергии, затрачиваемой на преодоление реакции якоря и повышение КПД генератора. The utility model relates to energy converters of permanent magnets, intended for use in power engineering and mechanical engineering. The permanent magnet electric generator contains a stator with windings placed on the stator teeth, made with spaced sections of the magnetic circuit and a magnetic jumper in the form of stator pole pieces. The creation of a closed ring with low magnetic resistance for magnetic fluxes due to the reaction of the armature leads to a reduction in the energy loss spent on overcoming the armature reaction and increasing the generator efficiency.

Description

Полезная модель относится к преобразователям энергии постоянных магнитов, предназначена для использования в энергетике и машиностроении, в стационарных и мобильных энергетических установка.The utility model relates to energy converters of permanent magnets, is intended for use in energy and engineering, in stationary and mobile power plants.

Известно устройство, работающее как генератор электрического тока с возбуждением от постоянных магнитов, содержащее неподвижный явнополюсной статор, на внутренних зубцах которого размещены обмотки для питания отдельных групп потребителей. В известном устройстве на каждом зубце расположено по одной обмотке (см. авторское свидетельство №378021, опубл. 18.04.1973, Бюл. №19) прототип.A device is known that works as a generator of electric current with excitation from permanent magnets, containing a fixed fixed pole stator, on the inner teeth of which windings are placed to power certain groups of consumers. In the known device on each tooth there is one winding (see copyright certificate No. 378021, publ. 04/18/1973, Bull. No. 19) prototype.

Недостатком прототипа является низкий коэффициент полезного действия (КПД) за счет отсутствия эффективных мер минимизации степени влияния реакции якоря. Достигаемая в прототипе стабилизации напряжения за счет определенной очередности подключения к обмотке статора потребителей с разной нагрузкой не решает проблемы повышения КПД генератора.The disadvantage of the prototype is the low coefficient of performance (COP) due to the lack of effective measures to minimize the degree of influence of the reaction of the armature. The voltage stabilization achieved in the prototype due to a certain sequence of connecting consumers with different loads to the stator winding does not solve the problem of increasing the generator efficiency.

Технический результат заключается в повышении КПД генератора, минимизации степени влияния реакции якоря за счет разделения в пространстве участков магнитопровода с обмотками статора.The technical result consists in increasing the generator efficiency, minimizing the degree of influence of the armature reaction due to the separation in space of the sections of the magnetic circuit with the stator windings.

Технический результат достигается тем, что электрический генератор на постоянных магнитах содержит неподвижный явнополюсный статор с обмотками в виде двух одинаковых секций, размещенными на зубцах статора, многополюсный ротор с постоянными магнитами, являющимися конструктивными деталями ротора.The technical result is achieved by the fact that the permanent magnet electric generator contains a fixed fixed-pole stator with windings in the form of two identical sections placed on the stator teeth, a multi-pole rotor with permanent magnets, which are the structural parts of the rotor.

Особенностью является то, что зубцы статора вдоль радиуса генератора выполнены в виде спаренных симметричных и параллельных участков, внутренние торцы которых замкнуты полюсными наконечниками из ферромагнитного материала. Обмотки на каждом зубце статора выполнены в виде двух одинаковых секций, каждая их которых размещена на одном из спаренных симметричных параллельных участков зубца. Секции обмотки каждого из зубцов статора соединены последовательно и согласно. Обмотки на зубцах статора с спаренными секциями могут быть соединены последовательно и согласно в группы или все вместе, для питания цепей отдельных групп потребителей или их объединенной нагрузки.The peculiarity is that the stator teeth along the radius of the generator are made in the form of paired symmetric and parallel sections, the inner ends of which are closed by pole tips made of ferromagnetic material. The windings on each stator tooth are made in the form of two identical sections, each of which is placed on one of the paired symmetrical parallel sections of the tooth. The winding sections of each of the stator teeth are connected in series and in accordance. The windings on the stator teeth with paired sections can be connected in series and according to the group or all together to power the circuits of individual consumer groups or their combined load.

Сущность полезной модели поясняется графическими материалами, на которых изображено: фиг. 1 - конструкция электрического генератора на постоянных магнитах с сечениями участков главных звеньев магнитных цепей; фиг. 2 - схематическое представление цепей активных зон с замыкающимися магнитными потоками.The essence of the utility model is illustrated by graphic materials, which depict: FIG. 1 - design of an electric generator with permanent magnets with sections of sections of the main links of the magnetic circuits; FIG. 2 is a schematic representation of active zone circuits with closed magnetic fluxes.

Электрический генератор на постоянных магнитах (фиг. 1) содержит неподвижный явнополюсный статор 1 с обмотками в виде двух одинаковых секций 2, 3, размещенными на зубцах 4 статора 1, многополюсный ротор 5 с постоянными магнитами, являющимися конструктивными деталями ротора 5. Зубцы 4 статора 1 вдоль радиуса генератора выполнены в виде спаренных симметричных и параллельных участков 6 и 7, внутренние торцы которых замкнуты полюсными наконечниками 8 из ферромагнитного материала. Обмотки на каждом зубце 4 статора 1 выполнены в виде двух одинаковых секций 2, 3, каждая из которых размещена на одном из спаренных симметричных параллельных участков 6, 7 зубца 4. Секции 2,3 обмотки каждого из зубцов 4 статора 1 соединены последовательно и согласно (фиг. 2). Обмотки на зубцах 4 статора 1 со спаренными секциями 2, 3 могут быть соединены последовательно и согласно в группы или все вместе, для питания цепей отдельных групп потребителей или их объединенной нагрузки.The permanent magnet electric generator (Fig. 1) contains a fixed fixed-pole stator 1 with windings in the form of two identical sections 2, 3 located on the teeth 4 of the stator 1, a multi-pole rotor 5 with permanent magnets, which are the structural parts of the rotor 5. The teeth 4 of the stator 1 along the radius of the generator are made in the form of paired symmetric and parallel sections 6 and 7, the inner ends of which are closed by pole pieces 8 of ferromagnetic material. The windings on each tooth 4 of the stator 1 are made in the form of two identical sections 2, 3, each of which is placed on one of the paired symmetrical parallel sections 6, 7 of the tooth 4. Sections 2,3 of the winding of each of the teeth 4 of the stator 1 are connected in series and according to ( Fig. 2). The windings on the teeth 4 of the stator 1 with paired sections 2, 3 can be connected in series and according to the group or all together to power the circuits of individual consumer groups or their combined load.

При подключении нагрузки к обмоткам работающего генератора, к выводам H₂K₃, (см. фиг. 2), в спаренных симметричных и параллельных участках 6, 7 зубцов 4 статора 1 нагрузочными токами, протекающими по секциям 2, 3 обмоток, будут наводиться магнитные потоки Ф_р2 и Ф_р3, направленные навстречу основному магнитному потоку Фпм постоянных магнитов ротора 5. Наличие этих тормозящих встречных потоков Ф_р2, Ф_р3 принято квалифицировать как реакцию якоря, которая приводит к потерям преобразования энергии и понижению КПД генераторов.When the load is connected to the windings of the running generator, to the terminals H ₂ K ₃ (see Fig. 2), in the paired symmetrical and parallel sections 6, 7 of the teeth 4 of the stator 1, the magnetic currents will be induced by the load currents flowing through sections 2, 3 of the windings fluxes Ф _р2 and Ф _р3 directed towards the main magnetic flux Фпм of permanent magnets of the rotor 5. The presence of these inhibitory countercurrent flows Ф _р2 , Ф _{p3 is} usually qualified as an armature reaction, which leads to loss of energy conversion and lower efficiency of the generators.

В предлагаемой полезной модели, за счет конструктивного решения магнитных цепей, магнитные потоки Ф_Р2 и Ф_Р3, порожденные реакцией якоря, будут замыкаться по цепи с наименьшим магнитным сопротивлением, т.е. через полюсные наконечники. На участках 6, 7 зубцов 4 с обмотками в виде секций 2, 3 магнитные потоки Ф_р2 и Ф_р3, будучи встречно направленными и одинаковыми по величине, окажутся взаимно скомпенсированными, а ввиду того, что магнитное сопротивление воздушного зазора Δ велико, воздействие потоков Ф_Р2 и Ф_р3 на магнитные полюса постоянных магнитов ротора 5 будет минимальным. За счет этого достигается повышение КПД генератора, по сравнению с тем, что имеется в прототипе.In the proposed utility model, due to the constructive solution of magnetic circuits, magnetic fluxes Ф _Р2 and Ф _Р3 generated by the reaction of the armature will be closed along the circuit with the least magnetic resistance, i.e. through the pole pieces. In sections 6, 7 of teeth 4 with windings in the form of sections 2, 3, the magnetic fluxes Ф _p2 and Ф _p3 , being opposite directions and the same in magnitude, will be mutually compensated, and since the magnetic resistance of the air gap Δ is large, the effect of fluxes Ф _P2 and Ф _p3 to the magnetic poles of the permanent magnets of the rotor 5 will be minimal. Due to this, an increase in the efficiency of the generator is achieved, compared with what is available in the prototype.

Claims

1. An electric generator with permanent magnets, containing a fixed fixed-pole stator with windings placed on the stator teeth, a multi-pole rotor with permanent magnets, which are structural parts of the rotor, characterized in that the stator teeth along the generator radius are made in the form of paired symmetric and parallel sections, internal the ends of which are closed by pole pieces of ferromagnetic material.

2. The generator according to claim 1, characterized in that the windings on each stator tooth are made in the form of two identical sections, each of which is placed on one of the paired symmetrical parallel sections of the tooth.

3. The generator according to claim 1, characterized in that the winding sections of each of the stator teeth are connected in series and according to.

4. The generator according to claim 1, characterized in that the windings on the stator teeth with paired sections can be connected in series and according to the group or all together to power the circuits of individual consumer groups or their combined load.