RU137436U1

RU137436U1 - ELECTRIC GENERATOR

Info

Publication number: RU137436U1
Application number: RU2013135400/07U
Authority: RU
Inventors: Геннадий Фёдорович Афанасьев; Александр Григорьевич Ташлинский; Ленар Рафаэлевич Закиров; Линар Шамилевич Биктимиров; Дмитрий Владимирович Рябов
Priority date: 2013-07-26
Filing date: 2013-07-26
Publication date: 2014-02-10

Abstract

1. Электрический генератор, содержащий ось со статором и установленный на ней с возможностью вращения ротор в виде концентрично расположенного индуктора, соединенного с ободом ротора, расположенные на индукторе постоянные магниты с чередованием полярностей, причем статор, выполненный из диэлектрика, расположен внутри индуктора и несет ярмо из ферромагнетика с закрепленными на нем по окружности статорными катушками с сердечниками в виде зубцов, отличающийся тем, что каждый зубец выполнен из набора ферромагнитных пластин П-образной формы, верхние участки которых образуют полюсные наконечники сердечников статорных катушек, каждая из которых выполнена в виде двух одинаковых секций, размещенных на боковых участках зубцов П-образной формы, вставленных в пазы на ярме и смещенных между собой последовательно и согласно.2. Генератор по п.1, отличающийся тем, что состоящие из двух одинаковых секций статорные катушки, размещенные на каждом зубце, могут быть объединены путем последовательного и согласного соединения их в группы или все вместе для подключения нагрузки.1. An electric generator containing an axis with a stator and mounted on it with the possibility of rotation of the rotor in the form of a concentric inductor connected to the rim of the rotor, permanent magnets located on the inductor with alternating polarities, the stator made of a dielectric located inside the inductor and carries a yoke from a ferromagnet with stator coils fixed on it around the circle with cores in the form of teeth, characterized in that each tooth is made of a set of U-shaped ferromagnetic plates s, the upper sections of which form the pole tips of the cores of the stator coils, each of which is made in the form of two identical sections located on the side sections of the U-shaped teeth, inserted into the grooves on the yoke and offset from each other sequentially and according to. 2. The generator according to claim 1, characterized in that the stator coils, consisting of two identical sections, located on each tooth, can be combined by sequential and consonant connection of them into groups or all together to connect the load.

Description

Полезная модель относится к области электротехники и может быть использована как низкооборотный генератор, применяемый в ветроэнергетических установках и бесплотинных ГЭС.The utility model relates to the field of electrical engineering and can be used as a low-speed generator used in wind power plants and damless hydroelectric power stations.

Известно устройство, работающее как генератор, содержащее ось со статором, установленный на ней с возможностью вращения ротор в виде концентрично расположенного индуктора, соединенного с ободом, расположенные на индукторе постоянные магниты с чередованием полярностей, причем статор расположен внутри индуктора и несет зубцы с катушками и ярмо, выполненный из отдельных модулей - зубец и участок ярма, скрепленные вместе. В известном устройстве на каждом зубце статора размещены по одной катушке (см. свидетельство на полезную модель RU №16046 U1, опубл. 27.11.2000) прототип.A device is known that operates as a generator containing an axis with a stator, a rotor mounted thereon with the possibility of rotation in the form of a concentric inductor connected to the rim, permanent magnets located on the inductor with alternating polarities, the stator being located inside the inductor and carries teeth with coils and yoke made of separate modules - a tooth and a portion of the yoke fastened together. In the known device on each tooth of the stator placed one coil (see certificate for utility model RU No. 16046 U1, publ. 11/27/2000) prototype.

Недостатком прототипа, как генератора, является низкий коэффициент полезного действия (КПД) за счет присущему данной модели тормозящему моменту, порожденному реакцией якоря, и отсутствие мер по его минимизации.The disadvantage of the prototype, as a generator, is the low coefficient of performance (COP) due to the inherent in this model braking torque generated by the reaction of the armature, and the lack of measures to minimize it.

Технический результат заключается в повышении КПД генератора, минимизации степени влияния реакции якоря путем изменения конструктивного решения активных участков магнитных цепей генератора.The technical result consists in increasing the generator efficiency, minimizing the degree of influence of the armature reaction by changing the design solution of the active sections of the generator magnetic circuits.

Технический результат достигается тем, что электрический генератор содержит ось со статором и установленный на ней с возможностью вращения ротор в виде концентрично расположенного индуктора, соединенного с ободом ротора, расположенные на индукторе постоянные магниты с чередованием полярностей, причем статор, выполненный из диэлектрика, расположен внутри индуктора и несет ярмо из ферромагнетика с закрепленным на нем по окружности статорными катушками с сердечниками в виде зубцов.The technical result is achieved by the fact that the electric generator contains an axis with a stator and a rotor mounted on it with the possibility of rotation in the form of a concentric inductor connected to the rotor rim, permanent magnets located on the inductor with alternating polarities, the stator made of a dielectric located inside the inductor and carries a yoke from a ferromagnet with stator coils fixed in circumference with cores in the form of teeth.

Особенностью является то, что каждый зубец выполнен из набора ферромагнитных пластин П-образной формы, верхние участки которых образуют полюсные наконечники сердечников статорных катушек, каждая из которых выполнена в виде двух одинаковых секций, размещенных на боковых участках зубцов П-образной формы, вставленных в пазы на ярме и смещенных между собой последовательно и согласно. Состоящие из двух одинаковых секций статорные катушки, размещенные на каждом зубце, могут быть объединены путем последовательного и согласного соединения их в группы или все вместе для подключения нагрузки.A feature is that each tooth is made of a set of U-shaped ferromagnetic plates, the upper sections of which form the pole tips of the stator coil cores, each of which is made in the form of two identical sections located on the side sections of the U-shaped teeth inserted into grooves on the yoke and displaced among themselves sequentially and according to. The stator coils consisting of two identical sections, placed on each tooth, can be combined by sequential and consonant connection of them into groups or all together to connect the load.

Сущность полезной модели поясняется графическими материалами, на которых изображено: фиг. 1 - фрагмент конструкции электрического генератора; фиг. 2 - фрагмент конструкции активных участков магнитопровода генератора; фиг. 3 - схематическое представление магнитных цепей активных зон с распределением магнитных потоков.The essence of the utility model is illustrated by graphic materials, which depict: FIG. 1 - a fragment of the design of an electric generator; FIG. 2 - a fragment of the design of the active sections of the magnetic circuit of the generator; FIG. 3 is a schematic representation of the magnetic circuits of the active zones with the distribution of magnetic fluxes.

Электрический генератор (фиг. 1) содержит ось 1 со статором 2 и установленный на ней с возможностью вращения ротор 3 в виде концентрично расположенного индуктора 4, соединенного с ободом ротора 3, расположенные на индукторе 4 постоянные магниты 5 с чередованием полярностей, причем статор 2, выполненный из диэлектрика, расположен внутри индуктора 4 и несет ярмо 6 из ферромагнетика с закрепленным на нем по окружности статорными катушками с сердечниками в виде зубцов 7. Каждый зубец 7 выполнен из набора ферромагнитных пластин П-образной формы, верхние участки которых образуют полюсные наконечники сердечников статорных катушек, каждая из которых выполнена в виде двух одинаковых секций 8, 9, размещенных на боковых участках зубцов 7 П-образной формы, вставленных в пазы 10 на ярме 6 (см. фиг. 2) и смещенных между собой последовательно и согласно (см. фиг. 3). Состоящие из двух одинаковых секций 8 и 9 статорные катушки, размещенные на каждом зубце 7, могут быть объединены путем последовательного и согласного соединения их в группы или все вместе для подключения нагрузки.The electric generator (Fig. 1) contains an axis 1 with a stator 2 and a rotor 3 mounted on it with the possibility of rotation in the form of a concentric located inductor 4 connected to the rim of the rotor 3, permanent magnets 5 located on the inductor 4 with alternating polarities, and the stator 2, made of a dielectric, located inside the inductor 4 and carries a yoke 6 of a ferromagnet with stator coils fixed in circumference with cores in the form of teeth 7. Each tooth 7 is made of a set of U-shaped ferromagnetic plates, top the other sections of which form the pole tips of the stator coil cores, each of which is made in the form of two identical sections 8, 9, located on the side sections of the U-shaped teeth 7, inserted into the grooves 10 on the yoke 6 (see Fig. 2) and displaced among themselves sequentially and according to (see Fig. 3). The stator coils consisting of two identical sections 8 and 9, placed on each tooth 7, can be combined by sequential and consonant connection of them into groups or all together to connect the load.

Зубцы 7, скрепленные с ярмом 6 посредством стяжных скоб 11 из диэлектрика, имея П-образную форму, образуют замкнутый магнитопровод, по боковым участкам которых замыкаются магнитные потоки Фпм постоянных магнитов 5.The teeth 7, fastened to the yoke 6 by means of clamping brackets 11 made of a dielectric, having a U-shape, form a closed magnetic circuit, along the lateral sections of which magnetic fluxes FPM of permanent magnets 5 are closed.

Подключение нагрузки к объединенным статорным катушкам или к каждой из них в отдельности (H₈-K₉) при работе генератора, нагрузочными токами в них будут наводиться магнитные потоки Ф_р8, Ф_р9, встречно направленные генерирующим магнитным потокам Фпм постоянных магнитов 5, проявляющиеся в генераторах в виде реакции якоря. При выбранной конструкции зубцов 7 и статорный катушек в виде разнесенных в пространстве секций 8 и 9 магнитные потоки Ф_р8, Ф_р9 будут замыкаться по пути наименьшего магнитного сопротивления, минуя воздушный зазор Δ, имеющий большое магнитное сопротивление по сравнению с магнитным сопротивлением замкнутого ферромагнитного кольца, составленного зубцами 7 и участками ярма 6. Благодаря встречному направлению относительно друг друга магнитные потоки Ф_р8, Ф_р9 будут взаимноскомпенсированы, что приводит к значительному снижению степени влияния реакции якоря и увеличению КПД генератора, по сравнению с прототипом.Connecting the load to the combined stator coils or to each of them individually (H ₈ -K ₉ ) during generator operation, the magnetic fluxes Φ _p8 , Φ _p9 directed opposite to the generating magnetic fluxes FPM of permanent magnets 5, manifested in generators in the form of an anchor reaction. With the chosen design of the teeth 7 and the stator coils in the form of sections 8 and 9 spaced apart in space, the magnetic fluxes Ф _p8 , Ф _p9 will be closed along the path of the least magnetic resistance, bypassing the air gap Δ, which has a large magnetic resistance compared to the magnetic resistance of a closed ferromagnetic ring, composed teeth 7 and the yoke portions 6. Due to the counter direction relative to each other, magnetic fluxes F _p8, _p9 will vzaimnoskompensirovany F, which leads to a significant reduction in influences I anchor and increase generator efficiency of the reaction as compared with the prior art.

Claims

1. An electric generator containing an axis with a stator and mounted on it with the possibility of rotation of the rotor in the form of a concentric inductor connected to the rim of the rotor, permanent magnets located on the inductor with alternating polarities, the stator made of a dielectric located inside the inductor and carries a yoke from a ferromagnet with stator coils fixed on it around the circle with cores in the form of teeth, characterized in that each tooth is made of a set of U-shaped ferromagnetic plates s, the upper sections of which form the pole tips of the cores of the stator coils, each of which is made in the form of two identical sections located on the side sections of the U-shaped teeth, inserted into the grooves on the yoke and offset from each other sequentially and according to.

2. The generator according to claim 1, characterized in that the stator coils consisting of two identical sections, placed on each tooth, can be combined by connecting them in series and in a consonant manner or all together to connect the load.