RU152654U1

RU152654U1 - PERMANENT MAGNET ELECTRIC GENERATOR

Info

Publication number: RU152654U1
Application number: RU2014143304/07U
Authority: RU
Inventors: Сергей Григорьевич Игнатьев
Original assignee: Сергей Григорьевич Игнатьев; Спиридонов Николай Иванович
Priority date: 2014-10-27
Filing date: 2014-10-27
Publication date: 2015-06-10

Abstract

1. Электрический генератор на постоянных магнитах, содержащий статор и ротор с магнитами, выполненный из композитного материала сечением П-образной формы, и установленный на металлическом валу, а также якорную обмотку, размещенную на наружной композитной поверхности статора на минимальном расстоянии от магнитов, отличающийся тем, что якорная обмотка выполнена из медной трубки с поперечной навивкой относительно оси статора и закрыта кожухом из металлических сегментов, соединенных с зазорами между собой и изолированных от якорной обмотки.2. Электрический генератор по п. 1, отличающийся тем, что кожух выполнен из сегментов толщиной не менее 5 мм из электротехнической стали.3. Электрический генератор по п. 1, отличающийся тем, что выполнен с возможностью вращения ротора от 50 и более об/мин.1. An electric generator with permanent magnets, comprising a stator and a rotor with magnets, made of composite material with a U-shaped cross section and mounted on a metal shaft, as well as an anchor winding placed on the outer composite surface of the stator at a minimum distance from the magnets, characterized in that the anchor winding is made of a copper tube with transverse winding relative to the stator axis and is closed by a casing of metal segments connected to the gaps between themselves and isolated from the anchor winding and 2. An electric generator according to claim 1, characterized in that the casing is made of segments of a thickness of at least 5 mm made of electrical steel. The electric generator according to claim 1, characterized in that it is arranged to rotate the rotor from 50 rpm or more.

Description

Полезная модель относится к области электротехники, в частности к низкооборотным высокомоментным синхронным двигателям и генераторам, и может быть использовано в качестве ветрогенераторов, высокочастотных электрических генераторов.The utility model relates to the field of electrical engineering, in particular to low-speed high-torque synchronous motors and generators, and can be used as wind generators, high-frequency electric generators.

Уровень техники.The level of technology.

Наиболее близким к полезной модели по технической сущности является электрический генератор, содержащий статор и ротор, а также якорную обмотку, ротор выполнен из композитного материала сечением П-образной формы, установленном на металлическом валу, якорная обмотка размещена на наружной композитной поверхности статора на минимальном расстоянии от магнитов, магниты с чередующимися полюсами установлены на роторе в пазах (см. патент RU 135460, опубликованный 10.12.2013), выбранный в качестве прототипа.The closest to the utility model in technical essence is an electric generator containing a stator and a rotor, as well as an anchor winding, the rotor is made of composite material with a U-shaped cross section mounted on a metal shaft, the anchor winding is placed on the outer composite surface of the stator at a minimum distance from magnets, magnets with alternating poles mounted on the rotor in the grooves (see patent RU 135460, published 10.12.2013), selected as a prototype.

В известном электрическом генераторе при больших скоростях ротора от 500 об/мин и более требуется более интенсивное охлаждение якорной обмотки, и отвод тепла, что наряду с отсутствием магнитопроводящего кожуха уменьшает кпд и мощность генератора, что в целом понижает эффективность генератора.In the known electric generator, at high rotor speeds of 500 rpm or more, more intensive cooling of the armature winding and heat removal are required, which, along with the absence of a magnetically conductive casing, reduces the efficiency and power of the generator, which generally reduces the efficiency of the generator.

Раскрытие полезной модели.Disclosure of a utility model.

Задача, на решение которой направлено заявляемая полезная модель, заключается в повышении эффективности генератора.The problem to which the claimed utility model is directed is to increase the efficiency of the generator.

Технический результат заключается: в изменении направления якорной обмотки относительно оси ротора, улучшении охлаждения якорной обмотки генератора, возможности отвода тепла, усиления магнитного потока, повышении кпд и мощности генератора.The technical result consists in: changing the direction of the armature winding relative to the axis of the rotor, improving cooling of the armature winding of the generator, the possibility of heat dissipation, increasing magnetic flux, increasing the efficiency and power of the generator.

Технический результат обеспечивается следующей совокупностью признаков:The technical result is provided by the following set of features:

Электрический генератор на постоянных магнитах, содержащий статор и ротор с магнитами, выполненный из композитного материала сечением П-образной формы, установленным на металлическом валу, а также якорную обмотку, размещенную на наружной композитной поверхности статора на минимальном расстоянии от магнитов, отличающийся тем, что якорная обмотка выполнена из медной трубки с поперечной навивкой относительно оси статора и закрыта кожухом из металлических сегментов, соединенных с зазорами между собой и изолированных от якорной обмотки.A permanent magnet electric generator comprising a stator and a rotor with magnets made of composite material with a U-shaped cross section mounted on a metal shaft, as well as an anchor winding placed on the outer composite surface of the stator at a minimum distance from the magnets, characterized in that the anchor the winding is made of a copper tube with a transverse winding relative to the axis of the stator and is closed by a casing of metal segments connected to the gaps between themselves and isolated from the anchor winding.

Кроме того: кожух выполнен из сегментов толщиной не менее 5 мм. из электротехнической стали; генератор выполнен с возможностью вращения ротора от 50 об/мин.In addition: the casing is made of segments with a thickness of at least 5 mm. from electrical steel; the generator is made with the possibility of rotation of the rotor from 50 rpm

Задача, на решение которой направлено заявляемая полезная модель и технический результат взаимосвязаны следующим образом.The problem to be solved by the claimed utility model and the technical result are interconnected as follows.

Изменение направления якорной обмотки относительно оси ротора на поперечную, улучшение охлаждения якорной обмотки генератора с возможностью отвода тепла, усиление магнитного потока, повышение кпд и мощности генератора повышают эффективность генератора.Changing the direction of the armature winding relative to the rotor axis to the transverse, improving cooling of the armature winding of the generator with the possibility of heat removal, increasing the magnetic flux, increasing the efficiency and power of the generator increase the efficiency of the generator.

Краткое описание чертежей.A brief description of the drawings.

На чертеже изображен электрический генератор на постоянных магнитах с поперечным разрезом А-АThe drawing shows a permanent magnet electric generator with a cross section AA

Осуществление полезной моделиUtility Model Implementation

Полезная модель может быть осуществлена следующим образом.A utility model can be implemented as follows.

У Электрического генератора на постоянных магнитах, содержащем статор и ротор с магнитами, выполненный из композитного материала сечением П-образной формы, установленным на металлическом валу, а также якорную обмотку, размещенную на наружной композитной поверхности статора на минимальном расстоянии от магнитов, якорная обмотка, выполнена из медной трубки с поперечной навивкой относительно оси статора и закрыта кожухом из металлических сегментов, соединенных с зазорами между собой и изолированных от якорной обмотки.A permanent magnet electric generator comprising a stator and a rotor with magnets made of composite material with a U-shaped section mounted on a metal shaft, as well as an anchor winding placed on the outer composite surface of the stator at a minimum distance from the magnets, the anchor winding is made from a copper tube with a transverse winding relative to the axis of the stator and closed by a casing of metal segments connected to the gaps between themselves and isolated from the anchor winding.

Таким образом, назначение изобретения в качестве электрического генератора на постоянных магнитах реализуется.Thus, the purpose of the invention as an electric permanent magnet generator is realized.

Сведения, подтверждающие возможность получения при осуществлении полезной модели технического результата (причинно-следственная связь существенных признаков с указанным техническим результатом), состоят в следующем.Information confirming the possibility of obtaining a technical result during the implementation of a useful model (a causal relationship of the essential features with the specified technical result) is as follows.

Якорная обмотка выполнена из медной трубки с поперечной навивкой относительно оси статора позволяет подключить систему охлаждения обмотки с охлаждающей жидкостью и совершать отвод тепла и использовать тепло при необходимости, что увеличивает возможность работы генератора на больших оборотах ротора, например в ветрогенераторе, при больших скоростях ветра. Якорная обмотка закрыта кожухом из металлических сегментов толщиной не менее 5 мм, в частности, выполненных из электротехнической стали, соединенных с зазорами между собой и изолированных от якорной обмотки, что на ряду с изменением направления якорной обмотки относительно оси ротора на поперечную, дает усиление магнитных потоков, что вместе с улучшением охлаждения якорной обмотки генератора с возможностью отвода тепла, с возможностью вращения ротора от 50 и более об/мин., повышает кпд и мощность генератора.The anchor winding is made of a copper tube with a transverse winding relative to the axis of the stator, which allows you to connect the cooling system of the winding with coolant and heat dissipation and use heat if necessary, which increases the possibility of the generator working at high rotor speeds, for example in a wind generator, at high wind speeds. The anchor winding is closed by a casing of metal segments with a thickness of at least 5 mm, in particular, made of electrical steel, connected to the gaps between themselves and isolated from the anchor winding, which, along with a change in the direction of the anchor winding relative to the rotor axis to the transverse, gives an increase in magnetic fluxes which, together with improved cooling of the generator’s anchor winding with the possibility of heat removal, with the possibility of rotor rotation from 50 rpm or more, increases the generator efficiency and power.

Описание конструкции устройства.Description of the design of the device.

Электрический генератор на постоянных магнитах содержит статор 2 с якорной обмоткой 4, ротор 3 с магнитами 1, а также кожух 6 из стальных сегментов. Ротор 3 выполнен из композитного материала сечением П-образной формы, установленном на металлическом валу 5. Магниты 1 с чередующимися полюсами установлены на роторе 3 в пазах. Якорная обмотка 4 размещена на наружной композитной поверхности статора 2 на минимальном расстоянии от магнитов 1, выполнена из медной трубки с поперечной навивкой относительно оси статора 2 и закрыта кожухом 6 из металлических сегментов, соединенных с зазорами между собой и изолированных от якорной обмотки 4.The permanent magnet electric generator comprises a stator 2 with an anchor winding 4, a rotor 3 with magnets 1, and also a casing 6 of steel segments. The rotor 3 is made of composite material with a U-shaped cross-section mounted on a metal shaft 5. Magnets 1 with alternating poles are mounted on the rotor 3 in the grooves. The anchor winding 4 is placed on the outer composite surface of the stator 2 at a minimum distance from the magnets 1, is made of a copper tube with transverse winding relative to the axis of the stator 2 and is closed by a casing 6 of metal segments connected to the gaps between themselves and isolated from the anchor winding 4.

Электрический генератор работает следующим образом.The electric generator operates as follows.

При вращении ротора 3 генератора силовые линии полей постоянных магнитов 1 пересекают витки якорной обмотки 4, расположенные на неподвижном статоре 2. В них возникает ЭДС электромагнитной индукции, величина которой зависит от скорости вращения ротора 3.When the rotor 3 of the generator rotates, the field lines of the fields of permanent magnets 1 intersect the turns of the anchor winding 4 located on the fixed stator 2. EMF of electromagnetic induction arises in them, the magnitude of which depends on the speed of rotation of the rotor 3.

Таким образом, у предлагаемого электрического генератора на постоянных магнитах, в отличие от прототипа, повышается эффективность. Эффективность предлагаемого электрического генератора обусловливается его улучшенной конструкций.Thus, the proposed permanent magnet electric generator, in contrast to the prototype, improves efficiency. The effectiveness of the proposed electric generator is due to its improved designs.

Claims

1. An electric generator with permanent magnets, comprising a stator and a rotor with magnets, made of composite material with a U-shaped cross section and mounted on a metal shaft, as well as an anchor winding placed on the outer composite surface of the stator at a minimum distance from the magnets, characterized in that the anchor winding is made of a copper tube with transverse winding relative to the stator axis and is closed by a casing of metal segments connected to the gaps between themselves and isolated from the anchor winding and.

2. An electric generator according to claim 1, characterized in that the casing is made of segments of a thickness of at least 5 mm made of electrical steel.

3. The electric generator according to claim 1, characterized in that it is made with the possibility of rotation of the rotor from 50 rpm or more.