RU200737U1 - Обратимый генератор - Google Patents
Обратимый генератор Download PDFInfo
- Publication number
- RU200737U1 RU200737U1 RU2020119958U RU2020119958U RU200737U1 RU 200737 U1 RU200737 U1 RU 200737U1 RU 2020119958 U RU2020119958 U RU 2020119958U RU 2020119958 U RU2020119958 U RU 2020119958U RU 200737 U1 RU200737 U1 RU 200737U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- permanent magnets
- disk
- magnetic circuits
- main permanent
- magnetization
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K1/00—Details of the magnetic circuit
- H02K1/06—Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
- H02K1/12—Stationary parts of the magnetic circuit
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K1/00—Details of the magnetic circuit
- H02K1/06—Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
- H02K1/22—Rotating parts of the magnetic circuit
- H02K1/27—Rotor cores with permanent magnets
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K16/00—Machines with more than one rotor or stator
- H02K16/02—Machines with one stator and two or more rotors
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Permanent Magnet Type Synchronous Machine (AREA)
Abstract
Полезная модель относится к области электротехники, а именно к электрическим машинам, предназначенным для преобразования энергии механического движения в электрическую энергию и обратно. Требуемый технический результат, заключающийся в повышении эффективности преобразования энергии, достигается в устройстве, содержащем первый диск, закрепленный с возможностью вращения на валу и на котором по краю вдоль установочной окружности равномерно через одинаковые интервалы закреплено четное число основных постоянных магнитов с чередующейся намагниченностью, магнитопроводы с рабочими обмотками, размещенные возле первого диска с воздушным зазором, разделяющим основные постоянные магниты и магнитопроводы с рабочими обмотками, второй диск, аналогичный первому диску, который закреплен параллельно первому диску с возможностью вращения на том же валу синхронно с первым диском по другую строну магнитопроводов с рабочими обмотками с обеспечением воздушного зазора, разделяющего размещенные на нем основные постоянные магниты и магнитопроводы с рабочими обмотками, причем пространственно размещенные напротив друг друга основные постоянные магниты на первом и втором дисках имеют противоположную намагниченность, а на первом и втором дисках между основными постоянными магнитами с чередующейся намагниченностью закреплены дополнительные постоянные магниты с чередующейся намагниченностью, перпендикулярной намагниченности основных постоянных магнитов. 3 ил.
Description
Полезная модель относится к области электротехники, а именно к электрическим машинам, предназначенным как для преобразования энергии механического движения в электрическую энергию, так и, наоборот, электрической энергии в механическую.
Известно техническое решение, содержащие цилиндрический корпус, два магнитных сердечника цилиндрической формы с осевой намагниченностью, размещенных внутри цилиндрического корпуса и обращенных друг к другу одноименными полюсами, две цилиндрические катушки с осевыми обмотками, размещенные на цилиндрическом корпусе над соответствующими магнитными сердечниками [RU 83373, Н02К 35/02, 27.01.2011].
Недостатком устройства является недостаточная эффективность преобразования механической энергии в электрический ток.
Известен также электрический генератор [RU 101881, Н02К 35/02, 27.01.2011], содержащий цилиндрический корпус, два магнитных сердечника цилиндрической формы с осевой намагниченностью, размещенных внутри цилиндрического корпуса и обращенных друг к другу одноименными полюсами, две цилиндрические катушки с осевыми обмотками, размещенные на цилиндрическом корпусе над соответствующими магнитными сердечниками.
Недостатком этого технического решения также является недостаточная эффективность преобразования механической энергии в электрический ток.
Близким по технической сущности к предложенному является электрический генератор [RU 2654079, С2, Н02К 35/02, 16.05.2018], содержащий цилиндрический корпус, два магнитных сердечника цилиндрической формы с осевой намагниченностью, размещенных внутри цилиндрического корпуса и обращенных друг к другу одноименными полюсами, две цилиндрические катушки с осевыми обмотками, размещенные на цилиндрическом корпусе над соответствующими магнитными сердечниками, и цилиндрическую катушку с радиальной обмоткой, расположенной на цилиндрическом корпусе между цилиндрическими катушками с осевыми обмотками.
Недостатком этого технического решения является относительно низкая эффективность преобразования механической энергии в электрический ток.
Кроме того, известен электрический генератор [RU 182991, U1, Н02К 35/02, 07.09.2018],содержащий два магнитопровода, обращенных друг к другу, первую пару рабочих катушек и первую пару постоянных магнитов, выполненную с возможностью горизонтального крепления на приводе линейного генератора, вторая пара постоянных магнитов, выполненная с возможностью горизонтального крепления на приводе генератора, и вторая пара рабочих катушек, причем, магнитопроводы выполнены П-образными в плане и обращены друг к другу вертикальными элементами, в зазоре между одноименными вертикальными элементами магнитопроводов размещены соответствующие пары постоянных магнитов на расстоянии между парами, соответствующему расстоянию между парами вертикальных элементов магнитопроводов, при этом, постоянные магниты в каждой паре выполнены с противоположной полярностью и установлены с регулируемым зазором, а рабочие катушки, выполненные в виде обмоток вертикальных элементов магнитопроводов, соединены в единую электрическую цепь, выход которой является выходом линейного генератора.
Помимо указанных выше, известно электромагнитное устройство, выполненное с возможностью обратимой работы в качестве генератора и в качестве электродвигателя [RU 2510559, С2, Н02К 1/18, Н02К 1/14, Н02К 7/18, Н02К 16/04, 27.03.2014], содержащее ротор, вращающийся вокруг оси и несущий множество магнитов, распределенных через одинаковые интервалы и с чередующимися ориентациями в, по существу, кольцеобразной структуре, статор, содержащий, по меньшей мере, одно магнитное ярмо, имеющее пару выступающих плеч, которые проходят к магнитам и несут соответствующую катушку для электрического соединения с использующимся устройством или силовым драйвером, причем, по меньшей мере, одно магнитное ярмо является частью одной и той же замкнутой магнитной цепи, совместно с парой магнитов, противолежащих плечам ярма в заданный момент времени, и воздушным зазором, отделяющим ярмо от магнитов, причем, по меньшей мере, одно магнитное ярмо установлено независимо на собственной опоре, снабженной регулирующими блоками, которые выполнены с возможностью регулирования положения ярма относительно противолежащих магнитов, и образует вместе с его катушками, его опорой и его регулирующими блоками элементарную ячейку статора, которая может быть многократно повторена для образования обратимого электромагнитного устройства, включающего в себя однофазные или многофазные модули.
Недостатком этого технического решения является относительно низкая габаритная мощность генератора и эффективность преобразования механической энергии в электрическую и обратное преобразование электрической энергии в механическую.
Кроме указанных выше, близким по технической сущности к предложенному является электромагнитное устройство, выполненное с возможностью обратимой работы в качестве генератора и в качестве электродвигателя [US 2016308411, Al, Н02К 1/18, Н02К 16/02, 20.10.2016], содержащее первый диск, закрепленный с возможностью вращения на валу и на котором по краю вдоль установочной окружности равномерно через одинаковые интервалы закреплено четное число магнитов с чередующейся намагниченностью, а также магнитопроводы с рабочими обмотками, размещенные возле первого диска с воздушным зазором, разделяющим магниты и магнитопроводы с рабочими обмотками, и второй диск, аналогичный первому диску, который закреплен параллельно первому диску с возможностью вращения на том же валу синхронно с первым диском по другую строну магнитопроводов с рабочими обмотками с обеспечением воздушного зазора, разделяющего размещенные на нем магниты и магнитопроводы с рабочими обмотками, причем, пространственно размещенные напротив друг друга постоянные магниты на первом и втором дисках имеют противоположную намагниченность.
Недостатком этого технического решения является относительно узкие функциональные возможности, не позволяющие использовать его в трехфазных электрических цепях. Это сужает арсенал технических средств, которые могут быть использованы в качестве обратимых электрических генераторов.
Наиболее близким по технической сущности к предложенному является обратимый генератор [RU 190521, U1, Н02К 16/02, 03.04.2019], содержащий первый диск, закрепленный с возможностью вращения на валу и на котором по краю вдоль установочной окружности равномерно через одинаковые интервалы закреплено четное число магнитов с чередующейся намагниченностью, и магнитопроводы с рабочими обмотками, размещенные возле первого диска с воздушным зазором, разделяющим магниты и магнитопроводы с рабочими обмотками, а также второй диск, аналогичный первому диску, который закреплен параллельно первому диску с возможностью вращения на том же валу синхронно с первым диском по другую строну магнитопроводов с рабочими обмотками с обеспечением воздушного зазора, разделяющего размещенные на нем магниты и магнитопроводы с рабочими обмотками, причем, пространственно размещенные один против другого постоянные магниты на первом и втором дисках имеют противоположную намагниченность, причем, магнитопроводы с рабочими обмотками разделены на три равные группы, первая из которых ориентирована относительно постоянных магнитов таким образом, что, когда площадь их взаимного пересечения составляет 1/3, то для второй группы площадь взаимного пересечения составляет 2/3, а для третьей группы площадь взаимного пересечения составляет 1.
Недостатком наиболее близкого технического решения является относительно низкая эффективность преобразования энергии.
Это обусловлено, в частности, тем, что, магнитное поле постоянных магнитов распределено равномерно по обе стороны диска с постоянными магнитами, а магнитопроводы с рабочими обмотками могут располагаться либо с одной, либо с другой стороны диска. Следовательно, для повышения эффективности преобразования энергии целесообразно создать условия для того, чтобы магнитное поле постоянных магнитов было сконцентрировано преимущественно со стороны магнитопровода с рабочими обмотками
Поставленная задача заключается в создании обратимого генератора, обеспечивающего более высокую эффективность преобразования механической энергии в электрическую и обратно.
Технический результат заключается в повышении эффективности преобразования энергии.
Поставленная задача решается, а требуемый технический результат достигается в генераторе, содержащем первый диск, закрепленный с возможностью вращения на валу и на котором по краю вдоль установочной окружности равномерно через одинаковые интервалы закреплено четное число основных постоянных магнитов с чередующейся намагниченностью, магнитопроводы с рабочими обмотками, размещенные возле первого диска с воздушным зазором, разделяющим основные постоянные магниты и магнитопроводы с рабочими обмотками, второй диск, аналогичный первому диску, который закреплен параллельно первому диску с возможностью вращения на том же валу синхронно с первым диском по другую строну магнитопроводов с рабочими обмотками с обеспечением воздушного зазора, разделяющего размещенные на нем основные постоянные магниты и магнитопроводы с рабочими обмотками, причем, пространственно размещенные напротив друг друга основные постоянные магниты на первом и втором дисках имеют противоположную намагниченность, согласно полезной модели, на первом и втором дисках между основными постоянными магнитами с чередующейся намагниченностью закреплены дополнительные постоянные магниты с чередующейся намагниченностью, перпендикулярной намагниченности основных постоянных магнитов.
На чертеже представлен обратимый генератор:
на фиг. 1 - функциональная схема обратимого генератора;
на фиг. 2 - расположение основных и дополнительных постоянных магнитов на фронтальной части диска;
на фиг. 3 - пример трансформации магнитного поля при использовании устройства без дополнительных постоянных магнитов в магнитное поле с дополнительными постоянными магнитами.
Обратимый генератор (фиг. 1) содержит первый диск 1, закрепленный с возможностью вращения на валу 2 и на котором по краю вдоль установочной окружности равномерно через одинаковые интервалы закреплено четное число основных постоянных магнитов 3-1…3-2n с чередующейся намагниченностью, а также магнитопроводы 4 с рабочими обмотками 5, размещенные возле первого диска 1 с воздушным зазором, разделяющим основные постоянные магниты 3-1…3-2n и магнитопроводы 4 с рабочими обмотками 5.
Кроме того, обратимый генератор содержит второй диск 6, аналогичный первому диску 1, который закреплен параллельно первому диску 1 с возможностью вращения на том же валу 2 синхронно с первым диском 1 по другую строну магнитопроводов 4 с рабочими обмотками 5 с обеспечением воздушного зазора, разделяющего размещенные на нем основные постоянные магниты 7-1…7-2n и магнитопроводы 4 с рабочими обмотками 5.
Особенностью предложенного обратимого генератора является то, что, пространственно размещенные один против другого основные постоянные магниты 3-1…3-2n на первом диске 1 и основные постоянные магниты 7-1…7-2n на втором диске 6 имеют противоположную намагниченность.
Кроме того, на первом 1 и втором 6 дисках между основными постоянными магнитами с чередующейся намагниченностью 3-1…3-2n и 7-1…7-2n, соответственно, закреплены дополнительные постоянные магниты 8 и 9, соответственно, с чередующейся намагниченностью, перпендикулярной намагниченности основных постоянных магнитов 3-1…3-2n и 7-1…7-2n, соответственно.
Работает обратимый генератор следующим образом.
Обратимый генератор включает в себя два синхронно вращающиеся диска 1 и 6, жестко посаженных на вал 2. На дисках 1 и 6 закреплены основные постоянные магниты, соответственно, 3-1…3-2n и 7-1…7-2n. Основные постоянные магниты на первом 1 и втором 6 дисках 3-1…3-2n и 7-1…7-2n, соответственно, расположены равномерно, то есть угол между осями магнитов является величиной постоянной и равен А=360/2n, где 2n-четное число основных постоянных магнитов на каждом диске. Основные постоянные магниты на дисках 1 и 6 пространственно расположены один против другого, причем, намагниченность основных постоянных магнитов противоположна, как и соседних основных магнитов на дисках 1 и 6.
Между дисками закреплены магнитопроводы 4, на которых расположены рабочие обмотки 5. Между основными постоянными магнитами 3-1…3-2n и 7-1…7-2n и магнитопроводами 4 имеется зазор. Величина зазора должна быть минимально возможной, но исключающей трение постоянных магнитов о магнитопровод.
При вращении первого 1 и второго 6 дисков в магнитопроводах 4 возникает переменный магнитный поток, который наводит в обмотках 5 переменную эдс.
Магнитопроводы 4 с рабочими обмотками 5 целесообразно объединить, как минимум, в три группы. Каждая группа характеризуется начальным положением относительно постоянных магнитов на первого 1 и второго 6 дисков. Рабочие обмотки 5 каждой группы могут быть соединены параллельно, последовательно или параллельно - последовательно, так как фазы процессов в магнитопроводах 4 совпадают. Первая группа магнитопроводов расположена относительно основных постоянных магнитов таким образом, что площадь их взаимного их пересечения (постоянных магнитов и магнитопроводов), составляет около 33%. Для второй группы площадь взаимного пересечения составляет около 66%, для третьей - 100%. Такая компоновка позволяет использовать генератор в качестве генератора трехфазного напряжения, а при подаче трехфазного напряжения на рабочие обмотки 5 использовать генератор в качестве двигателя. Так может быть реализована обратимость генератора.
Кроме того, для повышения эффективности преобразования энергии на первом 1 и втором 6 дисках между основными постоянными магнитами с чередующейся намагниченностью 3-1…3-2n и 7-1…7-2n, соответственно, закреплены дополнительные постоянные магниты 8 и 9, соответственно, с чередующейся намагниченностью, перпендикулярной намагниченности основных постоянных магнитов 3-1…3-2n и 7-1…7-2n, соответственно. Как видно из фиг. 3, основное магнитное поле расположено на одной стороне диска (которая обращена к магнитопроводам), а на другой стороне диска напряженность магнитного поля практически равна нулю. Поэтому, если магнитопроводы обращены к стороне с основным магнитным полем, то при вращении диска в них возникает значительно большее изменение индукции, а, следовательно, э.д.с. и мощности, чем в известном устройстве.
Таким образом, благодаря предложенному усовершенствованию известного технического решения повышается эффективность преобразования энергии, поскольку используется коррекция магнитного поля, что обеспечивает значительно большее изменение индукции.
Claims (1)
- Обратимый генератор, содержащий первый диск, закрепленный с возможностью вращения на валу и на котором по краю вдоль установочной окружности равномерно через одинаковые интервалы закреплено четное число основных постоянных магнитов с чередующейся намагниченностью, магнитопроводы с рабочими обмотками, размещенные возле первого диска с воздушным зазором, разделяющим основные постоянные магниты и магнитопроводы с рабочими обмотками, второй диск, аналогичный первому диску, который закреплен параллельно первому диску с возможностью вращения на том же валу синхронно с первым диском по другую строну магнитопроводов с рабочими обмотками с обеспечением воздушного зазора, разделяющего размещенные на нем основные постоянные магниты и магнитопроводы с рабочими обмотками, причем пространственно размещенные один напротив другого основные постоянные магниты на первом и втором дисках имеют противоположную намагниченность, а магнитопроводы с рабочими обмотками объединены в три группы, каждая из которых характеризуется начальным положением относительно постоянных магнитов первого и второго дисков, причем первая группа магнитопроводов расположена таким образом, что площадь их взаимного пересечения составляет 33%, для второй группы площадь взаимного пересечения составляет 66%, для третьей - 100%, отличающийся тем, что на первом и втором дисках между основными постоянными магнитами с чередующейся намагниченностью закреплены дополнительные постоянные магниты с чередующейся намагниченностью, перпендикулярной намагниченности основных постоянных магнитов.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020119958U RU200737U1 (ru) | 2020-06-17 | 2020-06-17 | Обратимый генератор |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020119958U RU200737U1 (ru) | 2020-06-17 | 2020-06-17 | Обратимый генератор |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU200737U1 true RU200737U1 (ru) | 2020-11-09 |
Family
ID=73399197
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2020119958U RU200737U1 (ru) | 2020-06-17 | 2020-06-17 | Обратимый генератор |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU200737U1 (ru) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN202550841U (zh) * | 2012-02-29 | 2012-11-21 | 腾达电动科技镇江有限公司 | 无转子铁轭和定子铁轭的盘式电机 |
US20180138793A1 (en) * | 2015-05-19 | 2018-05-17 | Greenspur Renewables Limited | Improved rotor for permanent magnet generator |
RU190521U1 (ru) * | 2019-04-03 | 2019-07-03 | Сергей Николаевич Ермаков | Обратимый генератор |
AU2018239225A1 (en) * | 2017-03-24 | 2019-10-31 | Eric GINZBURG | Axial flux motor with built-in optical encoder |
RU2720233C1 (ru) * | 2019-12-23 | 2020-04-28 | Андрей Борисович Захаренко | Электромашина с ротором, созданным по схеме Хальбаха |
-
2020
- 2020-06-17 RU RU2020119958U patent/RU200737U1/ru active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN202550841U (zh) * | 2012-02-29 | 2012-11-21 | 腾达电动科技镇江有限公司 | 无转子铁轭和定子铁轭的盘式电机 |
US20180138793A1 (en) * | 2015-05-19 | 2018-05-17 | Greenspur Renewables Limited | Improved rotor for permanent magnet generator |
AU2018239225A1 (en) * | 2017-03-24 | 2019-10-31 | Eric GINZBURG | Axial flux motor with built-in optical encoder |
RU190521U1 (ru) * | 2019-04-03 | 2019-07-03 | Сергей Николаевич Ермаков | Обратимый генератор |
RU2720233C1 (ru) * | 2019-12-23 | 2020-04-28 | Андрей Борисович Захаренко | Электромашина с ротором, созданным по схеме Хальбаха |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10498211B2 (en) | Winding-type permanent magnet coupling transmission device | |
US10148159B2 (en) | Magnetic rotating apparatus, electric motor, and motor generator | |
US5844341A (en) | Electromagnetic machine with at least one pair of concentric rings having modularized magnets and yokes | |
CN105305751B (zh) | 双定子无轴承五相无刷直流电机 | |
CN111049288B (zh) | 一种环绕式绕组磁通调制定子结构 | |
US10630156B2 (en) | Generator | |
CN110752728B (zh) | 一种L型双层Halbach磁通切换永磁电机 | |
CN106787306B (zh) | 一种径向分段模块化的开关磁通盘式电机 | |
US7638917B2 (en) | Electrical rotating machine | |
CN104682621B (zh) | 轴向磁场滑差同步式双直风力发电机 | |
CN110994821B (zh) | 一种使用轴向分段式磁滞环的磁通调制定子结构 | |
JP2021145544A (ja) | 相補的で一方向磁性の回転子/固定子組立体の対 | |
WO2016004823A1 (zh) | 一种定子及无刷直流电机、三相开关磁阻和罩极电机 | |
RU190521U1 (ru) | Обратимый генератор | |
WO2019125347A1 (en) | Contra-rotating synchronous electro-mechanical converter | |
RU200737U1 (ru) | Обратимый генератор | |
US20100052460A1 (en) | Electrical rotating machine | |
Shafiei et al. | Performance comparison of outer rotor permanent magnet Vernier motor for direct drive systems | |
CN202127347U (zh) | 混合励磁短磁路变磁阻电机 | |
CN212627354U (zh) | 单定子双转子轴向磁通混合定子永磁对转电机 | |
CN210898879U (zh) | 二相惯性双回路电动机 | |
RU203771U1 (ru) | Обратимый генератор | |
RU71189U1 (ru) | Низкооборотная электрическая машина | |
RU53828U1 (ru) | Многополюсная магнитоэлектрическая машина | |
RU2047936C1 (ru) | Синхронный электродвигатель |