RU2532250C1 - Electric generator based on permanent magnets - Google Patents

Electric generator based on permanent magnets Download PDF

Info

Publication number
RU2532250C1
RU2532250C1 RU2013124190/07A RU2013124190A RU2532250C1 RU 2532250 C1 RU2532250 C1 RU 2532250C1 RU 2013124190/07 A RU2013124190/07 A RU 2013124190/07A RU 2013124190 A RU2013124190 A RU 2013124190A RU 2532250 C1 RU2532250 C1 RU 2532250C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
rotor
electric generator
stator
armature winding
permanent magnets
Prior art date
Application number
RU2013124190/07A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Сергей Григорьевич Игнатьев
Александр Андреевич Евдокимов
Original Assignee
Сергей Григорьевич Игнатьев
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Сергей Григорьевич Игнатьев filed Critical Сергей Григорьевич Игнатьев
Priority to RU2013124190/07A priority Critical patent/RU2532250C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2532250C1 publication Critical patent/RU2532250C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)
  • Permanent Magnet Type Synchronous Machine (AREA)

Abstract

FIELD: electricity.
SUBSTANCE: invention relates to the area of electrical engineering. The electric generator based on permanent magnets comprises a stator (2) and rotor (3) as well as armature winding (4), the rotor (3) is made of composite material with flat-topped cross-section, which is mounted at the metal shaft (5), magnets (1) with alternating poles are installed at the rotor (3) in slots, the armature winding (4) is placed at the composite stator (2) and made as independent sections. The armature winding (4) is placed at outer composite surface of the stator (2) at minimum distance from the magnet (1) poles in direct contact with environment. Sections of the armature winding (4) with equiphases are connected in series and may contain from 40 up to 120 of alternating permanent magnets (1). Rotation rate of rotor (3) varies from 50 up 60 revolutions per minute.
EFFECT: improved cooling of the armature winding, reduced inertia at minimum use of material, reduced noise level and number of revolutions as well as rotation rate.
5 cl, 2 dwg

Description

Область техники, к которой относится изобретениеFIELD OF THE INVENTION

Изобретение относится к области электротехники, в частности к низкооборотным высокомоментным синхронным двигателям и генераторам, и может быть использовано в качестве ветрогенераторов, высокочастотных электрических генераторов, многофазных синхронных электрических двигателей.The invention 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, multiphase synchronous electric motors.

Уровень техникиState of the art

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является однофазный электрический генератор, содержащий статор и ротор, а также якорную обмотку (см. патент RU №2392724, опубликованный 20.06.2010), выбранный в качестве прототипа.Closest to the invention in technical essence is a single-phase electric generator containing a stator and a rotor, as well as an anchor winding (see patent RU No. 2392724, published 06/20/2010), selected as a prototype.

В известном однофазном электрическом генераторе, выполненном из ферромагнитного материала, затрудняется система охлаждения якорной обмотки, это обуславливается расположением ее в замкнутом пространстве внутренней части статора, а также он обладает высокой инертностью вследствие большого использования ферромагнитного материала. Кроме того, в результате значительных оборотов и маленьких диаметров повышается шум.In the well-known single-phase electric generator made of ferromagnetic material, the cooling system of the anchor winding is hindered, this is due to its location in a closed space of the inner part of the stator, and it also has a high inertness due to the large use of ferromagnetic material. In addition, as a result of significant revolutions and small diameters, noise is increased.

Недостатком прототипа является низкая эффективность генератора.The disadvantage of the prototype is the low efficiency of the generator.

Раскрытие изобретенияDisclosure of invention

Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, заключается в повышении эффективности генератора.The problem to which the invention is directed, is to increase the efficiency of the generator.

Технический результат заключается в повышении охлаждения обмотки якоря, уменьшение инерционности при минимальном использовании металла, уменьшение шума, уменьшение оборотов и скорости вращения, увеличение количества магнитов и малый вес при больших диаметрах.The technical result consists in increasing cooling of the armature winding, reducing inertia with minimal metal use, reducing noise, reducing revolutions and rotational speeds, increasing the number of magnets and low weight with large diameters.

Технический результат обеспечивается следующей совокупностью признаков: электрический генератор на постоянных магнитах, содержащий статор и ротор, а также якорную обмотку, отличающийся тем, что ротор выполнен из композитного материала сечением П-образной формы установленным на металлическом валу, магниты с чередующимися полюсами установлены на роторе в пазах, якорная обмотка размещена на композитном статоре и выполнена в виде независимых секций, кроме того:The technical result is ensured by the following set of features: an permanent magnet electric generator containing a stator and a rotor, as well as an anchor winding, characterized in that the rotor is made of composite material with a U-shaped section mounted on a metal shaft, magnets with alternating poles are mounted on the rotor in grooves, the anchor winding is placed on the composite stator and is made in the form of independent sections, in addition:

- электрический генератор, отличающийся тем, что якорная обмотка расположена на наружной композитной поверхности статора на минимальном расстоянии от полюсов магнитов в непосредственном соприкосновении с окружающей средой;- an electric generator, characterized in that the anchor winding is located on the outer composite surface of the stator at a minimum distance from the poles of the magnets in direct contact with the environment;

- электрический генератор, отличающийся тем, что секции якорной обмотки с одинаковыми фазами соединены последовательно;- an electric generator, characterized in that the sections of the armature winding with the same phases are connected in series;

- электрический генератор, отличающийся тем, что он содержит от 40 до 120 чередующихся постоянных магнитов;- an electric generator, characterized in that it contains from 40 to 120 alternating permanent magnets;

- электрический генератор, отличающийся тем, что выполнен с возможностью вращения ротора от 50 до 60 оборотов в минуту.- an electric generator, characterized in that it is made with the possibility of rotation of the rotor from 50 to 60 revolutions per minute.

Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, и технический результат взаимосвязаны следующим образом.The problem to which the invention is directed, and the technical result are interconnected as follows.

Повышение охлаждения обмотки якоря, уменьшение инерционности при минимальном использовании металла, уменьшение шума, уменьшение оборотов и скорости вращения, увеличение количества магнитов и малый вес при больших диаметрах приводит к повышению эффективности генератора.An increase in cooling of the armature winding, a decrease in inertia with minimal metal use, a decrease in noise, a decrease in revolutions and rotational speeds, an increase in the number of magnets and low weight at large diameters leads to an increase in generator efficiency.

Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings

На фиг.1 изображен продольный разрез электрического генератора на постоянных магнитах; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1.Figure 1 shows a longitudinal section of an electric generator with permanent magnets; figure 2 is a section aa in figure 1.

Осуществление изобретенияThe implementation of the invention

Изобретение может быть осуществлено следующим образом.The invention can be implemented as follows.

У электрического генератора на постоянных магнитах, содержащего статор и ротор, а также якорную обмотку, ротор выполнен из композитного материала сечением П-образной формы установленным на металлическом валу, магниты с чередующимися полюсами установлены на роторе в пазах, якорная обмотка размещена на композитном статоре и выполнена в виде независимых секций, кроме того:For a permanent magnet 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 section mounted on a metal shaft, magnets with alternating poles are mounted on the rotor in grooves, the anchor winding is placed on the composite stator and made in the form of independent sections, in addition:

- якорная обмотка расположена на наружной композитной поверхности статора на минимальном расстоянии от полюсов магнитов в непосредственном соприкосновении с окружающей средой;- the anchor winding is located on the outer composite surface of the stator at a minimum distance from the poles of the magnets in direct contact with the environment;

- секции якорной обмотки с одинаковыми фазами соединены последовательно;- sections of the armature winding with the same phases are connected in series;

- содержит от 40 до 120 чередующихся постоянных магнитов.- contains from 40 to 120 alternating permanent magnets.

- возможность вращения ротора от 50 до 60 оборотов в минуту.- the possibility of rotation of the rotor from 50 to 60 revolutions per minute.

Таким образом, назначение изобретения - применение его в качестве электрического генератора на постоянных магнитах - реализуется.Thus, the purpose of the invention - its use as an electric generator with permanent magnets - is being realized.

Сведения, подтверждающие возможность получения при осуществлении изобретения 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 the invention (a causal relationship of the essential features with the specified technical result) is as follows.

Выполнение ротора из композитного материала сечением П-образной формы установленным на металлическом валу, установка постоянно чередующихся полюсов магнитов на роторе в пазах, размещение якорной обмотки на композитном статоре и выполнение в виде независимых секций обеспечивают повышение охлаждения обмотки якоря, уменьшение инерционности при минимальном использовании металла, уменьшение шума, уменьшение оборотов и скорости вращения, увеличение количества магнитов и малый вес при больших диаметрах.The implementation of the rotor made of composite material with a U-shaped section mounted on a metal shaft, installation of constantly alternating magnet poles on the rotor in the grooves, placement of the anchor winding on the composite stator and execution as independent sections provide increased cooling of the armature winding, reduced inertia with minimal metal use, noise reduction, reduction of revolutions and rotational speeds, increase in the number of magnets and low weight with large diameters.

Следовательно, совокупность существенных признаков достаточна для достижения обеспечиваемого изобретения технического результата.Therefore, the set of essential features is sufficient to achieve the technical invention provided by the invention.

Описание конструкции устройстваDescription of device design

У электрического генератора на постоянных магнитах 1, содержащего статор 2 и ротор 3, а также якорную обмотку 4, ротор 3 выполнен из композитного материала сечением П-образной формы установленным на металлическом валу 5, магниты 1 с чередующимися полюсами установлены на роторе 3 в пазах, якорная обмотка 4 размещена на композитном статоре 2 и выполнена в виде независимых секций.A permanent magnet electric generator 1 containing a stator 2 and a rotor 3, as well as an anchor winding 4, the rotor 3 is made of composite material with a U-shaped section mounted on a metal shaft 5, magnets 1 with alternating poles are mounted on the rotor 3 in grooves the anchor winding 4 is placed on the composite stator 2 and is made in the form of independent sections.

Электрический генератор на постоянных магнитах работает следующим образом.A permanent magnet 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.Thus, the proposed permanent magnet electric generator, in contrast to the prototype, improves efficiency.

Эффективность предлагаемого электрического генератора на постоянных магнитах обусловливается его улучшенной конструкцией.The effectiveness of the proposed permanent magnet electric generator is due to its improved design.

Claims (5)

1. Электрический генератор на постоянных магнитах, содержащий статор и ротор, а также якорную обмотку, отличающийся тем, что ротор выполнен из композитного материала сечением П-образной формы установленным на металлическом валу, магниты с чередующимися полюсами установлены на роторе в пазах, якорная обмотка размещена на композитном статоре и выполнена в виде независимых секций.1. An electric generator with permanent magnets, containing a stator and a rotor, as well as an anchor winding, characterized in that the rotor is made of composite material with a U-shaped cross-section mounted on a metal shaft, magnets with alternating poles are mounted on the rotor in grooves, the anchor winding is placed on a composite stator and made in the form of independent sections. 2. Электрический генератор по п.1, отличающийся тем, что якорная обмотка расположена на наружной композитной поверхности статора на минимальном расстоянии от полюсов магнитов в непосредственном соприкосновении с окружающей средой.2. The electric generator according to claim 1, characterized in that the anchor winding is located on the outer composite surface of the stator at a minimum distance from the poles of the magnets in direct contact with the environment. 3. Электрический генератор по п.2, отличающийся тем, что секции якорной обмотки с одинаковыми фазами соединены последовательно.3. The electric generator according to claim 2, characterized in that the sections of the armature winding with the same phases are connected in series. 4. Электрический генератор по п.1, отличающийся тем, что он содержит от 40 до 120 чередующихся постоянных магнитов.4. The electric generator according to claim 1, characterized in that it contains from 40 to 120 alternating permanent magnets. 5. Электрический генератор по п.1, отличающийся тем, что выполнен с возможностью вращения ротора от 50 до 60 оборотов в минуту. 5. The electric generator according to claim 1, characterized in that it is made with the possibility of rotation of the rotor from 50 to 60 revolutions per minute.
RU2013124190/07A 2013-05-27 2013-05-27 Electric generator based on permanent magnets RU2532250C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013124190/07A RU2532250C1 (en) 2013-05-27 2013-05-27 Electric generator based on permanent magnets

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013124190/07A RU2532250C1 (en) 2013-05-27 2013-05-27 Electric generator based on permanent magnets

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2532250C1 true RU2532250C1 (en) 2014-11-10

Family

ID=53382276

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2013124190/07A RU2532250C1 (en) 2013-05-27 2013-05-27 Electric generator based on permanent magnets

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2532250C1 (en)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3454864A (en) * 1966-04-04 1969-07-08 Jebco Inc Electric power generator for generating power of a predetermined frequency,magnitude,and wave form
WO1989007362A1 (en) * 1988-02-02 1989-08-10 Ducati Energia S.P.A. Generator for direct ignition in internal-combustion engines
RU2050036C1 (en) * 1989-10-23 1995-12-10 Караваев Виктор Терентьевич Electric generator
RU2375807C1 (en) * 2008-11-10 2009-12-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный морской технический университет" Alternating current electronic motor with constant magnets
RU2392724C1 (en) * 2009-06-19 2010-06-20 Владимир Михайлович Чернухин Single-phased electric generator
WO2012031039A2 (en) * 2010-08-31 2012-03-08 Zivota Nikolic Electric generator
RU128415U1 (en) * 2012-12-27 2013-05-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский университет "МЭИ" SYNCHRONOUS ELECTRIC GENERATOR

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3454864A (en) * 1966-04-04 1969-07-08 Jebco Inc Electric power generator for generating power of a predetermined frequency,magnitude,and wave form
WO1989007362A1 (en) * 1988-02-02 1989-08-10 Ducati Energia S.P.A. Generator for direct ignition in internal-combustion engines
RU2050036C1 (en) * 1989-10-23 1995-12-10 Караваев Виктор Терентьевич Electric generator
RU2375807C1 (en) * 2008-11-10 2009-12-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный морской технический университет" Alternating current electronic motor with constant magnets
RU2392724C1 (en) * 2009-06-19 2010-06-20 Владимир Михайлович Чернухин Single-phased electric generator
WO2012031039A2 (en) * 2010-08-31 2012-03-08 Zivota Nikolic Electric generator
RU128415U1 (en) * 2012-12-27 2013-05-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский университет "МЭИ" SYNCHRONOUS ELECTRIC GENERATOR

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102904405B (en) Birotor synchronous generator
CN102570756A (en) Self-start permanent-magnet synchronous submersible motor
CN102324827A (en) Brushless direct current motor
RU2534046C1 (en) Electric power generator
Neethu et al. High performance axial flux permanent magnet synchronous motor for high speed applications
Lin et al. Influence of magnet shape on torque behavior in surface-mounted permanent magnet motors
CN104505961A (en) Motor generator with external rotor
KR20150129167A (en) Rotor having function for filtering flux and synchronous motor having the rotor
JP2009261204A (en) Roll-type generator
RU2532250C1 (en) Electric generator based on permanent magnets
RU135460U1 (en) ELECTRIC GENERATOR
CN104113152A (en) Permanent magnet rotor of three-phase asynchronous motor
RU142860U1 (en) SILENT MAGNETOELECTRIC GENERATOR
KR101123676B1 (en) Synchronous motor having rotor formed magnetic flux guide hole
WO2012121685A2 (en) Low-speed multipole synchronous generator
Wang et al. Design of a multi-power-terminals permanent magnet machine with magnetic field modulation
RU157778U1 (en) SILENT MAGNETOELECTRIC GENERATOR
CN107508441A (en) Export the coreless permanent magnet generator of square wave
CN203774911U (en) 12-pole squirrel-cage-free full-iron-core permanent-magnet submersible motor special for screw pump
LV14007A (en) Axial magnetic flux generator/motor with permanent magnets
RU152654U1 (en) PERMANENT MAGNET ELECTRIC GENERATOR
RU2446548C1 (en) Low-speed end synchronous generator
RU2571951C1 (en) Rotor with permanent magnets
RU131919U1 (en) LOW-TURNING ELECTRIC CURRENT GENERATOR
RU2602802C1 (en) Low-speed electric generator based on permanent magnets

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20190528