RU2559028C1 - Slow-speed electric generator with permanent magnets - Google Patents

Slow-speed electric generator with permanent magnets Download PDF

Info

Publication number
RU2559028C1
RU2559028C1 RU2014101838/07A RU2014101838A RU2559028C1 RU 2559028 C1 RU2559028 C1 RU 2559028C1 RU 2014101838/07 A RU2014101838/07 A RU 2014101838/07A RU 2014101838 A RU2014101838 A RU 2014101838A RU 2559028 C1 RU2559028 C1 RU 2559028C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
rotor
speed
permanent magnets
electric
slow
Prior art date
Application number
RU2014101838/07A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2014101838A (en
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 RU2014101838/07A priority Critical patent/RU2559028C1/en
Publication of RU2014101838A publication Critical patent/RU2014101838A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2559028C1 publication Critical patent/RU2559028C1/en

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70Wind energy
    • Y02E10/72Wind turbines with rotation axis in wind direction

Landscapes

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

Abstract

FIELD: electricity.
SUBSTANCE: invention relates to electric engineering, in particular to low-speed high torque synchronous motor and generators with fixed rotor and rotating magnets, and can be used as wind generator, HF electric generators and in self-contained electric power installations. The slow-speed electric generator with permanent magnets contains rotor in form of two flat disks, stator is located between the rotor disks, and is made as ring connected with fixed shaft by spikes, armature winding wound on the ring-toroid, magnets with alternating poles, installed on side parts of the rotor in slots in number from 80 to 250 per each disk. The rated speed of the rotor is 30 rpm.
EFFECT: 80 to 250 alternating permanent magnets on each rotor-disk and rated speed 30 rpm ensure efficiency of the slow-speed electric generator with permanent magnets due to its improved design.
3 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 с неподвижным якорем и вращающимися магнитами, и может быть использовано в качестве ветрогенераторов, высокочастотных электрических генераторов и в автономных энергоустановках.The invention relates to the field of electrical engineering, in particular to low-speed high-torque synchronous motors and generators with a fixed armature and rotating magnets, and can be used as wind generators, high-frequency electric generators and in stand-alone power plants.

Уровень техникиState of the art

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является электрический генератор, содержащий статор и ротор, а также якорную обмотку (см. патент RU №135460, опубликованный 10.12.2013), выбранный в качестве прототипа.Closest to the invention in technical essence is an electric generator containing a stator and a rotor, as well as an anchor winding (see patent RU No. 135460, published 10.12.2013), selected as a prototype.

В известном электрическом генераторе количество постоянно чередующихся магнитов находится в пределах от 40 до 120, при этом возможность вращения ротора составляет от 50 до 60 об/мин, что не позволяет использовать данный электрический генератор в различных фермерских хозяйствах, предприятиях сельского хозяйства на равнинных реках с малой скоростью течения, при этом для обеспечения вращения ротора 50-60 об/мин необходим повышающий редуктор, что усложняет и удорожает работу электрического генератора. Электроснабжение потребителей ввиду удаленности от энергосистемы и малой мощности требует больших затрат. Большая протяженность и разветвленность линий электропередач, износ электрических сетей вызывают значительные потери электроэнергии. В результате наблюдается рост затрат на электроснабжение, что в целом снижает эффективность производства продукции на предприятиях и ухудшает условия комфортного проживания населения. В условиях действия Федерального закона Российской Федерации №261-ФЗ от 23.11.2009 г. «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации» предлагается повысить эффективность электроснабжения. Одним из путей является развитие распределенной генерации, представляющей собой электростанции малой мощности, использующие местные энергоресурсы, которые позволяют снизить потери, а значит, затраты на передачу электроэнергии.In the known electric generator, the number of constantly alternating magnets is in the range from 40 to 120, while the possibility of rotation of the rotor is from 50 to 60 rpm, which does not allow the use of this electric generator in various farms, agricultural enterprises on lowland plain rivers the flow rate, while to ensure the rotation of the rotor 50-60 rpm, you need a step-up gearbox, which complicates and increases the cost of the electric generator. Electricity supply to consumers due to the remoteness from the power system and low power is expensive. The large length and branching of power lines, the wear of electric networks cause significant losses of electricity. As a result, there is an increase in the cost of electricity supply, which generally reduces the efficiency of production at enterprises and worsens the conditions for comfortable living of the population. Under the conditions of the Federal Law of the Russian Federation No. 261-ФЗ dated 11/23/2009 “On energy saving and on improving energy efficiency and on amending certain legislative acts of the Russian Federation”, it is proposed to increase the efficiency of electricity supply. One of the ways is the development of distributed generation, which is low-power power plants using local energy resources, which can reduce losses, and hence the cost of electricity transmission.

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 увеличении мощности, увеличении ЭДС, уменьшении оборотов и номинальной частоты вращения, а также уменьшении электромагнитного момента.The technical result consists in increasing power, increasing EMF, reducing speed and nominal speed, as well as reducing the electromagnetic moment.

Технический результат обеспечивается следующей совокупностью признаков: тихоходный электрический генератор на постоянных магнитах, содержащий ротор и статор, а также якорную обмотку, при этом ротор выполнен в виде двух плоских дисков, статор размещен между дисками ротора и выполнен в виде кольца, соединенного с неподвижным валом спицами, а якорная обмотка выполнена тороидальной, намотанной на кольцо, отличающийся тем, что он содержит от 80 до 250 чередующихся постоянных магнитов на каждом ротор-диске и обладает номинальной частотой вращения ротора 30 оборотов в минуту.The technical result is ensured by the following set of features: a low-speed electric permanent magnet generator containing a rotor and a stator, as well as an anchor winding, while the rotor is made in the form of two flat disks, the stator is placed between the rotor disks and made in the form of a ring connected to spokes by a fixed shaft and the anchor winding is made toroidal, wound on a ring, characterized in that it contains from 80 to 250 alternating permanent magnets on each rotor disk and has a nominal rotational frequency Ia rotor 30 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.

Увеличение мощности, увеличение ЭДС, уменьшение оборотов и номинальной частоты вращения, а также уменьшение электромагнитного момента приводят к повышению эффективности генератора.An increase in power, an increase in EMF, a decrease in revolutions and nominal speed, as well as a decrease in the electromagnetic moment lead to an increase in the generator efficiency.

Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings

На фиг. 1 изображен тихоходный электрический генератор на постоянных магнитах (вид сбоку); на фиг. 2 разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 разрез Б-Б на фиг. 1.In FIG. 1 shows a low-speed electric permanent magnet generator (side view); in FIG. 2, section AA in FIG. one; in FIG. 3 section BB in FIG. one.

Осуществление изобретенияThe implementation of the invention

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

У тихоходного электрического генератора на постоянных магнитах, содержащего ротор и статор, а также якорную обмотку, ротор выполнен в виде двух плоских дисков, статор размещен между дисками ротора и выполнен в виде кольца, соединенного с неподвижным валом спицами, а якорная обмотка выполнена тороидальной, намотанной на кольцо, при этом он содержит от 80 до 250 чередующихся постоянных магнитов на каждом ротор-диске, и выполнен с возможностью номинальной частоты вращения ротора 30 оборотов в минуту.In a low-speed permanent magnet electric generator containing a rotor and a stator, as well as an anchor winding, the rotor is made in the form of two flat disks, the stator is placed between the rotor disks and made in the form of a ring connected to the fixed shaft by spokes, and the anchor winding is made toroidal, wound on the ring, while it contains from 80 to 250 alternating permanent magnets on each rotor disk, and is made with the possibility of a nominal rotor speed of 30 revolutions per minute.

Таким образом, назначение изобретения - применение ее в качестве тихоходного электрического генератора на постоянных магнитах - реализуется.Thus, the purpose of the invention — its use as a low-speed permanent magnet electric generator — is 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 от 80 до 250 чередующихся постоянных магнитов на каждом ротор-диске и возможностью номинальной частоты вращения ротора 30 оборотов в минуту обеспечит увеличение мощности, увеличение ЭДС, уменьшение оборотов и номинальной частоты вращения, а также уменьшение электромагнитного момента.The implementation of 80 to 250 alternating permanent magnets on each rotor disk and the possibility of a nominal rotor speed of 30 revolutions per minute will provide an increase in power, an increase in EMF, a decrease in revolutions and rated speed, as well as a decrease in electromagnetic moment.

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 устройства:Description of the design of the device:

У тихоходного электрического генератор на постоянных магнитах, содержащего ротор 1 и статор 2, а также якорную обмотку 3, ротор 1 выполнен в виде двух плоских дисков, статор 2 размещен между дисками ротора 1 и выполнен в виде кольца, соединенного с неподвижным валом 4 спицами, а якорная обмотка 3 выполнена тороидальной, намотанной на кольцо, магниты 5 с чередующимися полюсами установлены на боковой части ротора 1 в пазах.In a low-speed permanent magnet electric generator containing a rotor 1 and a stator 2, as well as an anchor winding 3, the rotor 1 is made in the form of two flat disks, the stator 2 is placed between the disks of the rotor 1 and made in the form of a ring connected to a fixed shaft 4 by spokes, and the anchor winding 3 is made toroidal, wound on a ring, magnets 5 with alternating poles are mounted on the side of the rotor 1 in the grooves.

Тихоходный электрический генератор на постоянных магнитах работает следующим образом.Slow-moving electric permanent magnet generator operates as follows.

При вращении двух ротор-дисков 1 генератора силовые линии полей постоянных магнитов 5 пересекают витки сегментной якорной обмотки 3, расположенной на неподвижном статоре 2. В них возникает ЭДС электромагнитной индукции, величина которой зависит от скорости вращения ротора 1.When two rotor disks 1 of the generator rotate, the lines of force of the permanent magnet fields 5 intersect the turns of the segment anchor winding 3 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 1.

Таким образом, у предлагаемого тихоходного электрического генератора на постоянных магнитах, в отличие от прототипа, повышается эффективность.Thus, the proposed low-speed electric permanent magnet generator, in contrast to the prototype, increases efficiency.

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

Claims (1)

Тихоходный электрический генератор на постоянных магнитах, содержащий ротор и статор, а также якорную обмотку, ротор выполнен в виде двух плоских дисков, статор размещен между дисками ротора и выполнен в виде кольца, соединенного с неподвижным валом спицами, а якорная обмотка выполнена тороидальной, намотанной на кольцо, отличающийся тем, что содержит от 80 до 250 чередующихся постоянных магнитов на каждом ротор-диске и обладает номинальной частотой вращения ротора 30 оборотов в минуту. A low-speed permanent magnet electric generator containing a rotor and a stator, as well as an anchor winding, the rotor is made in the form of two flat disks, the stator is placed between the rotor disks and made in the form of a ring connected to the fixed shaft by spokes, and the anchor winding is made toroidal, wound on a ring, characterized in that it contains from 80 to 250 alternating permanent magnets on each rotor disk and has a nominal rotor speed of 30 rpm.
RU2014101838/07A 2014-01-21 2014-01-21 Slow-speed electric generator with permanent magnets RU2559028C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014101838/07A RU2559028C1 (en) 2014-01-21 2014-01-21 Slow-speed electric generator with permanent magnets

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014101838/07A RU2559028C1 (en) 2014-01-21 2014-01-21 Slow-speed electric generator with permanent magnets

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2014101838A RU2014101838A (en) 2015-07-27
RU2559028C1 true RU2559028C1 (en) 2015-08-10

Family

ID=53761808

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2014101838/07A RU2559028C1 (en) 2014-01-21 2014-01-21 Slow-speed electric generator with permanent magnets

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2559028C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2774117C1 (en) * 2021-06-28 2022-06-15 Ооо "Чэаз-Элпри" Inductor wind generator with integrated magnetic gear

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2158999C2 (en) * 1998-11-24 2000-11-10 Центральный научно-исследовательский институт им. акад. А.Н. Крылова Terminal toroidal induction motor
RU2337458C1 (en) * 2007-07-18 2008-10-27 Андрей Борисович Захаренко Face electromagnetic machine (versions)
RU135460U1 (en) * 2013-06-04 2013-12-10 Сергей Григорьевич Игнатьев ELECTRIC GENERATOR

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2158999C2 (en) * 1998-11-24 2000-11-10 Центральный научно-исследовательский институт им. акад. А.Н. Крылова Terminal toroidal induction motor
RU2337458C1 (en) * 2007-07-18 2008-10-27 Андрей Борисович Захаренко Face electromagnetic machine (versions)
RU135460U1 (en) * 2013-06-04 2013-12-10 Сергей Григорьевич Игнатьев ELECTRIC GENERATOR

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2774117C1 (en) * 2021-06-28 2022-06-15 Ооо "Чэаз-Элпри" Inductor wind generator with integrated magnetic gear

Also Published As

Publication number Publication date
RU2014101838A (en) 2015-07-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20140284932A1 (en) Turbine generator
KR101173107B1 (en) Generator
WO2013112573A3 (en) Power conversion and energy storage device
US8461730B2 (en) Radial flux permanent magnet alternator with dielectric stator block
EP2843812A3 (en) Axial gap-type power generator
WO2016185744A8 (en) Dynamo/motor with built-in speed converter
CN103915961B (en) A kind of axial magnetic flux double-salient-pole permanent magnet generator
RU2559028C1 (en) Slow-speed electric generator with permanent magnets
RU142860U1 (en) SILENT MAGNETOELECTRIC GENERATOR
RU115978U1 (en) MAGNETO-ELECTRIC GENERATOR
RU2643522C1 (en) Hybrid wind-solar generator
CN104767331A (en) Stator-movable type self-speed-regulating permanent magnet motor
RU157778U1 (en) SILENT MAGNETOELECTRIC GENERATOR
US9599097B2 (en) Fluid power generating apparatus
RU135460U1 (en) ELECTRIC GENERATOR
RU2532250C1 (en) Electric generator based on permanent magnets
RU131919U1 (en) LOW-TURNING ELECTRIC CURRENT GENERATOR
CN203896158U (en) Stator and rotor structures of high-starting-torque asynchronous starting three-phase permanent-magnet synchronous motor
EA032923B1 (en) Low-speed disk generator
KR101742223B1 (en) A generator
RU2453971C1 (en) Multistage synchronously asynchronous generator
JP2017163813A (en) Inner rotor type disc power generator
WO2016072834A3 (en) Energy convertor
Oshiumi et al. Experiment of 1 kW class magnetic-geared generator
CN104295434A (en) Wave power generating device

Legal Events

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

Effective date: 20200122