RU2564511C1 - Magnetoelectric generator - Google Patents
Magnetoelectric generator Download PDFInfo
- Publication number
- RU2564511C1 RU2564511C1 RU2014143363/07A RU2014143363A RU2564511C1 RU 2564511 C1 RU2564511 C1 RU 2564511C1 RU 2014143363/07 A RU2014143363/07 A RU 2014143363/07A RU 2014143363 A RU2014143363 A RU 2014143363A RU 2564511 C1 RU2564511 C1 RU 2564511C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- row
- permanent magnets
- windings
- ring
- rows
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Permanent Magnet Type Synchronous Machine (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области электротехники, а именно к низкооборотным электрическим генераторам, и может быть использовано, в частности, в ветроэнергетических установках.The invention relates to the field of electrical engineering, namely to low-speed electric generators, and can be used, in particular, in wind energy installations.
Известен низкооборотный магнитоэлектрический генератор, содержащий кольцеобразный ряд обмоток статора на железных сердечниках из листов или прессованного порошка железа, и соответствующий кольцеобразный ряд постоянных магнитов ротора, в частности синхронная машина с постоянной намагниченностью для синусоидального напряжения, обмотки выполнены сосредоточенными, а не распределены в пазах, сердечники с обмотками чередуются с железными сердечниками без обмоток, так что на каждом втором железном сердечнике имеется обмотка, число промежутков между сердечниками отличается от числа полюсов, при этом число промежутков между сердечниками s и число полюсов p следует выражениям
Недостатком этого генератора является низкий коэффициент полезного действия (кпд), поскольку обмотки в кольцеобразном ряду находятся на значительном расстоянии друг от друга, и в момент нахождения магнитов в промежутке между обмотками ЭДС в них не индуцируется.The disadvantage of this generator is the low efficiency (efficiency), since the windings in the annular row are at a considerable distance from each other, and at the time the magnets are in the gap between the windings, the EMF is not induced.
Известен также магнитоэлектрический генератор, ротор которого снабжен постоянными магнитами, а статор содержит две параллельные пластины в виде соединенных друг с другом дисков, между которыми размещены обмотки; статор имеет магнитопроводы в виде плоских колец, RU 2168062 C1, опубл. 27.05.2001.A magnetoelectric generator is also known, the rotor of which is equipped with permanent magnets, and the stator contains two parallel plates in the form of disks connected to each other, between which windings are placed; the stator has magnetic cores in the form of flat rings, RU 2168062 C1, publ. 05/27/2001.
Данное техническое решение имеет тот же недостаток, что и описанный выше аналог (RU 2234788 C2): низкий коэффициент полезного действия по той же причине. Кроме того, при прохождении постоянных магнитов ротора над сердечниками обмоток статора имеет место взаимное притяжение постоянных магнитов ротора и сердечников обмоток статора (так называемый эффект «залипания» ротора), что затрудняет пуск генератора и создает интенсивный шум при его работе.This technical solution has the same drawback as the analogue described above (RU 2234788 C2): low efficiency for the same reason. In addition, when the permanent rotor magnets pass over the stator winding cores, there is a mutual attraction between the permanent rotor magnets and the stator winding cores (the so-called “sticking” effect of the rotor), which makes it difficult to start the generator and creates intense noise during its operation.
Некоторое повышение кпд генератора, устранение эффекта «залипания» ротора и, как следствие, уменьшение пускового момента и уровня шума в процессе работы обеспечивает магнитоэлектрический генератор, ротор которого снабжен постоянными магнитами, а статор содержит две параллельные пластины, между которыми размещены в два ряда кольцевые обмотки, выполненные в форме равнобедренных трапеций, боковые стороны которых расположены радиально относительно оси вращения ротора, а участки кольцевых обмоток в основаниях трапеций выгнуты по дуге, при этом выгнутые по дуге участки рядов обмоток обращены в противоположные стороны; ротор выполнен из двух закрепленных на валу параллельных дисков, на каждом из которых на обращенных друг к другу поверхностях размещены кольцеобразные ряды постоянных магнитов, полярность постоянных магнитов каждого ряда чередуется, при этом полюса постоянных магнитов одного ряда обращены к противоположным полюсам постоянных магнитов другого ряда, кольцевые обмотки попарно вставлены друг в друга, при этом расстояние l между участками кольцевых обмоток в основаниях трапеций превышает ширину b кольцеобразного ряда постоянных магнитов, RU 2427067 C1, опубл. 20.08.2011.A certain increase in the generator efficiency, elimination of the effect of “sticking” of the rotor and, as a result, a decrease in starting torque and noise level during operation is ensured by a magnetoelectric generator, the rotor of which is equipped with permanent magnets, and the stator contains two parallel plates, between which ring windings are placed in two rows made in the form of isosceles trapezoid, the sides of which are located radially relative to the axis of rotation of the rotor, and the sections of the ring windings in the bases of the trapezoid are curved in an arc, and this curved in an arc sections of the rows of windings are facing in opposite directions; the rotor is made of two parallel disks mounted on the shaft, on each of which ring-shaped rows of permanent magnets are placed on surfaces facing each other, the polarity of the permanent magnets of each row is alternated, while the poles of the permanent magnets of one row are facing the opposite poles of the permanent magnets of the other series, ring the windings are inserted into each other in pairs, while the distance l between the sections of the annular windings in the trapezoid bases exceeds the width b of the annular row of permanent magnets, RU 2427067 C1, publ. 08/20/2011.
Данное устройство принято в качестве прототипа настоящего изобретения. Этот генератор вырабатывает двухфазный электрический ток и может быть использован для питания однофазного оборудования.This device is adopted as a prototype of the present invention. This generator generates a two-phase electric current and can be used to power single-phase equipment.
Недостатком прототипа является то, что он не может быть использован для питания трехфазных потребителей, а также для подключения к центральным (трехфазным) электрическим сетям.The disadvantage of the prototype is that it cannot be used to power three-phase consumers, as well as for connecting to central (three-phase) electrical networks.
Задачей настоящего изобретения является обеспечение возможности выработки трехфазного электрического тока.An object of the present invention is to enable generation of a three-phase electric current.
Согласно изобретению в магнитоэлектрическом генераторе, ротор которого снабжен постоянными магнитами, а статор содержит две параллельные пластины, между которыми размещены расположенные в два ряда кольцевые обмотки, выполненные в форме равнобедренных трапеций, боковые стороны которых расположены радиально относительно оси вращения ротора, причем боковые стороны обоих рядов лежат в одной плоскости, а участки кольцевых обмоток в основаниях трапеций выгнуты по дуге, при этом выгнутые по дуге участки обмоток рядов обращены в противоположные стороны, ротор выполнен из двух закрепленных на валу параллельных дисков, на каждом из которых на обращенных друг к другу поверхностях размещены кольцеобразные ряды постоянных магнитов, полярность постоянных магнитов в каждом ряду чередуется, при этом полюса постоянных магнитов одного ряда обращены к противоположным полюсам постоянных магнитов другого ряда, расстояние l между участками кольцевых обмоток в основаниях трапеций превышает ширину b кольцеобразного ряда постоянных магнитов, смежные боковые стороны кольцевых обмоток одного ряда размещены между боковыми сторонами кольцевых обмоток другого ряда.According to the invention, in a magnetoelectric generator, the rotor of which is provided with permanent magnets, and the stator contains two parallel plates, between which are placed two rows of ring windings made in the form of isosceles trapeziums, the sides of which are located radially relative to the axis of rotation of the rotor, the sides of both rows lie in the same plane, and the sections of the annular windings at the bases of the trapezoid are curved along the arc, while the sections of the windings of the rows curved along the arc are facing opposite On the right side, the rotor is made of two parallel disks mounted on the shaft, on each of which ring-shaped rows of permanent magnets are placed on surfaces facing each other, the polarity of the permanent magnets in each row is alternated, while the poles of the permanent magnets of one row are facing the opposite poles of the permanent magnets of another row, the distance l between the sections of the annular windings in the bases of the trapezoid exceeds the width b of the annular row of permanent magnets, the adjacent sides of the annular windings about a power series are placed between the sides of the annular windings in the other row.
Заявителем не выявлены какие-либо технические решения, идентичные заявленному, что позволяет сделать вывод о соответствии изобретения условию патентоспособности «Новизна».The applicant has not identified any technical solutions identical to the claimed one, which allows us to conclude that the invention meets the condition of patentability “Novelty”.
Реализация отличительных признаков изобретения обусловливает важное новое свойство (технический результат): возможность выработки трехфазного электрического тока.The implementation of the distinguishing features of the invention leads to an important new property (technical result): the possibility of generating a three-phase electric current.
Заявителем не выявлены источники информации, в которых содержались бы сведения о влиянии отличительных признаков изобретения на достигаемый технический результат. Указанное новое свойство обусловливает, по мнению заявителя, соответствие изобретения условию патентоспособности «Изобретательский уровень».The applicant has not identified sources of information that would contain information about the influence of the distinguishing features of the invention on the achieved technical result. The specified new property determines, according to the applicant, the invention meets the patentability condition "Inventive step".
Сущность изобретения поясняется чертежами, где изображено:The invention is illustrated by drawings, which depict:
на фиг. 1 - вид сбоку;in FIG. 1 is a side view;
на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1;in FIG. 2 is a section AA in FIG. one;
на фиг. 3 - обмотки рядов, сопряженные друг с другом согласно настоящему изобретению, в аксонометрии;in FIG. 3 - windings of rows conjugated with each other according to the present invention, in a perspective view;
на фиг. 4 - вид по стрелке Б на фиг. 3;in FIG. 4 is a view along arrow B in FIG. 3;
на фиг. 5 - вид по стрелке В на фиг. 3;in FIG. 5 is a view along arrow B in FIG. 3;
на фиг. 6 - схема, иллюстрирующая расположение кольцевых обмоток и постоянных магнитов, а также направление токов в обмотках (в плане);in FIG. 6 is a diagram illustrating the arrangement of ring windings and permanent magnets, as well as the direction of currents in the windings (in plan);
на фиг. 7 - разрез Г-Г на фиг. 6.in FIG. 7 is a section GG in FIG. 6.
Ротор магнитоэлектрического генератора выполнен из двух параллельных дисков 1 и 2, закрепленных на валу 11, выполненных из электротехнической стали. На обращенных друг к другу поверхностях дисков 1 и 2 размещены кольцеобразные ряды выполненных в форме трапеций постоянных магнитов 3 и 4 соответственно. В каждом кольцевом ряду магниты сопряжены друг с другом боковыми гранями с зазором 0,1-0,2 мм. Полярность постоянных магнитов 3 и 4 в каждом ряду чередуется, при этом полюса постоянных магнитов одного ряда обращены к противоположным полюсам постоянных магнитов другого ряда. Статор магнитоэлектрического генератора содержит две параллельные пластины 5 и 6, между которыми размещены расположенные в два ряда кольцевые обмотки 7 и 8 соответственно. Участки кольцевых обмоток 7, 8 в основаниях трапеций выгнуты по дуге и обращены в противоположные стороны. Расстояние l между участками кольцевых обмоток в основаниях трапеций превышает ширину b кольцеобразного ряда постоянных магнитов. Смежные боковые стороны 9 кольцевых обмоток 7 одного (верхнего по чертежу) ряда размещены между боковыми сторонами 10 кольцевых обмоток 8 другого ряда. Таким образом, обмотки 7 и 8 совместно образуют замкнутую кольцевую цепь (фиг. 3), в то время как в устройстве-прототипе обмотки сопряжены друг с другом попарно с образованием отдельно расположенных модулей.The rotor of the magnetoelectric generator is made of two parallel disks 1 and 2, mounted on the
Работа устройства осуществляется следующим образом. При вращении ротора с валом 11 магнитные силовые линии постоянных магнитов 3, 4 пересекают витки кольцевых обмоток 7, 8 и индуцируют в них ЭДС. Между полюсами каждой пары расположенных друг против друга постоянных магнитов 3, 4 благодаря тому, что смежные боковые стороны 9 обмоток 7 размещены между боковыми сторонами 10 обмоток 8, одновременно находятся три боковых стороны кольцевых обмоток 7, 8 статора, которые пересекают магнитные силовые линии со сдвигом 120°. Таким образом генератор вырабатывает трехфазный электрический ток.The operation of the device is as follows. When the rotor rotates with the
Опытный образец устройства изготовлен и испытан в ООО «ПЕНТАР», Санкт-Петербург. Для изготовления устройства использованы обычные конструкционные материалы и заводское оборудование. Это обстоятельство, по мнению заявителя, позволяет сделать вывод о том, что данное изобретение соответствует условию патентоспособности «Промышленная применимость».A prototype device was manufactured and tested at PENTAR LLC, St. Petersburg. For the manufacture of the device used conventional structural materials and factory equipment. This circumstance, according to the applicant, allows us to conclude that this invention meets the patentability condition “Industrial Applicability”.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014143363/07A RU2564511C1 (en) | 2014-10-27 | 2014-10-27 | Magnetoelectric generator |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014143363/07A RU2564511C1 (en) | 2014-10-27 | 2014-10-27 | Magnetoelectric generator |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2564511C1 true RU2564511C1 (en) | 2015-10-10 |
Family
ID=54289514
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2014143363/07A RU2564511C1 (en) | 2014-10-27 | 2014-10-27 | Magnetoelectric generator |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2564511C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU215028U1 (en) * | 2022-10-10 | 2022-11-25 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Южно-Уральский государственный университет (национальный исследовательский университет)" ФГАОУ ВО "ЮУрГУ (НИУ)" | Synchronous generator with axial magnetic flux |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2802753A1 (en) * | 1978-01-23 | 1979-07-26 | Weh Herbert | High-speed sync. motor for traction systems - has axial magnetic flux in gap between permanent magnetic rotor and two stator rings with polyphase windings |
RU2168062C1 (en) * | 1999-12-07 | 2001-05-27 | Открытое акционерное общество "Всероссийский научно-исследовательский институт гидротехники им. Б.Е. Веденеева" | Windmill generator |
RU2234788C2 (en) * | 1999-05-25 | 2004-08-20 | Смарт Мотор Ас | Electrical machine |
RU2427067C1 (en) * | 2009-12-25 | 2011-08-20 | Сергей Михайлович Есаков | Magnetoelectric generator |
RU2506688C2 (en) * | 2011-12-05 | 2014-02-10 | Сергей Михайлович Есаков | Magnetoelectric generator |
-
2014
- 2014-10-27 RU RU2014143363/07A patent/RU2564511C1/en active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2802753A1 (en) * | 1978-01-23 | 1979-07-26 | Weh Herbert | High-speed sync. motor for traction systems - has axial magnetic flux in gap between permanent magnetic rotor and two stator rings with polyphase windings |
RU2234788C2 (en) * | 1999-05-25 | 2004-08-20 | Смарт Мотор Ас | Electrical machine |
RU2168062C1 (en) * | 1999-12-07 | 2001-05-27 | Открытое акционерное общество "Всероссийский научно-исследовательский институт гидротехники им. Б.Е. Веденеева" | Windmill generator |
RU2427067C1 (en) * | 2009-12-25 | 2011-08-20 | Сергей Михайлович Есаков | Magnetoelectric generator |
RU2506688C2 (en) * | 2011-12-05 | 2014-02-10 | Сергей Михайлович Есаков | Magnetoelectric generator |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU215028U1 (en) * | 2022-10-10 | 2022-11-25 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Южно-Уральский государственный университет (национальный исследовательский университет)" ФГАОУ ВО "ЮУрГУ (НИУ)" | Synchronous generator with axial magnetic flux |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2427067C1 (en) | Magnetoelectric generator | |
KR101173107B1 (en) | Generator | |
RU109349U1 (en) | MAGNETO-ELECTRIC GENERATOR | |
RU2494520C2 (en) | Electromagnetic generator | |
RU2581338C1 (en) | Magnetoelectric generator | |
US20160164361A1 (en) | Large output, high efficiency, single phase, multi-polar power generator | |
US20170098971A1 (en) | Rotor for permanent magnet motor | |
RU2515998C1 (en) | Magnetoelectric generator | |
RU2474032C2 (en) | Magnetoelectric generator | |
RU2013139388A (en) | MAGNETIC REDUCED SYNCHRONOUS MOTOR | |
RU94083U1 (en) | MAGNETO-ELECTRIC GENERATOR | |
JP2016005412A (en) | Vernier motor | |
MX2011002583A (en) | Permanent magnet rotor and motor using the same. | |
RU115978U1 (en) | MAGNETO-ELECTRIC GENERATOR | |
RU2506688C2 (en) | Magnetoelectric generator | |
RU158144U1 (en) | MAGNETO-ELECTRIC GENERATOR | |
RU152538U1 (en) | MAGNETO-ELECTRIC GENERATOR | |
RU2564511C1 (en) | Magnetoelectric generator | |
RU2715935C1 (en) | Magnetoelectric generator | |
RU2013138977A (en) | SYNCHRONOUS MOTOR | |
RU143802U1 (en) | MAGNETO-ELECTRIC GENERATOR | |
RU2013138975A (en) | MAGNET REDUCER | |
RU2544341C1 (en) | Magnetoelectric generator | |
RU139411U1 (en) | MAGNETO-ELECTRIC GENERATOR | |
RU2560529C1 (en) | Magnetoelectric generator |