RU2700588C1 - Solar magnetic generator of stubble (versions) - Google Patents

Solar magnetic generator of stubble (versions) Download PDF

Info

Publication number
RU2700588C1
RU2700588C1 RU2018146471A RU2018146471A RU2700588C1 RU 2700588 C1 RU2700588 C1 RU 2700588C1 RU 2018146471 A RU2018146471 A RU 2018146471A RU 2018146471 A RU2018146471 A RU 2018146471A RU 2700588 C1 RU2700588 C1 RU 2700588C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
rotor
disk
axis
solar
solar module
Prior art date
Application number
RU2018146471A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Дмитрий Семенович Стребков
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ" (ФГБНУ ФНАЦ ВИМ)
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 Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ" (ФГБНУ ФНАЦ ВИМ) filed Critical Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ" (ФГБНУ ФНАЦ ВИМ)
Priority to RU2018146471A priority Critical patent/RU2700588C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2700588C1 publication Critical patent/RU2700588C1/en

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K99/00—Subject matter not provided for in other groups of this subclass
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02S—GENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
    • H02S10/00—PV power plants; Combinations of PV energy systems with other systems for the generation of electric power
    • Y—GENERAL 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
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Permanent Magnet Type Synchronous Machine (AREA)
  • Control Of Eletrric Generators (AREA)

Abstract

FIELD: electrotechnical equipment.
SUBSTANCE: invention relates to electrical engineering, in particular to electric machines with permanent magnets and solar modules. In the solar magnetic generator the rotor is made in the form of a disc from conducting material with contacts on the axis and rim of the disk with axis of rotation, which contains two semi-axles of the rotor, which are isolated from each other. Axisymmetric solar module is fixed on the disc on one side through the insulating layer. Rotor permanent magnet is axially fixed on rotor axis on opposite side of disc parallel to rotor plane and has surface area commensurate with disc surface. Around the rotor permanent magnet circle with a clearance are installed in the form of a cylinder coaxially with the rotor axis by the same poles to the rotor axis permanent magnets of the stator, the planes of which are perpendicular to the plane of the permanent magnet of the rotor. Solar module current terminals are connected directly to the rotor half-axis and to one of the disc contacts, and the rotor half-axis and the second contact to the disc are connected through two sliding contacts of the generator to two external fixed conductors and external load.
EFFECT: higher operating efficiency.
20 cl, 5 dwg

Description

Изобретение относится к электротехнике, в частности, к электрическим машинам с постоянными магнитами и солнечными модулями.The invention relates to electrical engineering, in particular, to electric machines with permanent magnets and solar modules.

Известен магнитный генератор Фарадея, содержащий медный диск, который приводится во вращение между полюсами подковообразного магнита и двух скользящих контактов, которые расположены у края диска и около оси вращения. Магнитный генератор Фарадея является обратимой электрической машиной, при подаче напряжения на скользящие контакты магнитный генератор превращается в магнитный двигатель Фарадея (Суханов Л.А., Сафиуллина Р.К., Бобков Ю.А. Электрические униполярные машины. М., ВНИИЭМ, 1964, С. 8-12). Известный магнитный генератор имеет равномерное не изменяющееся во время работы магнитное поле в роторе, что снижает потери на вихревые токи и ЭДС самоиндукции. Known magnetic Faraday generator containing a copper disk, which is driven into rotation between the poles of a horseshoe magnet and two sliding contacts, which are located at the edge of the disk and about the axis of rotation. A Faraday magnetic generator is a reversible electric machine, when voltage is applied to the sliding contacts, the magnetic generator turns into a Faraday magnetic motor (Sukhanov L.A., Safiullina R.K., Bobkov Yu.A. Electric unipolar machines. M., VNIIEM, 1964, S. 8-12). The known magnetic generator has a uniform magnetic field in the rotor that does not change during operation, which reduces the losses due to eddy currents and EMF of self-induction.

Недостатком известного магнитного генератора являются низкая мощность и невозможность его использования в качестве солнечного генератора электрической энергии.A disadvantage of the known magnetic generator is low power and the inability to use it as a solar generator of electrical energy.

Другим недостатком являются большой ток и низкое напряжение генератора, что приводит к потерям электрической энергии в скользящих контактах и проводах.Another disadvantage is the high current and low voltage of the generator, which leads to loss of electrical energy in the sliding contacts and wires.

Известен солнечный магнитный двигатель Мендосино, содержащий ротор с осью вращения, подшипниками и электрической обмоткой, соединенной с токовыводами солнечного модуля из скоммутированных солнечных элементов с p-n переходами, размещенных на боковой поверхности ротора, а также неподвижный постоянный магнит, плоскость которого параллельна оси ротора. Мотор состоит из ротора многоугольного (обычно квадратного) сечения, насаженного на вал. Ротор имеет два набора обмоток с питанием от солнечных модулей. Вал расположен горизонтально, на каждом его конце находится постоянный кольцевой магнит. Магниты на валу обеспечивают левитацию, так как они находятся над отталкивающими магнитами, расположенными в основании. Дополнительный магнит, находящийся под ротором, создаёт магнитное поле для обмоток ротора. Когда свет падает на один из солнечных модулей, она генерирует электрический ток, который течёт по обмотке ротора. Этот ток создаёт магнитное поле, которое взаимодействует с полем магнита под ротором. Это взаимодействие приводит ротор во вращение. При вращении ротора следующий солнечный модуль перемещается к свету и возбуждает ток во второй обмотке. Процесс повторяется до тех пор, пока на модули падает солнечный свет. Можно провести аналогию с работой коллекторного двигателя постоянного тока: вместо щёточного электрического коллектора в данном двигателе используется «световой коллектор». (Larry Spring’s Magnetic Levitation Mendocino Brushless Solar Motorwww.larryspring.com/sub06_motors.html)A known Mendosino solar magnetic motor containing a rotor with an axis of rotation, bearings and an electric winding connected to the current leads of the solar module from commutated solar cells with p-n junctions located on the side surface of the rotor, as well as a fixed permanent magnet whose plane is parallel to the axis of the rotor. The motor consists of a rotor of a polygonal (usually square) section mounted on a shaft. The rotor has two sets of windings powered by solar modules. The shaft is horizontal, with a permanent ring magnet at each end. The magnets on the shaft provide levitation, since they are located above the repulsive magnets located at the base. An additional magnet located under the rotor creates a magnetic field for the rotor windings. When light falls on one of the solar modules, it generates an electric current that flows through the rotor winding. This current creates a magnetic field that interacts with the magnet field under the rotor. This interaction drives the rotor. When the rotor rotates, the next solar module moves to the light and excites current in the second winding. The process is repeated until sunlight falls on the modules. We can draw an analogy with the operation of a DC collector motor: instead of a brush electric collector, this engine uses a “light collector”. (Larry Spring’s Magnetic Levitation Mendocino Brushless Solar Motorwww.larryspring.com/sub06_motors.html)

В известном солнечном магнитном генераторе для вращения ротора используется закон электромагнитной индукции Фарадея, электрическая энергия для питания обмоток ротора поступает от солнечного модуля.In the well-known solar magnetic generator, the Faraday law of electromagnetic induction is used to rotate the rotor, the electric energy for powering the rotor windings comes from the solar module.

Недостатком известного солнечного двигателя является невозможность его использования в качестве генератора электрической энергии.A disadvantage of the known solar engine is the inability to use it as a generator of electrical energy.

Другим недостатком известного солнечного магнитного двигателя является низкая мощность из-за затенения ротором 75% площади солнечных модулей, установленных на неосвещаемой поверхности ротора.Another disadvantage of the known solar magnetic motor is its low power due to the shading of the rotor by 75% of the area of the solar modules mounted on the non-illuminated surface of the rotor.

Еще одним недостатком является низкий электрический КПД солнечного магнитного двигателя из-за явления самоиндукции в обмотке ротора, которая приводит к торможению ротора при взаимодействии с магнитным полем статора.Another disadvantage is the low electrical efficiency of the solar magnetic motor due to the phenomenon of self-induction in the rotor winding, which leads to the braking of the rotor when interacting with the stator magnetic field.

Задачей предлагаемого изобретения является повышение мощности, напряжения и эффективности преобразования солнечной энергии в электрическую энергию в солнечном магнитном генераторе.The objective of the invention is to increase the power, voltage and efficiency of converting solar energy into electrical energy in a solar magnetic generator.

Технический результат заключается в более полном использовании энергии солнечных модулей и увеличении их мощности, а также в снижении ЭДС самоиндукции и реакции торможения ротора при взаимодействии с магнитным полем статора.The technical result consists in a more complete use of the energy of solar modules and an increase in their power, as well as in a decrease in the EMF of self-induction and the braking reaction of the rotor when interacting with the stator magnetic field.

Технический результат достигается тем, что в солнечном магнитном генераторе, содержащем ротор с осью вращения, подшипниками и электрической обмоткой, соединенной с токовыводами солнечного модуля из скоммутированных солнечных элементов с p-n переходами, размещенных на поверхности ротора, а также постоянный магнит и приводной двигатель, согласно изобретению, ротор выполнен в виде диска из проводящего материала c контактами на оси и ободе диска с осью вращения, содержащей две изолированные друг от друга полуоси ротора, одна из которых соединена с одним из контактов диска, а вторая с одним из токовыводов солнечного модуля, на диске с одной стороны через изолирующий слой закреплен осесимметрично солнечный модуль, постоянный магнит ротора закреплен на оси ротора осесимметрично с другой стороны диска параллельно плоскости ротора и имеет площадь поверхности, соизмеримую с поверхностью диска, по окружности постоянного магнита ротора с зазором установлены в виде цилиндра соосно с осью ротора одноимёнными полюсами к оси ротора постоянные магниты статора, плоскости которых перпендикулярны плоскости постоянного магнита ротора, токовыводы солнечного модуля соединены непосредственно с полуосью ротора и с одним из контактов диска, а полуось ротора и второй контакт к диску соединены через два скользящих контакта генератора с двумя внешними неподвижными проводниками и внешней нагрузкой, а приводной двигатель снабжён устройством контроля оборотов ротора.The technical result is achieved in that in a solar magnetic generator containing a rotor with an axis of rotation, bearings and an electrical winding connected to the current leads of the solar module from commutated solar cells with pn junctions located on the surface of the rotor, as well as a permanent magnet and a drive motor, according to the invention , the rotor is made in the form of a disk of conductive material with contacts on the axis and rim of the disk with an axis of rotation containing two rotor axles isolated from each other, one of which is connected it is connected with one of the contacts of the disk, and the second with one of the current outputs of the solar module, the axis module is mounted axisymmetrically on the disk on one side of the solar module, the permanent magnet of the rotor is mounted axisymmetrically on the rotor axis on the other side of the disk parallel to the plane of the rotor and has a surface area with the surface of the disk, around the circumference of the rotor permanent magnet with a gap, the stator permanent magnets, the planes of which are perpendicular to the rotor axis, are mounted coaxially with the rotor axis with the same poles are the plane of the rotor permanent magnet, the solar module current outputs are connected directly to the rotor axis and one of the disk contacts, and the rotor axis and the second contact to the disk are connected via two sliding contacts of the generator with two external fixed conductors and an external load, and the drive motor is equipped with a control device rotor speed.

В варианте солнечного магнитного генератора токовывод в центре солнечного модуля со стороны диска соединен с центром диска, один скользящий контакт генератора выполнен через полуось ротора, соединенную с центром солнечного модуля со стороны, противоположной диску, а второй скользящий контакт генератора выполнен к ободу диска.In the embodiment of the solar magnetic generator, the current output in the center of the solar module from the disk side is connected to the center of the disk, one sliding contact of the generator is made through the rotor axis, connected to the center of the solar module from the side opposite to the disk, and the second sliding contact of the generator is made to the rim of the disk.

В другом варианте солнечного магнитного генератора токовывод солнечного модуля со стороны диска соединен с ободом диска, а скользящие контакты генератора выполнены через полуось ротора, соединенную с центром солнечного модуля со стороны, противоположной диску, и через полуось ротора, соединенную с центром диска.In another embodiment of the solar magnetic generator, the current output of the solar module from the disk side is connected to the rim of the disk, and the sliding contacts of the generator are made through the axis of the rotor connected to the center of the solar module from the side opposite the disk and through the axis of the rotor connected to the center of the disk.

В варианте солнечного магнитного генератора ось вращения ротора содержит одну полуось, соединенную с диском, один токовывод солнечного модуля со стороны диска соединен с одним из контактов диска, а второй токовывод в центре солнечного модуля со стороны, противоположной диску, и второй контакт к диску соединены через два скользящих контакта генератора с двумя внешними неподвижными проводниками и внешней нагрузкой.In a variant of the solar magnetic generator, the rotor axis of rotation contains one half axis connected to the disk, one current output of the solar module from the disk side is connected to one of the contacts of the disk, and a second current output in the center of the solar module from the side opposite to the disk, and the second contact to the disk are connected through two sliding contacts of the generator with two external fixed conductors and external load.

Еще в одном варианте солнечного магнитного генератора диск ротора выполнен из немагнитного материала, например, из алюминия.In another embodiment of the solar magnetic generator, the rotor disk is made of non-magnetic material, for example, aluminum.

В варианте солнечного магнитного генератора нагрузка выполнена в виде химического аккумулятора электрической энергии или суперконденсатора.In the embodiment of the solar magnetic generator, the load is made in the form of a chemical accumulator of electric energy or a supercapacitor.

В варианте солнечного магнитного генератора электрические выводы приводного двигателя соединены через устройство контроля оборотов ротора с токовыводами солнечного магнитного генератора.In a variant of the solar magnetic generator, the electrical terminals of the drive motor are connected via a rotor speed control device to the current leads of the solar magnetic generator.

В варианте солнечного магнитного генератора электрические выводы приводного двигателя соединены через устройство контроля оборотов ротора с отдельным солнечным модулемIn a variant of the solar magnetic generator, the electrical terminals of the drive motor are connected via a rotor speed control device to a separate solar module

В варианте солнечного магнитного генератора приводной двигатель выполнен в виде магнитного двигателя Фарадея.In a variant of the solar magnetic generator, the drive motor is made in the form of a Faraday magnetic motor.

В варианте солнечного магнитного генератора каждый подшипник ротора выполнен в виде магнитной подвески из двух осесимметричных кольцевых постоянных магнитов с зазором между ними, один из постоянных магнитов закреплен на оси ротора, второй закреплен неподвижно.In the embodiment of the solar magnetic generator, each rotor bearing is made in the form of a magnetic suspension of two axisymmetric ring permanent magnets with a gap between them, one of the permanent magnets is fixed on the axis of the rotor, the second is fixed.

Технический результат достигается также тем, что в солнечном магнитном генераторе, содержащем ротор с осью вращения, подшипниками и электрической обмоткой, соединенной с токовыводами солнечного модуля из скоммутированных солнечных элементов с p-n переходами, размещенных на поверхности ротора, а также постоянный магнит и приводной двигатель, согласно изобретению, ротор выполнен в виде диска из проводящего материала с контактами на оси и ободе диска, c осью вращения, содержащей две изолированные друг от друга полуоси ротора, одна из которых соединена с контактом в центре диска, а вторая полуось с одним из токовыводов солнечного модуля, диск состоит из изолированных криволинейных сегментов, соединенных между собой параллельно на оси и на ободе диска, границы между сегментами выполнены в виде логарифмической золотой спирали с координатамиThe technical result is also achieved by the fact that in a solar magnetic generator containing a rotor with an axis of rotation, bearings and an electric winding connected to the current leads of the solar module from commutated solar cells with pn junctions located on the surface of the rotor, as well as a permanent magnet and a drive motor, according to of the invention, the rotor is made in the form of a disk of conductive material with contacts on the axis and rim of the disk, with an axis of rotation containing two rotor axles isolated from each other, one of which is connected to a contact in the center of the disc and the second axis with one of the cold end of the solar module, the drive consists of isolated curved segments connected in parallel between the axle and the rim of the disc, the boundaries between the segments are formed as a logarithmic spiral with gold coordinates

Figure 00000001
,
Figure 00000001
,

где r и θ- радиус вектор и угол радиуса вектора в полярной системе координат;where r and θ are the radius of the vector and the angle of the radius of the vector in the polar coordinate system;

Figure 00000002
– параметр золотого сечения;
Figure 00000002
- parameter of the golden ratio;

α – постоянная, определяющая размер спирали и диска,α is a constant that determines the size of the spiral and disk,

направления ветвей спирали совпадают с направлением вращения ротора, с одной стороны диска через изолирующий слой закреплен осесимметрично солнечный модуль, постоянный магнит установлен осесимметрично с другой стороны диска и имеет площадь поверхности, соизмеримую с поверхностью диска, по окружности постоянного магнита ротора с зазором установлены в виде цилиндра соосно с осью ротора одноимёнными полюсами к оси ротора постоянные магнита статора, плоскости которых перпендикулярны плоскости постоянного магнита ротора, токовыводы солнечного модуля соединены непосредственно с полуосью ротора и с одним из контактов диска, а вторая полуось ротора и второй контакт к диску соединены через два скользящих контакта генератора с двумя внешними неподвижными проводниками и внешней нагрузкой, а приводной двигатель снабжён устройством контроля оборотов ротора.the directions of the spiral branches coincide with the direction of rotation of the rotor, an axisymmetrically solar module is fixed through the insulating layer on one side of the disk, the permanent magnet is mounted axisymmetrically on the other side of the disk and has a surface area commensurate with the surface of the disk, mounted around the circumference of the rotor permanent magnet in the form of a cylinder coaxial with the axis of the rotor of the same poles to the axis of the rotor are the stator magnet constants, the planes of which are perpendicular to the plane of the rotor permanent magnet, a finite module are connected directly to the rotor axis and one of the disk contacts, and the second axis of the rotor and the second contact to the disk are connected through two sliding contacts of the generator with two external fixed conductors and an external load, and the drive motor is equipped with a rotor speed control device.

В варианте солнечного магнитного генератора токовывод в центре солнечного модуля со стороны диска соединен с центром диска, один скользящий контакт генератора выполнен через полуось ротора, соединенную с центром солнечного модуля со стороны, противоположной диску, а второй скользящий контакт генератора выполнен к ободу диска.In the embodiment of the solar magnetic generator, the current output in the center of the solar module from the disk side is connected to the center of the disk, one sliding contact of the generator is made through the rotor axis, connected to the center of the solar module from the side opposite to the disk, and the second sliding contact of the generator is made to the rim of the disk.

В варианте солнечного магнитного генератора токовывод солнечного модуля со стороны диска соединен с ободом диска, а скользящие контакты генератора выполнены через полуось ротора, соединенную с центром солнечного модуля со стороны, противоположной диску, и через полуось ротора, соединенную с центром диска.In the embodiment of the solar magnetic generator, the current output of the solar module from the disk side is connected to the rim of the disk, and the sliding contacts of the generator are made through the axis of the rotor connected to the center of the solar module from the side opposite to the disk and through the axis of the rotor connected to the center of the disk.

В варианте солнечного магнитного генератора ось вращения ротора с подшипником соединена с диском со стороны, противоположной солнечному модулю, один токовывод солнечного модуля со стороны диска соединен с одним из контактов диска, а второй токовывод в центре солнечного модуля со стороны, противоположной диску, и второй контакт к диску соединены через два скользящих контакта генератора с двумя внешними неподвижными проводниками и внешней нагрузкой.In the embodiment of the solar magnetic generator, the axis of rotation of the rotor with the bearing is connected to the disk from the side opposite the solar module, one current output of the solar module from the disk side is connected to one of the contacts of the disk, and the second current output in the center of the solar module from the side opposite to the disk, and the second contact to the disk are connected through two sliding contacts of the generator with two external fixed conductors and an external load.

В варианте солнечного магнитного генератора диск ротора выполнен из немагнитного материала, например, из алюминия.In a variant of the solar magnetic generator, the rotor disk is made of non-magnetic material, for example, aluminum.

В варианте солнечного магнитного генератора нагрузка выполнена в виде химического аккумулятора электрической энергии или суперконденсатора.In the embodiment of the solar magnetic generator, the load is made in the form of a chemical accumulator of electric energy or a supercapacitor.

В варианте солнечного магнитного генератора электрические выводы приводного двигателя соединены через устройство контроля оборотов ротора с токовыводами солнечного магнитного генератора.In a variant of the solar magnetic generator, the electrical terminals of the drive motor are connected via a rotor speed control device to the current leads of the solar magnetic generator.

В варианте солнечного магнитного генератора электрические выводы приводного двигателя соединены через устройство контроля оборотов ротора с отдельным солнечным модулем.In a variant of the solar magnetic generator, the electrical terminals of the drive motor are connected via a rotor speed control device to a separate solar module.

В варианте солнечного магнитного генератора приводной двигатель выполнен в виде магнитного двигателя Фарадея.In a variant of the solar magnetic generator, the drive motor is made in the form of a Faraday magnetic motor.

В варианте солнечного магнитного генератора каждый подшипник ротора выполнен в виде магнитной подвески на двух осесимметричных кольцевых постоянных магнитов с зазором между ними, один из постоянных магнитов закреплен на оси ротора, второй закреплен неподвижно.In the embodiment of the solar magnetic generator, each rotor bearing is made in the form of a magnetic suspension on two axisymmetric ring permanent magnets with a gap between them, one of the permanent magnets is fixed on the rotor axis, the second is fixedly mounted.

Солнечный магнитный генератор иллюстрируется на фиг. 1, 2, 3, 4 5, где на фиг. 1 представлена конструкция солнечного магнитного генератора со скользящими контактами к полуоси и ободу дискового ротора, на фиг. 2 – конструкция солнечного магнитного генератора со скользящими контактами к двум полуосям генератора и оси дискового ротора, на фиг. 3 – вид в плане дискового ротора с двумя сегментами, границы которых выполнены в виде золотой логарифмической спирали, на фиг. 4 – вид в плане дискового ротора с четырьмя сегментами, границы которых выполнены в виде золотой логарифмической спирали, на фиг. 5 – солнечный магнитный генератор со скользящими контактами к центральному токовыводу солнечного модуля и к полуоси ротора.A solar magnetic generator is illustrated in FIG. 1, 2, 3, 4 5, where in FIG. 1 shows the design of a solar magnetic generator with sliding contacts to the axle shaft and the rim of the disk rotor, FIG. 2 is a design of a solar magnetic generator with sliding contacts to two half axes of the generator and the axis of the disk rotor, in FIG. 3 is a plan view of a disk rotor with two segments, the boundaries of which are made in the form of a golden logarithmic spiral, in FIG. 4 is a plan view of a disk rotor with four segments, the boundaries of which are made in the form of a golden logarithmic spiral, in FIG. 5 - solar magnetic generator with sliding contacts to the central current output of the solar module and to the rotor axis.

Солнечный магнитный генератор на фиг. 1 содержит ротор 1 в виде диска 2 из проводящего материала, на котором через изолирующий слой 3 закреплен осесимметрично солнечный модуль 4 из скоммутированных солнечных элементов 5. Постоянный магнит 6 установлен осесимметрично со стороны диска 2, не содержащей солнечный модуль 4. Постоянный магнит 6 имеет площадь поверхности, соизмеримую с площадью диска 2.The solar magnetic generator of FIG. 1 contains a rotor 1 in the form of a disk 2 of conductive material, on which an axisymmetrically solar module 4 of switched solar cells 5 is mounted through an insulating layer 3. The permanent magnet 6 is mounted axisymmetrically from the side of the disk 2 that does not contain the solar module 4. The permanent magnet 6 has an area surfaces commensurate with the area of the disk 2.

Токовыводы солнечного модуля 7 со стороны диска 2 соединены с контактом 8 в центре диска 2, а второй токовывод 9 солнечного модуля 7 со стороны, противоположной диску 2, соединен в центре солнечного модуля 7 с полуосью 10 ротора 1 и через первый скользящий контакт 11 с неподвижным проводником 12. Второй скользящий контакт 13 к ободу 14 диска 2 соединен с неподвижным проводником 15. Неподвижные проводники 12 и 15 соединены с нагрузкой 16. Постоянный магнит 6 имеет отверстие 17 в центре с изоляцией 18 относительно второй полуоси 19 ротора 1 и закреплён на полуоси с зазором 20 относительно диска 2. Первая 10 и вторая 19 полуоси ротора 1 выполнены из проводящего материала и соединены между собой изолированной муфтой 21. Каждая полуось 10 и 19 имеет магнитную подвеску 22 из двух осесимметричных кольцевых постоянных магнитов 23 и 24 с зазором 25 между ними, кольцевой постоянный магнит 23 закреплен на полуоси, а кольцевой постоянный магнит 24 закреплен неподвижно на корпусе 26, полуоси 10 и 19 имеют опорные стойки 27 и 28 из проводящего материала. Опорная стойка 27 выполняет функции скользящего контакта 11 к полуоси 10.The current outputs of the solar module 7 from the side of the disk 2 are connected to the contact 8 in the center of the disk 2, and the second current output 9 of the solar module 7 from the side opposite to the disk 2 is connected in the center of the solar module 7 with the axis 10 of the rotor 1 and through the first sliding contact 11 with the fixed the conductor 12. The second sliding contact 13 to the rim 14 of the disk 2 is connected to the fixed conductor 15. The fixed conductors 12 and 15 are connected to the load 16. The permanent magnet 6 has a hole 17 in the center with insulation 18 relative to the second half shaft 19 of the rotor 1 and mounted on the half shaft with a gap of 20 relative to the disk 2. The first 10 and second 19 axles of the rotor 1 are made of conductive material and are interconnected by an insulated sleeve 21. Each axle 10 and 19 has a magnetic suspension 22 of two axisymmetric ring permanent magnets 23 and 24 with a gap of 25 between them , the annular permanent magnet 23 is fixed on the axle shaft, and the annular permanent magnet 24 is fixed motionless on the housing 26, the axle shafts 10 and 19 have supporting posts 27 and 28 of conductive material. The support column 27 performs the function of a sliding contact 11 to the axle shaft 10.

По окружности постоянного магнита 6 ротора 1 с зазором 29 установлены в виде цилиндра соосно с осью ротора 1 одноимёнными полюсами к оси ротора 1 постоянные магниты 30 статора, плоскости которых перпендикулярны плоскости постоянного магнита6 ротора 1.Around the circumference of the permanent magnet 6 of the rotor 1 with a gap of 29 installed in the form of a cylinder coaxially with the axis of the rotor 1 of the same poles to the axis of the rotor 1 are the permanent magnets 30 of the stator, the planes of which are perpendicular to the plane of the permanent magnet 6 of the rotor 1.

Полуось 19 ротора 1 соединена муфтой 31 с приводным двигателем 32. Электрические выводы 33 приводного двигателя 32 соединены через устройство контроля оборотов 34 ротора 1 с токовыводами солнечного магнитного генератора.The axis 19 of the rotor 1 is connected by a clutch 31 to the drive motor 32. The electrical terminals 33 of the drive motor 32 are connected via a speed control device 34 of the rotor 1 to the current leads of the solar magnetic generator.

В солнечном магнитном генераторе на фиг. 2 токовывод 7 солнечного модуля 4 со стороны диска 2 соединен с ободом 14 диска 2, скользящий контакт 11 через опорную стойку 27 и первую полуось 10 соединен с центром солнечного модуля 7 аналогично фиг. 1. Второй скользящий контакт 35 соединен через вторую опорную стойку 28 и вторую полуось 19 с центром диска 2 со стороны, противоположной солнечному модулю 4.In the solar magnetic generator of FIG. 2, the current output 7 of the solar module 4 from the disk 2 side is connected to the rim 14 of the disk 2, the sliding contact 11 through the support column 27 and the first axis 10 is connected to the center of the solar module 7 similarly to FIG. 1. The second sliding contact 35 is connected through the second support column 28 and the second half shaft 19 with the center of the disk 2 from the side opposite to the solar module 4.

На фиг. 3 диск 2 выполнен из двух изолированных криволинейных сегментов 36 и 37, границы между сегментами 36 и 37 выполнены в виде логарифмической золотой спирали 38, 39 с координатами In FIG. 3, disk 2 is made of two isolated curved segments 36 and 37, the boundaries between segments 36 and 37 are made in the form of a logarithmic golden spiral 38, 39 with coordinates

Figure 00000001
,
Figure 00000001
,

где r и θ- радиус вектор и угол радиуса вектора в полярной системе координат;where r and θ are the radius of the vector and the angle of the radius of the vector in the polar coordinate system;

Figure 00000002
– параметр золотого сечения;
Figure 00000002
- parameter of the golden ratio;

α – постоянная, определяющая размер спирали и диска 2,α is a constant that determines the size of the spiral and disk 2,

направления ветвей спирали 38 и 39от оси диска 2 к ободу 14 диска 2 совпадают с направлением вращения ротора 1. Сегменты 36 и 37 соединены между собой параллельно в центре у полуоси 19 диска 2 и на ободе 14 диска 2 за счет того, что границы между сегментами 36 и 37 начинаются на некотором расстоянии от полуоси 19 и центра диска 2 и заканчиваются на некотором расстоянии от обода 14 диска 2.the directions of the branches of the spiral 38 and 39 from the axis of the disk 2 to the rim 14 of the disk 2 coincide with the direction of rotation of the rotor 1. Segments 36 and 37 are connected together in parallel in the center of the half shaft 19 of the disk 2 and on the rim 14 of the disk 2 due to the fact that the boundaries between the segments 36 and 37 begin at a certain distance from the semi-axis 19 and the center of the disk 2 and end at a certain distance from the rim 14 of the disk 2.

По окружности постоянного магнита 6 ротора 1 с зазором 29 установлены в виде цилиндра соосно с осью ротора 1 одноимёнными полюсами к оси ротора 1 постоянные магниты 30 статора, плоскости которых перпендикулярны плоскости постоянного магнита6 ротора 1.Around the circumference of the permanent magnet 6 of the rotor 1 with a gap of 29 installed in the form of a cylinder coaxially with the axis of the rotor 1 of the same poles to the axis of the rotor 1 are the permanent magnets 30 of the stator, the planes of which are perpendicular to the plane of the permanent magnet 6 of the rotor 1.

Полуось 19 ротора 1 соединена муфтой 31 с приводным двигателем 32. Электрические выводы 33 приводного двигателя 32 соединены через устройство контроля оборотов 34 ротора 1 с отдельным солнечным модулем 38.The axis 19 of the rotor 1 is connected by a clutch 31 to the drive motor 32. The electrical terminals 33 of the drive motor 32 are connected via a speed control device 34 of the rotor 1 to a separate solar module 38.

На фиг. 4 диск выполнен из четырех криволинейных сегментов 40, 41, 42, 43, изолированных друг от друга границами, выполненных в виде золотых логарифмических спиралей 44, 45, 46 и 47. Сегменты 40, 41, 42, 43 соединены между собой параллельно за счет общих участков диска 2 около оси 19 и около обода 14 диска 2.In FIG. 4, the disk is made of four curved segments 40, 41, 42, 43, isolated from each other by borders, made in the form of golden logarithmic spirals 44, 45, 46 and 47. Segments 40, 41, 42, 43 are connected in parallel due to common sections of the disk 2 about the axis 19 and about the rim 14 of the disk 2.

На фиг. 5 ось вращения ротора 1 с подшипником 48 соединена с диском 2 со стороны, противоположной солнечному модулю 4. Токовывод 9 генератора 4 соединен через скользящий контакт 49 с внешним неподвижным проводником 12. Токовывод 7 солнечного модуля 4 соединен с ободом 14 диска 2, а центр диска 2 со стороны, противоположной солнечному модулю 4, соединен через полуось 19 со скользящим контактом 35 аналогично фиг. 2. Внешние неподвижные проводники 12 и 15 соединены с нагрузкой 16. Подшипник 48 на полуоси 19 изолирован от корпуса 26 изолирующей прокладкой 50.In FIG. 5, the axis of rotation of the rotor 1 with the bearing 48 is connected to the disk 2 from the side opposite to the solar module 4. The current output 9 of the generator 4 is connected via a sliding contact 49 to the external stationary conductor 12. The current output 7 of the solar module 4 is connected to the rim 14 of the disk 2, and the center of the disk 2 from the side opposite to the solar module 4 is connected via a half shaft 19 with a sliding contact 35 similarly to FIG. 2. The external fixed conductors 12 and 15 are connected to the load 16. The bearing 48 on the axle shaft 19 is isolated from the housing 26 by an insulating spacer 50.

Солнечный магнитный генератор работает следующим образом. Solar magnetic generator operates as follows.

При освещении солнечного модуля 4 при наличии внешней нагрузки Rнвольт-амперная характеристика (BАХ) солнечного модуля 4 имеет вид:When lighting the solar module 4 in the presence of an external load R n, the current-voltage characteristic (BAC) of the solar module 4 has the form:

Figure 00000003
,
Figure 00000003
,

где V, I – напряжение и ток солнечного модуля при сопротивлении нагрузки Rн;where V, I - voltage and current of the solar module with load resistance R n ;

Iф – фототок;I f - photocurrent;

Iкз - ток короткого замыкания генератора при Rн=0;I KZ - short circuit current of the generator at R n = 0;

Is – темновой ток насыщения;I s is the dark saturation current;

Rш – сопротивление, шунтирующее p-n переход;R W - resistance, shunting pn junction;

k – постоянная Больцмана;k is the Boltzmann constant;

Т – температура °K;T is the temperature ° K;

А – коэффициент, учитывающий отклонение ВАХ от идеальной;A - coefficient taking into account the deviation of the I – V characteristic from the ideal;

Rн – последовательное сопротивление, включающее внутреннее сопротивление солнечного модуля4, сопротивление скользящих контактов 11 и 13 диска 2 и внешних проводников 12 и 15.R n - series resistance, including the internal resistance of the solar module 4, the resistance of the sliding contacts 11 and 13 of the disk 2 and the external conductors 12 and 15.

При Rn = 0, V = 0 ток короткого замыкания Iкз=Iф.When R n = 0, V = 0, the short-circuit current I kz = I f .

В солнечном модуле при малом Rn максимальный ток I при оптимальной нагрузке Rн незначительно, но отличается от тока Iкз:In the solar module at low R n, the maximum current I at the optimal load R n is insignificant, but differs from the current I kz :

Figure 00000004
Figure 00000004

Это позволяет использовать солнечный модуль 4 для питания внешней нагрузки 16.This allows the use of a solar module 4 to power an external load 16.

При освещении солнечного модуля 4 солнечным излучением между ободом и центром диска 2 через внешние проводники 12 и 15 и сопротивление нагрузки протекает ток I.When the solar module 4 is illuminated by solar radiation between the rim and the center of the disk 2, current I flows through the external conductors 12 and 15 and the load resistance.

При вращении приводного двигателя 32 ось ротора 1, постоянный магнит 6 и диск 2 начинают вращаться. Взаимодействие магнитных полей постоянного магнита 6 ротора 1 и постоянного магнита 30 статора, плоскости которых перпендикулярны друг другу, также приводит к вращению постоянных магнитов 6 и ротора 1. При достижении заданного числа оборотов ротора 1 n0 устройство 34 контроля числа оборотов отключает приводной двигатель 32, и вращение ротора 1 осуществляют за счёт взаимодействия магнитных полей постоянных магнитов 6 ротора 1 и 30 статора.When the drive motor 32 rotates, the axis of the rotor 1, the permanent magnet 6 and the disk 2 begin to rotate. The interaction of the magnetic fields of the permanent magnet 6 of the rotor 1 and the permanent magnet 30 of the stator, the planes of which are perpendicular to each other, also leads to the rotation of the permanent magnets 6 and rotor 1. Upon reaching the specified speed of the rotor 1 n 0 , the speed control device 34 turns off the drive motor 32, and the rotation of the rotor 1 is carried out due to the interaction of the magnetic fields of the permanent magnets 6 of the rotor 1 and 30 of the stator.

При вращении ротора 1в магнитном поле постоянного магнита 6 возникает эффект униполярной индукции, и в диске 2 возникает напряжение между центром и ободом 14 диска 2, которое пропорционально произведению числа оборотов на магнитный поток (Электрические униполярные машины. Под ред. Л.А. Суханова. –М.: ВНИЭМ, 1964. – 136 с.)When the rotor 1 rotates in the magnetic field of the permanent magnet 6, a unipolar induction effect occurs, and a voltage between the center and the rim 14 of the disk 2 appears in the disk 2, which is proportional to the product of the number of revolutions by the magnetic flux (Electric unipolar machines. Edited by L.A. Sukhanov. –M .: VNIEM, 1964. - 136 p.)

При вращении диска между центром и ободом диска 2 возникают токи, которые своим магнитным полем усиливают внешнее магнитное поле. Этот результат совершенно противоположен тому, который проявляется в солнечном магнитном двигателе Мендосино, в котором ток в обмотке ротора из-за явления самоиндукции противодействует внешнему магнитному полю. When the disk rotates between the center and the rim of the disk 2, currents arise that enhance the external magnetic field with their magnetic field. This result is completely opposite to that shown in the Mendosino solar magnetic motor, in which the current in the rotor winding counteracts an external magnetic field due to the phenomenon of self-induction.

Направление вращения диска 2 изменяют путем изменения полярности полюсов постоянного магнита 6. The direction of rotation of the disk 2 is changed by changing the polarity of the poles of the permanent magnet 6.

Напряжение солнечного модуля 4 и напряжение на диске 2 складываются при последовательном соединении токовыводов 7 солнечного модуля 4 с контактом 8 в центре диска 2, что приводит к увеличению мощности солнечного магнитного генератора. Ток I солнечного модуля 4 при последовательном соединении равен току в диске 2 ротора 1 и току, протекающему через нагрузку 16, неподвижные проводники 12 и 15 и скользящие контакты 11 и 13.The voltage of the solar module 4 and the voltage on the disk 2 are added when the current leads 7 of the solar module 4 are connected in series with pin 8 in the center of the disk 2, which leads to an increase in the power of the solar magnetic generator. The current I of the solar module 4 when connected in series is equal to the current in the disk 2 of the rotor 1 and the current flowing through the load 16, the fixed conductors 12 and 15 and the sliding contacts 11 and 13.

Разделение диска 2 на сегменты производят путем фрезерования границ сегментов в диске 2 или путем удаления части медного покрытия на границах сегментов на медном покрытии диска из фольгированного стеклотекстолита.The separation of the disk 2 into segments is performed by milling the boundaries of the segments in the disk 2 or by removing part of the copper coating at the boundaries of the segments on the copper coating of the disk from foil fiberglass.

Разделение диска 2 на криволинейные изолированные сегменты с границами в виде логарифмических спиралей золотого сечения увеличивает длину пути носителей тока электронов в направлении движения диска в 5-10 раз по сравнению с радиальным движением тока в неразделенном диске 2, что значительно усиливает внешнее магнитное поле за счет магнитного поля тока в сегментах ротора 1, что приводит к увеличению напряжения и мощности солнечного магнитного генератора.Separation of disk 2 into isolated curved segments with golden section logarithmic spirals borders increases the path length of electron current carriers in the direction of disk movement by 5–10 times compared with the radial current flow in undivided disk 2, which significantly enhances the external magnetic field due to the magnetic current fields in the segments of rotor 1, which leads to an increase in voltage and power of the solar magnetic generator.

Пример выполнения солнечного магнитного генератора.An example of a solar magnetic generator.

На горизонтальный медный диск 2 диаметром 200 мм толщиной 2 мм (фиг. 2) через слой стеклоткани приклеен солнечный модуль из двух скоммутированных последовательно солнечных элементов 5 из кремния, выполненных из половины диска диаметром 200 мм. Токовывод солнечного модуля 4 со стороны диска 2 соединен с ободом диска 2. Токовывод солнечного модуля 4 на рабочей освещаемой поверхности соединен с верхней вертикальной полуосью 10 из бронзы диаметром 6 мм. Диск 2 в центре соединен с нижней полуосью 19 из бронзы диаметром 6 мм. Постоянный Nd магнит 6 диаметром 200 мм и толщиной 5 мм с центральным отверстием 12 мм закреплён на второй полуоси 19 осесимметрично под диском 2. On a horizontal copper disk 2 with a diameter of 200 mm and a thickness of 2 mm (Fig. 2), a solar module made of two silicon cells connected in series 5 made of half silicon disk 200 mm in diameter is glued through a fiberglass layer. The current output of the solar module 4 from the side of the disk 2 is connected to the rim of the disk 2. The current output of the solar module 4 on the working illuminated surface is connected to the upper vertical axis 10 of bronze with a diameter of 6 mm. The disk 2 in the center is connected to the lower half shaft 19 of bronze with a diameter of 6 mm. Permanent Nd magnet 6 with a diameter of 200 mm and a thickness of 5 mm with a central hole of 12 mm is mounted on the second half shaft 19 axisymmetrically under the disk 2.

По окружности вокруг постоянного магнита 6 с зазором 20 мм установлены 40 постоянных магнитов 30 размером 50 х 20 х 5 мм, обращённых северным полюсом к оси ротора 1.Around the circumference around the permanent magnet 6 with a gap of 20 mm, 40 permanent magnets 30 with a size of 50 x 20 x 5 mm are installed, facing the north pole to the axis of the rotor 1.

Полуоси 10 и 19 имеют магнитную подвеску из кольцевых магнитов и скользящие контакты 11 и 13 к торцам полуосей 10 и 19. При стандартном солнечном освещении плотностью потока 1000 Вт/м2 рабочий ток солнечного модуля 4 составляет 5 А, напряжение солнечного модуля 1 В, электрическая мощность 5 Вт, скорость вращения 600 об/мин, напряжение на нагрузке 1,6 В, электрическая мощность солнечного магнитного генератора на нагрузке 8 Вт. В качестве нагрузки 16 использована аккумуляторная батарея.Shafts 10 and 19 have a magnetic suspension of ring magnets and sliding contacts 11 and 13 to the ends of the shafts 10 and 19. Under standard sunlight, a flux density of 1000 W / m 2, the working current of the solar module 4 is 5 A, the voltage of the solar module 1 V, electric power 5 W, rotation speed 600 rpm, voltage at a load of 1.6 V, electric power of a solar magnetic generator at a load of 8 watts. As the load 16 used battery.

Токовыводы 33 приводного двигателя 32 соединены через устройство контроля числа оборотов 34 с токовыводами солнечного магнитного генератора.The current outputs 33 of the drive motor 32 are connected via a speed control device 34 to the current outputs of the solar magnetic generator.

Преимуществом предлагаемого солнечного магнитного генератора являются круговая симметрия магнитного поля в диске 2 и отсутствие потерь от вихревых токов при вращении ротора 1 в осесимметричном магнитном поле, так как напряженность магнитного поля в роторе, в отличие от прототипа, не изменяется во времени.The advantage of the proposed solar magnetic generator is the circular symmetry of the magnetic field in the disk 2 and the absence of eddy current losses when the rotor 1 rotates in an axisymmetric magnetic field, since the magnetic field strength in the rotor, unlike the prototype, does not change in time.

По сравнению с прототипом солнечный магнитный генератор создает при взаимодействии магнитных полей ротора и статора вращающий момент на валу и вырабатывает электрическую энергию на нагрузке, то есть выполняет функции двигателя и генератора. При вращении диска 2 между осью 19 и ободом 14 диска 2 появляется напряжение, которое суммируется с напряжением солнечного модуля при надлежащем выборе полярности полюсов магнитов 6 и 30 и направления вращения. В результате увеличиваются электрическая мощность солнечного магнитного генератора и КПД преобразования солнечной энергии.Compared with the prototype, a solar magnetic generator generates a torque on the shaft during the interaction of the magnetic fields of the rotor and stator and generates electrical energy at the load, that is, it performs the functions of an engine and a generator. When the disk 2 rotates between the axis 19 and the rim 14 of the disk 2, a voltage appears that is added to the voltage of the solar module with the proper choice of the polarity of the poles of the magnets 6 and 30 and the direction of rotation. As a result, the electric power of the solar magnetic generator and the conversion efficiency of solar energy increase.

Claims (25)

1. Солнечный магнитный генератор, содержащий ротор с осью вращения, подшипниками и электрической обмоткой, соединенной с токовыводами солнечного модуля из скоммутированных солнечных элементов с р-n переходами, размещенных на поверхности ротора, а также постоянный магнит и приводной двигатель, соединенный с осью ротора, отличающийся тем, что ротор выполнен в виде диска из проводящего материала с контактами на оси и ободе диска с осью вращения, содержащей две изолированные друг от друга полуоси ротора, одна из которых соединена с одним из контактов диска, а вторая с одним из токовыводов солнечного модуля, на диске с одной стороны через изолирующий слой закреплен осесимметрично солнечный модуль, постоянный магнит ротора закреплен на оси ротора осесимметрично с другой стороны диска параллельно плоскости ротора и имеет площадь поверхности, соизмеримую с поверхностью диска, по окружности постоянного магнита ротора с зазором установлены в виде цилиндра соосно с осью ротора одноименными полюсами к оси ротора постоянные магниты статора, плоскости которых перпендикулярны плоскости постоянного магнита ротора, токовыводы солнечного модуля соединены непосредственно с полуосью ротора и с одним из контактов диска, а полуось ротора и второй контакт к диску соединены через два скользящих контакта генератора с двумя внешними неподвижными проводниками и внешней нагрузкой, а приводной двигатель снабжен устройством контроля оборотов ротора.1. A solar magnetic generator containing a rotor with an axis of rotation, bearings and an electric winding connected to the current leads of the solar module from commutated solar cells with pn junctions located on the surface of the rotor, as well as a permanent magnet and a drive motor connected to the axis of the rotor, characterized in that the rotor is made in the form of a disk of conductive material with contacts on the axis and rim of the disk with a rotation axis containing two rotor axles isolated from each other, one of which is connected to one of the disk contacts, and the second one with one of the current outputs of the solar module, an axisymmetrically solar module is fixed on the disk through the insulating layer on one side, the rotor permanent magnet is mounted axisymmetrically on the rotor axis on the other side of the disk parallel to the rotor plane and has a surface area commensurate with the surface of the disk, around the circumference of the rotor permanent magnet with a gap, the stator magnets are fixed coaxially with the axis of the rotor with the same axis as the rotor axis and the rotor axis, the planes of which are perpendicular to the plane The rotor permanent magnet, the solar module current outputs are connected directly to the rotor axis and one of the disk contacts, and the rotor axis and the second contact to the disk are connected through two sliding contacts of the generator with two external fixed conductors and an external load, and the drive motor is equipped with a speed control device rotor. 2. Солнечный магнитный генератор по п. 1, отличающийся тем, что токовывод в центре солнечного модуля со стороны диска соединен с центром диска, один скользящий контакт генератора выполнен через полуось ротора, соединенную с центром солнечного модуля со стороны, противоположной диску, а второй скользящий контакт генератора выполнен к ободу диска.2. The solar magnetic generator according to claim 1, characterized in that the current output in the center of the solar module from the disk side is connected to the center of the disk, one sliding contact of the generator is made through the axis of the rotor connected to the center of the solar module from the side opposite to the disk, and the second is sliding the contact of the generator is made to the rim of the disk. 3. Солнечный магнитный генератор по п. 1, отличающийся тем, что токовывод солнечного модуля со стороны диска соединен с ободом диска, а скользящие контакты генератора выполнены через полуось ротора, соединенную с центром солнечного модуля со стороны, противоположной диску, и через полуось ротора, соединенную с центром диска.3. The solar magnetic generator according to claim 1, characterized in that the current output of the solar module from the disk side is connected to the rim of the disk, and the sliding contacts of the generator are made through the axis of the rotor connected to the center of the solar module from the side opposite the disk and through the axis of the rotor, connected to the center of the disk. 4. Солнечный магнитный генератор по п. 1, отличающийся тем, что ось вращения ротора содержит одну полуось, соединенную с диском, один токовывод солнечного модуля со стороны диска соединен с одним из контактов диска, а второй токовывод в центре солнечного модуля со стороны, противоположной диску, и второй контакт к диску соединены через два скользящих контакта генератора с двумя внешними неподвижными проводниками и внешней нагрузкой.4. The solar magnetic generator according to claim 1, characterized in that the axis of rotation of the rotor contains one axis connected to the disk, one current output of the solar module from the disk side is connected to one of the contacts of the disk, and a second current output in the center of the solar module from the opposite side the disk, and the second contact to the disk are connected through two sliding contacts of the generator with two external fixed conductors and an external load. 5. Солнечный магнитный генератор по п. 1, отличающийся тем, что диск ротора выполнен из немагнитного материала, например из алюминия.5. Solar magnetic generator according to claim 1, characterized in that the rotor disk is made of non-magnetic material, for example aluminum. 6. Солнечный магнитный генератор по п. 1, отличающийся тем, что нагрузка выполнена в виде химического аккумулятора электрической энергии или суперконденсатора.6. The solar magnetic generator according to claim 1, characterized in that the load is made in the form of a chemical battery of electrical energy or a supercapacitor. 7. Солнечный магнитный генератор по п. 1, отличающийся тем, что электрические выводы приводного двигателя соединены через устройство контроля оборотов ротора с токовыводами солнечного магнитного генератора.7. The solar magnetic generator according to claim 1, characterized in that the electrical terminals of the drive motor are connected via a rotor speed control device to the current leads of the solar magnetic generator. 8. Солнечный магнитный генератор по п. 1, отличающийся тем, что электрические выводы приводного двигателя соединены через устройство контроля оборотов ротора с отдельным солнечным модулем.8. The solar magnetic generator according to claim 1, characterized in that the electrical terminals of the drive motor are connected via a rotor speed control device to a separate solar module. 9. Солнечный магнитный генератор по пп. 1, 7, 8, отличающийся тем, что приводной двигатель выполнен в виде магнитного двигателя Фарадея.9. Solar magnetic generator according to paragraphs. 1, 7, 8, characterized in that the drive motor is made in the form of a Faraday magnetic motor. 10. Солнечный магнитный генератор по п. 1, отличающийся тем, что каждый подшипник ротора выполнен в виде магнитной подвески из двух осесимметричных кольцевых постоянных магнитов с зазором между ними, один из постоянных магнитов закреплен на оси ротора, второй закреплен неподвижно.10. A solar magnetic generator according to claim 1, characterized in that each rotor bearing is made in the form of a magnetic suspension of two axisymmetric ring permanent magnets with a gap between them, one of the permanent magnets is fixed to the rotor axis, the second is fixedly mounted. 11. Солнечный магнитный генератор, содержащий ротор с осью вращения, подшипниками и электрической обмоткой, соединенной с токовыводами солнечного модуля из скоммутированных солнечных элементов с р-n переходами, размещенных на поверхности ротора, а также постоянный магнит и приводной двигатель, соединенный с осью ротора, отличающийся тем, что ротор выполнен в виде диска из проводящего материала с контактами на оси и ободе диска, с осью вращения, содержащей две изолированные друг от друга полуоси ротора, одна из которых соединена с контактом в центре диска, а вторая полуось с одним из токовыводов солнечного модуля, диск состоит из изолированных криволинейных сегментов, соединенных между собой параллельно на оси и на ободе диска, границы между сегментами выполнены в виде логарифмической золотой спирали с координатами11. A solar magnetic generator comprising a rotor with an axis of rotation, bearings and an electric winding connected to the current leads of the solar module from commutated solar cells with pn junctions located on the surface of the rotor, as well as a permanent magnet and a drive motor connected to the axis of the rotor, characterized in that the rotor is made in the form of a disk of conductive material with contacts on the axis and rim of the disk, with a rotation axis containing two rotor axles isolated from each other, one of which is connected to the contact in the center of the disk, and the second axis with one of the current outputs of the solar module, the disk consists of isolated curved segments connected together in parallel on the axis and rim of the disk, the boundaries between the segments are made in the form of a logarithmic golden spiral with coordinates
Figure 00000005
Figure 00000005
 где r и θ - радиус вектор и угол радиуса вектора в полярной системе координат;where r and θ are the radius of the vector and the angle of the radius of the vector in the polar coordinate system;
Figure 00000006
- параметр золотого сечения;
Figure 00000006
- parameter of the golden ratio; α - постоянная, определяющая размер спирали и диска,α is a constant that determines the size of the spiral and disk, направления ветвей спирали совпадают с направлением вращения ротора, с одной стороны диска через изолирующий слой закреплен осесимметрично солнечный модуль, постоянный магнит закреплен на оси ротора осесимметрично с другой стороны диска и имеет площадь поверхности, соизмеримую с поверхностью диска, по окружности постоянного магнита ротора с зазором установлены в виде цилиндра соосно с осью ротора постоянные магнита статора, плоскости которых перпендикулярны плоскости постоянного магнита ротора, токовыводы солнечного модуля соединены непосредственно с полуосью ротора и с одним из контактов диска, а вторая полуось ротора и второй контакт к диску соединены через два скользящих контакта генератора с двумя внешними неподвижными проводниками и внешней нагрузкой, а приводной двигатель снабжен устройством контроля оборотов ротора.the directions of the branches of the spiral coincide with the direction of rotation of the rotor, an axisymmetrically solar module is fixed through the insulating layer on one side of the disk, the permanent magnet is mounted axisymmetrically on the rotor axis on the other side of the disk and has a surface area commensurate with the surface of the disk, around the circumference of the rotor permanent magnet with a gap in the form of a cylinder coaxial with the axis of the rotor are the stator magnet constants, the planes of which are perpendicular to the plane of the rotor permanent magnet, the current outputs of the solar module are connected They are directly connected to the rotor axis and one of the disk contacts, and the second axis of the rotor and the second contact to the disk are connected through two sliding contacts of the generator with two external fixed conductors and an external load, and the drive motor is equipped with a rotor speed control device. 12. Солнечный магнитный генератор по п. 11, отличающийся тем, что токовывод в центре солнечного модуля со стороны диска соединен с центром диска, один скользящий контакт генератора выполнен через полуось ротора, соединенную с центром солнечного модуля со стороны, противоположной диску, а второй скользящий контакт генератора выполнен к ободу диска.12. The solar magnetic generator according to claim 11, characterized in that the current output in the center of the solar module from the side of the disk is connected to the center of the disk, one sliding contact of the generator is made through the axis of the rotor connected to the center of the solar module from the side opposite to the disk, and the second is sliding the contact of the generator is made to the rim of the disk. 13. Солнечный магнитный генератор по п. 11, отличающийся тем, что токовывод солнечного модуля со стороны диска соединен с ободом диска, а скользящие контакты генератора выполнены через полуось ротора, соединенную с центром солнечного модуля со стороны, противоположной диску, и через полуось ротора, соединенную с центром диска.13. The solar magnetic generator according to claim 11, characterized in that the current output of the solar module from the disk side is connected to the rim of the disk, and the sliding contacts of the generator are made through the axis of the rotor connected to the center of the solar module from the side opposite to the disk and through the axis of the rotor, connected to the center of the disk. 14. Солнечный магнитный генератор по п. 11, отличающийся тем, что ось вращения ротора с подшипником соединена с диском со стороны, противоположной солнечному модулю, один токовывод солнечного модуля со стороны диска соединен с одним из контактов диска, а второй токовывод в центре солнечного модуля со стороны, противоположной диску, и второй контакт к диску соединены через два скользящих контакта генератора с двумя внешними неподвижными проводниками и внешней нагрузкой.14. The solar magnetic generator according to claim 11, characterized in that the axis of rotation of the rotor with the bearing is connected to the disk from the side opposite to the solar module, one current output of the solar module from the disk is connected to one of the contacts of the disk, and the second current output in the center of the solar module from the side opposite to the disk, and the second contact to the disk is connected through two sliding contacts of the generator with two external fixed conductors and an external load. 15. Солнечный магнитный генератор по п. 11, отличающийся тем, что диск ротора выполнен из немагнитного материала, например из алюминия.15. Solar magnetic generator according to claim 11, characterized in that the rotor disk is made of non-magnetic material, for example aluminum. 16. Солнечный магнитный генератор по п. 11, отличающийся тем, что нагрузка выполнена в виде химического аккумулятора электрической энергии или суперконденсатора.16. A solar magnetic generator according to claim 11, characterized in that the load is made in the form of a chemical battery of electrical energy or a supercapacitor. 17. Солнечный магнитный генератор по п. 11, отличающийся тем, что электрические выводы приводного двигателя соединены через устройство контроля оборотов ротора с токовыводами солнечного магнитного генератора.17. The solar magnetic generator according to claim 11, characterized in that the electrical terminals of the drive motor are connected via a rotor speed control device to the current leads of the solar magnetic generator. 18. Солнечный магнитный генератор по п. 11, отличающийся тем, что электрические выводы приводного двигателя соединены через устройство контроля оборотов ротора с отдельным солнечным модулем.18. A solar magnetic generator according to claim 11, characterized in that the electrical terminals of the drive motor are connected via a rotor speed control device to a separate solar module. 19. Солнечный магнитный генератор по пп. 11, 14, 15, отличающийся тем, что приводной двигатель выполнен в виде магнитного двигателя Фарадея.19. Solar magnetic generator according to paragraphs. 11, 14, 15, characterized in that the drive motor is made in the form of a Faraday magnetic motor. 20. Солнечный магнитный генератор по п. 11, отличающийся тем, что каждый подшипник ротора выполнен в виде магнитной подвески на двух осесимметричных кольцевых постоянных магнитов с зазором между ними, один из постоянных магнитов закреплен на оси ротора, второй закреплен неподвижно.20. A solar magnetic generator according to claim 11, characterized in that each rotor bearing is made in the form of a magnetic suspension on two axisymmetric annular permanent magnets with a gap between them, one of the permanent magnets is fixed to the rotor axis, the second is fixed.
RU2018146471A 2018-12-26 2018-12-26 Solar magnetic generator of stubble (versions) RU2700588C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018146471A RU2700588C1 (en) 2018-12-26 2018-12-26 Solar magnetic generator of stubble (versions)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018146471A RU2700588C1 (en) 2018-12-26 2018-12-26 Solar magnetic generator of stubble (versions)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2700588C1 true RU2700588C1 (en) 2019-09-18

Family

ID=67989860

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018146471A RU2700588C1 (en) 2018-12-26 2018-12-26 Solar magnetic generator of stubble (versions)

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2700588C1 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2037071C1 (en) * 1992-08-06 1995-06-09 Оганезов Григорий Анатольевич Solar engine
US20110049894A1 (en) * 2006-10-06 2011-03-03 Green William M Electricity Generating Assembly
WO2013058780A1 (en) * 2011-10-17 2013-04-25 Holophasec Pty Ltd. Solar power generation method & apparatus
RU2636387C1 (en) * 2017-01-30 2017-11-23 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный технологический университет" (ФГБОУ ВО "КубГТУ") Axial three-inlet wind-solar generator
EA030809B1 (en) * 2013-12-12 2018-09-28 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС" All-season hybrid vertical power plant

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2037071C1 (en) * 1992-08-06 1995-06-09 Оганезов Григорий Анатольевич Solar engine
US20110049894A1 (en) * 2006-10-06 2011-03-03 Green William M Electricity Generating Assembly
WO2013058780A1 (en) * 2011-10-17 2013-04-25 Holophasec Pty Ltd. Solar power generation method & apparatus
EA030809B1 (en) * 2013-12-12 2018-09-28 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС" All-season hybrid vertical power plant
RU2636387C1 (en) * 2017-01-30 2017-11-23 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный технологический университет" (ФГБОУ ВО "КубГТУ") Axial three-inlet wind-solar generator

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2684638C1 (en) Strebkov solar magnetic engine (versions)
CN101917076B (en) Permanent magnet drive motor for solar tracking system
EP1902511B1 (en) Superconducting acyclic homopolar electromechanical power converter
RU2636387C1 (en) Axial three-inlet wind-solar generator
RU2391761C1 (en) Commutator-free dc motor
CN104682621B (en) Axial magnetic field slip synchronization-type double-direct wind power generator
US20120319518A1 (en) High efficiency high output density electric motor
JP3172207U (en) High efficiency and high power density power generator
CN109716621A (en) Complementary unidirectional magnetic rotor/stator sets part pair
US7362026B2 (en) Homopolar multi-frames (cylinders) generator-motor
RU2700588C1 (en) Solar magnetic generator of stubble (versions)
CN201188577Y (en) Single-phase reluctance generator
Pop et al. Electromagnetic torque capabilities of axial-flux and radial-flux permanent-magnet machines
RU190521U1 (en) Reversible generator
RU2713465C1 (en) Solar magnetic generator (versions)
CN107026559B (en) Method for generating magnetic field along center line and vertical center line and magnetic armature motor
RU2546970C1 (en) Unipolar direct-current generator
Quéval et al. Photovoltaic motors review, comparison and switched reluctance motor prototype
US8078242B2 (en) Internal impedance converting superconducting acyclic power converter
RU2498485C1 (en) Multi-disc unipolar dc electric machine
RU203771U1 (en) Reversible generator
Petru et al. Experimental stand for the study of a three-phase synchronous generator with permanent super magnets
RU2751789C1 (en) Solar electromagnetic motor (options)
RU2748108C1 (en) Solar electromagnetic motor (options)
RU2688213C1 (en) Two-input two-rotor wind-solar generator