RU2718603C1 - Electric power generation device - Google Patents
Electric power generation device Download PDFInfo
- Publication number
- RU2718603C1 RU2718603C1 RU2018147802A RU2018147802A RU2718603C1 RU 2718603 C1 RU2718603 C1 RU 2718603C1 RU 2018147802 A RU2018147802 A RU 2018147802A RU 2018147802 A RU2018147802 A RU 2018147802A RU 2718603 C1 RU2718603 C1 RU 2718603C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- stator
- chamber
- external
- rotor assembly
- longitudinal
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K16/00—Machines with more than one rotor or stator
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Permanent Magnet Type Synchronous Machine (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано как в системах электрогенерирования, так и в системах повышения мощности подводящей электросети.The invention relates to electrical engineering and can be used both in power generation systems and in systems for increasing the power of the power supply network.
Известно устройство генерирования электроэнергии, имеющее рабочую цилиндрическую электрогенерирующую камеру с продольной осью симметрии, коаксиально размещенными вдоль нее статорным и роторным узлами, подключенный к статорному узлу отводящий токопровод, причем статорный узел выполнен в виде неподвисного ограждающего электрогенерирующую камеру полого цилиндрического каркаса из ферромагнитного материала с токопроводной обмоткой из изолированного провода, имеющего вывод к потребителю, а роторный узел выполнен в виде цилиндрического вала, имеет совмещенную с осью симметрии электрогенерирующей камеры собственную продольную ось симметрии, внутрикамерный центральный участок с магнитными насадками из продольных диполюсных магнитов и два симметричных боковых участка, вынесенных из рабочей полости и помещенных в подшипники. Роторный узел соединен с ротором паровой турбины через механические муфту или редуктор. (Сазанов Б.В. Тепловые электрические станции. - М: Энергия, 1974. - 224 с.).A device for generating electricity is known, having a working cylindrical electricity generating chamber with a longitudinal axis of symmetry, stator and rotor assemblies coaxially placed along it, a discharge current lead connected to the stator assembly, the stator assembly being made in the form of a hollow cylindrical wire-frame enclosing the power generating chamber from a ferromagnetic material with a magnetic current material with from an insulated wire having a conclusion to the consumer, and the rotor assembly is made in the form of a cylindrical of the shaft has an axis of symmetry aligned with the power generating chamber own longitudinal axis of symmetry, intracameral central portion with magnetic attachments of the longitudinal dipolyusnyh magnets and two symmetrical side portions made from a working cavity and placed in the bearings. The rotor assembly is connected to the rotor of the steam turbine through a mechanical clutch or gearbox. (Sazanov B.V. Thermal power plants. - M: Energy, 1974. - 224 p.).
Работа камеры осуществляется путем вращения роторного узла ротором паровой турбомашины с вовлечением во вращение магнитного поля магнитной насадки и индукцированием электрического тока в статорной обмотке, вывода тока по отводящему токопроводу в наружную сеть через системы подключения, безопасности, преобразования, управления. Использование парового привода с механическими муфтами и редукторами является недостатком устройства, поскольку пар предварительно получают в котлах, сжигающих дорогостоящее топливо и сбрасывающих в атмосферу и недра Земли большое количество загрязняющих продуктов сгорания, а механическое сопряжение роторного узла с паровым приводом связано с износом деталей из металла, их поломками. Кроме того, помимо прямых электрических потерь, во вращающихся узлах турбомашины, теряется большое количество энергии рабочего приводного агента, что снижает энерговыработку.The camera operates by rotating the rotor assembly with the rotor of a steam turbomachine, engaging a magnetic nozzle in the magnetic field and inducing an electric current in the stator winding, and outputting current through an outlet current path to the external network via connection, safety, conversion, control systems. The use of a steam drive with mechanical couplings and gearboxes is a drawback of the device, since steam is preliminarily obtained in boilers that burn expensive fuel and discharge a large amount of polluting combustion products into the Earth’s atmosphere and bowels, and the mechanical coupling of the rotor assembly with the steam drive is associated with wear of metal parts, their breakdowns. In addition, in addition to direct electrical losses, in the rotating nodes of the turbomachine, a large amount of energy of the working drive agent is lost, which reduces energy production.
Известно также устройство генерирования электроэнергии с аналогичными статорным и роторным узлами, системами токовыработки и токоотвода, работающая, при вращении роторного узла приводного ротора газовой турбомашины, вращающимся под напором газового потока продуктов сгорания (Шнеэ Я.И. Газовые турбины. - Машгиз, 1960. - 224 с.).There is also a device for generating electricity with similar stator and rotor assemblies, current generation and collector systems, operating when the rotor assembly of the drive rotor of a gas turbomachine rotates under the pressure of a gas stream of combustion products (Shnee Ya.I. Gas Turbines. - Mashgiz, 1960. - 224 p.).
Недостаток устройства связан с необходимостью предварительного получения высокотемпературных газовых продуктов в камерах сгорания при сжигании дорогостоящих природного газа и мазута, сброса отработанных продуктов в атмосферу, загрязнения окружающей среды. Кроме, того в турбомашине теряется большое количество энергии рабочего агента, что снижает энерговыработку.The disadvantage of the device is associated with the need for preliminary production of high-temperature gas products in the combustion chambers when burning expensive natural gas and fuel oil, discharge of waste products into the atmosphere, and environmental pollution. In addition, in the turbomachine a large amount of energy of the working agent is lost, which reduces energy production.
Известно также устройство электрогенерирования со статорным и роторным узлами, системами токовыработки и токоотвода, работающая при вращении роторного узла приводным ротором гидромашины, вращающимся под напором потока воды (Парлит В.В. Гидравлические турбины. - М.: 1987. - 328 с.).Also known is a power generation device with a stator and rotor assemblies, current generation and collector systems, operating when the rotor assembly is rotated by a hydraulic machine drive rotor rotating under the pressure of a water stream (Parlit V.V. Hydraulic turbines. - M .: 1987. - 328 p.).
Недостаток устройства связан с низкой эффективностью выработки электроэнергии водными потоками, а также с необходимостью создания запруд и плотин на равнинной местности, вызывающих эрозию плодородных земель, размывание и оползни верхних слоев почвы в местах проживания людей и размещения промышленных предприятий.The disadvantage of the device is associated with the low efficiency of generating electricity by water flows, as well as the need to create dams and dams on the flat terrain, causing erosion of fertile lands, erosion and landslides of the upper layers of the soil in places where people live and industrial enterprises are located.
Известно устройство генерирования электроэнергии со статорными узлами, выполненными в виде неподвижных осесимметричных коаксиальных цилиндров из ферромагнитного материала, имеющих токопроводные обмотки из изолированных проводов. Камера работает при последовательной подаче напряжения от внешнего источника в режиме пуска и по дополнительному перепускному токопроводу (или линии обратной связи) в стационарном режиме в токопроводную обмотку одного из статоров с индукцированием ею магнитных полей и электрического тока в токопроводной обмотке второго статора, подачи тока в сеть потребителя и дополнительный перепускной токопровод (заявка US №60/139294 от 15.06.1999 г.).A device for generating electricity with stator assemblies made in the form of fixed axisymmetric coaxial cylinders of ferromagnetic material having conductive windings of insulated wires is known. The camera operates by sequentially supplying voltage from an external source in start-up mode and through an additional bypass current path (or feedback line) in a stationary mode to the conductive winding of one of the stators with its induction of magnetic fields and electric current in the conductive winding of the second stator, supplying current to the network consumer and additional bypass conductor (application US No. 60/139294 from 06/15/1999).
Если при реализации упомянутых выше устройств выработки электроэнергии с использованием пара, газа и потоков воды наряду с электрической теряется и часть энергии приводных агентов, то здесь в электромагнитных и магнитных стационарных узлах и элементах вырабатывающая ток обмотка передает в отводящий токопровод электроэнергию с существенно меньшими потерями. При этом выработка электроэнергии может происходить в автономном режиме без подпитки от внешней сети. Однако отпускаемой энергии потребителю ненамного больше, чем потребляемой приводом. Кроме того, в отсутствии воздушных продуваемых зазоров в стационарных узлах устройство перегревается, теряет работоспособность.If, when implementing the above-mentioned devices for generating electricity using steam, gas and water flows, along with the electric energy, a part of the energy of the drive agents is also lost, then here in the electromagnetic and magnetic stationary units and elements, the current-generating winding transfers electric energy to the discharge current conductor with significantly less losses. In this case, electricity generation can occur offline without recharge from an external network. However, the energy supplied to the consumer is not much more than that consumed by the drive. In addition, in the absence of air blown gaps in stationary nodes, the device overheats, loses its functionality.
Известно устройство для привода вала рабочего механизма со статорным и роторным узлами; оно работает при подаче напряжения от внешнего источника на токопроводную обмотку статорного узла с индукцированием магнитных полей, вступающих во взаимодействие с магнитными полями магнитных насадок роторного узла, вовлекая последний во вращательное движение с передачей вращения валу рабочего механизма (патент РФ №2252476, МПК Н02K 21/00; Н01Р 36/00 от 20.04.2004; опубликовано в Б.И. №14 от 20.05.2005 г.).A device for driving a shaft of a working mechanism with a stator and rotor nodes; it works when voltage is supplied from an external source to the conductive winding of the stator assembly with the induction of magnetic fields that interact with the magnetic fields of the magnetic nozzles of the rotor assembly, involving the latter in rotational motion with transmission of rotation to the shaft of the working mechanism (RF patent No. 2252476, IPC
Устройство рассчитано только на потребление электроэнергии, оно не повышает мощность подводящей электросети.The device is designed only for electricity consumption, it does not increase the power of the supply network.
Известно устройство бесконтактной передачи вращательного движения от одного вала другому с изменением скорости вращения за счет взаимодействия магнитных полей, получившее название «магнитный высокоскоростной редуктор» (Патент РФ №2369955, МПК Н02K 51/00 от 10.10.2009 г.)A device for contactless transmission of rotational motion from one shaft to another with a change in rotational speed due to the interaction of magnetic fields, called "magnetic high-speed gearbox" (RF Patent No. 2369955, IPC Н02K 51/00 from 10.10.2009)
В отсутствии механических сцеплений, имея повышенную долговечность, устройство не рассчитано на выработку электроэнергии.In the absence of mechanical clutches, having increased durability, the device is not designed to generate electricity.
Известно также генерирующее устройство, имеющее статорный узел и ротор с роликами из разнополюсных магнитов, подводящий, отводящий и дополнительный перепускной токопроводы, а также систему накопления и сброса электрических зарядов в подводящий и дополнительный перепускной токопроводы (патент РФ №2155435, МПК H02N 11/00; F03H 500 от 27.10.99 г; опубл. 27.08.2000 г.)Also known is a generating device having a stator assembly and a rotor with rollers of opposite-pole magnets, a supply, a discharge and an additional bypass current conductors, as well as a system for accumulating and dumping electric charges in the supply and additional bypass current conductors (RF patent No. 21545435, IPC
Устройство работает по схеме электродвигатель-генератор. Оно потребляет и отпускает электроэнергию, увеличивая мощность электросети. В пусковых режимах производят отбор электроэнергии из сети, в стационарных отключают подводящий токопровод, двигательная привод-индукционная система работает от циркуляционного токопровода. Недостаток устройства связан с появлением сопутствующих эффектов: высоковольтных атмосферных разрядов, сильных электромагнитных полей вблизи камеры, что опасно для жизни и здоровья персонала.The device operates on an electric motor-generator circuit. It consumes and releases electricity, increasing the power of the grid. In start-up modes, electricity is taken from the network, in stationary ones, the supply conductor is disconnected, the motor drive-induction system works from the circulating conductor. The disadvantage of the device is associated with the appearance of concomitant effects: high-voltage atmospheric discharges, strong electromagnetic fields near the camera, which is dangerous for the life and health of personnel.
Известно конструктивно наиболее близкое предлагаемому техническое устройство, содержащее рабочую кольцевую полость с продольной осью симметрии, дополнительные перепускные токопроводы, коаксиально размещенные вдоль оси статорные узлы, выполненные в виде неподвижных ограждающих рабочую полость камеры полых внешнего и внутреннего цилиндрических каркасов из ферромагнитного материала с закрепленными на них токопроводными обмотками из изолированных проводов, имеющих выводы к питающей сети и потребителю, а также роторный узел, имеющий центральный участок, размещенный в рабочей полости между статорными узлами, выполненный из двух полых коаксиальных металлических цилиндров с поверхностями, обращенными к статорным узлам, и поверхностями, обращенными друг к другу, оснащенный насадками из продольных диполюсных магнитов, и симметрично размещенные относительно центрального участка, боковые участки, вынесенные из рабочей полости и помещенные в подшипники. (а.с. СССР 788317 от 11.01.79 г.; МПК H02N 11/00, опубликовано в Б,И. №46 от 15.12.1980).Structurally closest to the proposed technical device is known, comprising a working annular cavity with a longitudinal axis of symmetry, additional bypass current conductors, stator assemblies coaxially placed along the axis, made in the form of stationary enclosing the working cavity of the chamber of the hollow outer and inner cylindrical frames of ferromagnetic material with conductive wires fixed to them windings from insulated wires having leads to the supply network and the consumer, as well as a rotor assembly having The central section located in the working cavity between the stator assemblies, made of two hollow coaxial metal cylinders with surfaces facing the stator assemblies and the surfaces facing each other, equipped with nozzles of longitudinal dipolar magnets, and the side sections symmetrically placed relative to the central portion taken out of the working cavity and placed in bearings. (USSR AS 788317 dated 01/11/79; IPC H02N 11/00, published in B, I. No. 46 dated 12/15/1980).
Здесь роторный узел подключен к рабочему валу механизма и выполняет функцию его вращательного привода, а статорные узлы разбиты на секторные пары. При незначительной нагрузке, снимаемой механизмом, электропитание подводят к одной из секторных пар статорных узлов, при повышении нагрузки подключают ступенчато другие секторные пары статорных узлов. Настроенное только на электропотребление, устройство лишено возможности вырабатывать электроэнергию без специальной конструктивной доработки.Here, the rotor assembly is connected to the working shaft of the mechanism and performs the function of its rotational drive, and the stator assemblies are divided into sector pairs. With an insignificant load removed by the mechanism, the power supply is supplied to one of the sector pairs of the stator nodes, while increasing the load, other sector pairs of the stator nodes are connected stepwise. Configured only for power consumption, the device is deprived of the opportunity to generate electricity without special design improvements.
Технической задачей предлагаемого изобретения является разработка устройства, вырабатывающего электроэнергию при подаче на него напряжения от внешнего источника с повышением электрической мощности последнего.The technical task of the invention is the development of a device that generates electricity when a voltage is supplied to it from an external source with increasing electric power of the latter.
Решение технической задачи достигается тем, что в устройстве генерирования электроэнергии, содержащем кольцевую генерирующую камеру, имеющую продольную ось симметрии и коаксиально размещенные вдоль нее ограждающие статорные узлы, имеющий совмещенную с продольной осью симметрии генерирующей камеры собственную продольную ось симметрии роторный узел с размещенным между статорными узлами внутрикамерным центральным участком и помещенными в подшипники внекамерными боковыми участками, причем статорные узлы выполнены в виде полых внешнего и внутреннего цилиндрических каркасов из ферромагнитного материала с закрепленными на них токопроводными обмотками из изолированных проводов, имеющих выводы к питающей сети и потребителю, а роторный узел выполнен из двух полых коаксиальных металлических цилиндров с поверхностями, обращенными к статорным узлам, и поверхностями, обращенными друг к другу, при этом все поверхности оснащены насадками из продольных диполюсных магнитов, согласно изобретению, насадки из продольных диполюсных магнитов собраны в магнитные группы с индивидуальным количеством продольных магнитов, боковые участки роторного узла выполнены также из двух полых коаксиальных цилиндров, каждый цилиндр боковых участков помещен в собственный подшипник, каркасы статорных узлов соединены между собой внешними внекамерными ферромагнитопроводами, к питающей сети подключен вывод провода обмотки статорного узла с внутренним цилиндрическим каркасом, а к потребителю подключен вывод провода обмотки статорного узла с внешним цилиндрическим каркасом, кроме того, соединяющие каркасы статорных узлов внешние феррамагнитопроводы оснащены дополнительными токопроводными обмотками из изолированных проводов, а их выводы подключены к выводу обмотки статорного узла с внутренним цилиндрическим каркасом.The solution to the technical problem is achieved by the fact that in the device for generating electricity, containing an annular generating chamber having a longitudinal axis of symmetry and enclosing the stator nodes coaxially placed along it, having its own longitudinal axis of symmetry of the generating chamber aligned with the longitudinal axis of symmetry of the generating chamber with an intracamera located between the stator nodes the central section and the off-chamber lateral sections placed in the bearings, the stator assemblies being made in the form of hollow external th and inner cylindrical frames made of ferromagnetic material with conductive windings secured to them from insulated wires having leads to the supply network and the consumer, and the rotor assembly is made of two hollow coaxial metal cylinders with surfaces facing the stator nodes and surfaces facing each other to a friend, while all surfaces are equipped with nozzles of longitudinal dipolar magnets, according to the invention, nozzles of longitudinal dipolar magnets are assembled in magnetic groups with an individual by the total number of longitudinal magnets, the side sections of the rotor assembly are also made of two hollow coaxial cylinders, each cylinder of the side sections is placed in its own bearing, the stator assembly frames are interconnected by external extra-chamber ferromagnets, the stator assembly winding wire terminal is connected to the supply network, with an internal cylindrical frame, and to the consumer is connected the lead wire of the stator assembly winding with an external cylindrical frame, in addition, the connecting frames of the stator assemblies externally These ferramagnet pipelines are equipped with additional conductive windings from insulated wires, and their leads are connected to the output of the stator assembly winding with an inner cylindrical frame.
При использовании отличительных признаков кольцевой генерирующей камеры, а именно, размещением насадок из продольных диполюсных магнитов на всех поверхностях цилиндров центрального участка роторного узла со сбором их в магнитные группы с индивидуальным количеством продольных диполюсных магнитов, выполнением каждого бокового участка роторного узла также из двух полых коаксиальных цилиндров с помещением каждого из этих цилиндров в собственный подшипник, соединением статорных каркасов между собой внешними внекамерными ферромагнитопроводами, подключением к питающей сети вывода провода токопроводной обмотки статорного узла с внутренним цилиндрическим каркасом, подключением к потребителю вывода провода токопроводной обмотки статорного узла с внешним цилиндрическим каркасом, оснащением соединяющих каркасы статорных узлов феррамагнитопроводы дополнительными токопроводными обмотками из изолированных проводов с выводами, подключенными к выводам обмотки статорного узла с внутренним цилиндрическим каркасом достигается повышение электрической мощности первоисточника электропитания, в частности, подводящей электросети.When using the distinctive features of the ring generating chamber, namely, by placing nozzles from longitudinal dipolar magnets on all surfaces of the cylinders of the central section of the rotor assembly, collecting them into magnetic groups with an individual number of longitudinal dipolar magnets, also making each side section of the rotor assembly from two hollow coaxial cylinders with the placement of each of these cylinders in its own bearing, the connection of the stator frames to each other with external extra-chamber ferromagnets with wires, connecting the lead wire of the stator node with an internal cylindrical frame to the mains supply network, connecting the lead wire of the stator node with an external cylindrical frame to the consumer, equipping the connecting frames of the stator nodes of the ferramagnet wires with additional conductive windings from insulated wires with leads connected to the leads of the winding stator assembly with an inner cylindrical frame, an increase in the electric power of the primary chnika supply, in particular a supply mains.
Предлагаемое устройство генерирования электроэнергии поясняется чертежами. На фиг. 1 представлена схема компоновки основных элементов генерирующей камеры, продольный разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - схема внешних внекамерных ферромагнитопроводов, вид Б с торца;The proposed device for generating electricity is illustrated by drawings. In FIG. 1 shows a layout diagram of the main elements of the generating chamber, a longitudinal section; in FIG. 2 is a section AA in FIG. one; in FIG. 3 is a diagram of external extra-chamber ferromagnetic circuits, view B from the end;
На фиг. 4, 5 - примеры размещения группы Mn насадок и полюсов N-S продольных магнитов на поверхности Sn вдоль продольной оси генерирующей камеры L, вариант 1 и вариант 2 соответственно.In FIG. 4, 5 - examples of the placement of a group M n of nozzles and poles NS of longitudinal magnets on the surface S n along the longitudinal axis of the generating chamber L,
Устройство генерирования электроэнергии содержит кольцевую генерирующую камеру 1 с продольной осью симметрии L, рабочей полостью 2, коаксиально размещенными вдоль оси L ограждающими камеру статорными узлами 3, 4, выполненными в виде полых внутреннего и внешнего цилиндрических каркасов 5, 6 из ферромагнитного материала с закрепленными на них токопродными обмотками 7, 8 из изолированных проводов 9, 10, имеющих выводы 11, 12 к питающей сети 13 и потребителю 14, а также роторный узел 15, имеющий продольную ось симметрии L1, совмещенную с продольной осью симметрии L генерирующей камеры 1, центральный участок 16, размещенный в рабочей полости 2 камеры между статорными узлами 3, 4, выполненный из двух полых коаксиальных металлических цилиндров 17, 18 с поверхностями S1, S2, обращенными к статорным узлам 3, 4, и поверхностями S3, S4, обращенными друг к другу, и оснащенный насадками 19, 20, 21, 22 из продольных диполюсных магнитов, и симметрично размещенные относительно центрального участка 16 боковые участки, вынесенные из рабочей полости 2 генерирующей камеры 1 и помещенные в подшипники 24, 25. Устройство оснащено токопроводами 26. The electric power generating device comprises an
Отличительными признаками представленной на фигурах 1, 2, 3 кольцевой генерирующей камеры являются ее конструктивные особенности, а именно, размещение насадок 19, 20, 21, 22 из продольных диполюсных магнитов на всех поверхностях S1, S2, S3, S4 цилиндров 17, 18 центрального участка 16 роторного узла 15, собранных, однако, в магнитные группы с индивидуальным количеством продольных диполюсных магнитов M1, М2, М3, М4, выполнение каждого бокового участка 23 роторного узла 15 также из двух полых коаксиальных цилиндров 27, 28, каждый из которых помещен в собственный подшипник 24, 25. К особенности заявляемого устройства относится также соединение каркасов 5, 6 статорных узлов 3, 4 между собой внешними внекамерными ферромагнитопроводами 29, (в частности, четырьмя), подключение к питающей сети 13 вывода 11 провода обмотки 7 статорного узла 3 с внутренним цилиндрическим каркасом 5, подключение к потребителю 14 вывода 12 провода 10 обмотки 8 статорного узла 4 с внешним цилиндрическим каркасом 6. Кроме того, соединяющие каркасы 5, 6 статорных узлов 3, 4 внешние внекамерные ферромагнитопроводы 29 оснащены дополнительными токопроводными обмотками 30 из изолированных проводов 31 с выводами 32, подключенными к выводу 11 токопроводами 26. Токопроводные выводы камеры 11, 12 оснащены комплексами 33, 34 с токодиодной, частотно-преобразующей, включающе-отключающей, защитной, сигнализационной аппаратурой, обеспечивающей нормальное функционирование устройства. Сама эта аппаратура, также как нуль-проводы, заземление на фигурах не обозначены, чтобы не загромождать изображение в целом. Каркас 5 статорного узла 3 неподвижно закреплен в опорах 35 а каркас 6 статорного узла 4 также неподвижно установлен в опорах 36.Distinctive features of the ring generating chamber shown in figures 1, 2, 3 are its design features, namely, the placement of
Работа представленного на фигуре устройства трансгенерирования электроэнергии осуществляется путем подачи напряжения от источника (питающей сети) 13 по токопроводному выводу 11 на обмотку 7 статорного узла 3 с внутренним цилиндрическим каркасом 5. По обмотке 7 проходит электрический ток, вызывающий появление вокруг нее магнитного поля, пронизывающего систему насадок 19, 20, 21, 22 из диполюсных магнитов, размещенных на поверхностях S1, S2, S3, S4 цилиндров 17, 18 центрального участка 16 роторного узла 15. Собранные в индивидуальные магнитные количественные группы, насадки 19, 20, 21, 22 имеют собственные магнитные поля; при появлении внешнего магнитного поля со стороны обмотки 7 магнитные поля насадок 19, 20, 21, 22 вступают с ним и между собой в индивидуальное ступенчатое взаимодействие. Поле обмотки 7 сцепляется с полем насадки 19, усилие от этого сцепления передается на каркас 5 статорного узла 3 и цилиндр 17 центрального участка 16 роторного узла 15. Поскольку каркас 5 неподвижно закреплен в опорах 35, а цилиндр 17 соединен с цилиндрами 27 боковых участков 23, размещенными в подшипниках 24, то при появлении усилия сцепления цилиндр 17 начинает вращение. Вместе с цилиндром 17 вращается насадка 21 и ее магнитное поле, последнее находится в сцеплении с полем насадки 22 второго цилиндра 18 центрального участка 16 роторного узла 15. Этот цилиндр 18 соединен с цилиндрами 28 боковых участков 23, размещенными в собственных подшипниках 25. Сцепляющее усилие насадок 21 и 22 приводит во вращение цилиндры 28 боковых участков 23 и соединенный с ним цилиндр 18 центрального участка 16 роторного узла 15. При вращении цилиндра 18 вращается и насадка 20, ее магнитное поле пронизывает обмотку 8, закрепленную на неподвижном внешнем каркасе 6 статорного узла 4, установленном на опорах 36. В обмотке 8 появляется электрический ток, его по выводу 12 отводят потребителю 14. Скорость вращения цилиндров 17, 18, количественные значения тока, напряжения, мощности на выводе 12 для потребителя 14 зависят от индивидуального количества диполюсных магнитов M1, М2, М3, М4 на поверхностях S1, S2, S3, S4 цилиндров 17, 18, конструктивного оформления обмоток 7, 8 статорных узлов 3, 4, их количественного соотношения, характеристик электрических параметров на выводе 11 от источника (питающей сети) 13.The operation of the electric power generation device shown in the figure is carried out by supplying voltage from a source (supply network) 13 through a
По выходу камеры на номинальную нагрузку в обмотках 30 внешних внекамерных ферромагнитопроводов 29 дополнительно генерируется (индукцируется) электрический ток (по аналогу с традиционной трансформаторной установкой), собираемый на выводах 32 проводов 31. Этот ток поступает в комплексы 33 по токопроводам 26 для преобразования его параметров в рабочие. Диодная аппаратура этих комплексов 33 препятствует перетоку зарядов по циркуляционным токопроводам 26 к выводам 32 проводов 31.Upon the chamber’s output to the rated load in the
Реализацией отличительных признаков кольцевой магнитодинамической камеры, а именно, размещением насадок 19, 20, 21, 22 из продольных диполюсных магнитов на всех поверхностях S1, S2, S3, S4 цилиндров 17, 18 центрального участка 16 роторного узла 15 со сбором их в магнитные группы с индивидуальным количеством продольных диполюсных магнитов M1, М2, М3, М4, выполнением каждого бокового участка 23 роторного узла 15 также из двух полых коаксиальных цилиндров 27, 28 с помещением каждого из этих цилиндров в собственный подшипник 24, 25 соответственно, соединением каркасов 5, 6 статорных узлов 3, 4 между собой внешними внекамерными ферромагнитопроводами 29 (в частности, четырьмя обозначенными на фигурах), подключением к питающей сети 13 вывода 11 провода 9 токопроводной обмотки 7 статорного узла 3 с внутренним цилиндрическим каркасом 5, подключением к потребителю 14 вывода 12 провода 10 обмотки 8 статорного узла 4 с внешним цилиндрическим каркасом 6, оснащением соединяющих каркасы 5, 6 статорных узлов 3, 4 внешних ферромагнитопроводов 29 дополнительными токопроводными обмотками 30 из изолированных проводов 31 с выводами 32, подключенными к выводу 11 статорного узла 3 с внутренним цилиндрическим каркасом 5 достигается повышение электрической мощности, отбираемой из подводящей электросети ΔN=(Nотв-Nподв), Вт, где Nотв=(Iотв⋅Uотв), Nподв=(Iподв⋅Uподв), - отводимая потребителю и подводимая к установке электрическая мощность, Вт; Iотв, Iподв - электрический ток в отводимой и подводимой сети, A; Uотв, Uподв - напряжение отводимой и подводимой сети, В [1, 2].The implementation of the distinguishing features of the annular magnetodynamic chamber, namely, the placement of nozzles 19, 20, 21, 22 of the longitudinal dipole magnets on all surfaces S 1 , S 2 , S 3 , S 4 of the cylinders 17, 18 of the central section 16 of the rotor assembly 15 with their collection into magnetic groups with an individual number of longitudinal dipolar magnets M 1 , M 2 , M 3 , M 4 , the execution of each side section 23 of the rotor assembly 15 also from two hollow coaxial cylinders 27, 28 with the placement of each of these cylinders in its own bearing 24, 25 accordingly, the connection m of frames 5, 6 of the stator units 3, 4 with each other by external off-chamber ferromagnetic circuits 29 (in particular, the four indicated in the figures), connecting to the supply network 13 of the output 11 of the wire 9 of the conductive winding 7 of the stator assembly 3 with the inner cylindrical frame 5, connecting to the consumer 14 conclusions 12 wires 10 of the winding 8 of the stator assembly 4 with an external cylindrical frame 6, equipping the connecting frames 5, 6 of the stator assemblies 3, 4 of the external ferromagnetic conductors 29 with additional current windings 30 of the insulated wires 31 s A output 32 connected to the output 11 of the stator assembly 3 with the internal cylindrical frame 5 is achieved by increasing the electric power taken from the mains inlet ΔN = (N holes -N Mob) W where holes N = (I holes ⋅U holes), N Mob = (I sub ⋅ U sub ), - electric power allocated to the consumer and supplied to the installation, W; I holes, I Mob - an electric current is withdrawn and supplied to the network, A; Holes U, U Mob - withdrawn and voltage supplied, V [1, 2].
Параметры Nотв=Эотв./τ, Nподв=Эподв./τ контролируются по показаниям электросчетчиков систем 13, 14 (на чертежах не обозначенных) - расходу электроэнергии Эотв. и Эподв. и фиксируемому времени, τ час [1].The parameters N = e holes holes. / τ, N sub = E sub. / τ are controlled according to the readings of the electric meters of the systems 13, 14 (not indicated in the drawings) - to the electric energy consumption E resp. and e . and fixed time, τ hour [1].
Мощность Nподв перераспределяется между токопроводной обмоткой 7 статорного узла 3 Nприв. и потребителями собственных нужд Nсн (насос маслосистемы, система вентиляции, освещение, другое, на чертежах не обозначены): Nподв=Nприв.+Nсн, Вт.The power N sub is redistributed between the conductive winding 7 of the stator assembly 3 N pref. and domestic consumers N sn (oil system pump, ventilation system, lighting, etc., not shown in the drawings): N sub = N pref. + N sn , W.
Выработку электроэнергии, отпускаемой потребителю Nотв. осуществляют в генерирующей камере 1, а из внешнего контура индукции с обмоток 30 на ферромагнитопроводах 29 снимают мощность Nи, Вт, которая частично компенсирует затраты Nподв=Nприв.+Nсн, Вт.Generation of electricity supplied to the consumer N resp. carried out in the generating
При проектировании устройства генерирования электроэнергии специалисты ориентируются на известные в электротехнике зависимости и соотношения, используя, в частности, приведенные в конце описания источники [1, 2, 3].When designing an electric power generation device, specialists are guided by the relationships and relationships known in electrical engineering, using, in particular, the sources at the end of the description [1, 2, 3].
Роторный узел (поз. 15 описания предлагаемого изобретения) представляет собой фрагмент конструкции высокоскоростного магнитного редуктора, осуществляющего бесконтактную передачу вращательного движения от одного вала другому с изменением скорости вращения за счет взаимодействия магнитных полей. Вращательное движение его валов, в частности цилиндров 17, 18, реализуется при взаимодействии продольных магнитных насадок. Эти магнитные насадки закреплены на поверхностях S1, S2, S3, S4 цилиндров 17, 18, параллельны продольной оси «L» камеры 1 и обмоткам 7, 8 статорных каркасов 5, 6. Их полюса N-S разнесены к боковым участкам 23, где чередуются при переходе от одной насадки к другой на каждой поверхности S1, S2, S3, S4 цилиндров 17, 18 (см. фиг. 4, 5). Такое разнесение полюсов по поверхностям S1, S2, S3, S4 согласуется с принятым в электротехнике принципом организации вращения валов (роторов, цилиндров) у различного рода электромагнитных и магнитных установок, в том числе двигательных [1, 2].The rotor assembly (pos. 15 of the description of the present invention) is a fragment of the design of a high-speed magnetic gearbox that provides non-contact transmission of rotational motion from one shaft to another with a change in rotation speed due to the interaction of magnetic fields. The rotational movement of its shafts, in
Магнитные насадки на каждой цилиндрической поверхности образуют группы M1, М2, М3, М4. В каждой группе насадки скомпонованы в параллельные между собой продольные ряды (см. фиг., 4, 5). В продольных рядах могут размещаться по одной (фиг. 4) или несколько насадок (фиг. 5).Magnetic nozzles on each cylindrical surface form the groups M 1 , M 2 , M 3 , M 4 . In each group, the nozzles are arranged in parallel to each other longitudinal rows (see. Fig., 4, 5). In the longitudinal rows can be placed one at a time (Fig. 4) or several nozzles (Fig. 5).
Количество параллельных рядов насадок в каждой группе M1, М2, М3, М4 подбирается исходя из поставленной в проекте задачи по количественному приросту электрической мощности генерирующим устройством (см. стр. 8-10 описания предлагаемого изобретения).The number of parallel rows of nozzles in each group M 1 , M 2 , M 3 , M 4 is selected based on the task set in the project for a quantitative increase in electric power by a generating device (see page 8-10 of the description of the invention).
Форма, мощность, материал магнитных насадок, их компоновки и размещение на поверхностях S1, S2, S3, S4 (помимо представленных на фиг. 4, 5), конструкции цилиндров 17, 18 и узла 15 в целом могут быть различными [4, 5, 6, 7, 8, 9]. Это связано с требованиями к условиям работы установок, в которых насадки размещаются. Перечисленные характеристики для конкретных условий работы генерирующего устройства имеют оптимальные параметрические соотношения и диапазоны, которые в процессе проектирования подбираются опытным путем на стендах; в рассматриваемых материалах заявки они не приводятся; в дальнейшем они могут быть использованы в иных изобретениях.The shape, power, material of the magnetic nozzles, their layout and placement on surfaces S 1 , S 2 , S 3 , S 4 (in addition to those shown in Fig. 4, 5), the design of the
Конструкция из ферромагнитных каркасов (см. поз. 5, 6 статорных узлов 3, 4 описания предлагаемого изобретения) и внешних ферромагнитопроводов (см. поз. 29 описания) представляет собой вариант замкнутого сердечника трансформатора, на который намотаны первичная токоприводная обмотка 7 и вторичные токопроводные обмотки 8 и 30 [1, 2, 3, 10].The design of the ferromagnetic frames (see pos. 5, 6 of the
Обмотки 30 выполнены из изолированных проводов 31 имеют выводы 32. Вырабатываемый в обмотках 30 (индукционный) ток можно направлять потребителю 14 через аппаратурный комплекс 34, однако это усложнит его систему токовой гармонизации. Авторы предложили организовать отвод индукционного тока по токопроводам 26 к аппаратурному комплексу 33 для увеличения значений тока в выводе 11, подключенного к питающей сети 13 (см. стр. 6-8 описания предлагаемого устройства). Согласно правилу сложения тока его суммарное значение в выводе 11 А. Комплекс 33 с диодной аппаратурой обеспечивает направленное поступление индукционного тока из вторичных «трансформаторных» обмоток 30 в вывод 11. Напряжение во вторичных обмотках 30 подбирают по соотношению числа витков обмоток 7 (статорного узла 3) и 30 и напряжению на обмотках 7 (питающей сети) [3, 10]. Наличие феррамагнитопроводов 29 с обмотками 30 дает прирост поступающей на вход заявляемого устройства электрической мощности где напряжение питающей сети и на обмотках 30 принимается одинаковым u≈const, В; - значения тока при наличии и отсутствии п.п. 29, 30, А.The
Конструктивные характеристики обмоток 30 и магнитопроводов 29 имеют оптимальные соотношения, рабочие диапазоны, которых, как и аппаратура комплекса 33, в материалах рассматриваемой заявки не приводятся, могут быть использованы в иных изобретениях.The structural characteristics of the
При составлении энергобаланса кольцевой трансгенерирующей камеры 1 учитывается функциональное предназначение входящих в нее узлов, в частности, возбуждающей токопроводной обмотки 7 статорного узла 3 и насадки 19 из продольных диполюсных магнитов на цилиндре 17 центрального участка 16 роторного узла 15, составляющих электроприводную группу (привод), а также насадки 20 из продольных диполюсных магнитов на цилиндре 18 центрального участка 16 роторного узла 15 и воспринимающей токопроводной обмотки 8 статорного узла 4, составляющих токогенерирующую группу (генератор).When compiling the energy balance of the
Оценку внутрикамерного энергетического взаимодействия обозначенных выше узловых групп привод-генератор в рабочих режимах производят исходя из равенства вращающих моментов их цилиндров 17 и 18 центрального участка 16 роторного узла 15 Тприв.≈Тген., Н⋅м, где - механическая мощность, снимаемая с цилиндров 17, 18, Вт; nприв., nген. - скорость вращения цилиндров 17, 18, об/мин. Те же вращающие моменты, выраженные через электрическую мощность и имеют вид где ηприв., ηген. - условные кпд приводной и генерирующих групп. Те же выражения вращающих моментов с использованием количества диполюсных групп статорных узлов 3, 4 P1 и Р2 принимают вид где K - условный коэффициент, 1/с, а из принятого равенства вращающих моментов следует При реализации, например, приближенных соотношений ηприв.≈ηген. и P1=4; и Р2=1 (при n1=750 об/мин; n2=3000 об/мин) [1].The intracameral energy interaction of the above-mentioned drive-generator nodal groups is estimated in operating modes based on the equality of the torques of their
Скоростной режим вращения цилиндров 17, 18 роторного узла 15 поддерживают количественным соотношением М3/М4 магнитных диполюсов у насадок 21, 22. В частности, для тех же параметров n1/n2=750/3000, значение М3/М4=4/1.The high-speed rotation mode of the
В расчетах электрической мощности Nц, дополнительно снимаемой с обмоток 30 на ферромагнитопроводах 29, ориентируются на принятые методики расчета трансформаторов с первичной 7 и вторичной 30 обмотками по числу условных витков в этих обмотках m1 и m2 Nц≈ϕ(Nприв.⋅m1/m2), Вт [1, 2, 3].In the calculations of the electric power N c , additionally removed from the
Предлагаемое устройство генерирования электроэнергии может быть использовано в системах повышения мощности подводящей электросети, а также в системах довыработки (с повторным генерированием, трансгенерированием, перегенерированием) электроэнергии с подачей на него напряжения от внешнего источника, например, ветро, гидрогенераторов и т.п. устройств.The proposed device for generating electricity can be used in systems for increasing the power of the supply network, as well as in after-generation systems (with repeated generation, transgeneration, regeneration) of electricity with the supply of voltage from an external source, for example, wind, hydrogenerators, etc. devices.
Источники информации:Sources of information:
1. Касаткин А.С., Немцов М.В. Электротехника. М., Энергоаудит, 1983, с. 5-40.1. Kasatkin A.S., Nemtsov M.V. Electrical Engineering M., Energy Audit, 1983, p. 5-40.
2. Иродов И.Е. Электромагнетизм. Основные законы. 2010, с. 10-30.2. Herod I.E. Electromagnetism. Basic laws. 2010, p. 10-30.
3. В.Н. Ваний. Трансформаторы тока. Энергия, М-Л: 1966, с. 7-50.3. V.N. Vaniy. Current transformers. Energy, ML: 1966, p. 7-50.
4. Патент РФ №2369955; МПК НО2K 51/00; от 10.10.2009.4. RF patent No. 2369955; IPC HO2K 51/00; from 10.10.2009.
5. Патент РФ №2082042; МПК f16H 1/06; опубл. 20.06.1997.5. RF patent No. 2082042;
6. А.С. СССР №280142; Н02К 51/00.6. A.S. USSR No. 280142; Н02К 51/00.
7. Патент РФ №2483419; МПК НО2K 51/00; от 27.05.2013.7. RF patent No. 2483419; IPC HO2K 51/00; from 05/27/2013.
8. Патент РФ №2529422; МПК НО2K 51/00; от 27.09.2014.8. RF patent No. 2529422; IPC HO2K 51/00; from 09/27/2014.
9. Патент РФ №2526540; МПК НО2K 51/00; от 27.08.2014.9. RF patent No. 2526540; IPC HO2K 51/00; from 08/27/2014.
10. Б.М. Яворский, А.А. Детлаф. Справочник по физике. Изд. «Наука», Главная редакция физико-математической литературы. М.: 1965, с. 425-426; Взаимная индукция. Трансформаторы.10. B.M. Yavorsky, A.A. Detlaf. Handbook of Physics. Ed. “Science”, Main Edition of Physics and Mathematics Literature. M .: 1965, p. 425-426; Mutual induction. Transformers
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018147802A RU2718603C1 (en) | 2018-12-29 | 2018-12-29 | Electric power generation device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018147802A RU2718603C1 (en) | 2018-12-29 | 2018-12-29 | Electric power generation device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2718603C1 true RU2718603C1 (en) | 2020-04-08 |
Family
ID=70156547
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2018147802A RU2718603C1 (en) | 2018-12-29 | 2018-12-29 | Electric power generation device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2718603C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2802342C1 (en) * | 2022-11-11 | 2023-08-25 | Общество с ограниченной ответственностью "Инновационные моторы" | End motor with generator function containing permanent magnets |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2008007125A1 (en) * | 2006-07-14 | 2008-01-17 | Nexxtdrive Limited | Tranmission systems of continuously variable transmission ratio |
RU2324808C1 (en) * | 2007-01-09 | 2008-05-20 | Николай Борисович Болотин | Power generator of well logging equipment |
RU2400066C1 (en) * | 2009-07-13 | 2010-09-27 | Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кубанский государственный аграрный университет" | Mechanism for chemical treatment of plants |
RU2516373C2 (en) * | 2008-01-21 | 2014-05-20 | Авио С.П.А. | Electromagnetic device with reversible generator and motor operation |
RU2553655C2 (en) * | 2010-08-04 | 2015-06-20 | Стелленбосский Университет | Machine based on permanent sliding magnets |
RU2664505C1 (en) * | 2016-12-01 | 2018-08-20 | Тойота Дзидося Кабусики Кайся | Rotary electric machine |
-
2018
- 2018-12-29 RU RU2018147802A patent/RU2718603C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2008007125A1 (en) * | 2006-07-14 | 2008-01-17 | Nexxtdrive Limited | Tranmission systems of continuously variable transmission ratio |
RU2324808C1 (en) * | 2007-01-09 | 2008-05-20 | Николай Борисович Болотин | Power generator of well logging equipment |
RU2516373C2 (en) * | 2008-01-21 | 2014-05-20 | Авио С.П.А. | Electromagnetic device with reversible generator and motor operation |
RU2400066C1 (en) * | 2009-07-13 | 2010-09-27 | Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кубанский государственный аграрный университет" | Mechanism for chemical treatment of plants |
RU2553655C2 (en) * | 2010-08-04 | 2015-06-20 | Стелленбосский Университет | Machine based on permanent sliding magnets |
RU2664505C1 (en) * | 2016-12-01 | 2018-08-20 | Тойота Дзидося Кабусики Кайся | Rotary electric machine |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2802342C1 (en) * | 2022-11-11 | 2023-08-25 | Общество с ограниченной ответственностью "Инновационные моторы" | End motor with generator function containing permanent magnets |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Polinder et al. | Trends in wind turbine generator systems | |
US8120224B2 (en) | Permanent-magnet switched-flux machine | |
US10807724B2 (en) | Aircraft turboprop engine provided with an electric machine | |
US20180094589A1 (en) | Counter-rotating electric generator in turbine engine | |
US20110278847A1 (en) | Radial flux permanent magnet alternator with dielectric stator block | |
CN102668340A (en) | A hydroelectric turbine with coil cooling | |
EP3306793B1 (en) | Multiple coil electric generator in turbine engine | |
KR20130073839A (en) | Electric machine for a wind energy plant | |
RU2718603C1 (en) | Electric power generation device | |
Okhueleigbe et al. | Mini-hydro turbine: solution to power challenges in an emerging society with abundance of water | |
Grebenikov et al. | Comparative Analysis of Two Types of Generators with Permanent Magnets for Wind Turbine | |
BR112019016484A2 (en) | electric power generator system | |
Huang et al. | Research on a field-modulated linear permanent-magnet generator for wave energy conversion | |
US11680486B2 (en) | Electric turbomachine | |
Istiawan et al. | Analysis of Steam Power Generators in Fulfilling Electricity Needs: A Case Study at PT Madubaru Yogyakarta, Indonesia | |
RU2417505C1 (en) | Electric motor of mining mill of direct drive system | |
RU2255409C2 (en) | Induction generator | |
RU2313889C1 (en) | Asynchronously-synchronous two-frequency generator | |
US3478619A (en) | Arrangements combining a plurality of prime mover powers | |
Andrei et al. | Alternative wind turbine drive train with power split and high-speed generators | |
Antipov et al. | Design Aspects for Permanent Magnet Synchronous Wind Power Generators | |
Zabora | Combined electromachine generators for energy-efficient mini-power plants | |
Kamolovich et al. | Synchronous machines and compensators | |
CN115528884A (en) | Magnetoelectric composite power/power generation device based on permanent magnet electromagnetic continuous pulling/pushing structure | |
Khatri et al. | Free Energy Generator Neodium Magnets Repulsion |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20201230 |