RU2723540C1 - Solenoid wind generator with a tooth stator - Google Patents
Solenoid wind generator with a tooth stator Download PDFInfo
- Publication number
- RU2723540C1 RU2723540C1 RU2019138240A RU2019138240A RU2723540C1 RU 2723540 C1 RU2723540 C1 RU 2723540C1 RU 2019138240 A RU2019138240 A RU 2019138240A RU 2019138240 A RU2019138240 A RU 2019138240A RU 2723540 C1 RU2723540 C1 RU 2723540C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- cores
- cylindrical
- teeth
- permanent magnets
- magnets
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03D—WIND MOTORS
- F03D9/00—Adaptations of wind motors for special use; Combinations of wind motors with apparatus driven thereby; Wind motors specially adapted for installation in particular locations
-
- 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
- Y02E10/70—Wind energy
- Y02E10/72—Wind turbines with rotation axis in wind direction
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)
- Permanent Magnet Type Synchronous Machine (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области ветроэнергетики, а именно к ветроэнергетическим агрегатам, предназначенным для заряда аккумуляторных батарей и электропитания различных потребителей, например, электроосветительных приборов, радио- и телеприемников и др. на объектах без электроснабжения.The invention relates to the field of wind energy, and in particular to wind power units designed to charge storage batteries and power various consumers, for example, electric lighting devices, radio and television receivers, etc. at facilities without power supply.
Известен двухроторный соленоидный ветрогенератор с зубцовым статором [RU 2442018 C1, МПК F03D 9/00 (2006.01), H02K 21/24 (2006.01), опубл. 10.02.2012], принятый в качестве прототипа, содержащий неподвижную статорную обмотку соленоидного типа, а также два ротора из немагнитного материала, имеющих форму дисков и расположенных соосно, на каждом из которых равномерно распределено одинаковое четное количество постоянных магнитов. Cтаторная обмотка намотана вдоль оси ветрогенератора и расположена между двумя цилиндрическими сердечниками из ферромагнитного материала. Больший по диаметру сердечник закреплён наружной стороной в корпусе. Оба ротора размещены на одном валу, который соединен с ветроколесом и выполнен с возможностью вращения в подшипниковых опорах, закрепленных в корпусе. Постоянные магниты имеют П-образную форму, а их полюса расположены соосно на каждом из роторов и направлены разнополярно друг другу. Каждый из постоянных магнитов с разнополярно чередующимися полюсами на каждом из роторов выполнен с возможностью вращения соосно с торцами цилиндрических сердечников. Торцы цилиндрических сердечников имеют зубчатую форму с числом зубцов равным половине числа постоянных магнитов, причем зубцы расположены соосно друг другу.Known two-rotor solenoidal wind generator with gear stator [RU 2442018 C1, IPC F03D 9/00 (2006.01), H02K 21/24 (2006.01), publ. 02/10/2012], adopted as a prototype, containing a fixed stator winding of the solenoid type, as well as two rotors of non-magnetic material, having the form of disks and located coaxially, on each of which the same even number of permanent magnets is evenly distributed. The stator winding is wound along the axis of the wind generator and is located between two cylindrical cores of ferromagnetic material. The larger diameter core is fixed to the outside in the housing. Both rotors are placed on the same shaft, which is connected to the wind wheel and is made to rotate in bearing bearings mounted in the housing. Permanent magnets are U-shaped, and their poles are located coaxially on each of the rotors and are directed opposite to each other. Each of the permanent magnets with alternating poles on each of the rotors is made to rotate coaxially with the ends of the cylindrical cores. The ends of the cylindrical cores have a toothed shape with the number of teeth equal to half the number of permanent magnets, the teeth being aligned with each other.
Недостатком этого ветрогенератора является сложность конструкции, в которой два одинаковых ротора, должны быть закреплены на валу соосно так, чтобы обеспечить правильное чередование магнитов для создания переменного магнитного потока в цилиндрических сердечниках статора. Кроме того, два одинаковых воздушных зазора практически в два раза увеличивают магнитное сопротивление магнитному потоку и уменьшают наводимую в обмотке статора ЭДС.The disadvantage of this wind generator is the complexity of the design, in which two identical rotors must be mounted coaxially on the shaft so as to ensure the correct alternation of magnets to create an alternating magnetic flux in the cylindrical stator cores. In addition, two identical air gaps almost double the magnetic resistance to magnetic flux and reduce the emf induced in the stator winding.
Техническим результатом предложенного изобретения является упрощение конструкции и увеличение ЭДС статорной обмотки.The technical result of the proposed invention is to simplify the design and increase the EMF of the stator winding.
Cоленоидный ветрогенератор с зубцовым статором, также как в прототипе, содержит корпус, внутри которого закреплен первый цилиндрический сердечник, внутри которого расположен второй цилиндрический сердечник, сердечники выполнены из ферромагнитного материала и соединены между собой, торцы одной стороны сердечников выполнены с равномерно распределенными зубцами и пазами одинаковой площади, зубцы обоих сердечников соосны друг другу, между сердечниками вдоль оси ветрогенератора расположена неподвижная статорная обмотка соленоидного типа, подключенная к выводам, вал расположен внутри второго сердечника с возможностью вращения в подшипниковых опорах и соединен с ветроколесом, на валу размещен ротор из немагнитного материала в форме диска, на поверхности которого, обращенной к зубцам цилиндрических сердечников, равномерно распределено четное количество постоянных магнитов П-образной формы, их полюса расположены соосно и направлены разнополярно друг другу, причем каждый из постоянных магнитов с разнополярно чередующимися полюсами выполнен с возможностью вращения соосно с торцами цилиндрических сердечников, при этом число зубцов на торцах сердечников равно половине числа постоянных магнитов.The solenoidal wind generator with a tooth stator, as in the prototype, contains a housing inside which a first cylindrical core is fixed, inside which a second cylindrical core is located, cores are made of ferromagnetic material and interconnected, the ends of one side of the cores are made with uniformly distributed teeth and grooves of the same areas, the teeth of both cores are aligned with each other, between the cores along the axis of the wind generator there is a fixed stator winding of the solenoid type connected to the terminals, the shaft is located inside the second core with the possibility of rotation in the bearings and connected to the wind wheel, the rotor is made of non-magnetic material in the form of a shaft a disk on the surface of which, facing the teeth of cylindrical cores, an even number of U-shaped permanent magnets is evenly distributed, their poles are aligned and directed opposite to each other, each of the permanent magnets with bipolar alternating poles made to rotate coaxially with the ends of the cylindrical cores, while the number of teeth on the ends of the cores is equal to half the number of permanent magnets.
Согласно изобретению цилиндрические сердечники с противоположной относительно ротора стороны имеют гладкие торцы, соосно которым неподвижно прикреплено к корпусу ярмо из немагнитного материала в виде диска, на поверхности которого, обращенной к гладким торцам цилиндрических сердечников, расположено четное число постоянных магнитов П-образной формы, полюса которых расположены соосно и направлены разнополярно друг другу. Число магнитов на ярме равно числу магнитов на роторе. Каждый из постоянных магнитов прижат к гладким торцам цилиндрических сердечников разнополярно чередующимися полюсами. Вал установлен в подшипниковых опорах, расположенных в торцевой крышке корпуса и в ярме.According to the invention, the cylindrical cores on the opposite side of the rotor have smooth ends, coaxially with which a yoke of non-magnetic material in the form of a disk is fixedly attached to the housing, on the surface of which, facing the smooth ends of the cylindrical cores, there is an even number of U-shaped permanent magnets whose poles arranged coaxially and directed opposite to each other. The number of magnets on the yoke is equal to the number of magnets on the rotor. Each of the permanent magnets is pressed against the smooth ends of the cylindrical cores by alternating poles of different polarities. The shaft is mounted in bearings located in the end cover of the housing and in the yoke.
Предложенный соленоидный ветрогенератор с зубцовым статором имеет следующие преимущества перед устройством прототипа:The proposed solenoidal wind generator with a gear stator has the following advantages over the prototype device:
1. Отсутствие зубцов на цилиндрических сердечниках статора с противоположной стороны относительно ротора упрощает конструкцию статора.1. The absence of teeth on the cylindrical stator cores on the opposite side relative to the rotor simplifies the design of the stator.
2. Использование неподвижного ярма с постоянными магнитами предложенной конструкции позволяет избавиться от второго ротора, что упрощает конструкцию ветрогенератора.2. The use of a fixed yoke with permanent magnets of the proposed design allows you to get rid of the second rotor, which simplifies the design of the wind generator.
3. Отсутствие воздушного зазора между постоянными магнитами, размещенными на ярме, и гладкими торцами цилиндрических сердечников позволяет в два раза уменьшить магнитное сопротивление магнитному потоку статора и увеличить, наводимую в статоре, ЭДС.3. The absence of an air gap between the permanent magnets located on the yoke and the smooth ends of the cylindrical cores makes it possible to halve the magnetic resistance of the stator magnetic flux and increase the emf induced in the stator.
На фиг.1 показано главное продольное сечение соленоидного ветрогенератора с зубцовым статором.Figure 1 shows the main longitudinal section of a solenoidal wind generator with a gear stator.
На фиг. 2 показано расположение П-образных магнитов на роторе и на ярме.In FIG. 2 shows the location of the U-shaped magnets on the rotor and on the yoke.
На фиг. 3 показан эскиз внешнего цилиндрического сердечника статора.In FIG. 3 shows a sketch of the outer cylindrical core of the stator.
На фиг. 4 схематично показана развертка ротора с постоянными магнитами и статора с ярмом при прямом направлении магнитного потока Ф в нулевой момент времени.In FIG. 4 schematically shows a scan of a rotor with permanent magnets and a stator with a yoke in the forward direction of the magnetic flux Φ at zero time.
На фиг. 5 схематично показана развертка ротора с постоянными магнитами и статора с ярмом при смещении ротора на одно зубцовое деление и при обратном направлении магнитного потока Ф.In FIG. 5 schematically shows a scan of a rotor with permanent magnets and a stator with a yoke when the rotor is shifted by one tooth division and in the opposite direction of the magnetic flux F.
Соленоидный ветрогенератор с зубцовым статором содержит корпус 1, внутри которого закреплен первый цилиндрический сердечник 2 (фиг. 1), внутри которого расположен второй цилиндрический сердечник 3. Оба сердечника 2 и 3 выполнены из ферромагнитного материала и жестко соединены между собой винтами 4. Торцы сердечников 2 и 3 с одной стороны выполнены с равномерно распределенными зубцами 5 и пазами 6 (фиг. 1, фиг. 3, фиг. 4) одинаковой площади. Торцы сердечников 2 и 3 с противоположной стороны выполнены гладкими. Зубцы 5 цилиндрических сердечников 2 и 3 соосны друг другу. Между сердечниками 2 и 3 расположена неподвижная статорная обмотка 7, выполненная по типу соленоида, подключенная к выводам 8. Внутри второго сердечника 3 вдоль его оси расположен вал 9, выполненный с возможность вращения в подшипниковых опорах 10, которые расположены с одной стороны – в торцевой крышке 11 корпуса 1, а с другой стороны - в ярме 12. The solenoidal wind generator with a tooth stator contains a
Ротор 13 выполнен из немагнитного материала в форме диска, посажен на вал 9 и на его поверхности, обращенной к зубцам 5 цилиндрических сердечников 2 и 3, равномерно распределено четное количество постоянных магнитов 14 П-образной формы, причем полюса магнитов 14 разнополярно чередуются (фиг. 2). Число зубцов 5 на торцах цилиндрических сердечников 2, 3 равно половине числа постоянных магнитов 14. На выходном конце вала 9 за пределами торцевой крышки 11 корпуса 1 размещено ветроколесо 15. Соосно гладким торцам цилиндрических сердечников 2 и 3 прикреплено ярмо 12 в виде диска из немагнитного материала, на котором расположено четное количество постоянных магнитов 16 П-образной формы, причем их полюса расположены соосно и направлены разнополярно друг другу. Число магнитов 16 на ярме 12 равно числу магнитов 14 на роторе 13 (фиг. 2). Каждый из постоянных магнитов 16 вплотную прижат к гладким торцам цилиндрических сердечников 2 и 3 разнополярно чередующимися полюсами. Торцевая крышка 11 корпуса 1 и ярмо 12 жестко прикреплены к корпусу 1 винтами 17.The
Устройство работает следующим образом. Под воздействием воздушного потока ветроколесо 15 вращает с помощью вала 9 ротор 13 и закрепленные на нём постоянные магниты 14 с угловой скоростью
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019138240A RU2723540C1 (en) | 2019-11-27 | 2019-11-27 | Solenoid wind generator with a tooth stator |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019138240A RU2723540C1 (en) | 2019-11-27 | 2019-11-27 | Solenoid wind generator with a tooth stator |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2723540C1 true RU2723540C1 (en) | 2020-06-15 |
Family
ID=71095946
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2019138240A RU2723540C1 (en) | 2019-11-27 | 2019-11-27 | Solenoid wind generator with a tooth stator |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2723540C1 (en) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20090021021A1 (en) * | 2007-07-17 | 2009-01-22 | Baseload Energy, Inc. | Power generation system including multiple motors/generators |
RU2429375C1 (en) * | 2010-03-03 | 2011-09-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Томский политехнический университет" | Double-rotor solenoid wind-driven generator |
RU2442018C1 (en) * | 2010-07-01 | 2012-02-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" | Twin-rotor solenoid wind powered generator with a tooth stator |
WO2014040145A1 (en) * | 2012-09-17 | 2014-03-20 | Guina Research And Development Pty Ltd | Electromagnetic turbine |
-
2019
- 2019-11-27 RU RU2019138240A patent/RU2723540C1/en active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20090021021A1 (en) * | 2007-07-17 | 2009-01-22 | Baseload Energy, Inc. | Power generation system including multiple motors/generators |
RU2429375C1 (en) * | 2010-03-03 | 2011-09-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Томский политехнический университет" | Double-rotor solenoid wind-driven generator |
RU2442018C1 (en) * | 2010-07-01 | 2012-02-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" | Twin-rotor solenoid wind powered generator with a tooth stator |
WO2014040145A1 (en) * | 2012-09-17 | 2014-03-20 | Guina Research And Development Pty Ltd | Electromagnetic turbine |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR101241078B1 (en) | Planetary geared motor and dynamo | |
US7148596B2 (en) | Magnetic rotating motor generator | |
EA013829B1 (en) | Electric motor generator | |
RU2604058C1 (en) | Synchronous motor with magnetic reduction | |
JPWO2003094329A1 (en) | Power generator and torque multiplier | |
RU2723540C1 (en) | Solenoid wind generator with a tooth stator | |
JP6860892B2 (en) | Brushless motor | |
RU2429375C1 (en) | Double-rotor solenoid wind-driven generator | |
RU2588599C1 (en) | Synchronous motor with magnetic reduction | |
RU2435983C1 (en) | Double-rotor tooth wind-driven generator | |
RU2366829C1 (en) | Birotary windmill | |
EP2453563A2 (en) | Apparatus for generating alternating current power by direct current supply brush that rotates with field pole generator, and apparatus for generating direct current power | |
RU2442018C1 (en) | Twin-rotor solenoid wind powered generator with a tooth stator | |
JP4614641B2 (en) | Momentum increasing device | |
RU2521048C1 (en) | Magnetoelectric generator | |
RU2544341C1 (en) | Magnetoelectric generator | |
TWI481159B (en) | Energy conversion device with eccentric rotor | |
RU2751098C1 (en) | Commutator-less dc electric machine | |
KR20050109463A (en) | Flat rotary electric generator | |
RU86811U1 (en) | MAGNETO-ELECTRIC GENERATOR | |
AU2013100035A4 (en) | Permanent Magnet Alternator for Low Speed Applications | |
KR101004890B1 (en) | Motor | |
RU174686U1 (en) | THREE-PHASE MAGNETOELECTRIC GENERATOR | |
KR20150145156A (en) | motor and the generator using the same | |
TW201813274A (en) | Infinite multi-energy generation machine having a magnetic energy disk that obtains infinite safe loading current to maintain constant transmission and power generation |