RU2767978C1 - Method of electric power generation (embodiments) - Google Patents
Method of electric power generation (embodiments) Download PDFInfo
- Publication number
- RU2767978C1 RU2767978C1 RU2021104509A RU2021104509A RU2767978C1 RU 2767978 C1 RU2767978 C1 RU 2767978C1 RU 2021104509 A RU2021104509 A RU 2021104509A RU 2021104509 A RU2021104509 A RU 2021104509A RU 2767978 C1 RU2767978 C1 RU 2767978C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- stator
- windings
- rotor
- rotors
- housing
- 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
- H02K16/02—Machines with one stator and two or more rotors
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K21/00—Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets
- H02K21/12—Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets with stationary armatures and rotating magnets
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K3/00—Details of windings
- H02K3/04—Windings characterised by the conductor shape, form or construction, e.g. with bar conductors
- H02K3/28—Layout of windings or of connections between windings
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Windings For Motors And Generators (AREA)
Abstract
Description
Область техники, к которой относится изобретениеThe field of technology to which the invention belongs
Группа изобретений относится к электротехнике, к способам производства или выработки электрической энергии.The group of inventions relates to electrical engineering, to methods for the production or generation of electrical energy.
Уровень техникиState of the art
Известен способ выработки электроэнергии (http://900igr.net/prezentacija/fizika/elektrodinairiika-74506/generator-peremennogo-toka-11.html, обнаружено 20.02.2021 г.), включающий вращение ротора с магнитами относительно неподвижного статора выполненного из железа на полюсах которого располагаются две обмотки, причем конец первой обмотки соединен с началом второй обмотки. Ротор, вращаясь, создает переменный магнитный поток в статоре. Таким образом на концах обмоток возникает электродвижущая сила.There is a known method of generating electricity (http://900igr.net/prezentacija/fizika/elektrodinairiika-74506/generator-remennogo-toka-11.html, found on February 20, 2021), which includes the rotation of a rotor with magnets relative to a fixed stator made of iron on the poles of which there are two windings, and the end of the first winding is connected to the beginning of the second winding. The rotor, rotating, creates a variable magnetic flux in the stator. Thus, an electromotive force arises at the ends of the windings.
Недостатком указанного объекта низкий коэффициент полезной действия, так как используется один вращающийся ротор, кроме того обмотки выполнены вокруг оси перпендикулярной оси ротора вокруг которой движется ротор. Так же недостатком является большая длина проводника в лобовых частях обмоток, которые не принимают участия в выработке электроэнергии, при этом увеличивают активное и индуктивное сопротивление обмоток, что ухудшает полезные характеристики.The disadvantage of this object is low efficiency, since one rotating rotor is used, in addition, the windings are made around an axis perpendicular to the rotor axis around which the rotor moves. Also, the disadvantage is the large length of the conductor in the frontal parts of the windings, which do not take part in the generation of electricity, while increasing the active and inductive resistance of the windings, which worsens the useful characteristics.
Раскрытие изобретенияDisclosure of invention
Технический результат заключается в повышении коэффициента полезного действия (далее КПД), за счет вращения соединенных между собой двух роторов относительно неподвижного статора (по первому варианту) или наоборот вращения статора относительно соединенных между собой неподвижных двух роторов (по второму варианту), причем статор расположен между роторами (или в зазоре между ними), кроме того витки на статоре выполнены вокруг центральной оси корпуса статора которая выполнена по центру корпуса статора вдоль его длины, что позволяет повысить КПД за счет улучшенного расположения и распределения проводника обмоток в магнитном поле ротора, а именно: уменьшения длины проводника в лобовой части обмоток, которая не взаимодействуют с магнитным полем ротора и не участвуют в выработке электроэнергии, и увеличения рабочей длины проводника, взаимодействующего с магнитным полем ротора, без увеличения общей длины проводника, что положительно сказывается на уменьшении активного сопротивления генератора. Обмотка состоит из двух частей намотанных навстречу друг другу, такой способ намотки увеличивает отдачу тока генератором и уменьшает его индуктивное сопротивление.The technical result consists in increasing the efficiency (hereinafter referred to as efficiency), due to the rotation of the two rotors connected to each other relative to the fixed stator (according to the first option) or vice versa, the rotation of the stator relative to the fixed two rotors connected to each other (according to the second option), and the stator is located between rotors (or in the gap between them), in addition, the turns on the stator are made around the central axis of the stator housing, which is made in the center of the stator housing along its length, which allows to increase the efficiency due to the improved location and distribution of the winding conductor in the magnetic field of the rotor, namely: reducing the length of the conductor in the frontal part of the windings, which do not interact with the magnetic field of the rotor and do not participate in the generation of electricity, and increase the working length of the conductor interacting with the magnetic field of the rotor, without increasing the total length of the conductor, which has a positive effect on reducing the active resistance of the generator. The winding consists of two parts wound towards each other, this method of winding increases the output of current by the generator and reduces its inductive resistance.
Результат достигается заявленным способом выработки электроэнергии по первому варианту включающим синхронное вращение в одном направлении одноименных магнитных полюсов маленького ротора и большого ротора относительно друг друга, причем маленький ротор размещен в большом роторе, в зазоре которых расположен неподвижно статор с обмоткой, причем обмоток выполнено две на статоре, который выполнен в форме полого цилиндра, причем витки обмотки выполнены по окружности корпуса статора от внутреннего его периметра корпуса которое образует внутреннее отверстие к внешнему периметру корпуса статора, кроме того обмотки выполнены с возможностью при протекании электрического тока создания встречного магнитного потока в статоре.The result is achieved by the claimed method of generating electricity according to the first variant, including synchronous rotation in one direction of the same magnetic poles of the small rotor and the large rotor relative to each other, and the small rotor is located in the large rotor, in the gap of which the stator with the winding is fixed, and there are two windings on the stator , which is made in the form of a hollow cylinder, moreover, the winding turns are made around the circumference of the stator housing from its inner perimeter of the housing, which forms an internal hole to the outer perimeter of the stator housing, in addition, the windings are made with the possibility of creating a counter magnetic flux in the stator when an electric current flows.
Результат достигается заявленным способом выработки электроэнергии по второму варианту включающим вращение статора относительно маленького ротора и большого ротора, которые размещены с внутренней и с внешней стороны статора, который выполнен в форме полого цилиндра, при этом одноименные магнитные полюса маленького ротора и большого ротора закреплены вместе относительно друг друга, причем маленький ротор размещен в большом роторе, в зазоре которых расположен статор с обмоткой, причем обмоток выполнено две на статоре, причем витки обмотки выполнены по окружности корпуса статора от внутреннего его периметра корпуса которое образует внутреннее отверстие к внешнему периметру корпуса статора, кроме того обмотки выполнены с возможностью при протекании электрического тока создания встречного магнитного потока в статоре.The result is achieved by the claimed method of generating electricity according to the second option, including the rotation of the stator of a relatively small rotor and a large rotor, which are located on the inner and outer sides of the stator, which is made in the form of a hollow cylinder, while the magnetic poles of the small rotor and the large rotor of the same name are fixed together relative to each other. other, and the small rotor is placed in a large rotor, in the gap of which there is a stator with a winding, and there are two windings on the stator, and the winding turns are made around the circumference of the stator housing from its inner perimeter of the housing, which forms an internal hole to the outer perimeter of the stator housing, in addition the windings are made with the possibility of creating a counter magnetic flux in the stator when the electric current flows.
Краткое описание чертежейBrief description of the drawings
Сущность изобретения поясняется фигурой, на которой приведена схема генератора работающего по принципу заявленных способов.The essence of the invention is illustrated by a figure, which shows a diagram of a generator operating according to the principle of the claimed methods.
Осуществление изобретенияImplementation of the invention
На фигуре изображен один из вариантов осуществления генератора работающего по принципу заявленных способов включающий маленький ротор 2, который закреплен в большом роторе 1, причем между ними в зазоре закреплен статор 3 с обмоткой 4, при этом обмоток 4 выполнено две на статоре 3, причем витки обмотки 4 выполнены по окружности корпуса статора 3 от внутреннего его периметра корпуса которое образует внутреннее отверстие к внешнему периметру корпуса статора 3, а маленький ротор 2 соединен с большим ротором 1, кроме того обмотки 4 выполнены с возможностью при протекании электрического тока создания встречного магнитного потока в статоре 3.The figure shows one of the embodiments of the generator operating according to the principle of the claimed methods, including a
В заявленных способах выработки электроэнергии используются два ротора, маленький (или внутренний) 2 и большой (или внешний) 1 на которых расположены магниты с одноименными полюсами друг напротив друга. Роторы 1, 2 вращаются синхронно в одном направлении. В зазоре между роторами расположен статор 3 с обмотками.In the claimed methods of generating electricity, two rotors are used, a small (or internal) 2 and a large (or external) 1 on which magnets with the same poles are located opposite each other.
Статор 3 выполнен из железа в виде цилиндра, на который намотаны обмотки 4. Длина цилиндра выбирается такой, чтобы получить необходимую длину витка, взаимодействующую с магнитным полем роторов, для получения необходимого напряжения.The
Обмотки выполнены таким образом, что наводимый магнитным полем ротора протекающий по ним электрический ток имеет одно направление, а наводимый электрическим током обмоток магнитный поток в статоре имеет встречное направление.The windings are made in such a way that the electric current flowing through them, induced by the magnetic field of the rotor, has one direction, and the magnetic flux induced by the electric current of the windings in the stator has the opposite direction.
Как вариант: конец первой обмотки соединен с концом второй обмотки (на фигуре начала обмоток обозначены точками). Первая обмотка намотана против часовой стрелки, вторая по часовой стрелке. Таким образом направление витков обмоток встречное, однако наводимый полюсами роторов ток в соединенных обмотках имеет одно направление (согласно правилу правой руки), а наводимый обмотками магнитный поток в статоре имеет встречное направление (согласно правилу Буравчика).As an option: the end of the first winding is connected to the end of the second winding (in the figure, the beginnings of the windings are indicated by dots). The first winding is wound counterclockwise, the second clockwise. Thus, the direction of the turns of the windings is opposite, however, the current induced by the poles of the rotors in the connected windings has one direction (according to the right hand rule), and the magnetic flux induced by the windings in the stator has the opposite direction (according to the Gimlet rule).
Роторы, вращаясь, создают переменное магнитное поле, силовые линии которого перпендикулярно пересекают витки обмоток. На концах обмоток возникает электродвижущая сила.The rotors, rotating, create an alternating magnetic field, the lines of force of which cross the turns of the windings perpendicularly. An electromotive force is generated at the ends of the windings.
Генератор работает заявленным способом по первому варианту следующим образом.The generator works according to the claimed method according to the first variant as follows.
Маленький ротор 2 и большой ротор 1 начинают синхронное вращение в одном направлении относительно неподвижного статора 3, на концах обмоток 4 которого возникает электродвижущая сила.The
Генератор работает заявленным способом по второму варианту следующим образом.The generator works according to the claimed method according to the second variant as follows.
Статор 3 начинает вращение относительно неподвижного маленького ротора 2 и большого ротора 1, на концах обмоток 4 статора 3 возникает электродвижущая сила.The
Заявленный технический результат достигается за счет того, что в каждом заявленном способе используются одновременно два ротора, и за счет выполнения обмоток именно вокруг оси, которая проходит вдоль длины корпуса статора.The claimed technical result is achieved due to the fact that in each claimed method two rotors are used simultaneously, and due to the windings around the axis that runs along the length of the stator housing.
Статор 3 выполнен в форме полого цилиндра.The
В новом генераторе, работающим в соответствии с заявленными способами выработки электроэнергии протекающий по обмоткам электрический ток создает противодействующие магнитное поле полюсам роторов в первую очередь (по правилу Ленца), инициируя противодействие магнитных потоков в статоре: магнитный поток в статоре от первой обмотки противодействует встречному магнитному потоку от второй обмотки. Таким образом, что электрический ток возрастает до такой величины, при которой уравновешиваются магнитные потоки в статоре и магнитное поле витков с полем полюсов роторов.In a new generator operating in accordance with the claimed methods of generating electricity, the electric current flowing through the windings creates a counteracting magnetic field to the poles of the rotors in the first place (according to the Lenz rule), initiating the counteraction of magnetic fluxes in the stator: the magnetic flux in the stator from the first winding counteracts the oncoming magnetic flux from the second winding. In such a way that the electric current increases to such a value at which the magnetic fluxes in the stator and the magnetic field of the turns are balanced with the field of the poles of the rotors.
Известно, что для получения необходимой мощности от генератора необходимо: либо увеличить количество витков обмоток, пронизываемых магнитным потоком от ротора, либо увеличить силу магнитного потока при меньшем количестве витков. Для решения этих задач, используются различные материалы, технические решения, иногда компромиссные. Например: при увеличении количества витков, увеличивается длина проводника обмоток, что приводит к повышению внутреннего сопротивления генератора, это приводит к тому, что увеличивается напряжение холостого хода генератора, а при подключении нагрузки напряжение падает, что отрицательно сказывается на характеристике генератора, как источника электрического тока.It is known that in order to obtain the required power from the generator, it is necessary to either increase the number of turns of the windings penetrated by the magnetic flux from the rotor, or increase the strength of the magnetic flux with a smaller number of turns. To solve these problems, various materials, technical solutions, sometimes compromises, are used. For example: with an increase in the number of turns, the length of the winding conductor increases, which leads to an increase in the internal resistance of the generator, this leads to an increase in the open-circuit voltage of the generator, and when the load is connected, the voltage drops, which negatively affects the characteristics of the generator as a source of electric current .
В новом генераторе мощность повышена благодаря противодействию магнитных потоков обмоток внутри статора.In the new generator, the power is increased due to the counteraction of the magnetic fluxes of the windings inside the stator.
В новом генераторе большая часть длинны проволоки обмоток взаимодействует с магнитным полем роторов и полностью взаимодействует с магнитным потоком статора. Тем самым имея меньшую длину, меньшее сопротивление, электродвижущую силу, более приближенную к напряжению под нагрузкой.In the new generator, most of the length of the winding wire interacts with the magnetic field of the rotors and interacts completely with the stator magnetic flux. Thus, having a shorter length, less resistance, an electromotive force more close to the voltage under load.
На заводе или предприятии имеется все необходимое оборудование для производства генераторов работающих по принципу заявленных способов выработки электроэнергии. Каждый произведенный генератор работающий по принципу заявленных способов выработки электроэнергии выполнен в виде единой конструкции, а именно отдельные компоненты (или составные части) генератора соединены между собой на одном предприятии-изготовителе (или заводе-изготовителе) сборочными операциями, такими как свинчивание, сочленение, клепка, сварка, пайка, опрессовка, развальцовка и т.п.The plant or enterprise has all the necessary equipment for the production of generators operating on the principle of the declared methods of generating electricity. Each produced generator operating on the principle of the claimed methods of generating electricity is made in the form of a single structure, namely, the individual components (or components) of the generator are interconnected at one manufacturing plant (or manufacturing plant) by assembly operations, such as screwing, articulation, riveting , welding, soldering, crimping, flaring, etc.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2021104509A RU2767978C1 (en) | 2021-02-24 | 2021-02-24 | Method of electric power generation (embodiments) |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2021104509A RU2767978C1 (en) | 2021-02-24 | 2021-02-24 | Method of electric power generation (embodiments) |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2767978C1 true RU2767978C1 (en) | 2022-03-22 |
Family
ID=80819601
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2021104509A RU2767978C1 (en) | 2021-02-24 | 2021-02-24 | Method of electric power generation (embodiments) |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2767978C1 (en) |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20030155876A1 (en) * | 2002-02-21 | 2003-08-21 | Nissan Motor Co., Ltd. | Current controlling method and apparatus for electric rotating machine |
US6998757B2 (en) * | 2000-09-14 | 2006-02-14 | Denso Corporation | Multi-rotor synchronous machine permitting relative movement between rotors |
RU115130U1 (en) * | 2010-07-02 | 2012-04-20 | Евгений Константинович Пучкин | ELECTRIC MACHINE |
RU2642442C1 (en) * | 2016-12-30 | 2018-01-25 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ставропольский государственный аграрный университет" | Synchronous generator with two-circuit magnetic system |
RU2686686C1 (en) * | 2018-07-09 | 2019-04-30 | Акционерное общество "Мостком" | Instant precision motor |
RU2715935C1 (en) * | 2019-10-02 | 2020-03-04 | Владимир Степанович Сухин | Magnetoelectric generator |
-
2021
- 2021-02-24 RU RU2021104509A patent/RU2767978C1/en active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6998757B2 (en) * | 2000-09-14 | 2006-02-14 | Denso Corporation | Multi-rotor synchronous machine permitting relative movement between rotors |
US20030155876A1 (en) * | 2002-02-21 | 2003-08-21 | Nissan Motor Co., Ltd. | Current controlling method and apparatus for electric rotating machine |
RU115130U1 (en) * | 2010-07-02 | 2012-04-20 | Евгений Константинович Пучкин | ELECTRIC MACHINE |
RU2642442C1 (en) * | 2016-12-30 | 2018-01-25 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ставропольский государственный аграрный университет" | Synchronous generator with two-circuit magnetic system |
RU2686686C1 (en) * | 2018-07-09 | 2019-04-30 | Акционерное общество "Мостком" | Instant precision motor |
RU2715935C1 (en) * | 2019-10-02 | 2020-03-04 | Владимир Степанович Сухин | Magnetoelectric generator |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
More et al. | Analysis of flux-reversal machine based on fictitious electrical gear | |
Almoraya et al. | Design and analysis of a flux-concentrated linear vernier hybrid machine with consequent poles | |
WO2015079732A1 (en) | Armature of electric machine | |
CN110729873B (en) | Air gap field adjustable hybrid excitation magnetic lead screw | |
JP5695748B2 (en) | Rotating electric machine | |
US10164494B2 (en) | Electric machine | |
US20110248589A1 (en) | Circular transformer-generator | |
KR102494026B1 (en) | Non-Rotation Type Alternating Current Generator Capable of Mulitplying Output Voltage | |
RU2767978C1 (en) | Method of electric power generation (embodiments) | |
El-Kharashi | Improving the energy conversion process in the switched reluctance motors | |
Ajamloo et al. | Design and optimization of a new TFPM generator with improved torque profile | |
Adnani et al. | Modified unipolar hybrid permanent magnet Vernier machine using Halbach array configuration | |
Kim et al. | Novel dual-rotor single-stator axial flux switching permanent magnet machine with even harmonic elimination topology | |
RU2406212C2 (en) | Contact-free electrical machine | |
KR20190061223A (en) | BLDC motor winding method | |
Pop et al. | Electromagnetic design and finite-element analysis of an axial-flux permanent-magnet machine | |
Supardi et al. | A prototype of low power permanent magnet generator for renewable energy applications | |
Silwal et al. | Synchronous reluctance machine: Combined star-delta winding and rotor eccentricity | |
US10931183B2 (en) | Asynchronous machine | |
Jeong et al. | Performance and design of a novel single-phase hybrid switched reluctance motor for hammer breaker application | |
Wang et al. | A novel stator and rotor dual PM flux modulated machine | |
RU2720353C2 (en) | Voltage generation method | |
Tapia-Hernandez et al. | Efficiency optimization for radial permanent magnets electric generators | |
Zhou et al. | Comparison of electromagnetic performance of superconducting permanent magnet wind power generator with different topologies | |
RamKumar et al. | Selection of pole numbers for a 1 kW switched reluctance generator for wind energy conversion by electromagnetic considerations |