RU2770930C1 - Counter-rotor electric generator - Google Patents

Counter-rotor electric generator Download PDF

Info

Publication number
RU2770930C1
RU2770930C1 RU2021124284A RU2021124284A RU2770930C1 RU 2770930 C1 RU2770930 C1 RU 2770930C1 RU 2021124284 A RU2021124284 A RU 2021124284A RU 2021124284 A RU2021124284 A RU 2021124284A RU 2770930 C1 RU2770930 C1 RU 2770930C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
rotor
counter
contact
current
windings
Prior art date
Application number
RU2021124284A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Алексей Васильевич Егоров
Original Assignee
Алексей Васильевич Егоров
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Алексей Васильевич Егоров filed Critical Алексей Васильевич Егоров
Priority to RU2021124284A priority Critical patent/RU2770930C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2770930C1 publication Critical patent/RU2770930C1/en

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R39/00—Rotary current collectors, distributors or interrupters
    • H01R39/02—Details for dynamo electric machines
    • H01R39/18—Contacts for co-operation with commutator or slip-ring, e.g. contact brush
    • H01R39/30—Liquid contacts
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K23/00—DC commutator motors or generators having mechanical commutator; Universal AC/DC commutator motors

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Motor Or Generator Current Collectors (AREA)

Abstract

FIELD: electrical engineering.
SUBSTANCE: invention relates to electrical engineering. The generator contains a fixed housing with a rotor and a counter rotor movably installed in it. The contact devices are made in the form of sealed dielectric housings, fixed in relation to the generator housing and containing liquid metal. The contact devices for supplying the excitation current provide the supply of an electric excitation current from the contact conductors to the contact rings of the rotor shaft and the rotor windings. The contact devices for removing the generated current provide the supply of generated electric current from the counter rotor windings to the contact rings of the counter rotor and contact conductors connected to external consumers.
EFFECT: increase in the reliability of electric power extraction from the rotating stator is achieved.
1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к электромашиностроению и может быть использовано для создания электрических генераторов высоких удельных характеристик для работы в составе гидро- и ветрогенераторных энергетических установок.The invention relates to electrical engineering and can be used to create electrical generators of high specific characteristics for operation as part of hydro and wind power plants.

Мощность генератора, преобразующего кинетическую энергию потока (жидкости или газа) в иные формы энергии определяется и подтверждается опытно-эмпирической формулой (Описание патента на изобретение РФ №2420670):The power of the generator that converts the kinetic energy of the flow (liquid or gas) into other forms of energy is determined and confirmed by the empirical formula (Description of the patent for the invention of the Russian Federation No. 2420670):

Figure 00000001
Figure 00000001

где V - скорость потока.where V is the flow rate.

D - диаметр ротора преобразователя потока жидкости или газа.D is the diameter of the rotor of the liquid or gas flow converter.

Частота вращения ротора генератора пропорциональна скорости потока. Таким образом, наиболее целесообразный способ повышения мощности генератора - это увеличение частоты вращения ротора генератора относительно неподвижного статора.The frequency of rotation of the generator rotor is proportional to the flow velocity. Thus, the most appropriate way to increase the power of the generator is to increase the frequency of rotation of the generator rotor relative to the stationary stator.

Преобразование энергии потока в электрическую энергию осуществляется электрическими генераторами постоянного и переменного тока.The transformation of flow energy into electrical energy is carried out by electric generators of direct and alternating current.

Известна обратимая машина постоянного тока включающая статор, ротор, обмотки возбуждения, коллектор, контактные щетки (Неисчерпаемая энергия. Кн.1. Ветрогенераторы / B.C. Кривцов, A.M. Олейников, А.И. Яковлев. - Учебник. - Харьков: Нац. аэрокосм, ун-т "Харьк. авиац. ин-т", Севастополь: Севаст. нац. техн. ун-т, 2003. - 400 с.). Первым недостатком известной обратимой электрической машины является надежность щеточно-коллекторного узла, реализующего режим сухого трения. Вторым важным недостатком является невозможность одновременного вращения статора и ротора в противоположных направлениях относительно опорной поверхности.A reversible DC machine is known, including a stator, a rotor, field windings, a collector, contact brushes (Inexhaustible energy. Book 1. Wind generators / B.C. Krivtsov, A.M. Oleinikov, A.I. Yakovlev. - Textbook. - Kharkov: Nat. aerospace, un -t "Khark. Aviation Institute", Sevastopol: Sevast. National Technical University, 2003. - 400 p.). The first disadvantage of the known reversible electric machine is the reliability of the brush-collector assembly that implements the dry friction mode. The second important disadvantage is the impossibility of simultaneous rotation of the stator and rotor in opposite directions relative to the supporting surface.

Частота вращения ротора электрического генератора преобразования энергии потока связана со скоростью движения этого потока и плотностью среды. Увеличение скорости движения потока связано с действием факторов внешней среды и влиять на нее фактически невозможно. Поэтому целесообразно использовать конструкцию электрического генератора, в котором статор и ротор вращаются относительно друг друга и совместно в разных направлениях вращаются относительно некоторого неподвижного корпуса.The frequency of rotation of the rotor of the electric generator for converting the energy of the flow is related to the speed of this flow and the density of the medium. The increase in the flow velocity is associated with the action of environmental factors and it is virtually impossible to influence it. Therefore, it is advisable to use the design of an electric generator in which the stator and rotor rotate relative to each other and jointly rotate in different directions relative to some fixed body.

Известен способ получения электроэнергии контрроторным генератором с электромеханическим приводом и устройство для его осуществления (Патент на изобретение РФ №2368057). Недостатком известного способа и устройства является способ подачи и снятия напряжения с обмоток генератора, реализуемый при помощи контактных колец и токосъемных щеток.A known method of generating electricity counter-rotary generator with an electromechanical drive and a device for its implementation (Patent for the invention of the Russian Federation No. 2368057). The disadvantage of the known method and device is the method of supplying and removing voltage from the generator windings, implemented using slip rings and current collector brushes.

Предлагаемый контрроторный генератор свободен от недостатков описанных конструкций и позволяет осуществлять подачу тока и съем генерируемого электрического тока с высокой надежностью через герметичные жидкометаллические контакты.The proposed counter-rotary generator is free from the shortcomings of the described designs and allows the supply of current and the removal of the generated electric current with high reliability through sealed liquid metal contacts.

Недостатком известного электрического генератора заключается в невозможности противовращения статора по отношению к ротору и невозможности снятия генерируемой электрической энергии со статора, находящегося во вращательном движении.The disadvantage of the known electric generator is the impossibility of counter-rotation of the stator with respect to the rotor and the impossibility of removing the generated electrical energy from the stator, which is in rotational motion.

Изобретение направлено на обеспечение возможности генерации электрической энергии в контрроторном электрическом генераторе и ее надежного съема с вращающегося статора.The invention is aimed at ensuring the possibility of generating electrical energy in a counter-rotor electric generator and its reliable removal from a rotating stator.

Сущность изобретения заключается в том, что контактные устройства подачи тока возбуждения на обмотки ротора выполнены в виде герметичных диэлектрических корпусов, подвижных по отношению к валу ротора и неподвижных по отношению к корпусу контрроторного электрического генератора, содержащих жидкий металл и обеспечивающих подачу электрического тока возбуждения от контактных проводников на контактные кольца вала ротора и обмотки ротора, а контактные устройства съема генерируемого тока с обмоток контрротора выполнены в виде герметичных диэлектрических корпусов в количестве фаз генерируемого тока, подвижных по отношению к валу контрротора и неподвижных по отношению к корпусу контрроторного электрического генератора, содержащих жидкий металл и обеспечивающих подачу генерируемого электрического тока от обмоток контрротора на контактные кольца контрротора и контактные проводники, соединенные с внешними потребителями.The essence of the invention lies in the fact that the contact devices for supplying the excitation current to the rotor windings are made in the form of sealed dielectric housings, movable with respect to the rotor shaft and stationary with respect to the housing of the counter-rotor electric generator, containing liquid metal and providing the supply of electric excitation current from the contact conductors on the slip rings of the rotor shaft and the rotor windings, and the contact devices for collecting the generated current from the counter-rotor windings are made in the form of sealed dielectric cases in the number of phases of the generated current, which are movable with respect to the counter-rotor shaft and fixed with respect to the body of the counter-rotor electric generator, containing liquid metal and ensuring the supply of the generated electric current from the windings of the counterrotor to the contact rings of the counterrotor and contact conductors connected to external consumers.

Новизна изобретения состоит в том, что контрроторный электрический генератор имеет ротор и контрротор с возможностью встречного вращения и вращения внутри неподвижно установленного корпуса с возможностью подачи тока возбуждения на обмотки ротора через герметичные контакты, подвижные по отношению к валу ротора и неподвижные по отношению к корпусу контрроторного электрического генератора, содержащие жидкий металл, и возможностью снятия генерируемого тока через герметичные контакты, подвижные по отношению к валу контрротора и неподвижные по отношению к корпусу контрроторного электрического генератора, содержащие жидкий металл.The novelty of the invention lies in the fact that the counter-rotor electric generator has a rotor and a counter-rotor with the possibility of counter-rotation and rotation inside a fixed housing with the possibility of supplying excitation current to the rotor windings through sealed contacts that are movable with respect to the rotor shaft and fixed with respect to the housing of the counter-rotor electric generator. generator, containing liquid metal, and the possibility of removing the generated current through hermetic contacts, movable with respect to the shaft of the counter-rotor and stationary with respect to the body of the counter-rotor electric generator, containing liquid metal.

На чертеже 1 изображена схема предлагаемого контрроторного электрического генератора.Figure 1 shows a diagram of the proposed counter-rotary electric generator.

Контрроторный электрический генератор содержит ротор 1 жестко связанный с валом ротора 2, установленным в подшипниках контрротора 3 и в подшипниках корпуса 4. Вал ротора 2 содержит контактные кольца 5, находящиеся в контакте с жидким металлом 6 (например, галлием), помещенным в диэлектрические корпуса 7, жестко связанные с корпусом контрроторного электрического генератора 8 и имеющие подвижные герметичные посадки с валом ротора 2. Во внутренние полости диэлектрических корпусов 7 герметично введены контактные проводники 9 для подачи тока возбуждения на обмотки ротора. Подшипники контрротора 3 установлены в контрроторе 10, жестко скрепленного с валом контрротора 11, установленном в подшипниках корпуса 12. Вал контрротора 11 содержит контактные кольца 13, находящиеся в контакте с жидким металлом 14 (например, галлием), помещенным в диэлектрические корпуса 15 (по количеству фаз генерируемого тока), жестко связанные с корпусом контрроторного электрического генератора 8 и имеющие подвижные герметичные посадки с валом контрротора 11. Во внутренние полости диэлектрических корпусов 15 герметично введены контактные проводники 16 для подачи генерируемого контрроторным электрическим генератором электрического тока во внешние электрические цепи.The counter-rotor electric generator contains a rotor 1 rigidly connected to the rotor shaft 2 installed in the bearings of the counter-rotor 3 and in the bearings of the housing 4. The rotor shaft 2 contains slip rings 5 in contact with liquid metal 6 (for example, gallium) placed in dielectric housings 7 , rigidly connected to the housing of the counter-rotor electric generator 8 and having movable sealed fits with the rotor shaft 2. Contact conductors 9 are hermetically inserted into the internal cavities of the dielectric housings 7 to supply the excitation current to the rotor windings. The counterrotor 3 bearings are installed in the counterrotor 10, which is rigidly fastened to the counterrotor shaft 11 installed in the housing 12 bearings. phases of the generated current), rigidly connected to the housing of the counter-rotor electric generator 8 and having movable sealed fits with the counter-rotor shaft 11. Contact conductors 16 are hermetically inserted into the internal cavities of the dielectric housings 15 to supply the electric current generated by the counter-rotor electric generator to external electrical circuits.

Работает предлагаемый контрроторный электрический генератор следующим образом после сообщения крутящих моментов М1 и М2 вал ротора 2 и вал контрротора 11 начинают вращаться в противоположных направлениях, при этом корпус контрроторного электрического генератора остается неподвижным, и осуществляется подача электрического тока через контактные проводники 9, жидкий металл 6 на контактные кольца 5 вала ротора 2 и далее на обмотки ротора (на чертеже 1 не показаны). Вокруг ротора создается электромагнитное поле, которое наводит электрический ток в обмотках (на чертеже 1 не показаны) контрротора 10, который через контактные кольца 13, жидкий металл 14 и контактные проводники 16 подается во внешние электрические цепи.The proposed counter-rotor electric generator works as follows, after the torques M 1 and M 2 are communicated, the rotor shaft 2 and the counter-rotor shaft 11 begin to rotate in opposite directions, while the body of the counter-rotor electric generator remains stationary, and electric current is supplied through contact conductors 9, liquid metal 6 on the slip rings 5 of the rotor shaft 2 and further on the rotor windings (not shown in drawing 1). An electromagnetic field is created around the rotor, which induces an electric current in the windings (not shown in drawing 1) of the counter-rotor 10, which is fed through slip rings 13, liquid metal 14 and contact conductors 16 into external electrical circuits.

Предлагаемый контрроторный электрический генератор позволяет отказаться от прямого механического соприкосновения проводников подачи и съема электрического тока (щеток) с контактными кольцами и тем самым обеспечить возможность надежной подачи тока возбуждения на обмотки ротора и обеспечить возможность надежного съема генерируемого электрического тока с вращающегося контрротора (статора).The proposed counter-rotor electric generator makes it possible to avoid direct mechanical contact of the conductors for supplying and removing electric current (brushes) with slip rings and thereby ensure the possibility of reliable supply of excitation current to the rotor windings and ensure the possibility of reliable removal of the generated electric current from the rotating counter-rotor (stator).

Claims (1)

Контрроторный электрический генератор, содержащий неподвижный корпус с подвижно установленными в нем и по отношению к контрротору ротором, снабженным контактными устройствами подачи тока возбуждения на обмотки ротора, и с подвижно установленным в нем и по отношению к ротору контрротором, снабженным контактными устройствами съема генерируемого его обмотками тока, отличающийся тем, что контактные устройства подачи тока возбуждения на обмотки ротора выполнены в виде герметичных диэлектрических корпусов, подвижных по отношению к валу ротора и неподвижных по отношению к корпусу контрроторного электрического генератора, содержащих жидкий металл и обеспечивающих подачу электрического тока возбуждения от контактных проводников на контактные кольца вала ротора и обмотки ротора, а контактные устройства съема генерируемого тока с обмоток контрротора выполнены в виде герметичных диэлектрических корпусов в количестве фаз генерируемого тока, подвижных по отношению к валу контрротора и неподвижных по отношению к корпусу контрроторного электрического генератора, содержащих жидкий металл и обеспечивающих подачу генерируемого электрического тока от обмоток контрротора на контактные кольца контрротора и контактные проводники, соединенные с внешними потребителями.A counter-rotor electric generator, comprising a fixed housing with a rotor movably installed in it and in relation to the counter-rotor, equipped with contact devices for supplying excitation current to the rotor windings, and with a counter-rotor movably installed in it and in relation to the rotor, equipped with contact devices for collecting the current generated by its windings , characterized in that the contact devices for supplying the excitation current to the rotor windings are made in the form of sealed dielectric housings, movable with respect to the rotor shaft and stationary with respect to the body of the counter-rotor electric generator, containing liquid metal and providing the supply of electric excitation current from the contact conductors to the contact rings of the rotor shaft and the rotor winding, and the contact devices for collecting the generated current from the counter-rotor windings are made in the form of hermetic dielectric housings in the number of phases of the generated current, which are movable with respect to the counter-rotor shaft and fixed along in relation to the housing of the counter-rotor electric generator, containing liquid metal and providing the supply of the generated electric current from the counter-rotor windings to the counter-rotor slip rings and contact conductors connected to external consumers.
RU2021124284A 2021-08-13 2021-08-13 Counter-rotor electric generator RU2770930C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021124284A RU2770930C1 (en) 2021-08-13 2021-08-13 Counter-rotor electric generator

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021124284A RU2770930C1 (en) 2021-08-13 2021-08-13 Counter-rotor electric generator

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2770930C1 true RU2770930C1 (en) 2022-04-25

Family

ID=81306387

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2021124284A RU2770930C1 (en) 2021-08-13 2021-08-13 Counter-rotor electric generator

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2770930C1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2712364A1 (en) * 1976-03-25 1977-09-29 Eriksson Jarl Thure DEVICE FOR TRANSMISSION OF ELECTRICAL CURRENT BETWEEN TWO ELECTRIC LADDERS WHICH CAN BE REVOLVED IN RELATION TO EACH OTHER A COMMON AXIS
FR2465352A1 (en) * 1979-09-10 1981-03-20 Breton Rene Very high power AC or DC generator - has coaxial rotors turning in opposite directions and liq. sliding contacts over generator surface
RU2368057C1 (en) * 2008-03-31 2009-09-20 Геннадий Николаевич Рузанов Method of generating electrical energy using electromechanically actuated contra-rotating generator and device to this end
RU145036U1 (en) * 2014-04-17 2014-09-10 Межрегиональное общественное учреждение "Институт инженерной физики" Mercury Current Collector

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2712364A1 (en) * 1976-03-25 1977-09-29 Eriksson Jarl Thure DEVICE FOR TRANSMISSION OF ELECTRICAL CURRENT BETWEEN TWO ELECTRIC LADDERS WHICH CAN BE REVOLVED IN RELATION TO EACH OTHER A COMMON AXIS
FR2465352A1 (en) * 1979-09-10 1981-03-20 Breton Rene Very high power AC or DC generator - has coaxial rotors turning in opposite directions and liq. sliding contacts over generator surface
RU2368057C1 (en) * 2008-03-31 2009-09-20 Геннадий Николаевич Рузанов Method of generating electrical energy using electromechanically actuated contra-rotating generator and device to this end
RU145036U1 (en) * 2014-04-17 2014-09-10 Межрегиональное общественное учреждение "Институт инженерной физики" Mercury Current Collector

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8405236B2 (en) Brushless DC turbo-hydro electric generator
RU2349014C1 (en) Two-dimensional axial electric machine-generator
US20060192387A1 (en) Buoyant generator
RU2770930C1 (en) Counter-rotor electric generator
CN106321336B (en) A kind of oscillating wave energy power generator
CN101615831B (en) Stator reversing double-rotor generator
RU2370660C1 (en) Hydrogenerator
Egorov et al. Counter-rotating electric generator for wind power plants with liquid metal energy transfer
RU2643522C1 (en) Hybrid wind-solar generator
CN103633800B (en) A kind of horizontal birotor generator
RU2633377C1 (en) Hybrid electric machine-generator
RU2255409C2 (en) Induction generator
CN112713707A (en) Rotation type miniature underwater generator based on magnetic flux density sudden change
CN207069809U (en) Totally-enclosed steam turbine and its integrated permanent-magnet generating set
RU2629017C1 (en) Hybrid axial electric machine-generator
KR101392949B1 (en) Electric motor with mixed generator
Jian et al. Design And Power Generation Performance Analysis of A Rim-Driven Wave Energy Generator
CN214145744U (en) Portable shaftless wind and water dual-purpose generator
RU2636053C2 (en) Method of generation of ac voltages of two different frequencies in three-phase current turbo-generator
EP4098865A1 (en) A self-powered electric generator that works by circulating water in a closed circuit
RU135460U1 (en) ELECTRIC GENERATOR
UA31846U (en) Vertical-axial power unit with use of magnus effect
RU142315U1 (en) THREE-PHASE ASYNCHRONOUS AC GENERATOR WITH SHORT-CLOSED ROTOR
CN208089456U (en) A kind of permanent-magnet synchronous hydroelectric power generating apparatus
RU27151U1 (en) BOTTOM BUTTERFLOWER CURRENT