WO2017007443A1 - Electric generator - Google Patents
Electric generator Download PDFInfo
- Publication number
- WO2017007443A1 WO2017007443A1 PCT/UA2016/000024 UA2016000024W WO2017007443A1 WO 2017007443 A1 WO2017007443 A1 WO 2017007443A1 UA 2016000024 W UA2016000024 W UA 2016000024W WO 2017007443 A1 WO2017007443 A1 WO 2017007443A1
- Authority
- WO
- WIPO (PCT)
- Prior art keywords
- fixed
- disks
- magnetic
- elements
- movable
- Prior art date
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K1/00—Details of the magnetic circuit
- H02K1/06—Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
- H02K1/22—Rotating parts of the magnetic circuit
- H02K1/27—Rotor cores with permanent magnets
-
- 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
- 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
- H02K21/22—Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets with stationary armatures and rotating magnets with magnets rotating around the armatures, e.g. flywheel magnetos
-
- 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
- H02K21/24—Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets with stationary armatures and rotating magnets with magnets axially facing the armatures, e.g. hub-type cycle dynamos
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K29/00—Motors or generators having non-mechanical commutating devices, e.g. discharge tubes or semiconductor devices
- H02K29/03—Motors or generators having non-mechanical commutating devices, e.g. discharge tubes or semiconductor devices with a magnetic circuit specially adapted for avoiding torque ripples or self-starting problems
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K29/00—Motors or generators having non-mechanical commutating devices, e.g. discharge tubes or semiconductor devices
- H02K29/06—Motors or generators having non-mechanical commutating devices, e.g. discharge tubes or semiconductor devices with position sensing devices
- H02K29/08—Motors or generators having non-mechanical commutating devices, e.g. discharge tubes or semiconductor devices with position sensing devices using magnetic effect devices, e.g. Hall-plates, magneto-resistors
Definitions
- the utility model relates to electrical engineering, in particular to electrical machines and can be used in the construction of permanent magnet generators.
- Known magnetoelectric generator which is part of the known wind generator according to the patent for invention RU 2168062 C1, IPC F03D9 / 00, application filing date 12/07/1999, publication date 05/27/2001, containing a supporting frame enclosed in a casing mounted on a rotating shaft with alternating n fixed disks with electromagnets placed around the circumference and, n movable disks with magnetic elements located in its seat sockets, with the possibility of magnetic interaction with the coils and electromagnets of the fixed disk, and fastening to structural elements of the generator.
- magnetic cores are mounted in the stator disks in the form of laden flat rings of ferromagnetic tape with windings on their end parts, and permanent magnets are installed in the mounting sockets made on both sides of the rotor disk.
- stator magnetic cores i.e. fixed disks, made U-shaped and facing their poles mounted radially to the rotor, and each magnetic element is made in in the form of two permanent magnets facing opposite poles mounted radially to the stator and connected by a magnetic core of soft magnetic material.
- a common drawback of the given generators is the lack of reliability and energy efficiency of the generators, due to the complexity of the design solution, the complexity and lack of adaptability of the installation, in which inaccuracies in the technological and operating parameters are adversely affecting the reliability and efficiency of their work.
- the utility model is based on the task of improving the electric generator by changing the design solution, simplifying the device of the electric generator, increasing its manufacturability and reliability, and thereby increasing the energy efficiency of the electric generator.
- the problem is solved in that in an electric generator containing a supporting frame enclosed in a casing, alternating n fixed disks with coils, electromagnets and magnetic field sensors placed around the circumference, and n movable disks with magnetic elements located in its mounting slots are installed on the rotating shaft the possibility of magnetic interaction with coils, magnetic field sensors and electromagnets of the fixed disk, and the fastening of the structural elements of the generator, according to the utility model, is movable the discs have annular projections fixed in height, the mounting slots for the magnetic elements having a cylindrical shape are made through, the grooves are formed on the end side of the movable disk symmetrically to the radial axis of the cylindrical magnetic elements, which form, on one side, are mated to the side of the cylindrical magnetic element, and on the other hand with the lateral surface of the movable disk, while the coils, electromagnets and magnetic field sensors are placed symmetrically on the fixed disk the axis of said cylindrical magnetic elements, movable disks are fixed on a
- the base in the form of a cross and a cover are used as elements of the supporting frame for fixing the studs, through which the stud is passed and fastened with nuts.
- a bipolar Hall sensor is used in the generator as a magnetic field sensor.
- the grooves in the electric generator are made opposite the even-numbered cylindrical magnetic elements.
- neodymium magnets are used as magnetic elements in an electric generator.
- neodymium cylindrical magnets face poles of the same name facing the surface of fixed disks.
- movable disks By performing movable disks with annular projections fixed in height, they are secured to the rotating shaft by means of a threaded connection and secured by a cotter pin passed through the holes in them, the mounting of n movable disks is ensured, leaving a fixed working gap between them, high reliability of the structure and accuracy of energy parameters particular working clearances, which largely eliminated the possible beating and vibration of the disks, increasing reliability and energy ical efficiency of the electric generator.
- the implementation of the landing seat for the magnetic elements having a cylindrical through-shape made it possible to create an electric generator design, in which during installation it became possible to vary the number of fixed disks mounted on a rotating shaft and alternating n fixed disks and n movable disks depending on a given consumer load.
- the placement of magnetic elements in the through holes of the movable disk provides their two-way magnetic interaction with coils, electromagnets and magnetic field sensors placed on both sides of the fixed disks, which ensures high efficiency of their use.
- FIG. 1 section of a General view of the generator
- FIG. 2 - a fragment of a cross section of a General view of the generator in a scale of 1: 2;
- FIG. 3- general view of the electric generator in section along A-A;
- FIG. 4- general view of the electric generator in section along BB;
- FIG. 5 fragment of an electric generator in section along BB;
- FIG. 6 is a view along arrow G of a fragment of an electric generator in section BB;
- FIG. 7 is a connection diagram of the terminals from the coils of the generator.
- the inventive generator contains a supporting frame 1, enclosed in a casing 2, mounted on a rotating shaft 3 with alternating n fixed disks 4 with coils 5 arranged around the circumference, magnetic field sensors 6 and electromagnets 7, and n movable disks 8 with placed in its mounting slots 9 magnetic elements 10 with the possibility of magnetic interaction with coils 5, magnetic field sensors 6 and electromagnets 7 of the fixed disk 4 and, the mounting of structural elements electric generator.
- the movable disks 8 have annular projections fixed in height 11.
- the seating seats 9 for the magnetic elements 10, having a cylindrical shape, are made through.
- grooves 12 are made, forming 13 of which, on the one hand, are mated to the side of the cylindrical magnetic element 10, and on the other hand, to the side of the movable disk 8.
- the movable disks 8 are fixed on the rotating shaft 3 by means of a threaded connection 14 and fixed, passed through the holes in them 15 with a cotter pin 16.
- the fixed disks 4 are fastened to each other, passed through the holes 17 in them with a pin 18, is fixed in the elements of the supporting frame 1.
- the elements of the supporting frame 1, for fixing the pin 18, use its base 19 in the form of a cross and a cover 20 through holes 17 in which the pin 18 is passed and fastened with nuts 21.
- a magnetic field sensor 6 use a bipolar sensor Hall.
- the grooves 12 are made opposite the even-numbered cylindrical magnetic elements 10, for which neodymium magnets are used.
- the rotating shaft 3 is placed in bearings 22, 23 installed in the spider 19 and the cover 20, respectively.
- On the free end of the rotating shaft 3 there is a flywheel pulley 24 under the V-belt 25.
- the flywheel pulley 24 is mounted on the rotating shaft 3 by means of a spline nut 26.
- a conical bearing 22 is mounted under the rotating shaft 3 in the crosspiece 19, and in the cover 20 under the mentioned shaft 3 mounted ball radial bearing 23.
- An equal distance between the fixed disks 4 is set by means of the distance bushings 28.
- the components of the electric generator, in particular the crosspiece 19, in which the tapered bearing 22 is mounted, are preliminarily prepared.
- the initial position of the cover 20, with the ball radial bearing 23 mounted in it and the shaft 3 pressed into it, is located in basis.
- the studs 18 are passed and fastened to them on both sides of the cover by the nuts 21.
- the distance bushings 28 are put on the studs 18 and fastened by nuts.
- a movable disk 8 with cylindrical magnetic elements 10 is screwed onto the rotating shaft 3 until it stops in the annular protrusion 1 1.
- the cylindrical magnetic elements 10 are installed in the through seat 9 with the possibility of magnetic interaction with coils 5, magnetic field sensors 6 and electromagnets 7 fixed disk 4.
- the magnetic elements 10 of the movable disk 8 create magnetic fluxes that flow through the coils 5 and electromagnets 7.
- the magnetic fluxes flowing in the magnetic circuits of the mentioned coils 5 and electromagnets 7 become variable and penetrating them in last heel induce electromotive force which appears across the terminals of diode rectifier 27 and storage capacitor to the battery (not shown).
- a bipolar Hall sensor which responds to a change in the polarity of the magnetic field, the electric circuit of the electric generator is controlled (not shown in the drawing).
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)
Abstract
An electric generator contains stationary disks (4) having circumferentially-disposed coils, electromagnets (7) and magnetic field sensors (6), and also movable disks (8) having cylindrical magnetic elements (10) positioned in seating sockets thereof. The movable disks have annular protrusions. Grooves are provided in the side surface of the movable disks, symmetrically to the radial axis of the cylindrical magnetic elements. The coils, electromagnets and magnetic field sensors are disposed on a stationary disk, symmetrically to the radial axis of the aforementioned cylindrical magnetic elements. The movable disks are secured to a rotating shaft by means of a threaded connection, and are affixed by a cotter pin which is passed through openings therein. The stationary disks are interconnected by means of a threaded rod passed through openings therein.
Description
Электрогенератор Electric generator
Полезная модель относится к электротехнике, в частности к электрическим машинам и может быть использована в конструкциях электрогенераторов с постоянными магнитами. The utility model relates to electrical engineering, in particular to electrical machines and can be used in the construction of permanent magnet generators.
Известен магнитоэлектрический генератор, входящий в состав известного ветрогенератора по патенту на изобретение RU 2168062 С1, МПК F03D9/00, дата подачи заявки 07.12.1999г., дата публикации 27.05.2001г., содержащий несущий каркас, заключенный в кожух, установленные на вращающемся валу с чередованием п неподвижных дисков с размещенными по окружности электромагнитами и, п подвижных дисков с размещенными в его посадочных гнездах магнитными элементами, с возможностью магнитного взаимодействия с катушками и электромагнитами неподвижного диска, и крепление конструктивных элементов электрогенератора. Known magnetoelectric generator, which is part of the known wind generator according to the patent for invention RU 2168062 C1, IPC F03D9 / 00, application filing date 12/07/1999, publication date 05/27/2001, containing a supporting frame enclosed in a casing mounted on a rotating shaft with alternating n fixed disks with electromagnets placed around the circumference and, n movable disks with magnetic elements located in its seat sockets, with the possibility of magnetic interaction with the coils and electromagnets of the fixed disk, and fastening to structural elements of the generator.
В отличие от заявляемой полезной модели в диски статора вмонтированы магнитопроводы в виде шихтованных плоских колец из ферромагнитной ленты с обмотками на их торцевых частях, а постоянные магниты установлены в посадочных гнездах, выполненные по обе стороны диска ротора. In contrast to the claimed utility model, magnetic cores are mounted in the stator disks in the form of laden flat rings of ferromagnetic tape with windings on their end parts, and permanent magnets are installed in the mounting sockets made on both sides of the rotor disk.
Наиболее близким аналогом к заявляемой полезной модели по совокупности признаков и достигаемому техническому результату является электрогенератор по патенту RU 2534046С1, МПК Н02К21/24(2006.01), дата подачи заявки 10.06.2013г., дата публикации 27.1 1.2014г., содержащий несущий каркас, заключенный в кожух, установленные на вращающемся валу с чередованием п неподвижных дисков, с размещенными по окружности катушками, датчиками магнитного поля и электромагнитами, и п подвижных дисков с размещенными в его посадочных гнездах магнитными элементами с возможностью магнитного взаимодействия с катушками, электромагнитами и датчиками магнитного поля неподвижного диска и крепления конструктивных элементов электрогенератора. The closest analogue to the claimed utility model in terms of the set of features and the technical result achieved is an electric generator according to patent RU 2534046С1, IPC Н02К21 / 24 (2006.01), application filing date 10.06.2013, publication date 27.1 01.2014, containing a supporting frame enclosed in a casing mounted on a rotating shaft with alternating n fixed disks, with coils placed around the circumference, magnetic field sensors and electromagnets, and n movable disks with magnetic elements placed in its mounting sockets with the possibility of Agnitic interaction with coils, electromagnets and magnetic field sensors of a fixed disk and fastening of structural elements of an electric generator.
В отличие от заявляемой полезной модели магнитопроводы статора, т.е. неподвижных дисков, выполнены П-образными и обращены своими полюсами, установленными радиально, к ротору, а каждый магнитный элемент выполнен в
виде двух постоянных магнитов, обращенных разноименными полюсами, установленными радиально к статору и соединенных магнитопроводом из магнитомягкого материала. In contrast to the claimed utility model, the stator magnetic cores, i.e. fixed disks, made U-shaped and facing their poles mounted radially to the rotor, and each magnetic element is made in in the form of two permanent magnets facing opposite poles mounted radially to the stator and connected by a magnetic core of soft magnetic material.
Общим недостатком приведенных электрогенераторов является недостаточная надежность и энергетическая эффективность генераторов, обусловленная сложностью конструктивного решения, трудоемкостью и не технологичностью монтажа, при которой допускаются неточности технологических и рабочих параметров, негативно отражающиеся на надежности и эффективности их работы. A common drawback of the given generators is the lack of reliability and energy efficiency of the generators, due to the complexity of the design solution, the complexity and lack of adaptability of the installation, in which inaccuracies in the technological and operating parameters are adversely affecting the reliability and efficiency of their work.
В основу полезной модели поставлена задача, усовершенствовать электрогенератор путем изменения конструктивного решения, упростить устройство электрогенератора, повысить его технологичность и надежность, и за счет этого повысить энергетическую эффективность электрогенератора. The utility model is based on the task of improving the electric generator by changing the design solution, simplifying the device of the electric generator, increasing its manufacturability and reliability, and thereby increasing the energy efficiency of the electric generator.
Задача решена тем, что в электрогенераторе, содержащем несущий каркас, заключенный в кожух, установлены на вращающемся валу с чередованием п неподвижных дисков с размещенными по окружности катушками, электромагнитами и датчиками магнитного поля, и п подвижных дисков с размещенными в его посадочных гнездах магнитными элементами с возможностью магнитного взаимодействия с катушками, датчиками магнитного поля и электромагнитами неподвижного диска, и крепление конструктивных элементов электрогенератора, согласно полезной модели, подвижные диски имеют фиксированные по высоте кольцевые выступы, посадочные гнезда под магнитные элементы, имеющие цилиндрическую форму, выполнены сквозными, на торцевой стороне подвижного диска симметрично радиальной оси цилиндрических магнитных элементов выполнены проточки, образующие которой, с одной стороны сопряжены с боковой стороной цилиндрического магнитного элемента, а с другой стороны с боковой поверхностью подвижного диска, при этом катушки, электромагниты и датчики магнитного поля размещены на неподвижном диске симметрично радиальной оси упомянутых цилиндрических магнитных элементов, подвижные диски закреплены на вращающемся валу посредством резьбового соединения и зафиксированы, пропущенным сквозь отверстия в них шплинтом, а
неподвижные диски скреплены между собой, пропущенной сквозь отверстия в них шпилькой, зафиксированной в элементах несущего каркаса. The problem is solved in that in an electric generator containing a supporting frame enclosed in a casing, alternating n fixed disks with coils, electromagnets and magnetic field sensors placed around the circumference, and n movable disks with magnetic elements located in its mounting slots are installed on the rotating shaft the possibility of magnetic interaction with coils, magnetic field sensors and electromagnets of the fixed disk, and the fastening of the structural elements of the generator, according to the utility model, is movable the discs have annular projections fixed in height, the mounting slots for the magnetic elements having a cylindrical shape are made through, the grooves are formed on the end side of the movable disk symmetrically to the radial axis of the cylindrical magnetic elements, which form, on one side, are mated to the side of the cylindrical magnetic element, and on the other hand with the lateral surface of the movable disk, while the coils, electromagnets and magnetic field sensors are placed symmetrically on the fixed disk the axis of said cylindrical magnetic elements, movable disks are fixed on a rotating shaft by means of a threaded connection and are fixed through a cotter pin through holes in them, and the fixed disks are fastened together, passed through the holes in them with a pin fixed in the elements of the supporting frame.
Согласно полезной модели в электрогенераторе в качестве элементов несущего каркаса для фиксации шпильки используют его основание в виде крестовины и крышку, через отверстия в которых пропускают шпильку и скрепляют гайками. According to a utility model in an electric generator, the base in the form of a cross and a cover are used as elements of the supporting frame for fixing the studs, through which the stud is passed and fastened with nuts.
Согласно полезной модели в электрогенераторе в качестве датчика магнитного поля используют биполярный датчик Холла. According to a utility model, a bipolar Hall sensor is used in the generator as a magnetic field sensor.
Согласно полезной модели в электрогенераторе проточки выполнены напротив четных по счету цилиндрических магнитных элементов. According to a utility model, the grooves in the electric generator are made opposite the even-numbered cylindrical magnetic elements.
Согласно полезной модели в электрогенераторе в качестве магнитных элементов используют неодимовые магниты. According to a utility model, neodymium magnets are used as magnetic elements in an electric generator.
Согласно полезной модели неодимовые магниты цилиндрической формы обращены одноименными полюсами к поверхности неподвижных дисков. According to a utility model, neodymium cylindrical magnets face poles of the same name facing the surface of fixed disks.
Выполнением подвижных дисков с фиксированными по высоте кольцевыми выступами их закрепление на вращающемся валу посредством резьбового соединения и их фиксации пропущенным сквозь отверстия в них шплинтом, обеспечивается оперативность монтажа п подвижных дисков с оставлением между ними фиксированного рабочего промежутка, высокая надежность конструкции и точность энергетических параметров, в частности рабочих зазоров, что позволило в значительной степени исключить возможные биения и вибрации дисков, повысить надежность и энергетическую эффективность электрогенератора. By performing movable disks with annular projections fixed in height, they are secured to the rotating shaft by means of a threaded connection and secured by a cotter pin passed through the holes in them, the mounting of n movable disks is ensured, leaving a fixed working gap between them, high reliability of the structure and accuracy of energy parameters particular working clearances, which largely eliminated the possible beating and vibration of the disks, increasing reliability and energy ical efficiency of the electric generator.
Выполнение посадочного гнезда под магнитные элементы, имеющие цилиндрическую форму сквозными позволило создать конструкцию электрогенератора, в котором при монтаже стало возможным варьировать количеством установленных на вращающемся валу с чередованием п неподвижных дисков и п подвижных дисков в зависимости от заданной потребительской нагрузки. Кроме того, размещение магнитных элементов в сквозных отверстиях подвижного диска обеспечивает двухстороннее их магнитное взаимодействие с размещенными по обе его стороны катушками, электромагнитами и датчиками магнитного поля на неподвижных дисках, что обеспечивает высокую эффективность их использования.
Выполнение на торцевой стороне подвижного диска симметрично радиальной оси цилиндрических магнитных элементов проточки, образующие которой с одной стороны сопряжены с боковой стороной цилиндрического магнитного элемента, а с другой стороны с боковой поверхностью подвижного диска и размещение катушек, электромагнитов и датчиков магнитного поля на неподвижном диске симметрично радиальной оси упомянутых цилиндрических магнитных элементов достигнуто их непосредственное магнитное взаимодействие с обнаженным участком боковой поверхности цилиндрического магнита, что позволило значительно повысить эффективность их магнитного взаимодействия. The implementation of the landing seat for the magnetic elements having a cylindrical through-shape made it possible to create an electric generator design, in which during installation it became possible to vary the number of fixed disks mounted on a rotating shaft and alternating n fixed disks and n movable disks depending on a given consumer load. In addition, the placement of magnetic elements in the through holes of the movable disk provides their two-way magnetic interaction with coils, electromagnets and magnetic field sensors placed on both sides of the fixed disks, which ensures high efficiency of their use. The execution on the front side of the movable disk symmetrically to the radial axis of the cylindrical magnetic elements of the grooves, which are formed on one side are mated with the side of the cylindrical magnetic element, and on the other hand with the side surface of the movable disk and the placement of coils, electromagnets and magnetic field sensors on the fixed disk is symmetrically radial the axis of the said cylindrical magnetic elements, their direct magnetic interaction with the exposed portion of the lateral surface is achieved spines of a cylindrical magnet, which allowed to significantly increase the efficiency of their magnetic interaction.
Закрепление подвижных дисков на вращающемся валу посредством резьбового соединения и их фиксацию пропущенным сквозь отверстия в них шплинтом, позволило исключить биение и вибрации дисков на валу, которые приводят к дестабилизации энергетических параметров и, как следствие, к снижению энергетической эффективности электрогенератора. The fastening of the movable disks to the rotating shaft by means of a threaded connection and their fixation by a cotter pin passing through the holes in them made it possible to eliminate runout and vibration of the disks on the shaft, which lead to destabilization of the energy parameters and, as a result, to a decrease in the energy efficiency of the electric generator.
Скреплением неподвижных дисков между собой, пропущенной сквозь отверстия в них шпилькой, зафиксированной в элементах несущего каркаса, достигнута технологичность и надежность их монтажа. By fastening the fixed disks to each other, passed through the holes in them with a pin fixed in the elements of the supporting frame, the manufacturability and reliability of their installation are achieved.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, где: The essence of the utility model is illustrated by drawings, where:
фиг. 1 - сечение общего вида электрогенератора; FIG. 1 - section of a General view of the generator;
фиг. 2 - фрагмент сечения общего вида электрогенератора в масштабе 1 :2; FIG. 2 - a fragment of a cross section of a General view of the generator in a scale of 1: 2;
фиг. 3- общий вид электрогенератора в сечении по А- А; FIG. 3- general view of the electric generator in section along A-A;
фиг. 4- общий вид электрогенератора в сечении по В-В; FIG. 4- general view of the electric generator in section along BB;
фиг. 5- фрагмент электрогенератора в сечении по Б-Б; FIG. 5 - fragment of an electric generator in section along BB;
фиг.6- вид по стрелке Г фрагмента электрогенератора в сечении Б-Б; 6 is a view along arrow G of a fragment of an electric generator in section BB;
фиг.7- схема соединения выводов с катушек электрогенератора. 7 is a connection diagram of the terminals from the coils of the generator.
Заявляемый электрогенератор содержит несущий каркас 1, заключенный в кожух 2, установленные на вращающемся валу 3 с чередованием п неподвижных дисков 4 с размещенными по окружности катушками 5, датчиками магнитного поля 6 и электромагнитами 7, и п подвижных дисков 8 с размещенными в его посадочных гнездах 9 магнитными элементами 10 с возможностью магнитного взаимодействия с катушками 5, датчиками магнитного поля 6 и электромагнитами 7 неподвижного диска 4 и, крепление конструктивных элементов
электрогенератора. Подвижные диски 8 имеют фиксированные по высоте кольцевые выступы 11. Посадочные гнезда 9 под магнитные элементы 10, имеющие цилиндрическую форму, выполнены сквозными. На торцевой стороне подвижного диска 8 симметрично радиальной оси цилиндрических магнитных элементов 10 выполнены проточки 12, образующие 13 которой, с одной стороны, сопряжены с боковой стороной цилиндрического магнитного элемента 10, а с другой стороны, с боковой стороной подвижного диска 8. Подвижные диски 8 закреплены на вращающемся валу 3 посредством резьбового соединения 14 и зафиксированы, пропущенным сквозь отверстия в них 15 шплинтом 16. Неподвижные диски 4 скреплены между собой, пропущенной сквозь отверстия 17 в них шпилькой 18, зафиксированной в элементах несущего каркаса 1. В качестве элементов несущего каркаса 1 для фиксации шпильки 18 используют его основание 19 в виде крестовины и крышку 20 через отверстия 17, в которых пропускают шпильку 18 и скрепляют гайками 21. В качестве датчика магнитного поля 6 используют биполярный датчик Холла. Проточки 12 выполнены напротив четных по счету цилиндрических магнитных элементов 10, в качестве которых используют неодимовые магниты. Вращающийся вал 3 размещен в подшипниках 22, 23 установленных в крестовине 19 и крышке 20 соответственно. На свободном конце вращающегося вала 3 размещен шкив-маховик 24 под клиновой ремень 25. Шкив- маховик 24 закреплен на вращающемся валу 3 посредством шлицевой гайки 26. В крестовине 19 под вращающийся вал 3 смонтирован конический подшипник 22, а в крышке 20 под упомянутый вал 3 смонтирован шариковый радиальный подшипник 23. Выводные клеммы 27 с обмоток катушек 5 через диодный выпрямитель и накопительный конденсатор подсоединены к аккумуляторной батарее (на чертеже не показано). Равное расстояние между неподвижными дисками 4 устанавливают посредством дистанционных втулок 28. The inventive generator contains a supporting frame 1, enclosed in a casing 2, mounted on a rotating shaft 3 with alternating n fixed disks 4 with coils 5 arranged around the circumference, magnetic field sensors 6 and electromagnets 7, and n movable disks 8 with placed in its mounting slots 9 magnetic elements 10 with the possibility of magnetic interaction with coils 5, magnetic field sensors 6 and electromagnets 7 of the fixed disk 4 and, the mounting of structural elements electric generator. The movable disks 8 have annular projections fixed in height 11. The seating seats 9 for the magnetic elements 10, having a cylindrical shape, are made through. On the end side of the movable disk 8 symmetrically to the radial axis of the cylindrical magnetic elements 10, grooves 12 are made, forming 13 of which, on the one hand, are mated to the side of the cylindrical magnetic element 10, and on the other hand, to the side of the movable disk 8. The movable disks 8 are fixed on the rotating shaft 3 by means of a threaded connection 14 and fixed, passed through the holes in them 15 with a cotter pin 16. The fixed disks 4 are fastened to each other, passed through the holes 17 in them with a pin 18, is fixed in the elements of the supporting frame 1. As the elements of the supporting frame 1, for fixing the pin 18, use its base 19 in the form of a cross and a cover 20 through holes 17 in which the pin 18 is passed and fastened with nuts 21. As a magnetic field sensor 6 use a bipolar sensor Hall. The grooves 12 are made opposite the even-numbered cylindrical magnetic elements 10, for which neodymium magnets are used. The rotating shaft 3 is placed in bearings 22, 23 installed in the spider 19 and the cover 20, respectively. On the free end of the rotating shaft 3 there is a flywheel pulley 24 under the V-belt 25. The flywheel pulley 24 is mounted on the rotating shaft 3 by means of a spline nut 26. A conical bearing 22 is mounted under the rotating shaft 3 in the crosspiece 19, and in the cover 20 under the mentioned shaft 3 mounted ball radial bearing 23. The output terminals 27 from the windings of the coils 5 through a diode rectifier and a storage capacitor connected to the battery (not shown). An equal distance between the fixed disks 4 is set by means of the distance bushings 28.
Сведения, подтверждающие возможность промышленного использования полезной модели. Information confirming the possibility of industrial use of the utility model.
Предварительно подготавливают составные части электрогенератора, в частности крестовину 19, в которой установлен конический подшипник 22. При монтаже исходное положение крышки 20, с смонтированным в ней шариковым радиальным подшипником 23, и запрессованным в него валом 3, находится в
основании. Далее через отверстия 17 снизу в крышке 20 пропускают шпильки 18 и скрепляют их по обе стороны от крышки гайками 21. Надевают на шпильки 18 дистанционные втулки 28 и скрепляют их гайками. После чего на вращающийся вал 3 накручивают подвижный диск 8 с цилиндрическими магнитными элементами 10 до упора в кольцевой выступ 1 1. При этом цилиндрические магнитные элементы 10 устанавливают в сквозном посадочном гнезде 9 с возможностью магнитного взаимодействия с катушками 5, датчиками магнитного поля 6 и электромагнитами 7 неподвижного диска 4. Сверху подвижного диска 8 через свободные концы упомянутых шпилек 18 размещают неподвижный диск 4 и дистанционные втулки 28 под последующий неподвижный диск 4. Над неподвижным диском 4 закручивают последующий подвижный диск 8 до упора в кольцевые выступы предыдущего подвижного диска 8. Последующее размещение дисков с чередованием п неподвижных дисков 4 с размещенными по окружности катушками 5, датчиками магнитного поля 6 и электромагнитами 7, и п подвижных дисков 8 с размещенными в его посадочных гнездах 9 магнитными элементами 10 с возможностью магнитного взаимодействия с катушками 5, датчиками магнитного поля 6 и электромагнитами 7 неподвижного диска 4, осуществляется аналогичным способом. При этом, датчик магнитного поля в качестве которого используют датчик Холла 6 и электромагнит 7 размещают на неподвижном диске 4 симметрично радиальной оси упомянутых цилиндрических магнитных элементов 10 и проточки 12. После набора соответствующего количества дисков, необходимых для обеспечения заданной потребительской нагрузки, подвижные диски 8 стягивают шплинтами 16, установленные с натягом в отверстиях 15. Потом устанавливают крестовину 19. При этом вал 3 запрессовывают в конический подшипник 22 с вылетом его свободного конца. Через отверстия 17 в крестовине пропускают шпильки 18 и затягивают их гайками 21. На свободный конец вала 3 насаживают шкив-маховик 24 под клиновой ремень 25, который крепят шлицевой гайкой 26. Полученный, таким образом, несущий каркас 1 с электромагнитной системой в сборе, заключают в кожух 2. Собранную конструкцию переворачивают в исходное рабочее положение, при котором крестовина 19 находиться в основании, а крышка 20, соответственно, наверху конструкции.
Для обеспечения работы, в заявляемом электрогенераторе, посредством клинового ремня 25 или привода приводят во вращение вал 3. При вращении вала 3 магнитные элементы 10 подвижного диска 8 создают магнитные потоки, которые протекают через катушки 5 и электромагниты 7. В результате вращения подвижных дисков 8 с цилиндрическими магнитными элементами 10 между неподвижными дисками 4 с катушками 5 и электромагнитами 7, магнитные потоки, протекающие в магнитопроводах упомянутых катушек 5 и электромагнитов 7, становятся переменными и, пронизывая их обмотки наводят в последних электродвижущую силу, которая выводится клеммами 27 через диодный выпрямитель и накопительный конденсатор на аккумуляторную батарею (на чертеже не показано). Посредством биполярного датчика Холла, который реагирует на смену полярности магнитного поля, обеспечивается управление электрической схемой электрогенератора ( на чертеже не показано).
The components of the electric generator, in particular the crosspiece 19, in which the tapered bearing 22 is mounted, are preliminarily prepared. When mounting, the initial position of the cover 20, with the ball radial bearing 23 mounted in it and the shaft 3 pressed into it, is located in basis. Next, through the holes 17 from the bottom in the cover 20, the studs 18 are passed and fastened to them on both sides of the cover by the nuts 21. The distance bushings 28 are put on the studs 18 and fastened by nuts. After that, a movable disk 8 with cylindrical magnetic elements 10 is screwed onto the rotating shaft 3 until it stops in the annular protrusion 1 1. In this case, the cylindrical magnetic elements 10 are installed in the through seat 9 with the possibility of magnetic interaction with coils 5, magnetic field sensors 6 and electromagnets 7 fixed disk 4. On top of the movable disk 8 through the free ends of the above-mentioned studs 18 place a fixed disk 4 and spacer sleeves 28 under the subsequent stationary disk 4. Above the fixed disk 4 subsequent movable disk 8 until it stops in the annular protrusions of the previous movable disk 8. Subsequent placement of disks with alternating n fixed disks 4 with coils 5 arranged around the circumference, magnetic field sensors 6 and electromagnets 7, and n movable disks 8 with placed in its seat slots 9 magnetic elements 10 with the possibility of magnetic interaction with coils 5, magnetic field sensors 6 and electromagnets 7 of the fixed disk 4, is carried out in a similar way. At the same time, the magnetic field sensor is used as a Hall sensor 6 and the electromagnet 7 is placed on a fixed disk 4 symmetrically to the radial axis of the aforementioned cylindrical magnetic elements 10 and the groove 12. After dialing the appropriate number of disks necessary to provide a given consumer load, the movable disks 8 are pulled together cotter pins 16 installed with an interference fit in the holes 15. Then install a crosspiece 19. In this case, the shaft 3 is pressed into a tapered bearing 22 with the departure of its free end. Studs 18 are passed through holes 17 in the crosspiece and tightened with nuts 21. On the free end of shaft 3, a flywheel pulley 24 is inserted under the V-belt 25, which is secured with a slotted nut 26. Thus obtained, the supporting frame 1 with the electromagnetic system assembly is enclosed into the casing 2. The assembled structure is turned over to its original working position, in which the crosspiece 19 is at the base, and the cover 20, respectively, is at the top of the structure. To ensure operation, in the inventive generator, by means of a V-belt 25 or a drive, the shaft 3 is rotated. When the shaft 3 is rotated, the magnetic elements 10 of the movable disk 8 create magnetic fluxes that flow through the coils 5 and electromagnets 7. As a result of the rotation of the movable disks 8 s cylindrical magnetic elements 10 between the fixed disks 4 with coils 5 and electromagnets 7, the magnetic fluxes flowing in the magnetic circuits of the mentioned coils 5 and electromagnets 7 become variable and penetrating them in last heel induce electromotive force which appears across the terminals of diode rectifier 27 and storage capacitor to the battery (not shown). By means of a bipolar Hall sensor, which responds to a change in the polarity of the magnetic field, the electric circuit of the electric generator is controlled (not shown in the drawing).
Claims
1. Электрогенератор, содержащий несущий каркас, заключенный в кожух, установленные на вращающемся валу с чередованием п неподвижных дисков с размещенными по окружности катушками, электромагнитами и датчиками магнитного поля и п подвижных дисков с размещенными в его посадочных гнездах магнитными элементами с возможностью магнитного взаимодействия с катушками, датчиками магнитного поля и электромагнитами неподвижного диска и, крепление конструктивных элементов электрогенератора, отличающийся тем, что подвижные диски имеют фиксированные по высоте кольцевые выступы, посадочные гнезда под магнитные элементы, имеющие цилиндрическую форму, выполнены сквозными, на торцевой стороне подвижного диска симметрично радиальной оси цилиндрических магнитных элементов выполнены проточки, образующие которой, с одной стороны сопряжены с боковой стороной цилиндрического магнитного элемента, а с другой стороны с боковой поверхностью подвижного диска, при этом катушки, электромагниты и датчики магнитного поля размещены на неподвижном диске симметрично радиальной оси упомянутых цилиндрических магнитных элементов, подвижные диски закреплены на вращающемся валу посредством резьбового соединения и зафиксированы, пропущенным сквозь отверстия в них шплинтом, а неподвижные диски скреплены между собой, пропущенной сквозь отверстия в них шпилькой, зафиксированной в элементах несущего каркаса. 1. An electric generator containing a supporting frame enclosed in a casing, mounted on a rotating shaft with alternating n fixed disks with coils placed around the circumference, electromagnets and magnetic field sensors and n movable disks with magnetic elements placed in its mounting sockets with the possibility of magnetic interaction with coils , magnetic field sensors and electromagnets of a fixed disk and, mounting of structural elements of the generator, characterized in that the movable disks are fixed annular protrusions that are higher in height, seat seats for magnetic elements having a cylindrical shape, are made through, grooves are made on the end side of the movable disk symmetrically to the radial axis of the cylindrical magnetic elements, which form, on the one hand, are mated to the side of the cylindrical magnetic element, and on the other side with the lateral surface of the movable disk, while the coils, electromagnets and magnetic field sensors are placed on the fixed disk symmetrically to the radial axis of the above indricheskih magnetic elements, movable wheels are fixed to a rotating shaft by a threaded connection and recorded, passed through the holes therein a locking pin, fixed wheels and bonded to each other, skipped through holes in them a pin fixed in the supporting frame elements.
2. Электрогенератор по п.1, отличающийся тем, что в качестве элементов несущего каркаса для фиксации шпильки используют его основание в виде крестовины и крышку, через отверстия в которых пропускают шпильку и скрепляют гайками. 2. The generator according to claim 1, characterized in that as the elements of the supporting frame for fixing the studs, use its base in the form of a cross and a cover through which holes pass the stud and fasten with nuts.
3. Электрогенератор по п.1, отличающийся тем, что в качестве датчика магнитного поля используют биполярный датчик Холла. 3. The generator according to claim 1, characterized in that a bipolar Hall sensor is used as a magnetic field sensor.
4. Электрогенератор по п.1, отличающийся тем, что проточки выполнены напротив четных по счету цилиндрических магнитных элементов. 4. The generator according to claim 1, characterized in that the grooves are made opposite the even-numbered cylindrical magnetic elements.
5. Электрогенератор по п.1, отличающийся тем, что в качестве магнитных элементов используют неодимовые магниты.
5. The generator according to claim 1, characterized in that neodymium magnets are used as magnetic elements.
6. Электрогенератор по п.1, отличающийся тем, что неодимовые магниты цилиндрической формы обращены одноименными полюсами к поверхности неподвижных дисков.
6. The generator according to claim 1, characterized in that the cylindrical neodymium magnets face the same poles to the surface of the fixed disks.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| UAU201506674 | 2015-07-06 | ||
| UAU201506674U UA103379U (en) | 2015-07-06 | 2015-07-06 | Electric generator |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| WO2017007443A1 true WO2017007443A1 (en) | 2017-01-12 |
Family
ID=55171827
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PCT/UA2016/000024 WO2017007443A1 (en) | 2015-07-06 | 2016-02-24 | Electric generator |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| UA (1) | UA103379U (en) |
| WO (1) | WO2017007443A1 (en) |
Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2059518A (en) * | 1934-11-19 | 1936-11-03 | Thomas J Harley | Magneto rotor |
| US3917988A (en) * | 1974-08-07 | 1975-11-04 | Magna Motor Inc | Selectively variable timing means for a brushless electric motor |
| KR20060081179A (en) * | 2005-01-07 | 2006-07-12 | 조정원 | A structure of high efficient electric motor |
| GB2487033A (en) * | 2009-11-19 | 2012-07-04 | Kwoang Seog Shin | High efficiency motor utilizing repulsive force of permanent magnet |
| WO2014036883A1 (en) * | 2012-09-04 | 2014-03-13 | Wei Lehan | Permanent magnet laminated motor |
| WO2014089613A1 (en) * | 2012-12-10 | 2014-06-19 | Axiflux Holdings Pty Ltd | Electric motor/generator with integrated differential |
| US20140175957A1 (en) * | 2012-05-30 | 2014-06-26 | Zhongshan Broad-Ocean Motor Co., Ltd. | Rotor assembly and brushless dc motor comprising the same |
| RU2534046C1 (en) * | 2013-06-10 | 2014-11-27 | Алексей Владимирович Дозоров | Electric power generator |
| WO2015056709A1 (en) * | 2013-10-16 | 2015-04-23 | 株式会社Ｍａｄｉ | Electric motor |
-
2015
- 2015-07-06 UA UAU201506674U patent/UA103379U/en unknown
-
2016
- 2016-02-24 WO PCT/UA2016/000024 patent/WO2017007443A1/en active Application Filing
Patent Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2059518A (en) * | 1934-11-19 | 1936-11-03 | Thomas J Harley | Magneto rotor |
| US3917988A (en) * | 1974-08-07 | 1975-11-04 | Magna Motor Inc | Selectively variable timing means for a brushless electric motor |
| KR20060081179A (en) * | 2005-01-07 | 2006-07-12 | 조정원 | A structure of high efficient electric motor |
| GB2487033A (en) * | 2009-11-19 | 2012-07-04 | Kwoang Seog Shin | High efficiency motor utilizing repulsive force of permanent magnet |
| US20140175957A1 (en) * | 2012-05-30 | 2014-06-26 | Zhongshan Broad-Ocean Motor Co., Ltd. | Rotor assembly and brushless dc motor comprising the same |
| WO2014036883A1 (en) * | 2012-09-04 | 2014-03-13 | Wei Lehan | Permanent magnet laminated motor |
| WO2014089613A1 (en) * | 2012-12-10 | 2014-06-19 | Axiflux Holdings Pty Ltd | Electric motor/generator with integrated differential |
| RU2534046C1 (en) * | 2013-06-10 | 2014-11-27 | Алексей Владимирович Дозоров | Electric power generator |
| WO2015056709A1 (en) * | 2013-10-16 | 2015-04-23 | 株式会社Ｍａｄｉ | Electric motor |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| UA103379U (en) | 2015-12-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0627805B1 (en) | Electromagnetic machine | |
| US8994238B2 (en) | Energy conversion device | |
| AU2013236987B2 (en) | Brushless DC motor | |
| US3502914A (en) | Stepping motor rotor and stator with plastic embedded laminated pole pieces and method of making | |
| KR102027099B1 (en) | Rotating electric machine, elevator hoist, and method for magnetizing and demagnetizing permanent magnet of rotating electric machine | |
| US20200067357A1 (en) | Axial flux electric machine and methods of assembling the same | |
| DE102004030063A1 (en) | Permanent magnet excited rotating field machine | |
| EP3574569A1 (en) | Magnetic flux guides for electric machines | |
| US20180219441A1 (en) | Modular rotors for axial flux electric machines | |
| WO2018144519A1 (en) | Modular stator drive units for axial flux electric machines | |
| AU2010330123A1 (en) | Electric machine | |
| EP3459162A1 (en) | Axial brushless dc motor with fractional and hold step function | |
| JP2018082600A (en) | Double-rotor dynamoelectric machine | |
| RU2515998C1 (en) | Magnetoelectric generator | |
| RU2534046C1 (en) | Electric power generator | |
| WO2017007443A1 (en) | Electric generator | |
| US3414751A (en) | Synchronous electrical motor | |
| US20140070656A1 (en) | Magnet alternator assembly | |
| SU1758785A1 (en) | Rotor of electric machine | |
| KR20130049189A (en) | Development magnetic induced | |
| RU2371827C1 (en) | Engine | |
| US20170271933A1 (en) | Axial flux motor having modular stators | |
| US20240039380A1 (en) | Modular Electrical Generator/Electric Motor Assembly, and Method of Using Same | |
| RU2076437C1 (en) | Synchronous set | |
| RU2505910C2 (en) | Electrical machine with disc rotor |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 16821754 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |
|
| NENP | Non-entry into the national phase |
Ref country code: DE |
|
| 122 | Ep: pct application non-entry in european phase |
Ref document number: 16821754 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |