WO2019223817A1 - Un generador/motor eléctrico y un mecanismo para generar electricidad - Google Patents

Un generador/motor eléctrico y un mecanismo para generar electricidad Download PDF

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WO2019223817A1
WO2019223817A1 PCT/CR2019/050001 CR2019050001W WO2019223817A1 WO 2019223817 A1 WO2019223817 A1 WO 2019223817A1 CR 2019050001 W CR2019050001 W CR 2019050001W WO 2019223817 A1 WO2019223817 A1 WO 2019223817A1
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electric generator
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Rafael Felipe AZOFEIFA ESPINOSA
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Azofeifa Espinosa Rafael Felipe
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    • H02K7/00—Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
    • H02K7/10—Structural association with clutches, brakes, gears, pulleys or mechanical starters
    • H02K7/116—Structural association with clutches, brakes, gears, pulleys or mechanical starters with gears

Definitions

  • the generators have two parts: a rotor and a stator. One with magnets and one with coils. Electricity is generated when the magnets move relative to the coils. In this type of generator the magnets move near the coils, but not through them.
  • W0201T114594A1, US8736126B2 EP0225947A1, US5977684A are examples of induction in which a rotor and a stator move relative to each other but in which the magnets do not move through the coils.
  • This invention allows the magnets to pass inside the coils, which induces a greater amount of current, and due to the parts and their structure, it also allows the production of lower-cost generators and motors
  • Electric generators work by inducing current due to the relative movement between magnets and coils, but magnets usually move out of the same coils or the movement of magnets is not optimal for controlled electrical induction. And the generators that allow magnets to pass through the coils do not they provide a way to control the position and movement as they pass through them to induce current in an effective and controlled manner.
  • This invention relates to the field of electricity generation, and is directed to the production of current by converting mechanical energy into electrical energy. It also relates to the field of electric motors, by converting electrical energy into mechanical energy.
  • the object of! The present invention is to generate electricity by moving permanent magnets through wire coils. This cuts the magnetic fields and produces electricity caused by the movement of the electrons.
  • Another object of the invention is to produce generators and electric motors at a lower cost than conventional ones, because their design is more efficient.
  • the present invention seeks to provide a solution to these problems by providing an electric generator in which the magnets move through coils in a manner in which the movement that causes the electrical induction can be controlled.
  • the magnets are placed in a crooked structure! It moves in a circular way.
  • the structure causes the magnets to pass through the coils located outside the toroid, generating electricity.
  • the coils are separated from the toroid and located in a structure that allows the user to change the width, type of cable and its configuration.
  • B1 Toroid is moved through a rotation system that can be activated by gears, cylinders or other forces.
  • the invention is a generator or motor, and the mechanism for generating electricity, with magnets that move through wire coils, which generate more electricity than moving near them as in the case of classic generators.
  • the toroid holds the magnets inside, which makes it possible to move them through the coils when moving the toroid. This movement causes the magnets to pass through the coils generating electricity.
  • the magnets can be fixed in different positions within the toroid, and the user can use the number of magnets necessary for a specific configuration. For example, if the user uses 6 magnets, he / she would ideally have 6 coils so that all magnets can pass through them at the same time, generating more electricity if the coils are configured in series. However, the user could use other settings,
  • the toroid is moved by discs or gears, which have a double function: 1. They provide the external force to move the toroid, and 2, They fix the toroid so that it does not touch the supports of the coils, to avoid friction, discs can move the toroid but can also be used only as a support so that it is not touching the supports, if one of the discs / gears provides the force that causes the movement.
  • the force can also be magnetic or electromagnetic.
  • the magnets inside the toroid would respond to the external magnetic force and move.
  • Figure 1 is a comprehensive view of the generator / electric motor where the toroid is located inside coil holders with different wheels located to move it through the coils and prevent friction between the supports and the toroid.
  • Figure 2 is a top view of the apparatus in which the toroid passes inside the supports of the coils and fas coils.
  • Figure 3 is a general view of the apparatus and inside the toroid, where the magnets are fixed to move through the supports of the coils and coils.
  • Figure 4 is a view of one of the supports of the coils and the toroid passing inside, holding the magnets.
  • the electric generator / motor (1) is shown, in which the magnets move through coils on supports (3) to create electrical induction.
  • the magnets are preferably located in hollow spaces (8) in the toroidal structure (2), which allows the magnets to be fixed inside the toroidal structure (2) so that they do not move inside the toroid and their polarities do not change to move through the coils in the supports (3), the relative movement of the magnets in the hollow spaces (8) and the coils in the cough supports (3) creates an electrical induction greater than that of magnets moved near the coils but not passing through them, which is the case in classic electric generators.
  • AND! toroid (2) is hollow so that the user can use different configurations of types of magnets / electromagnets, polarities, shapes, or any other aspect that is required,
  • the toroid (2) is preferably moved by a disc or gear (4, 1 1, 6 ⁇ depending on whether it is located vertically or horizontally, and can be moved by the interaction of the Magnets inside with external magnets, or by forces such as wind or water, the disk or gear (4, 11, or) is preferably positioned so that the toroid (2) be moved by an external force such as friction, electromagnetic forces, or gear configurations, such as a planetary gear configuration.
  • the coil holders (3) are used to hold the coils in place so that the user can carefully align them to work with the desired magnet configuration.
  • the coil holders (3) preferably use bases (5) to be temporarily or permanently located to a support for the apparatus. Because the coil holders have no fixed dimensions and can cover any area of the toroid, more than one base (5) can be used for a coil holder (3).
  • the coil supports (3 ⁇ could have different sizes so that the user can make different configurations in terms of the cable used, its width, and number of turns, thus controlling the desired voltage and current.
  • the toroid is separated into parts for simple assembly, with guides (7 & 9] to align the parts.
  • the apparatus preferably has a guide (10) that allows gears to make the toroid (2) rotate and not generate friction with the coil supports (3) when moving.
  • the guide (10) could be on the outside of the toroid (2) if moved by gears or external disks (4), on the inside of the toroid if moved by gears or disks (11) or on the bottom of the toroid (2) being moved by gears or discs under it (6).
  • the guide (10) could also support a band that may or may not be present if the forces that move e! toroid (2) need it, such is the case of friction, magnetic forces, etc.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Permanent Magnet Type Synchronous Machine (AREA)

Abstract

Un generador/motor eléctrico en el que imanes permanentes son usados para inducir corriente dado su movimiento en el toroide y movimiento relativo a las bobinas. Los imanes permanentes son fijados en el toroide hueco, permitiendo múltiples formas de configurarlos según sus distancias y polaridades. El toroide, hecho de plástico o un material que no interactúe magnéticamente con los campos, rota sobre su eje, permitiendo que los imanes en su interior se muevan a través de las bobinas, generando corriente. Las bobinas son hechas de cobre o un material que permita la inducción eléctrica al ser movido cerca de un imán. El alambre de las bobinas es enrollado en una base fija, lo que crea un hueco por donde se mueven los imanes en el toroide. El toroide pasa cerca de las bases sin tocarlas, movido por una fuerza mecánica externa que puede estar en contacto con el toroide (tales como fricción o engranes), o sin estar en contacto con este (como imanes en movimiento cerca del toroide a una distancia en que los imanes dentro del toroide puedan reaccionar con la fuerza magnética de los externos) haciendo que los imanes se muevan.

Description

UN GENERADOR/MOTOR ELÉCTRICO Y UN MECANISMO PARA GENERAR
ELECTRICIDAD
ANTECEDENTES
Tanto las naciones desarrolladas con aquellas en vías de desarrollo enfrentan una creciente demanda y altos costos en generación de energía. Las formas de convertir trabajo en energía eléctrica, tales como represas hidroeléctricas o turbinas cólicas, necesitan un generador para crear esa energía. Convendonalmente los generadores tienen dos partes: un rotor y un estator. Uno de ellos con imanes y otro con bobinas. La electricidad es generada cuando los imanes se mueven con relación a las bobinas. En este tipo de generador los imanes se mueven cerca de las bobinas, pero no a través de ellas.
La mayoría de los generadores eléctricos y generadores de imanes permanentes utilizan el movimiento circular, pero los imanes se mueven cerca de las bobinas y no pasan a través de ellas. W0201T114594A1, US8736126B2 EP0225947A1, US5977684A son ejemplos de inducción en la cual un rotor y un estator se mueven en relación al otro pero en los que los imanes no se mueven a través de las bobinas.
Hay generadores toroidales que trabajan de la misma forma: En US4565938 los imanes también se mueven cerca de las bobinas, pero no a través de ellas. El antecedente US20120235528A1 usa un toroide para crear movimiento entre las bobinas e imanes, pero usa imanes internos y externos y el alambre es enrollado en el mismo toroide.
Este invento permite que los imanes pasen dentro de las bobinas, lo que induce una mayor cantidad de corriente, Y debido a las partes y su estructura, también permite la producción de generadores y motores de menor costa
Los generadores eléctricos trabajan induciendo corriente debido al movimiento relativo entre imanes y bobinas, pero los imanes usualmente se mueven fuera de las mismas bobinas o el movimiento de los imanes no es óptimo para una inducción eléctrica controlada. Y los generadores que permiten que imanes pasen a través de las bobinas no brindan una forma de controlar la posición y movimiento al pasar a través de estas para inducir corriente de manera efectiva y controlada.
En la actualidad no hay una solución para un generador eléctrico en el cual los imanes se muevan a través de las bobinas de forma que produzcan corriente en un medio controlado.
CAMPO DE INVENCION
Este invento se relaciona con el campo de la generación eléctrica, y es dirigido a la producción de corriente al convertir energía mecánica en energía eléctrica. También se relaciona con el campo de los motores eléctricos, al convertir energía eléctrica en energía mecánica.
DESCRIPCION
El objeto de! presente invento es generar electricidad moviendo imanes permanentes a través de bobinas de alambré. Esto corta los campos magnéticos y produce electricidad causada por el movimiento de ios electrones.
Otro objeto del invento es producir generadores y motores eléctricos a un costo menor que los convencionales, debido a que su diseño es más eficiente.
Con el presente invento se busca brindar una solución a estos problemas brindando un generador eléctrico en el que los imanes se mueven a través de bobinas de una manera en la que se puede controlar el movimiento que causa la inducción eléctrica.
Los imanes son ubicados en una estructura torcida! que se mueve de forma circular. La estructura hace que los imanes pasen a través de las bobinas ubicadas fuera del toroide, generando electricidad.
Preferiblemente, las bobinas están separadas del toroide y ubicadas en una estructura que permite que el usuario pueda cambiar el ancho, tipo de cable y su configuración. B1 toroide es movido a través de un sistema de rotación que puede ser activado por engranajes, cilindros u otras fuerzas.
El invento es un generador o motor, y el mecanismo para generar electricidad, con imanes que se mueven a través de bobinas de alambre, que generan más electricidad que moviéndose cerca de ellas como en el caso de generadores clásicos.
Esto es logrado manteniendo lijos los imanes dentro del toro i de, y moviendo el toroide a través de las bobinas que están sujetadas por soportes. Las bobinas son fijas (estator) y el toroide mueve los imanes a través de ellas (rotor).
El toroide sujeta los imanes en su interior, lo que hace posible moverlos a través de las bobinas al mover el toroide. Este movimiento hace que los imanes pasen a través de las bobinas generando electricidad.
Los imanes pueden ser fijados en distintas posiciones dentro dei toroide, y el usuario puede utilizar el número de imanes necesarios para una configuración específica. Por ejemplo, si el usuario utiliza 6 imanes, él/ella tendría idealmente 6 bobinas de tai forma que todos los imanes puedan pasar ai medio de ellas al mismo tiempo, generando más electricidad si las bobinas son configuradas en serie. Sin embargo, el usuario podría utilizar otras configuraciones,
Ei toroide es movido por discos o engranajes, que tienen una doble función: 1. Brindan la fuerza externa para mover el toroide, y 2, Fijan el toroide de forma que este no toque los soportes dé las bobinas, para evitar la fricción, Los discos pueden mover el toroide pero también pueden ser utilizados solo como soporte para que esté no toque ios soportes, sí uno de los discos/engranajes brinda la fuerza que causa el movimiento.
La fuerza también puede ser magnética o electromagnética. En este caso los imanes dentro del toroide responderían a la fuerza magnética externa y se moverían. DESCRIPCION DE LOS DIBUjOS
La Figura 1 es una vista comprensiva del generador/motor eléctrico donde el toroide es ubicado dentro de soportes de bobinas con diferentes ruedas ubicadas para moverlo a través de las bobinas e impedir la fricción entre los soportes y el toroíde.
La Figura 2 es una vista superior del aparato en la que el toroide pasa dentro de los soportes de las bobinas y fas bobinas.
La Figura 3 es una vista general del aparato y dentro del toroide, donde los imanes son fijados para que se muevan a través de los soportes de las bobinas y las bobinas.
La Figura 4 es una vista de uno de los soportes de las bobinas y el toroide pasando por su interior, sujetando los imanes.
Con referencia a los dibujos, se muestra el generador/motor eléctrico (1), en el que los imanes se mueven a través de bobinas en soportes (3) para crear inducción eléctrica. Los imanes preferiblemente se ubican en espacios huecos (8] en la estructura toroídal (2). Esto permite que los imanes sean fijados dentro de la estructura toroidal (2) de forma que no se muevan dentro del toroide y sus polaridades no cambien ai moverse a través de las bobinas en los soportes (3), El movimiento relativo de los imanes en los espacios huecos (8) y las bobinas en tos soportes (3) crea una inducción eléctrica mayor a la de imanes movidos cerca de las bobinas pero no pasando a través de ellas, el cual es el caso en generadores eléctricos clásicos.
E! toroide (2) es hueco para que el usuario pueda utilizar distintas configuraciones de tipos de imanes/electroimanes, polaridades, formas, o cualquier otro aspecto que se requiera,
El toroide (2) es preferiblemente movido por un disco o engranaje (4, 1 1, 6} dependiendo de sí es ubicado vertical u horizontalmente, y puede ser movido por la interacción de los Imanes en su interior con imanes externos, o por fuerzas externas como la del viento o el agua. El disco o engranaje (4, 11, ó) preferiblemente es ubicado de forma que el toroide (2) sea movido por una fuerza externa como fricción, fuerzas electromagnéticas, o configuraciones de engranajes, tal como una configuración planetaria de engranajes.
Preferiblemente ios soportes de bobinas (3) son usados para mantener las bobinas en su lugar de forma que el usuario pueda alinearlas cuidadosamente para trabajar con la configuración de imanes deseada. Los soportes de bobinas (3) preferiblemente usan bases (5) para ser ubicados temporal o permanentemente a un soporte para el aparato. Debido a que los soportes de bobinas no tienen dimensiones fijas y pueden cubrir cualquier área del toroide, más de una base (5) podrá utilizarse para un soporte de bobinas (3).
Los soportes de bobina (3} podrían tener distintos tamaños para que él usuario pueda realizar distintas configuraciones en términos del cable usado, su ancho, y número de vueltas, controlando así el voltaje y corriente deseadas.
Preferiblemente el toroide es separado en partes para un ensamblaje sencillo, con guias (7 & 9] para alinear las partes.
El aparato preferiblemente tiene una guía (10) que permite que engranajes hagan que el toroide (2) gire y no genere fricción con los soportes de bobina (3) al moverse. La guía (10) podría estar en la parte externa del toroide (2) de ser movido por engranajes o discos externos (4), en la parte interna del toroide de ser movido por engranajes o discos (11) o en la parte inferior del toroide (2) de ser movido por engranajes o discos debajo de él (6). La guía (10) podría también soportar una banda que puede o no estar presente sí las fuerzas que mueven e! toroide (2) la necesitan, tal es el caso de fricción, fuerzas magnéticas, etc.

Claims

REIVINDICACIONES
1. Un generador/motor eléctrico que comprende un estator y un rotor, donde el rotor comprende un toroide en el que imanes permanentes son fijados en su interior para permitir que el toroide se mueva alrededor de su eje y haga que los imanes se muevan a través de bobinas de alambre, lo que genera electricidad.
2. Un generador/motor eléctrico con base en la reivindicación 1, donde el rotor comprende un toroide en el que imanes permanentes son fijados en su interior para permitir que el toroide se mueva sobre su eje y permita que los imanes se muevan a través de una o más bobinas, lo que genera electricidad.
3. Un generador eléctrico con base en la reivindicación 1, donde el rotor permite que uno o más imanes se fijen en el interior del toroide de forma que mantengan su posición al moverse a través de los soportes de bobinas en el estator.
4. Un generador eléctrico con base en la reivindicación 1, donde el rotor comprende imanes en la cantidad determinada para generar una corriente deseada, ubicados dentro del toroide en espacios vacíos o con guías fijas que hacen que los imanes mantengan sus posiciones.
5. Un generador eléctrico con base en la reivindicación 1, donde el estator consiste en un número variable de soportes de bobinas que permiten que el usuario enrolle alambre de cobre alrededor de ellos de forma que permita que el rotor se mueva a través de ellos, induciendo corriente eléctrica.
6. Un generador eléctrico con base en la reivindicación 1, donde el estator comprende alambre hecho de cobre u otro alambre que induzca corriente al ser movido con relación a un imán.
7. Un generador eléctrico con base en la reivindicación 1, donde soportes de bobinas permiten distintos anchos de alambre y número de vueltas, de acuerdo a la configuración necesaria para producir un voltaje y corriente deseadas.
8. Un generador eléctrico con base en la reivindicación 1, donde soportes de bobinas en el estator tienen bases que permiten que se fijen a una superficie para permanecer fijas.
9. Un generador eléctrico con base en la reivindicación 1, donde el estator y el rotor se componen de material no magnético para que no reacciones magnéticamente con los imanes.
10. Un generador eléctrico con base en la reivindicación 1, que comprende un mecanismo de discos o engranajes que mueven el toroide y reaccionan a fuerzas externas y se mueven, y fijan el toroide para eliminar la fricción.
11. Un generador eléctrico con base en la reivindicación 1, donde los discos o engranajes fijan el rotor para eliminar o minimizar fricción entre el toroide y el estator.
12. Un generador eléctrico con base en la reivindicación 1, donde las partes están hechas de material no-magnético, como plástico, o de un metal que no permita que la inducción eléctrica sea menor al ser usada en alguna de sus partes.
13. Un generador eléctrico toroidal en el que imanes permanentes son usados para inducir corriente a través del toroide y en movimiento relativo a las bobinas.
14. Un mecanismo para generar electricidad al mover imanes a través de bobinas de cobre, plata, o cualquier material que induzca corriente que comprende:
Un aparato generador/motor (1);
Una estructura toroidal (2) con huecos para mantener fijos imanes permanentes que se moverán a través de las bobinas;
Soporte de bobinas (3) que actúan como estructura para mantener las bobinas en su lugar. La estructura toroidal se moverá a través de los soportes de bobinas haciendo que los imanes se muevan con relación a estas, generando electricidad; Espacios huecos en la estructura toroidal (8);
Imanes que son fijados en los espacios huecos para que no se muevan dentro de la estructura. Los espacios vacíos hacen que los imanes se muevan a través de las bobinas para generar electricidad;
Disco o engranaje (4, 11, 6) que ayuda al toroide a moverse a través dé los soportes de bobinas donde una fuerza mecánica es necesaria. Estos discos o engranajes son los que mueven el toroide, lo que hace que los imanes dentro de este pasen a través de las bobinas. Estos pueden mover el toroide por fricción. Sin embargo, los imanes también pueden moverse por fuerzas magnéticas externas, lo que haría que no sea necesario el uso de discos o engranajes para tal fin;
Los discos o engranajes permiten que el toroide se mueva a través de los soportes de bobinas sin tocarlos, evitando la fricción que haría el generador/motor menos eficiente. El contacto físico del toroide es con los discos o engranajes que lo mueven y lo mantienen alineado, pero no con los soportes; Bases (5) que mantienen los soportes de bobina (3) en su lugar;
Guías (7 & 9) usadas para el alineamiento. Como la estructura toroidal puede ser separada en piezas para ensamblaje, las guías permiten su alineación;
Guía dentada (10) que actúa como una línea dentada que permite que los discos o engranajes muevan el toroide al alinear los dientes de los engranajes, cuando estos son usados en lugar de discos.
PCT/CR2019/050001 2018-05-22 2019-05-21 Un generador/motor eléctrico y un mecanismo para generar electricidad WO2019223817A1 (es)

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