WO2021025547A1 - Универсальный генератор-двигатель баялиева - Google Patents

Универсальный генератор-двигатель баялиева Download PDF

Info

Publication number
WO2021025547A1
WO2021025547A1 PCT/KZ2019/000014 KZ2019000014W WO2021025547A1 WO 2021025547 A1 WO2021025547 A1 WO 2021025547A1 KZ 2019000014 W KZ2019000014 W KZ 2019000014W WO 2021025547 A1 WO2021025547 A1 WO 2021025547A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
windings
magnet
generator
magnetic
bayaliev
Prior art date
Application number
PCT/KZ2019/000014
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Омир Каримович БАЯЛИЕВ
Original Assignee
Омир Каримович БАЯЛИЕВ
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 Омир Каримович БАЯЛИЕВ filed Critical Омир Каримович БАЯЛИЕВ
Priority to EP19940249.6A priority Critical patent/EP4012904A4/en
Priority to CA3143794A priority patent/CA3143794A1/en
Priority to CN201980101120.1A priority patent/CN114885616A/zh
Priority to US17/622,348 priority patent/US20220320986A1/en
Priority to PCT/KZ2019/000014 priority patent/WO2021025547A1/ru
Publication of WO2021025547A1 publication Critical patent/WO2021025547A1/ru

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • 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
    • H02K7/18—Structural association of electric generators with mechanical driving motors, e.g. with turbines
    • H02K7/1807—Rotary generators
    • H02K7/1853—Rotary generators driven by intermittent forces
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K33/00—Motors with reciprocating, oscillating or vibrating magnet, armature or coil system
    • H02K33/12—Motors with reciprocating, oscillating or vibrating magnet, armature or coil system with armatures moving in alternate directions by alternate energisation of two coil systems
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K35/00—Generators with reciprocating, oscillating or vibrating coil system, magnet, armature or other part of the magnetic circuit
    • H02K35/02—Generators with reciprocating, oscillating or vibrating coil system, magnet, armature or other part of the magnetic circuit with moving magnets and stationary coil systems
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K35/00—Generators with reciprocating, oscillating or vibrating coil system, magnet, armature or other part of the magnetic circuit
    • H02K35/06—Generators with reciprocating, oscillating or vibrating coil system, magnet, armature or other part of the magnetic circuit with moving flux distributors, and both coil systems and magnets stationary
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K41/00—Propulsion systems in which a rigid body is moved along a path due to dynamo-electric interaction between the body and a magnetic field travelling along the path
    • H02K41/02—Linear motors; Sectional motors
    • H02K41/03—Synchronous motors; Motors moving step by step; Reluctance motors
    • H02K41/031—Synchronous motors; Motors moving step by step; Reluctance motors of the permanent magnet type
    • H02K41/033—Synchronous motors; Motors moving step by step; Reluctance motors of the permanent magnet type with armature and magnets on one member, the other member being a flux distributor
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70—Wind energy
    • Y02E10/72—Wind turbines with rotation axis in wind direction

Definitions

  • the invention relates to electrical machines, in particular to generators, motors, both linear and rotating.
  • Linear generators-motors according to the principle of their action, repeat the corresponding motors of rotary motion.
  • the Bandiev's universal generator-motor can be both linear and rotating, and differs from each other only in the type of trajectory of motion of the moving magneto-wheel.
  • the resulting "flat" structure is a schematic diagram of a linear motor. If now the stator windings 2 of such a motor are connected to the AC mains, then a magnetic field is formed, the axis of which will move along the air gap with a speed V proportional to the frequency of the supply voltage f
  • Known linear generator-motors generally have two types of mutual arrangement of magnets and coils.
  • Fig. 2 a shows a device consisting of a stationary body (5) (yoke) in which permanent magnets (6) are fixed. Inside the body there is a movable rod on which coils (7) with electric windings are fixed.
  • the stem is installed in the housing in sleeve bearings (not shown in the figure) and has the ability to reciprocate from left to right and vice versa.
  • Figure 2 b shows a similar device, but with a reverse arrangement of magnets and coils.
  • the function of changing the magnetic field will be similar.
  • Faraday's law can be written as follows:
  • a change in the magnetic flux in traditional designs means that first the magnetic field of one direction changes (increases or decreases) in the winding, and then of the opposite direction. This leads to a slow change in the magnetic flux inside the winding and is the main disadvantage of currently used designs.
  • the second disadvantage is the large number of magnets and windings, which leads to an increase in the cost of existing structures.
  • the third disadvantage is that not all magnets and windings work simultaneously during the entire cycle of reciprocating motion.
  • FIG. 2 it can be seen that some of the magnets (2 pieces) or windings (2 pieces) do not always interact with each other.
  • the objective of the claimed invention is to increase the generated EMF, to minimize the number of magnets and windings used and to maximize their use during the entire generation cycle.
  • FIG. 3 a shows a design that is devoid of the above disadvantages of traditional linear generators.
  • the design uses a base element (14), which includes a stationary magnetic circuit (8), having a midpoint (9) with a magnet (10) installed on it.
  • the Moving magnetic circuit (12) has the ability to reciprocate (direction of movement pos. 13) on rolling bearings (not shown in the figure)
  • the direction of the magnetic fields passing through the left and right windings is shown blue arrows.
  • the windings are connected in series and form a single winding as a result.
  • the moving magnetic circuit does not generate any magnetic field, but is a passive element like a ferrimagnetic core in a solenoid. It switches the magnetic lines passing through the magnet and the windings, reducing the reluctance between the magnet and the right winding, or the magnet and the left winding
  • FIG. 4 shows the change in magnetic fluxes in two windings connected in series in the device shown in FIG. 3. Dotted arrows show the direction of the magnetic field induced by the resulting EMF, which is always directed against the change in magnetic flux.
  • a movable magnetic circuit with protrusions (teeth) is used, which makes it possible to ensure a change in magnetic fluxes at any displacement value.
  • This design is shown in Fig, 5 a), b) and c).
  • the basic element will look like in Fig. 7 a) and includes a ring magnet (15) placed in the middle of a stationary magnetic conductor (16) which is made in the form of two rings placed in a cut cylinder with a technological gap AY, a movable magnetic conductor (17) , outer winding (18) and inner winding (19).
  • the outer winding is located on the outer part of the ring magnet, the inner winding is located between the inner surface of the magnet and the movable magnetic circuit (17).
  • the principle of operation of this design is similar to that shown in FIG. 5.
  • the movement of the movable magi-conductor changes the size of the magnetic gaps A X and, accordingly, the density of the magnetic field lines outside and inside the ring magnet. In this case, part of the magnetic field lines passes from the outside of the ring magnet inward and back.
  • Technological gap AY is designed to control the uniformity of the density of the magnetic field lines outside and inside the ring magnet and exhibited by the manufacturer. With a decrease in the gap, the lines are redistributed inward of the ring magnet, with an increase outward.
  • the regulation of the uniformity of the density of the magnetic field lines can also be carried out by changing the wall thickness of the cylinder of the stationary machine pipeline Ah during the manufacturing process, changing its magnetic conductivity as shown in Fig. 7 b). With increasing wall thickness Ah, the magnetic field lines are redistributed outward of the ring magnet, while decreasing inward. The outer and inner windings are connected in series.
  • FIG. 7 c) and d) show the change in the density of the lines of magnetic fluxes when moving the movable map rod.
  • a field winding (20) can be placed as shown in FIG. 8. a) and b) The excitation winding (20) is highlighted in red and is powered from a single generating winding through a rectifier.
  • a controlled thyristor rectifier the standard circuit of which is shown in Fig. 9.
  • a magnetizing winding it is possible to completely abandon the use of a permanent magnet if in the area of its placement use a hard magnetic material made of carbon steel (21), which retains residual magnetization as shown in Fig. fields due to bias windings.
  • CS control system unit
  • alternating voltage must be applied to the generating and magnetizing windings through a generator with a control unit, shown in Fig. 11 a).
  • Three-phase AC supply voltage diagrams are shown in FIG. 11 b).
  • An alternating magnetic field creates a force that drives a moving magnetic wire. The direction of movement will depend on the phase shift of the applied voltage. The speed of movement from the frequency of the voltage.
  • FIG. 13 is a functional block diagram of a conventionally used two-pole, three-phase synchronous generator.
  • Current frequency ⁇ is expressed by the following ratio: f : N / 60, where N is the number of rotor revolutions per minute.
  • the frequency of the current at p / 60 rpm will be p times greater than for a two-pole machine, i.e. f-pN / 60
  • the windings will alternately (that is, not simultaneously) enter the area of action of magnets of different directions and the function of changing the magnetic flux ⁇ from the displacement value will look like this.
  • Fig. 14 shows a multi-pole generator used in modern wind turbines.
  • the annular rotor has windings of an independent excitations that form magnetic poles, and on the stator (on the right) - the stator winding.
  • the objective of the claimed invention is to increase the generated EMF, reduce the generator rotation frequency, minimize the number of magnets and windings used and their maximum use during the entire generation cycle.
  • Fig. 15 a shows a device e using a base element in the form of two windings and one magnet. It differs from the universal generator-engine Kajaliev shown in Fig. 5 only in that the movable magnetic circuit (rotor) is made in the form of a ring and has the ability to rotate around the base element on bearings.
  • the principle of operation of the Bayalnev universal generator-motor with a rotating movable magi-conductor is similar for all examples described in the section of the Bayalnev universal generator-motor with reciprocating motion of a movable magi-conductor, with the exception of the trajectory of the movable magi-conductor.
  • the function of changing the magnetic flux ⁇ from the angle of rotation will look like this:
  • the rate of change of the magnetic flux will be twice as high as that of the currently available analogues.
  • Fig. 15 b To increase power and more evenly distribute the load, you can also use two or more base elements with the same moving magnetic circuit (rotor) as shown in Fig. 15 b).
  • the number of voltage phases will depend on the number of base elements.
  • the base elements can also be located both inside and outside the movable magito-guide with the appropriate arrangement of the teeth.
  • the generation frequency will depend on the number of projections (teeth) on the movable element according to the formula; f ⁇ N * N: iy6 / 60, where
  • N is the number of rotor revolutions per minute; Mzub - the number of teeth on the rotor.
  • Bayaliev's universal generator-engine with a rotary motion of a mobile radio tape recorder is a reversible machine and, like its counterparts, can operate in a motor mode.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Linear Motors (AREA)

Abstract

Изобретение относится к электрическим машинам, в частности, к генераторам- двигателям как линейным, так и вращающимся. Задачей заявляемого изобретения является повышение генерируемой ЭДС, минимизация количества используемых магнитов и обмоток и их максимальное использование во время всего цикла генерации. Универсальный генератор-двигатель Баялиева содержащий неподвижный магнитопровод (статор), подвижный магнитопровод (ротор), магнит и обмотки, причём неподвижный магнитопровод, содержит, по меньшей мере, один базовый элемент который собирается в виде магнита с расположенными с 2-х сторон от него генерирующими обмотками таким образом, что обеспечивается противоположное изменение магнитных потоков в обмотках при движении подвижного магнитопровода. Для усиления магнитного потока в зоне расположения магнита установлена обмотка подмагничивания, которая питается от генерирующих обмоток через выпрямитель. В двигательном режиме для управления перемещением на генерирующие и подмагничивающую обмотки подаётся переменное напряжение с генератора с блоком управления.

Description

УНИВЕРСАЛЬНЫЙ ГЕНЕРАТОР-ДВИГАТЕЛЬ БАЯЛИЕВА
Изобретение относится к электрическим машинам, в частности, к генераторам- двигателям как линейным, так и вращающимся.
Линейные генераторы-двигатели, повторяют по принципу своего действия соответствующие двигатели вращательного движения.
Принципы действия этих устройств аналогичны как показано на Фиг.1, Данные устройства являются обратимыми машинами и могут работать как в генераторном, так и в двигательном режимах.
Универсальный г енератор-двигатель Бандиева может быть как линейными, так и вращающимися, и отличается друг от друга только видом траектории движения подвижного магнитоировода.
Возвратно-поступательное движение подвижного магнитоировода (ротора).
Представление об устройстве линейного генератора-двигателя можно получить, если мысленно разрезать, как показано на Фиг 1, статор (1) и ротор (4) с обмотками (2) и (3) обычного асинхронного двигателя вдоль оси по образующей и развернуть в плоскость
Образовавшаяся «плоская» конструкция представляет собой принципиальную схему линейного двигателя, Если теперь обмотки 2 статора такого двигателя подключить к сети переменного тока, то образуется магнитное поле, ось которого будет перемещаться вдоль воздушного зазора со скоростью V, пропорциональной частоте питающего напряжения f
Известные линейные генераторы-двигатели в основном имеют два типа взаимного расположения магнитов и катушек .
На Фи г.2 а) показано устройство, состоящее из неподвижного корпуса (5) (ярмо) в котором закреплены постоянные магниты (6), Внутри корпуса размещается подвижный шток, на котором закреплены катушки (7) с электрическими обмотками. Шток установлен в корпусе в подшипниках скольжения (на фигуре не показан) и имеет возможность возвратно- поступательного движения слева на право и наоборот. При перемещении штока в обмотках наводится ЗДС, пропорциональная скорости изменения амплитуды его перемещения VA X Перемещение приводит к изменению магнитного потока Ф на величину А Ф Так как обмотки будут поочерёдно (то есть не одновременно) входить в области действия магнитов разной направленности, то в данной конструкции функция изменения магнитного потока Ф от величины перемещения будет выглядеть следующим образом.
А Ф - f (D X) Очевидным недостатком конструкции является необходимость использования скользящих контактов (на фигуре не показаны) для съёма электроэнергии с катушек, расположенных на двигающемся штоке
На Фиг.2 б) показано аналогичное устройство, но с обратным расположением магнитов и катушек. Функия изменения магнитного поля будет аналогичной. Для катушки, находящейся в переменном магнитном поле, закон Фарадея можно записать следующим образом:
Е АФ/ At , где
Е электродвижущая сила действующая вдоль произвольно выбранного контура, Ф . магнитный поток через поверхность, ограниченную этим контуром, t . время изменения магнитного потока.
Поочерёдное, изменение магнитного потока в традиционных конструкциях означает, что сначала в обмотке изменяется (возрастает или уменьшается) магнитное поле одной направленности, а потом противоположной направленности. Это приводит к медленному изменению магнитного потока внутри обмотки и является основным недостатко использующихся в настоящее время конструкций. Вторым недостатком является большое количество магнитов и обмоток, что приводит к удорожанию действующих конструкций. Третьим недостатком является то, что не все магниты и обмотки работают одновременно в течении всего цикла возвратнопоступательного движения. На Фиг. 2 видно, что часть магнитов ( 2 штуки) или обмоток ( 2 штуки) не всегда взаимодействуют друг с другом. Задачей заявляемого изобретения является повышение генерируемой ЭДС, минимизация количества используемых магнитов и обмоток и их максимальное использование во время всего цикла генерации.
Для этих целей используем такое конструктивное расположение магнита и обмоток в отдельном базовом элементе на неподвижном магнитопроводе, чтобы создать в обмотках противоположное изменение магнитных потоков. Базовый элемент состоит из одного машите и двух обмоток, как будет показано ниже по описанию.
На Фиг. 3 а) показана конструкция, лишённая вышеуказанных недостатков традиционных линейных генераторов. В конструкции используется базовый элемент ( 14), включающий в себя неподвижный магнитопровод (8), имеющий среднюю точку (9) с установленным на ней магнитом (10). По краям неподвижного магнитопровода расположены 2 обмотки (1 1 ), Подвижный магнитопровод (12) имеет возможность возвратно-поступательного движения (направление движения поз.13) на подшипниках качения ( на фигуре не показаны)· Направление магнитных полей проходящих через левую и правую обмотку показано синими стрелками.
Как показано на ФигЗ а), при расположении середины подвижного магнитопровода (12) против средней точки (9), линии магнитного ноля, проходящие через среднюю точку (9), в которой установлен магнит (10), равномерно распределены но двум обмоткам (11), противонаправлены и равны по величине.
При смещении подвижного магнитопровода (12) влево или вправо на D X как показано на Фиг 3 б) и в), происходит изменение величины магнитного сопротивления в зазорах между обмотками (11) и подвижным магнитопроводом (12). Изменение магнитного сопротивления в зазорах приводит к противонаправленному изменению величин магнитных потоков в правой и левой обмотке н величину :
А Ф - f (Л X)
Обмотки соединены последовательно и в результате образуют единую обмотку.
Совокупное изменение магнитного потока в единой обмотке составит : D Ф= f (D X) ~ (~ f (А X)) ~ 2 f (D X), то есть вырастет в 2 раза по сравнению с имеющим иея аиал о гам и. В отличии от имеющихся аналогов подвижный магнитопровод (ротор) не генерирует никакою магнитного поля, а является пассивным элементом как ферримагнитиый сердечник в соленоиде. Он переключает магнитные линии, проходящие через магнит и обмотки, уменьшая магнитное сопротивление между магнитом и правой обмоткой или магнитом и левой обмоткой
На Фиг. 4 показано изменение магнитных потоков в двух обмотках соединенных последовательно в устройстве, изображённом на Фиг. 3. Пунктирными стрелками показано направление магнитного поля индуцируемого возникающей при этом ЭДС, которое всегда направлено против изменения магнитного потока.
Фиг.4 а) - подвижный магнитопровод находится в нейтральном положении.
Фиг.4 б) - подвижный магнитопровод двигается вправо.
Фиг.4 в) - подвижный магнитопровод двигается влево.
При больших величинах смещения, используется подвижный магнитопровод с выступами (зубцами), позволяющий обеспечить изменение магнитных потоков при любой величине смещения. Эта конструкция изображена на Фиг,5 а), б) и в).
В случае использования кольцевого магнита и двух обмоток надо учесть, что его магнитные линии расположены, как изображено на Фиг.6.
Базовый элемент будет выглядеть как на Фиг.7 а) и включает в себя кольцевой магнит (15), помещённый в середину неподвижного магиитопровода (16) который изготовлен в виде двух колец, помещённых в разрезанный цилиндр с технологическим зазором A Y , подвижный магнитопровод (17), наружную обмотку (18) и внутреннюю обмотку (19). Наружная обмотка размещена с наружной части кольцевого магнита, Внутренняя обмотка находится между вну тренней поверхностью магнита и подвижным магнитопроводом (17).
Принцип действия данной конструкции аналогичен устройству, изображённому на Фиг. 5. Передвижение подвижного магиитопровода изменяет величину магнитных зазоров А X и соответственно плотность линий магнитного поля снаружи и внутри кольцевого магнита. При этом часть линий магнитного ноля переходит снаружи кольцевого магнита внутрь и обратно. Технологический зазор A Y предназначен для регулирования равномерности плотности линий магнитного поля снаружи и внутри кольцевого магнита и выставляется заводо изготовителем. При уменьшении зазора линии перераспределяются внутрь кольцевого магнита, при увеличении наружу. Регулирование равномерности плотности линий магнитного поля можно осуществлять и за счёт изменения толщины стенки цилиндра неподвижного машитопровода Ah в процессе изготовления, изменяя его магнитную проводимость как показано на Фиг.7 б). При увеличении толщины стенки Ah линии магнитного поля перераспределяются наружу кольцевого магнита, при уменьшении внутрь. Наружная и внутренняя обмотки соединены последовательно. На Фиг. 7 в) и г) показано изменение плотности линий магнитных потоков при перемещении подвижного мапштоировода. Для усиления возбуждающего магнитного поля в зоне расположения постоянного магнита можно поместить обмотку возбуждения (20) как показано на Фиг. 8. а) и б) Обмотка возбуждения (20) выделена красным цветом и запитываются с единой генерирующей обмотки через выпрямитель. Например, через управляемый выпрямитель на тиристорах, стандартная схема ко торого изображена на Фиг.9. При использовании обмотки подмагничивания можно вообще отказаться от применения постоянного магнита, если в зоне его размещения использовать магнитотвердый материал из углеродистой стали (21), сохраняющей остаточную намагниченность как показано на Фиг 10. Это позволит начать генерацию электроэнергии на начальном этапе движения с дальнейшим усилением возбуждающего магнитного поля за счёт обмоток подмагничивания. С помощью блока системы управления (СУ) можно изменять угол управления и время начала работы каждого тиристора, а следовательно и среднее выпрямленное напряжение и ток. Описание работы управляемого выпрямителя на тиристорах изложено на сайте: https : //stij d re f. com/311612/tehmka/upravlyaemye vypminiteii tinstorah Универсальный генератор-двигатель Банлиева является обратимой машиной и, так же как и его аналоги, может работать в двигательном режиме. В двигательном режиме на генерирующие и подмагничивающие обмотки надо подать переменное напряжение через генератор с блоком управления, изображённый на Фиг. 11 а). Диаграммы переменного питающего трехфазного напряжения показаны на Фиг. 11 б). Переменное магнитное поле создает усилие, которое приводит в движение подвижный маг нито про вод. Направление движения будет зависеть от сдвига фаз подаваемого напряжения. Скорость движения от частоты напряжения. Описание работы линейных двигателей подробно изложено на сайте: http://lcg.co. ua/iiifo/dektncheskie-inasiiiny/lineynyc--elektro vigateli.Iitml б
Для увеличения мощности универсального генератора-двигателя Баялиева как в генераторном, гак и в двигательном режиме можно использовать не один, а несколько (два и более) базовых элемента при одном и том же подвижном магиитопроводе, как это показано на Фиг.12. Базовые элементы можно располагать как с одной гак и с двух сторон подвижного мапштонровода если разместить дополнительные зубцы на его обратной стороне.
2.Врашающа тельное движение подвижного магнитонровода (ротора).
На Фиг.13 показана функциональная схема традиционно используемого двухполюсного трехфазного синхронного генератора. Частота тока ί выражается следующим соотношением: f: N/60, где N — число оборотов ротора в минуту.
Для машин, имеющих р пар полюсов, частота тока при п/60 об/сек будет в р раз больше, чем для двухполюсной машины, т е. f-pN/60
Отсюда формула для определения частоты вращения ротора будет иметь следующий вид:
N~60f/p
Для снижения частоты вращения генератора, при неизменной частоте тока f , например в ветроустановках, приходится использовать многополюсные машины, что приводит к их удорожанию, так как приходится использовать от 15 до 90 пар полюсов.
В этой конструкции, так же как и в традиционных линейных генераторах обмотки будут поочередно (то есть не одновременно) входить в области действия магнитов разной направленности и функция изменения магнитного потока Ф от величины перемещения будет выглядеть следующим образом.
А Ф - f (А b ) ,где р - угол поворота ротора.
На Фиг.14 показан многополюсный генератор используемый в современных ветроустановках. На кольцевом роторе расположены обмотки независимого возбуждения, формирующие магнитные полюсы, а на статоре ( справа) - обмотка статора.
Задачей заявляемого изобретения является повышение генерируемой ЭДС, снижение частоты вращения генератора, минимизация количества используемых магнитов и обмоток и их масимальное использование во время всего цикла генерации.
На Фиг 15 а) показано устройство е использованием базового элемента в виде двух обмоток и одного магнита. От универсального генератора-двигателя Каялиева изображённого на Фиг 5 оно отличается только тем, что подвижный магнитопровод (ротор) изготовлен в виде кольца и имеет возможность вращения вокруг базового элемента на подшипниках. Принцип действия универсального генератора- двигателя Баялнева с вращающимся подвижным магиитопроводом аналогичен для всех примеров описанных в разделе универсальный генератор-двигатель Баялнева с возвратно-поступательным движением подвижного магиитоировода, за исключением траектории движения подвижного магиитоировода. Функция изменения магнитного потока Ф от угла поворота будет выглядеть следующим образом :
А Ф - 2 f (А b),
Скорость изменения магнитного потока будет в два раза больше че у имеющихся в настоящее время аналогов.
Для увеличения мощности и более равномерного распределения нагрузки можно также использовать два и более базовых элемента при одном и том же подвижном магнитопроводе (роторе) как показано на Фиг.15 б). Количество фаз напряжения будет зависеть от количества базовых элементов. Базовые элемен ты также могут быть расположены как внутри, так и снаружи подвижного магиитоировода при соответствующем расположении зубцов.
Частота генерации будет зависеть от количества выступов (зубцов) на подвижном элемен те по формуле ; f ~ N*N:iy6 /60, где
N - число оборотов ротора в мину ту; Мзуб - количество зубцов на роторе.
Из формулы видно, что для увеличения частоты генерации достаточно увеличить количество зубцов в подвижном магиитопроводе, а значит на такую же величину можно снизить скорость вращения ротора, что очень важно для тихоходных генераторов, используемых в ветровых и гидро электростанциях. В частности, частота вращения вала устройства изображённого на Фиг. 15 б) при частоте генерации 50 Гц буде т равна :
N— dOί/Ntnd- 60*50/20- 3000/20 150 оборотов в минуту
Универсальный генератор-двигатель Баялиева с вращательным движением подвижного магнитол овода является обратимой машиной и, так же как и его аналоги, может работать в двигательном режиме. При использовании трех базовых элементов получим трехфазный синхронный двигатель, в котором можно использовать стандартный набор управления вращением.

Claims

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Универсальный генератор-двигатель Баялиева содержащий: неподвижный магнитопровод (статор), подвижный магнитопровод (ротор), магнит и обмотки, оппичающийся тем , что неподвижный магнитопровод, содержит, по меньшей мере, один базовый элемент который собирается в виде магнита с расположенными с 2-х сторон от него генерирующими обмотками таким образом, что обеспечивается противоположное изменение магнитных потоков в обмотках при движении подвижного магнитопровода.
2. Универсальный генератор-двигатель Баялиева по пункту' 1, отличающийся тем, что для усиления магнитного потока в зоне расположения магнита установлена обмотка подмагничивания, которая питается от генерирующих обмоток через выпрямитель
3. Универсальный генератор-двигатель Баялиева по пункту 1-2, отличающийся тем, что вместо магнита используется магнитотвердый материал,
4. Универсальный генератор-двигатель Баялиева но пункту 1-3, отличающийся тем, что в двигательном режиме для управления перемещением на генерирующие и нодмагннчивающую обмотки подаётся переменное напряжение с генератора с блоком управления.
PCT/KZ2019/000014 2019-08-07 2019-08-07 Универсальный генератор-двигатель баялиева WO2021025547A1 (ru)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP19940249.6A EP4012904A4 (en) 2019-08-07 2019-08-07 UNIVERSAL GENERATOR - BAYALYEV ENGINE
CA3143794A CA3143794A1 (en) 2019-08-07 2019-08-07 Bayaliev universal generator/motor
CN201980101120.1A CN114885616A (zh) 2019-08-07 2019-08-07 巴亚利耶夫通用发电机/电动机
US17/622,348 US20220320986A1 (en) 2019-08-07 2019-08-07 Bayaliev universal generator/motor
PCT/KZ2019/000014 WO2021025547A1 (ru) 2019-08-07 2019-08-07 Универсальный генератор-двигатель баялиева

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/KZ2019/000014 WO2021025547A1 (ru) 2019-08-07 2019-08-07 Универсальный генератор-двигатель баялиева

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2021025547A1 true WO2021025547A1 (ru) 2021-02-11

Family

ID=74503604

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/KZ2019/000014 WO2021025547A1 (ru) 2019-08-07 2019-08-07 Универсальный генератор-двигатель баялиева

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20220320986A1 (ru)
EP (1) EP4012904A4 (ru)
CN (1) CN114885616A (ru)
CA (1) CA3143794A1 (ru)
WO (1) WO2021025547A1 (ru)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3093874B1 (fr) * 2019-03-15 2021-04-16 Commissariat Energie Atomique dispositif électromagnétique
RU2740572C9 (ru) * 2020-11-09 2021-05-28 Евгений Федорович Клинецкий Установка для розлива напитков
US20230018365A1 (en) * 2021-07-15 2023-01-19 Etalim Inc. Electromechanical transducer apparatus

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5246413A (en) * 1975-10-13 1977-04-13 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Rotary rectilinear motor
JPS60106356A (ja) * 1983-11-15 1985-06-11 Amada Co Ltd リニア振動アクチユエ−タ
RU2274944C1 (ru) * 2004-11-29 2006-04-20 Липецкий Государственный Технический Университет (Лгту) Вентильный индукторный электропривод
RU2435285C2 (ru) * 2009-06-11 2011-11-27 Юрий Владимирович Карасев Способ возбуждения генератора постоянного тока и генератор, реализующий его

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1435966A (en) * 1918-08-05 1922-11-21 Delco Light Co Ignition system
US1489382A (en) * 1921-06-25 1924-04-08 Wico Electric Co Magneto
US1531556A (en) * 1921-09-10 1925-03-31 Webster Electric Co Inc Magneto
US3130332A (en) * 1959-03-19 1964-04-21 Rheinmetall Gmbh Electric impulse generator for the detonation of charges
DE1263174B (de) * 1964-10-13 1968-03-14 Rheinmetall Gmbh Stromstosserzeuger
US3132268A (en) * 1962-03-05 1964-05-05 Force Controls Company Motion e.m.f. generating transducer
DE2429492C3 (de) * 1974-06-20 1979-04-26 Elmeg-Elektro-Mechanik Gmbh, 3150 Peine Schrittweise oder kontinuierlich betreibbarer elektrischer Motor, insbesondere Schrittmotor zum Antrieb eines Rollenzählwerkes
US3937992A (en) * 1974-11-18 1976-02-10 Stackpole Carbon Company Pulse keyboard switch
US4837467A (en) * 1987-12-02 1989-06-06 North American Philips Corporation Linear motor with angularly indexed magnetic poles
US5672925A (en) * 1992-08-06 1997-09-30 Electric Power Research Institute, Inc. Doubly salient variable reluctance machine with stationary permanent magnets or auxiliary field windings
US20230018365A1 (en) * 2021-07-15 2023-01-19 Etalim Inc. Electromechanical transducer apparatus

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5246413A (en) * 1975-10-13 1977-04-13 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Rotary rectilinear motor
JPS60106356A (ja) * 1983-11-15 1985-06-11 Amada Co Ltd リニア振動アクチユエ−タ
RU2274944C1 (ru) * 2004-11-29 2006-04-20 Липецкий Государственный Технический Университет (Лгту) Вентильный индукторный электропривод
RU2435285C2 (ru) * 2009-06-11 2011-11-27 Юрий Владимирович Карасев Способ возбуждения генератора постоянного тока и генератор, реализующий его

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP4012904A4 *

Also Published As

Publication number Publication date
CA3143794A1 (en) 2021-02-11
US20220320986A1 (en) 2022-10-06
CN114885616A (zh) 2022-08-09
EP4012904A1 (en) 2022-06-15
EP4012904A4 (en) 2022-08-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5302527B2 (ja) 回転電機及びその駆動制御装置
US7385330B2 (en) Permanent-magnet switched-flux machine
US6373161B1 (en) Periodic air gap electric generator
JP4309962B1 (ja) 電動機
WO2021025547A1 (ru) Универсальный генератор-двигатель баялиева
EP2528207A1 (en) Brushless electric machine
RU2437201C1 (ru) Бесконтактная электрическая машина с аксиальным возбуждением
RU2437202C1 (ru) Магнитоэлектрическая бесконтактная машина с аксиальным возбуждением
JP3209793U (ja) モータ
RU2356154C1 (ru) Электрическая машина с двухпакетным индуктором (варианты)
KR102053719B1 (ko) 복합 발전기
US20100026103A1 (en) Driving or power generating multiple phase electric machine
RU2392724C1 (ru) Однофазный электрический генератор
JP5175699B2 (ja) 回転電機
WO2012121685A2 (ru) Тихоходный многополюсный синхронный генератор
EA043401B1 (ru) Универсальный генератор-двигатель
WO2009051515A1 (fr) Machine électrique synchrone
US20140028147A1 (en) Multi-Pole Electrodynamic Machine with a Constant Air Gap And An Elliptical Swash-Plate Rotor To Reduce Back Torque
RU2541427C1 (ru) Торцевая электрическая машина (варианты)
RU216073U1 (ru) Магнитоэлектрический генератор с бифилярной обмоткой
RU2348098C1 (ru) Электрическая машина
RU2437198C1 (ru) Электрическая редукторная машина с аксиальным возбуждением
RU2414040C1 (ru) Бесконтактная синхронная магнитоэлектрическая машина с модулированной мдс якоря
US3567977A (en) Asymmetical voltage wave generator
RU2548662C1 (ru) Синхронный генератор с возбуждением от постоянных магнитов

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: 19940249

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 3143794

Country of ref document: CA

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2019940249

Country of ref document: EP

Effective date: 20220307