Начало раздела Производственные, любительские Радиолюбительские Авиамодельные, ракетомодельные Полезные, занимательные	Хитрости мастеру Электроника Физика Технологии Изобретения	Тайны космоса Тайны Земли Тайны Океана Хитрости Карта раздела
Использование материалов сайта разрешается при условии ссылки (для сайтов - гиперссылки)

ИЗОБРЕТЕНИЕ
Патент Российской Федерации RU2127939

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОРЦЕВОЙ НАБОРНЫЙ ЭЛЕКТРОГЕНЕРАТОР

Имя изобретателя: Манеев М.Н.; Медведев М.М. 
Имя патентообладателя: Предприятие "Технократ"
Адрес для переписки: 123310, Москва, Пятницкое ш., 37-308, Манееву М.Н.
Дата начала действия патента: 1997.08.19 

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в малой и альтернативной электроэнергетике. Предлагаемый электрический торцевой наборный генератор состоит из кожуха, в котором помещены статор и ротор, состоящие из дисков, размещенных на общей оси в чередующемся порядке. Диски содержат некоторое одинаковое четное число катушек, размещенных секториально с магнитными осями, параллельными оси вращения ротора. Катушки намотаны на сердечниках из магнитного материала с высокой индукцией и близкой к прямоугольной петлей гистерезиса и скоммутированы так, что их магнитные полюса в плоскости дисков чередуются. Статорные диски жестко связаны с кожухом, а роторные закреплены на полом валу и вращаются относительно статорных. Обмотки статорных дисков независимы, а роторных - соединены последовательно и выведены в полость вала. При этом, согласно изобретению, торцевые статорные диски снаружи закрыты замыкателями магнитопроводов генератора, выполненными в виде сплошных колец из того же материала, что и сердечники статора и ротора, при этом катушки как статора, так и ротора намотаны так, что их магнитные полюса в плоскости дисков чередуются. Изобретение направлено на увеличение КПД генератора, что является техническим результатом.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Изобретение относится к области электротехники и представляет собой конструктивно новый генератор переменного электрического тока.

Известен (патент Великобритании GB 2118376 A) генератор торцевого типа с двумя неподвижными дисками с обмотками, составляющими статор, между которыми расположены вращающиеся диски ротора с постоянными магнитами в его секторах, являющимися индукторами. Этому генератору свойственны существенные недостатки: низкая магнитная индукция от постоянных магнитов; значительное дополнительное магнитное сопротивление за счет потерь в материале магнитов; и, наконец, невозможность регулирования выходного напряжения с изменением оборотов ротора.

Предлагаемый генератор лишен этих недостатков.

Схема (в разрезе ) конструкции генератора представлена на фиг. 1. Генератор состоит из роторных 1 и статорных 2 дисков, размещенных в чередующемся порядке. Внутренние 2 и торцевые статорные диски 3 конструктивно отличаются. Генератор заключен в кожух 5, к которому жестко прикреплены статорные диски. Роторные диски 1 жестко закреплены на полом валу 4 и вращаются вместе с ним. Обмотки 8 статорных и роторных дисков (и показаны в разрезе). На валу 4 и закреплена одна половина 6 вращающегося трансформатора с вторичной обмоткой 10. Другая неподвижная его половина 7 жестко закреплена на кожухе генератора. Внутренняя полость вала 4 предназначена для размещения электрических элементов питания ротора. Как статорные, так и роторные диски представляют собой некоторую конструкцию из непроводящего и немагнитного материала, в которую встроены размещенные секториально электрические катушки 8, намотанные на специальной формы сердечниках 13, вид которых показан на фиг. 2. Магнитопроводы внутренних дисков, как вращающихся, так и неподвижных, состоят из сердечника 13 и полюсных пластин 14, изготовленных из материала с высокой магнитной индукцией, близкой к прямоугольной петлей гистерезиса. Магнитопроводы внутреннего диска в сборе (без вмещающей, несущей конструкции) показаны на фиг. 2 под номером 12. Пара из статорного и роторного дисков составляет генераторную секцию, вид которой представлен (и без вмещающей конструкции, но с участком кожуха 5) на фиг. 3 и 4, причем на фиг. 3 показана внутренняя, а на фиг. 4 - торцевая секции. Торцевая секция отличается от внутренней тем, что наружные полюсные пластины статорного диска заменены на сплошное кольцо, выполненное из того же материала, что и полюсные пластины и сердечники. Они являются замыкателями магнитопроводов генератора. Катушки как на статорных, так и на роторных дисках намотаны так, что их магнитные оси параллельны оси вращения ротора. Обмотки всех катушек на каждом диске соединены последовательно и электрически скоммутированы так, что когда по ним идет ток, на плоскостях дисков их магнитные полюса чередуются. Поэтому число катушек на каждом диске обязательно одинаково и четно. Электрические выводы статорных дисков независимы, а роторных - соединены последовательно и так, что магнитная полярность всех катушек, находящихся на одной линии, параллельной оси вращения, на всех дисках - одинакова. Выводы роторных дисков выведены в полость вала. Вращающийся трансформатор в сборе представляет собой две независимые обмотки 9 и 10, размещенные каждая в своей половине 7 и 6 соответственно (фиг. 1), броневого сердечника, выполненного из того же материала, что и сердечники. На фиг. 5 под номерами 6 и 7 показан профиль половины сердечника вращающегося трансформатора (общий вид и разрез). Выводы вторичной обмотки трансформатора выведены в полость вала.

Генератор работает обычным образом: когда в катушках ротора течет ток возбуждения и ротор вращается, магнитное поле катушек ротора наводит ЭДС электромагнитной индукции в катушках статора и ток нагрузки, когда катушки статора подключены к нагрузке.

Описываемый генератор предназначен для использования в малой и альтернативной энергетике, характерной малыми и переменными скоростями вращения и величинами механического момента механического привода. Поэтому его электрическая схема управления, представленная на фиг. 6, содержит ряд специальных электрических устройств для обеспечения работы генератора в этих условиях. Это выпрямитель-коммутатор 19 обмоток статорных дисков, буферный аккумулятор 20, инвертор 22 и трансформатор 21 согласования с электрической сетью. Питание возбуждения - ротора осуществляется переменным током, поступающим на первичную обмотку 9 вращающегося трансформатора. Ток с вторичной обмотки этого трансформатора выпрямляется выпрямителем 16 и стабилизируется по величине стабилизатором тока 17. Таким образом в катушках ротора течет постоянный ток как по величине, так и по направлению. Этим достигается парирование вторичной (паразитной) ЭДС, наводимой током нагрузки, текущим в катушках статора. В конечном счете это приводит к увеличению КПД генератора.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Электрический торцевой наборный генератор, состоящий из статора и ротора, выполненных в виде дисков, размещенных в кожухе по общей оси в чередующемся порядке, причем статорные диски жестко связаны с кожухом, а роторные закреплены на валу, отличающийся тем, что диски статора и ротора выполнены из немагнитного материала с высоким электрическим сопротивлением и содержат некоторое одинаковое четное число катушек с магнитными осями, параллельными оси вращения ротора, намотанных на сердечники из магнитного материала с высокой индукцией, близкой к прямоугольной петле гистерезиса, и закрытых со стороны полюсов пластинами из того же материала, что и сердечники, а торцевые статорные диски снаружи закрыты замыкателями магнитопроводов генератора, выполненными в виде сплошных колец из того же материала, что и сердечники катушек статора и ротора, при этом катушки как статора, так и ротора намотаны так, что их магнитные полюса в плоскости дисков чередуются.

2. Генератор по п.1, отличающийся тем, что вал ротора выполнен полым, а выводы обмоток роторных дисков выведены в полость вала.

3. Генератор по п.2, отличающийся тем, что он содержит трансформатор, намотанный в броневом сердечнике, одна половина которого содержит первичную обмотку и жестко скреплена с кожухом, а другая укреплена на валу и содержит вторичную обмотку, выводы которой выведены в полость вала.

4. Генератор по п.3, отличающийся тем, что питание обмоток роторных дисков обеспечивается постоянным током, стабилизированным по величине, поступающим в виде переменного с вторичной обмотки трансформатора с последующими выпрямлением и стабилизацией.

5. Генератор по п.1, отличающийся тем, что содержит электронный регулятор выходного напряжения при изменении оборотов ротора, состоящий из выпрямителя-коммутатора обмоток статорных дисков, буферного аккумулятора, инвертора и согласующего трансформатора.

Версия для печати
Дата публикации 10.12.2006гг

НОВЫЕ СТАТЬИ И ПУБЛИКАЦИИ
	Технология изготовления универсальных муфт для бесварочного, безрезьбового, бесфлянцевого соединения отрезков труб в трубопроводах высокого давления (имеется видео)
	Технология очистки нефти и нефтепродуктов
	О возможности перемещения замкнутой механической системы за счёт внутренних сил
	Свечение жидкости в тонких диэлектрических каналох
	Взаимосвязь между квантовой и классической механикой
	Миллиметровые волны в медицине. Новый взгляд. ММВ терапия
	Магнитный двигатель
	Источник тепла на базе нососных агрегатов