ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ МНОГОРОТОРНЫЙ ГЕНЕРАТОР Российский патент 1995 года по МПК H02K16/00 

Изобретение относится к электрическим машинам, а именно к многороторным генераторам с встречно вращающимися роторами.

Известен электрический генератор с роторами, вращающимися в противоположных направлениях, в котором один из роторов снабжен якорной обмоткой, другой индукторной. Обмотка внешнего ротора подключена к контактным кольцам, с которых с помощью щеток снимается вырабатываемая электроэнергия. Однако при таком конструктивном решении наличие только двух встречно вращающихся роторов существенно ограничивает область использования генератора, у него невысокая надежность и низкая производительность.

Электрический многороторный генератор по изобретению содержит четыре ротора, снабженные одновременно индукторными и якорными обмотками таким образом, что каждый ротор выполняет роль якоря и индуктора традиционной электромашины. Роторы размещаются на опорных стойках станины, которые могут быть выполнены из диэлектрического материала и располагаться во взаимно перпендикулярных плоскостях. Посредством кинематического механизма роторы связаны друг с другом для обеспечения взаимовстречного движения. Два внутренних ротора, закрепленные на валах вращения, выполнены цилиндрическими и размещены по одной оси вращения, два других ротора выполнены торцовыми и размещены по оси вращения, перпендикулярной к первой. Каждый ротор содержит явнополюсный магнитопровод с системой возбуждения и однофазную якорную обмотку, активные стороны которой размещены в пазах явных полюсов. На валу каждого ротора установлена пара контактных колец, с помощью которых осуществляется съем вырабатываемой электроэнергии.

Предлагаемый генератор может иметь электромагнитную систему возбуждения. При этом на полюсах явнополюсных магнитопроводов каждого ротора размещается обмотка возбуждения и подключается к своим контактным кольцам, кроме того, генератор может иметь также систему возбуждения, выполненную в виде размещенных на роторах постоянных магнитов. При этом они обеспечивают разноименность соседних полюсов, генератор может быть также дополнен еще двумя одинаковыми торцовыми роторами, размещенными по оси, перпендикулярной к двум другим осям вращения.

Приведенная совокупность признаков позволяет расширить область применения генератора, поскольку электроэнергия может вырабатываться при вращении любого из роторов генератора. Одновременно у данного генератора повышена надежность.

На чертеже изображен предлагаемый генератор.

На чертеже приняты следующие обозначения:
1 четыре опорные стойки с подшипниками, расположенные на основании конструкции или станине;
2 валы роторов;
3 внутренние цилиндрические ротора;
4 торцовые ротора;
5 система конических шестерен, обеспечивающих взаимно-встречное вращение роторов;
6 воздушный зазор между роторами;
7 явнополюсный магнитопровод;
8 обмотка возбуждения;
9 якорная обмотка;
10 паз на полюсе магнитопровода;
11 наконечник полюса;
12 контактные кольца обмотки возбуждения;
13 контактные кольца якорной обмотки.

Генератор работает следующим образом.

При вращении любого из роторов от внешнего привода с помощью кинематического механизма, связывающего все роторы, последние приводятся во взаимновстречное вращение. Проходящий по обмоткам возбуждения постоянной ток или же постоянные магниты, размещенные на роторах, создают магнитное поле, силовые магнитные линии которого пересекаются при вращении роторов якорными обмотками.

Вырабатываемая при этом электроэнергия снимается через контактные кольца, к которым подключены якорные обмотки. Количество выходных зажимов генератора может быть равным количеству роторов при независимом питании нескольких потребителей одновременно.

Использование: электрические многороторные генераторы. Сущность изобретения: электрический многороторный генератор содержит установленные с возможностью вращения относительно друг друга роторы с обмотками. Роторы кинематически связаны друг с другом, размещены на стойках опор во взаимно перпендикулярных плоскостях и закреплены на отдельных валах вращения. Два ротора выполнены цилиндрическими и размещены по одной оси вращения, а два других ротора выполнены торцевыми и размещены по оси вращения, перпендикулярной к первой. Каждый ротор содержит явнополюсный магнитопровод с системой возбуждения и однофазную якорную обмотку, стороны которой размещены в пазах выполненных в серединах полюсов магнитопроводов. На валу каждого ротора установлены контактные кольца, к которым подключена якорная обмотка, а на стойках опор установлены щетки, контактирующие с кольцами. Генератор может быть выполнен с электромагнитной системой возбуждения. На полюсах явнополюсных магнитопроводов каждого ротора размещается при этом обмотка возбуждения и подключается к своим контактным кольцам. Генератор может быть выполнен также с системой возбуждения в виде размещенных на роторах постоянных магнитов, обеспечивающих разноименность соседних полюсов. 3 з. п. ф-лы, 1 ил.

1. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ МНОГОРОТОРНЫЙ ГЕНЕРАТОР, содержащий установленные с возможностью вращения относительно друг друга роторы с обмотками, отличающийся тем, что количество роторов равно четырем, роторы кинематически связаны друг с другом, размещены на стойках опор взаимно перпендикулярных плоскостях и закреплены на отдельных валах вращения, два ротора выполнены цилиндрическими и размещены по одной оси вращения, а два других ротора выполнены торцевыми и размещены по оси вращения, перпендикулярной первой, каждый ротор содержит явнополюсный магнитопровод с системой возбуждения и однофазную якорную обмотку, стороны которой размещены в пазах, выполненных в серединах полюсов магнитопроводов, на валу каждого ротора установлены контактные кольца, к которым подключена якорная обмотка, а на стойках опор установлены щетки, контактирующие с кольцами. 2. Генератор по п.1, отличающийся тем, что система возбуждения выполнена электромагнитной, на полюсах явнополюсных магнитопроводов каждого ротора размещена обмотка возбуждения, подключенная к своим контактным кольцам. 3. Генератор по п.1, отличающийся тем, что система возбуждения выполнена в виде размещенных на роторах постоянных магнитов, обеспечивающих разноименность соседних полюсов. 4. Генератор по пп.1-3, отличающийся тем, что он снабжен двумя дополнительными торцевыми роторами, размещенными по оси, перпендикулярной двум другим осям вращения.