МАГНИТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ГЕНЕРАТОР ПЕРЕМЕННОГО ТОКА Российский патент 1999 года по МПК H02K16/00 H02K21/24 

Изобретение относится к электротехнике.

Известные генераторы переменного тока представляют собой сравнительно сложные устройства с ограниченным объемом для укладки обмоток, работающие при больших оборотах, для достижения которых необходимо применение редукторов, что значительно снижает эффективность работы генератора. Для увеличения линейной скорости магнитов при небольших оборотах ротора предложены безредукторные генераторы, совмещенные с ветроагрегатами [2, 3].

Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является магнитоэлектрический генератор, ротор которого представляет собой стальное кольцо с постоянными магнитами [1]. При такой схеме повышение эффективности работы генератора достигается за счет больших линейных скоростей магнитов, однако при расположении магнитов на стальном кольце и предложенной конструкции статора не достигается максимальная эффективность, так как магнитные потоки постоянных магнитов частично рассеиваются на стальное кольцо, при этом магниты работают односторонне, т.е. в работе каждого магнита участвует какой-то один полюс: северный или южный.

Предлагаемое изобретение - магнитоэлектрический генератор, отличается тем, что для достижения максимальной эффективности работы магнитных потоков постоянных магнитов последние установлены на одном или нескольких дисках из диэлектрического материала, при этом в работе участвуют одновременно оба полюса каждого магнита. Статор при предлагаемой схеме представляет собой набор катушек на сердечниках-магнитопроводах, которые могут иметь различную форму. Отличительной особенностью магнитопровода является переменное сечение его, т. е. у полюсов магнитов форма магнитопровода должна строго соответствовать форме магнитов, а при удалении от полюсов магнитов сечение магнитопровода увеличивается, чем обеспечивается минимальное сопротивление магнитной цепи, а магнитный поток при прочих равных условиях достигает наибольшей величины, что подтверждено практическими экспериментами с магнитопроводами одинакового объема, имеющими различные сечения.

На фиг. 1 - 3 показано устройство генератора. На вертикально расположенной оси вращения закреплен диск из диэлектрического материала 1, на котором расположены постоянные магниты 2, магнитные полюса которых чередуются. Обмотки статора выполняются на сердечниках, которые в варианте генератора с одним диском ротора имеют форму буквы "C" (поз. 3 на фиг. 1), при этом оси полюсов магнитов направлены к торцам магнитопроводов.

Для увеличения мощности генератора при определенном диаметре дисков ротора и уменьшения длины магнитопроводов на одной оси ротора устанавливаются несколько дисков с постоянными магнитами, при этом статор представляет собой набор катушек на магнитопроводах, расположенных между разноименными полюсами магнитов (фиг. 2).

На фиг. 3 представлен вариант генератора с многодисковым ротором и статором, имеющим магнитопроводы оригинальной формы, что упрощает изготовление и сборку генератора.

Объекты изображения (фиг. 1 - 3) связаны единым изобретательским замыслом.

Как указывалось выше, при предложенных схемах генераторов оба полюса каждого магнита участвуют в работе генератора, чем обеспечивается максимальная эффективность работы магнитных потоков магнитов (эффективность в несколько раз выше, чем при односторонней работе магнитов), что подтверждено многочисленными экспериментами в течение нескольких лет с отдельными элементами и опытными образцами генераторов.

Источники информации
1. Общая электротехника с основами электроники. -М.: Высшая школа, 1989.

2. Изобретатель и рационализатор, N 5, 1984, с. 24.

3. Авторское свидетельство N 868105, F 03 D 9/00 - прототип.

Использование: для получения электрической энергии. Ротор генератора представляет собой один или несколько дисков из диэлектрического материала, закрепленных на оси вращения. Технический результат заключается в том, что магнитная проводимость дисков ротора меньше магнитной проводимости ферромагнетиков, что позволяет устранить частично рассеивание магнитных потоков магнитов. По окружности дисков ротора установлены постоянные магниты, магнитные полюса которых чередуются и направлены к торцам магнитопроводов статора. Статор генератора состоит из одной или нескольких катушек на магнитопроводах. Магнитопроводы имеют переменное сечение, т.е. у полюсов магнитов форма магнитопровода соответствует форме магнита, а с удалением от полюсов их сечение увеличивается, чем обеспечивается минимальное сопротивление цепи. Магнитопроводы имеют форму дуг, охватывающих магниты ротора от полюса к полюсу, что обеспечивает двухстороннюю работу каждого магнита. Для увеличения мощности генератор выполняется с несколькими статорами и роторами. 3 ил.

Магнитоэлектрический генератор переменного тока, содержащий ротор в виде одного или нескольких дисков с постоянными магнитами по окружности дисков и статор, состоящий из набора катушек на сердечниках-магнитопроводах, отличающийся тем, что диски ротора выполнены из диэлектрического материала, сердечники-магнитопроводы статора выполнены в виде дуг, охватывающих магниты роторы от полюса к полюсу, и имеют переменное сечение, причем у полюсов магнитов их форма соответствует форме магнитов, а с удалением от полюсов сечение магнитопроводов увеличивается, при этом каждый магнитопровод статора выполнен сплошным для всех дисков ротора, выступы магнитопроводов входят в промежутки между дисками ротора, а катушки выполнены на свободных участках магнитопроводов.