ИМПУЛЬСНЫЙ ГЕНЕРАТОР ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ С САМОВОЗБУЖДЕНИЕМ Российский патент 2006 года по МПК H02K19/00 

Изобретение относится к области энергетики и может быть использовано в военной технике в народном хозяйстве и в быту.

Известен генератор электрической энергии, содержащий секции генераторов электрической энергии, в котором статор генератора состоит из наружных подшипниковых щитов и внутренних промежуточных щитов, зафиксированных между собой при помощи распорных втулок и шпилек резьбовым соединением с шайбой и гайками, внутренние промежуточные щиты и наружные подшипниковые щиты с внутренней стороны на боковой поверхности щитов содержат направляющие пазы и базовый кольцевой упор для установки секций корпусов с кольцевыми постоянными магнитами, а на диске ротора, в канавке и пазах, располагаются кронштейны с индуктивными обмотками, зафиксированными на роторе при помощи прихватов и болтов с шайбой и гайкой. На статорах с помощью кольцевых магнитов создается главное магнитное поле генератора, а на роторах индуктируется Э.Д.С. и проходят токи.

Тучин. Б.Т. ПАТЕНТ №2178940, "Генератор электрической энергии" по заявке №97102372, от 18.02.1997 г.

Недостатком такого генератора электрической энергии является недостаточная величина индуктируемого электрического заряда и недостаточная мощность.

Задача, решаемая изобретением, состоит в том, чтобы за счет изменения конструкции генератора повысить величину индуктируемого электрического заряда и мощность генератора и одновременно уменьшить затрачиваемую механическую работу при индуктировании электрического заряда и в результате этого повысить коэффициент полезного действия импульсного генератора электрической энергии.

Указанная задача достигается тем, что импульсный генератор электрической энергии с самовозбуждением содержит на статоре секции корпусов с индуктивными обмотками, а на роторе содержатся кольцевые постоянные магниты, секции корпусов с индуктивными обмотками установлены на статоре между наружными боковыми подшипниковыми щитами и внутренними промежуточными щитами в направляющих пазах радиально до упора и образуют внутри статора по окружности тороидальную дугообразную полость для свободного вращения ротора, каждая отдельная секция корпуса магнитопровода состоит из боковых салазок и двух дугообразных пластин, изготовленных из ферросплава и зафиксированных между собой при помощи резьбового соединения винтами, внутри, между дугообразными пластинами, зафиксированы с помощью винтов ферросплавные сердечники, на сердечниках установлены катушки индуктивности, соединенные между собой последовательно, каждая секция корпуса с катушками индуктивности в шаговом ряду имеет встречное соединение с очередной соседней секцией корпуса с катушками индуктивности, образуя на статоре каждого генератора круговую зигзагообразную индуктивную цепь, которая соединена параллельно с зигзагообразными индуктивными цепями соседних генераторов, крайние концы выводов секций зигзагообразной цепи подсоединены к контактным клеммам, к которым подключаются потребители электрической энергии, корпусы магнитопроводов с индуктивными обмотками зафиксированы в пазах боковых и промежуточных щитов от выпадения при помощи угольников с прижимными болтами и закрыты снаружи цилиндрическим изолирующим кожухом, состоящим из двух половин, соединенных между собой резьбовым соединением при помощи болтов с гайкой, а ротор, закрепленный на валу, содержит в себе секции роторов, каждый ротор посажен неподвижно на вал через промежуточные втулки и состоит из диска-маховика со ступицей, на котором содержится в центре шлицевое отверстие для вала и две круговые базовые канавки, располагающиеся относительно центра отверстия ступицы соосно на разных диаметральных расстояниях, между канавками на диске маховика содержатся сквозные резьбовые отверстия для крепления кронштейнов, кронштейны установлены в канавках диска-маховика и зафиксированы на диске при помощи резьбовых отверстий болтами с граверной шайбой и гайки, корпусы кронштейнов изготовлены из ферросплава и содержат на одном конце, вид сбоку, два прямоугольных выступа для фиксирования в пазах маховика, а на другом конце содержится цилиндр, вид сверху, кронштейны имеют крестообразную форму и содержат на одном конце корпуса сквозное отверстие под болт, а на другом конце корпуса, по одну и другую сторону цилиндра, ферросплавный цилиндрический выступ-сердечник, исходящий из центра цилиндра, на котором, по одну и другую сторону цилиндра, установлены разноименными полюсами друг против друга кольцевые постоянные магниты, образуя целый единый кольцевой постоянный магнит, сборки кронштейнов с постоянными кольцевыми магнитами установлены на роторе и обращены в шаговом ряду, по отношению друг к другу одноименными полюсами вплотную друг к другу, располагаются на диске ротора радиально на одинаковом шаговом расстоянии соразмерно шаговому расстоянию между направляющими пазами, расположенными на статоре, и образуют на роторах тороидальные постоянные кольцевые магниты, ко всему этому, импульсный генератор электрической энергии с самовозбуждением содержит установочные опоры и погрузочные проушины, которые установлены на шпильках, стягивающих подшипниковые щиты.

Изобретение является новым, потому что импульсный генератор электрической энергии с самовозбуждением содержит на статоре секции корпусов с индуктивными обмотками, а на роторе содержатся кольцевые постоянные магниты, секции корпусов с индуктивными обмотками установлены на статоре между наружными боковыми подшипниковыми щитами и внутренними промежуточными щитами в направляющих пазах радиально до упора и образуют внутри статора по окружности тороидальную дугообразную полость для свободного вращения ротора, каждая отдельная секция корпуса магнитопровода состоит из боковых салазок и двух дугообразных пластин, изготовленных из ферросплава и зафиксированных между собой при помощи резьбового соединения винтами, внутри, между дугообразными пластинами, зафиксированы с помощью винтов ферросплавные сердечники, на сердечниках установлены катушки индуктивности, соединенные между собой последовательно, каждая секция корпуса с катушками индуктивности в шаговом ряду, имеет встречное соединение с очередной соседней секцией корпуса с катушками индуктивности, образуя на статоре отдельного генератора круговую зигзагообразную индуктивную цепь, которая соединена параллельно с зигзагообразными индуктивными цепями соседних секций генераторов, крайние концы выводов секций зигзагообразной цепи, подсоединены к контактным клеммам, к которым подключаются потребители электрической энергии, корпусы магнитопроводов с индуктивными обмотками зафиксированы в пазах боковых и промежуточных щитов от выпадения при помощи угольников с прижимными болтами и закрыты снаружи цилиндрическим изолирующим кожухом, состоящим из двух половин, соединенных между собой резьбовым соединением при помощи болтов с гайкой, а ротор, закрепленный на валу, содержит в себе секции роторов, каждый ротор посажен неподвижно на вал через промежуточные втулки и состоит из диска-маховика со ступицей, на котором содержится в центре шлицевое отверстие для вала и две круговые базовые канавки, располагающиеся относительно центра отверстия ступицы соосно на разных диаметральных расстояниях, между канавками на диске маховика содержатся сквозные резьбовые отверстия для крепления кронштейнов, кронштейны установлены в канавках диска-маховика и зафиксированы на диске при помощи резьбовых отверстий болтами с граверной шайбой и гайки, корпусы кронштейнов изготовлены из ферросплава и содержат, на одном конце, вид сбоку, два прямоугольных выступа для фиксирования в пазах маховика, а на другом конце, содержится цилиндр, вид сверху, кронштейны имеют крестообразную форму и содержат на одном конце корпуса сквозное отверстие под болт, а на другом конце корпуса, по одну и другую сторону цилиндра, ферросплавный цилиндрический выступ-сердечник, исходящий из центра цилиндра, на котором, по одну и другую сторону цилиндра, установлены разноименными полюсами друг против друга кольцевые постоянные магниты, образуя целый единый кольцевой постоянный магнит, сборки кронштейнов с постоянными кольцевыми магнитами установлены на роторе и обращены, в шаговом ряду, по отношению друг к другу одноименными полюсами вплотную друг к другу и располагаются на диске ротора радиально на одинаковом шаговом расстоянии соразмерно шаговому расстоянию между направляющими пазами, расположенными на статоре, и образуют на роторах тороидальные постоянные кольцевые магниты, ко всему этому, импульсный генератор электрической энергии содержит установочные опоры и погрузочные проушины, которые установлены на шпильках, стягивающих подшипниковые щиты.

В результате применения такой конструкции импульсного генератора электрической энергии с самовозбуждением упрощается технология изготовления и последующий ремонт генератора, а в самом генераторе удваивается плотность массы магнитного поля магнитов, образующейся в зазоре между ротором и статором, вследствие чего удваивается индуктируемый импульс электрического заряда, уменьшается время действия электромагнитного тормозного момента и уменьшается затрачиваемая механическая работа при индуктировании электрического заряда, в итоге увеличивается коэффициент полезного действия генератора. А в результате возможного наращивания секций генераторов создается возможность увеличения мощности генератора.

Предлагаемый импульсный генератор электрической энергии, изображенный на фиг.1, 4, состоит из установочных опор 1, ребер жесткости 2, наружных боковых подшипниковых щитов 3, внутренних промежуточных щитов 4, кожуха 5, распорных втулок 6, стягивающих шпилек 7, угольников с прижимными болтами 8, дугообразных пластин магнитопровода 9, направляющих 10, сердечников магнитопровода 11, индуктивных обмоток 12, подшипниковых корпусов 13, крышек 14, вала 15, подшипников 16, крепежных болтов 17, направляющих 18, диска маховика 19, упорных колец 20, кронштейнов 21, сердечника для магнитов 22, постоянных кольцевых магнитов 23, контактных клемм 24, погрузочных проушин 25.

Импульсный генератор электрической энергии с самовозбуждением работает следующим образом. При помощи внешней силы тяги начнем вращать вал 15 ротора генератора, на котором установлены диски роторов 19 с кольцевыми магнитами 23. Во время вращении дисков ротора генератора с постоянными кольцевыми магнитами 23 в тороидальной полости статора индуктивные обмотки 12, установленные в корпусах магнитопровода на статоре, будут периодически пересекаться магнитным потоком, имеющем в каждом шаговом ряду противоположное направление по отношению к предыдущему шагу. В результате чего в индуктивных обмотках 12, установленных в корпусах магнитопровода на статоре, будут наводиться периодические импульсы электрического заряда.

Так как катушки индуктивности соединены в корпусах магнитопровода (фиг.5) последовательно, а на статоре соединены навстречу (фиг.6), образуя зигзагообразную индуктивную цепь, и возбуждаются они одновременно в одной фазе, то общая величина электрического заряда будет равна сумме всех электрических зарядов, индуктируемых в каждой катушке индуктивности по отдельности.

Снятие разности потенциала в генераторе электрической энергии осуществляется непосредственно со статора, с контактных клемм 24, с которыми соединены индуктивные обмотки.

Изобретение относится к области энергетики и может быть использовано в военной технике, в народном хозяйстве и в быту. Изобретение предусматривает такое изменение конструкции импульсного генератора электрической энергии, в котором система возбуждения импульсного генератора электрической энергии расположена на роторе, а индуктивные обмотки генератора - на статоре. Это дает возможность, во-первых, одновременно удвоить и сжать рабочий поперечный магнитный поток, располагающийся в зазоре между одноименными полюсами кольцевых постоянных магнитов в системе возбуждения генератора, во-вторых, позволяет увеличить рабочую длину индуктивных проводников на статоре, в результате чего увеличивается индуктируемый потенциал электрического заряда и мощность генератора. Техническим результатом является уменьшение действия электромагнитного тормозного момента и затрачиваемой механической работы при индуктировании электрического заряда и, как следствие, повышение коэффициента полезного действия импульсного генератора электрической энергии. 6 ил.

Генератор электрической энергии, содержащий секции генераторов электрической энергии, в котором статор состоит из наружных подшипниковых щитов и промежуточных щитов, зафиксированных между собой при помощи распорных втулок и шпилек резьбовым соединением с шайбами и гайками, внутренние промежуточные щиты и наружные подшипниковые щиты с внутренней стороны на боковой поверхности щитов содержат направляющие пазы и базовый кольцевой упор для установки секций корпусов с кольцевыми постоянными магнитами, а на дисках ротора в канавке и в пазах расположены кронштейны с индуктивными обмотками и зафиксированы на роторе при помощи прихватов и болтов с шайбой и гайкой, отличающийся тем, что импульсный генератор электрической энергии с самовозбуждением содержит на статоре секции корпусов с индуктивными обмотками, а на роторе расположены кольцевые постоянные магниты, секции корпусов с индуктивными обмотками установлены на статоре между наружными боковыми подшипниковыми щитами и внутренними промежуточными щитами в направляющих пазах радиально до упора и образуют внутри статора по окружности тороидальную дугообразную полость для свободного вращения ротора, каждая отдельная секция корпуса магнитопровода состоит из боковых салазок и двух дугообразных пластин, изготовленных из ферросплава и зафиксированных между собой при помощи резьбового соединения винтами, внутри между дугообразными пластинами зафиксированы с помощью винтов ферросплавные сердечники, на сердечниках установлены катушки индуктивности, соединенные между собой последовательно, каждая секция корпуса с катушками индуктивности в шаговом ряду имеет встречное соединение с очередной соседней секцией корпуса с катушками индуктивности, образуя на статоре отдельного генератора круговую зигзагообразную индуктивную цепь, которая соединена параллельно с зигзагообразными индуктивными цепями соседних генераторов, крайние концы выводов каждой секции зигзагоообразной цепи подсоединены к контактным клеммам, к которым подключаются потребители электрической энергии, корпуса магнитопроводов с индуктивными обмотками зафиксированы в пазах боковых и промежуточных щитов от выпадения при помощи угольников с прижимными болтами и закрыты снаружи цилиндрическим изолирующим кожухом, состоящим из двух половин, соединенных между собой резьбовым соединением при помощи болтов с гайкой, а ротор, закрепленный на валу, содержит в себе секции роторов, каждая секция ротора посажена неподвижно на вал через промежуточные втулки и состоит из диска -маховика со ступицей, на котором выполнено в центре шлицевое отверстие для вала и две круговые базовые канавки, располагающиеся относительно центра отверстия ступицы соосно на разных диаметральных расстояниях, между канавками на диске маховика выполнены сквозные резьбовые отверстия для крепления кронштейнов, которые установлены в канавках диска-маховика и зафиксированы на диске при помощи резьбовых отверстий болтами с граверной шайбой и гайки, корпуса кронштейнов изготовлены из ферросплава и содержат на одном конце, на виде сбоку, два прямоугольных выступа для фиксирования в пазах маховика, а на другом конце выполнен цилиндр, на виде сверху, кронштейны имеют крестообразную форму и содержат на одном конце корпуса сквозное отверстие под болт, а на другом конце корпуса, по одну и другую сторону цилиндра, ферросплавный цилиндрический выступ-сердечник, исходящий из центра цилиндра, на котором по одну и другую сторону цилиндра установлены разноименными полюсами друг против друга кольцевые постоянные магниты, образуя целый единый кольцевой постоянный магнит, сборки кронштейнов с постоянными кольцевыми магнитами, установлены на роторе и обращены в шаговом ряду, по отношению друг к другу одноименными полюсами вплотную друг к другу, расположены на диске ротора радиально на одинаковом шаговом расстоянии соразмерно шаговому расстоянию между направляющими пазами, расположенными на статоре, и образуют на роторах тороидальные постоянные кольцевые магниты, причем импульсный генератор электрической энергии содержит установочные опоры и погрузочные проушины, которые установлены на шпильках, стягивающих подшипниковые щиты.