ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ГЕНЕРАТОР НА ПОСТОЯННЫХ МАГНИТАХ Российский патент 2014 года по МПК H02K19/22 

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к области электротехники, в частности к низкооборотным высокомоментным синхронным двигателям и генераторам, и может быть использовано в качестве ветрогенераторов, высокочастотных электрических генераторов, многофазных синхронных электрических двигателей.

Уровень техники

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является однофазный электрический генератор, содержащий статор и ротор, а также якорную обмотку (см. патент RU №2392724, опубликованный 20.06.2010), выбранный в качестве прототипа.

В известном однофазном электрическом генераторе, выполненном из ферромагнитного материала, затрудняется система охлаждения якорной обмотки, это обуславливается расположением ее в замкнутом пространстве внутренней части статора, а также он обладает высокой инертностью вследствие большого использования ферромагнитного материала. Кроме того, в результате значительных оборотов и маленьких диаметров повышается шум.

Недостатком прототипа является низкая эффективность генератора.

Раскрытие изобретения

Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, заключается в повышении эффективности генератора.

Технический результат заключается в повышении охлаждения обмотки якоря, уменьшение инерционности при минимальном использовании металла, уменьшение шума, уменьшение оборотов и скорости вращения, увеличение количества магнитов и малый вес при больших диаметрах.

Технический результат обеспечивается следующей совокупностью признаков: электрический генератор на постоянных магнитах, содержащий статор и ротор, а также якорную обмотку, отличающийся тем, что ротор выполнен из композитного материала сечением П-образной формы установленным на металлическом валу, магниты с чередующимися полюсами установлены на роторе в пазах, якорная обмотка размещена на композитном статоре и выполнена в виде независимых секций, кроме того:

- электрический генератор, отличающийся тем, что якорная обмотка расположена на наружной композитной поверхности статора на минимальном расстоянии от полюсов магнитов в непосредственном соприкосновении с окружающей средой;

- электрический генератор, отличающийся тем, что секции якорной обмотки с одинаковыми фазами соединены последовательно;

- электрический генератор, отличающийся тем, что он содержит от 40 до 120 чередующихся постоянных магнитов;

- электрический генератор, отличающийся тем, что выполнен с возможностью вращения ротора от 50 до 60 оборотов в минуту.

Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, и технический результат взаимосвязаны следующим образом.

Повышение охлаждения обмотки якоря, уменьшение инерционности при минимальном использовании металла, уменьшение шума, уменьшение оборотов и скорости вращения, увеличение количества магнитов и малый вес при больших диаметрах приводит к повышению эффективности генератора.

Краткое описание чертежей

На фиг.1 изображен продольный разрез электрического генератора на постоянных магнитах; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1.

Осуществление изобретения

Изобретение может быть осуществлено следующим образом.

У электрического генератора на постоянных магнитах, содержащего статор и ротор, а также якорную обмотку, ротор выполнен из композитного материала сечением П-образной формы установленным на металлическом валу, магниты с чередующимися полюсами установлены на роторе в пазах, якорная обмотка размещена на композитном статоре и выполнена в виде независимых секций, кроме того:

- якорная обмотка расположена на наружной композитной поверхности статора на минимальном расстоянии от полюсов магнитов в непосредственном соприкосновении с окружающей средой;

- секции якорной обмотки с одинаковыми фазами соединены последовательно;

- содержит от 40 до 120 чередующихся постоянных магнитов.

- возможность вращения ротора от 50 до 60 оборотов в минуту.

Таким образом, назначение изобретения - применение его в качестве электрического генератора на постоянных магнитах - реализуется.

Сведения, подтверждающие возможность получения при осуществлении изобретения технического результата (причинно-следственная связь существенных признаков с указанным техническим результатом), состоят в следующем.

Выполнение ротора из композитного материала сечением П-образной формы установленным на металлическом валу, установка постоянно чередующихся полюсов магнитов на роторе в пазах, размещение якорной обмотки на композитном статоре и выполнение в виде независимых секций обеспечивают повышение охлаждения обмотки якоря, уменьшение инерционности при минимальном использовании металла, уменьшение шума, уменьшение оборотов и скорости вращения, увеличение количества магнитов и малый вес при больших диаметрах.

Следовательно, совокупность существенных признаков достаточна для достижения обеспечиваемого изобретения технического результата.

Описание конструкции устройства

У электрического генератора на постоянных магнитах 1, содержащего статор 2 и ротор 3, а также якорную обмотку 4, ротор 3 выполнен из композитного материала сечением П-образной формы установленным на металлическом валу 5, магниты 1 с чередующимися полюсами установлены на роторе 3 в пазах, якорная обмотка 4 размещена на композитном статоре 2 и выполнена в виде независимых секций.

Электрический генератор на постоянных магнитах работает следующим образом.

При вращении ротора 3 генератора силовые линии полей постоянных магнитов 1 пересекают витки якорной обмотки 4, расположенные на неподвижном статоре 2. В них возникает ЭДС электромагнитной индукции, величина которой зависит от скорости вращения ротора 3.

Таким образом, у предлагаемого электрического генератора на постоянных магнитах, в отличие от прототипа, повышается эффективность.

Эффективность предлагаемого электрического генератора на постоянных магнитах обусловливается его улучшенной конструкцией.

Изобретение относится к области электротехники. Электрический генератор на постоянных магнитах содержит статор (2) и ротор (3), а также якорную обмотку (4), ротор (3) выполнен из композитного материала сечением П-образной формы установленным на металлическом валу (5), магниты (1) с чередующимися полюсами установлены на роторе (3) в пазах, якорная обмотка (4) размещена на композитном статоре (2) и выполнена в виде независимых секций. Якорная обмотка (4) расположена на наружной композитной поверхности статора (2) на минимальном расстоянии от полюсов магнитов (1) в непосредственном соприкосновении с окружающей средой. Секции якорной обмотки (4) с одинаковыми фазами соединены последовательно и могут содержать от 40 до 120 чередующихся постоянных магнитов (1). Возможность вращения ротора (3) от 50 до 60 оборотов в минуту. Техническим результатом является повышение охлаждения обмотки якоря, уменьшение инерционности при минимальном использовании металла, уменьшение шума, оборотов и скорости вращения. 4 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Электрический генератор на постоянных магнитах, содержащий статор и ротор, а также якорную обмотку, отличающийся тем, что ротор выполнен из композитного материала сечением П-образной формы установленным на металлическом валу, магниты с чередующимися полюсами установлены на роторе в пазах, якорная обмотка размещена на композитном статоре и выполнена в виде независимых секций.

2. Электрический генератор по п.1, отличающийся тем, что якорная обмотка расположена на наружной композитной поверхности статора на минимальном расстоянии от полюсов магнитов в непосредственном соприкосновении с окружающей средой.

3. Электрический генератор по п.2, отличающийся тем, что секции якорной обмотки с одинаковыми фазами соединены последовательно.

4. Электрический генератор по п.1, отличающийся тем, что он содержит от 40 до 120 чередующихся постоянных магнитов.

5. Электрический генератор по п.1, отличающийся тем, что выполнен с возможностью вращения ротора от 50 до 60 оборотов в минуту.