ГЕНЕРАТОР ПОСТОЯННОГО ТОКА Российский патент 2021 года по МПК H02K23/36 H02K16/02 H02K9/06 H02K1/14 

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к электротехнике, и может использоваться для обеспечения постоянным током любых технических устройств.

Уровень техники

Известен генератор постоянного тока RU 2497265 С2, опубл. 27.09.2012 г., на якоре которого установлены постоянные магниты для возбуждения обмоток статора. Данное изобретение имеет свои недостатки, которые заключаются в том, что постоянные магниты при эксплуатации быстро теряют свои магнитные свойства и через 2-3 года их приходится менять, а также при вращении якоря получается синусоидальный ток, который необходимо выпрямлять, но при этом на выходе получается не идеально прямой ток, а с небольшой пульсацией, что не всегда подходит для определенных технических устройств.

Также известен индукторный генератор постоянного тока RU 2233533 С2, опубл. 27.07.2004 г., который состоит из двух секций, установленных на одном валу. Недостаток данного изобретения заключается в том, что получаемый ток также имеет синусоидальную форму, который через блок тиристоров выпрямляется, и при этом требует дополнительного охлаждения, а на выходе все равно не получается идеально ровный ток.

Раскрытие изобретения

Задачей изобретения является создание генератора постоянного тока, с абсолютно ровным током, который можно применять для работы любых технических устройств, с возможностью регулирования подаваемого тока на обмотки возбуждения якорей при уменьшении или увеличении нагрузки. Конструкция генератора состоит из двух якорей, установленных на одном валу со шпонками с продольным смещением относительно друг от друга. Якоря, изготовленные из электротехнической листовой стали, имеют по две боковины с сегментами по окружности, образующие полюса и закрепленные между ними вставки, причем каждая из боковин якоря имеет полюса только одной полярности и взаимно противоположные другой. Обмотки на якорях уложены зигзагообразно и огибают все периметры полюсов. На статоре при помощи металлических немагнитных вставок закреплены сердечники, состоящие из пакетов колец, выполненных из листовой электротехнической стали, с расположенными на них обмотками, покрывающими все периметры сердечников, за исключением небольших наружных участков, в местах установки немагнитных вставок. Сердечники находятся напротив полюсов якорей, которые при вращении своими полюсами пересекают поперечно витки обмоток сердечников, создавая большой индукционный прямой ток, в отличие от обычных генераторов постоянного тока, при работе которых возникает синусоидальный ток, выпрямляемый при помощи электронных схем и состоящий из череды импульсов, а это подходит не для всех технических устройств. Данный генератор постоянного тока будет мощнее обычных генераторов постоянного тока при тех же наружных габаритах. Сердечники, расположенные на статоре, имеют кольцевую форму, и поэтому создаваемый магнитный поток внутри них будет вращаться по кругу, так как напротив каждого сердечника якоря имеют одинаковую полярность. Все обмотки сердечников соединены последовательно таким образом, чтобы общее направление индукционного тока совпадало. Вал опирается своими концами на подшипники качения, установленные в подшипниковых узлах и закрепленные на торцовых крышках статора, имеющего фланцевые ребра жесткости с лапами. С противоположного конца выходного вала, перед якорем, закреплена решетка с изолированно расположенными на ней графитовыми щетками, примыкающими к медным токосъемным кольцам, которые установлены изолированно на якоре. Питание на обмотки якорей поступает через графитовые щетки и медные кольца, вращающиеся вместе с якорями. В средней части статора находится отверстие, служащее для установки вентилятора, нагнетающего воздух в генератор, а по краям статора имеются отверстия для выброса воздуха. Для возбуждения обмоток якорей, в начальный момент работы генератора, необходим аккумулятор, а далее он служит для управления питанием обмоток якорей через транзисторы при изменении нагрузки на генератор. Данный генератор постоянного тока может работать от любого привода необходимой мощности.

Краткое описание чертежей

На фиг. 1 представлен электродвигатель в продольном сечении, на фиг. 2 показан электродвигатель в поперечном сечении.

Осуществление изобретения

Генератор постоянного тока состоит из сердечников, (1) изготовленных из листовой электротехнической стали с обмотками (2). Сердечники закреплены на статоре (3) напротив полюсов якорей металлическими немагнитными вставками (4). Якоря изготовлены из листовой электротехнической стали, и состоят из двух боковин (5), вставки (6), и обмотки (7). Вал (8), сделанный из конструкционной углеродистой качественной стали со шпонками (9), опирается своими концами на подшипники качения (10), установленные в подшипниковых узлах (11), выполненных из конструкционной углеродистой стали обыкновенного качества, которые закреплены на торцовых крышках (12), выполненных из конструкционной углеродистой стали обыкновенного качества и закрепленных на статоре (3), имеющем фланцевые ребра (13) жесткости с лапами (14), и выполненном из конструкционной углеродистой стали обыкновенного качества. Решетка (15), установленная перед якорем, сделана из углеродистой конструкционной стали обыкновенного качества, с закрепленными на ней изолированно графитовыми щетками (16), которые примыкают к медным токосъемным кольцам (17), установленным на якоре изолированно.

Генератор постоянного тока работает следующим образом. При запуске генератора вначале подается питание на обмотки якорей для их возбуждения от аккумулятора, а затем, при установившемся режиме работы генератора, питание поступает от индукционного тока сердечников статора. Для управления питанием обмоток якорей, в электрическую схему встроены транзисторы, работающие от аккумулятора. При вращении якорей генератора в сердечниках статора создается постоянный индукционный ток, который используется по назначению.

Изобретение относится к электротехнике, к генераторам постоянного тока, и может использоваться в качестве источника постоянного тока для любых технических средств. Технический результат состоит в регулировании постоянного тока при изменении нагрузки. Генератор состоит из двух якорей, установленных на одном валу с продольным смещением относительно друг от друга, изготовленных из листовой электротехнической стали и имеющих по две боковины с сегментами по окружности, которые образуют полюса и закрепленные между ними вставки. На статоре металлическими немагнитными вставками закреплены сердечники, состоящие из пакетов колец из листовой электротехнической стали с расположенными на них обмотками. Перед якорем расположена решетка с закрепленными на ней изолированно графитовыми щетками, примкнутыми к токосъемным кольцам, установленным изолированно на якоре. Вал своими концами опирается на подшипники качения, которые находятся в подшипниковых узлах торцовых крышек статора. В средней части статора имеется отверстие для установки нагнетающего вентилятора, а по краям выполнены отверстия для выброса воздуха. Для возбуждения якорей в момент пуска необходим аккумулятор. 2 ил.

Генератор постоянного тока, состоящий из двух якорей, установленных на валу со шпонками с продольным смещением относительно друг от друга, выполненных из электротехнической листовой стали, имеющих каждый по две боковины с сегментами по окружности, образующими полюса, и вставки, закрепленной между ними, причем каждая из боковин имеет полюса только одной полярности, противоположные полюсам второй боковине, а обмотки якорей огибают зигзагообразно все их периметры, статора с закрепленными на нем немагнитными металлическими вставками сердечников, состоящих из пакетов колец, изготовленных из листовой электротехнической стали и расположенных напротив полюсов якорей, вала, опирающегося концами на подшипники качения, установленные в подшипниковых узлах, которые закреплены на торцовых крышках статора, имеющего фланцевые ребра жесткости с лапами, решетки, установленной с противоположного конца выходного вала перед якорем, с расположенными на ней изолированно графитовыми щетками, примкнутыми к медным токосъемным кольцам, закрепленным изолированно на якоре, вентиляционных отверстий, которые расположены по краям корпуса статора и в средней его части, для установки вентилятора, элементов управления питанием обмоток якорей, состоящих из транзисторов и аккумулятора.