Гибридная аксиальная электрическая машина-генератор Российский патент 2024 года по МПК H02K51/00 H02K11/00 H02K5/15 

Изобретение относится к электромашиностроению и может быть использовано в качестве электромеханического преобразователя механической энергии, подаваемой на один (механический) вход машины, и электрической энергии постоянного тока, подаваемой на другой ее вход (электрический), в суммарную электрическую энергию переменного тока с возможностью работы как отдельно от каждого источника, так и совместно.

Наиболее близким к заявляемому изобретению по технической сущности и достигаемому техническому результату и принятым авторами за прототип является гибридная аксиальная электрическая машина-генератор (патент РФ № 2629017, 2017 г.).

Гибридная аксиальная электрическая машина-генератор, содержит щеточно-коллекторный аппарат машины постоянного тока, магнитопровод с расположенной в нем генераторной обмоткой переменного тока, аксиальные якорь с обмоткой и ротор, при этом корпус статора выполнен в форме полого цилиндра, к торцовым поверхностям которого неподвижно прикреплены подшипниковые щиты, корпус статора и подшипниковые щиты изготовлены из материала с большим магнитным сопротивлением, причем на внутренней торцовой поверхности подшипникового щита со стороны ветротурбины установлен магнитопровод с генераторной обмоткой переменного тока, активная поверхность которого расположена аксиально к прилегающей активной торцовой поверхности ротора, а на внутренней торцовой поверхности подшипникового щита с противоположной стороны установлен якорь с обмоткой, активная поверхность которого расположена аксиально к прилегающей активной торцовой поверхности ротора, вместе с тем ротор расположен между магнитопроводом с генераторной обмоткой переменного тока и якорем с возможностью вращения относительно их и имеет аксиально расположенные главные полюса, изготовленные из постоянных магнитов, зафиксированные неподвижно относительно вала при помощи материала с высоким магнитным сопротивлением, при этом щеткодержатели щеточно-коллекторного аппарата машины закреплены неподвижно на валу ротора с учетом того, что ось щеткодержателей расположена перпендикулярно относительно оси главных полюсов и сдвинута на величину угла физической нейтрали по направлению вращения главных полюсов, в то время как якорная обмотка соединена с источником постоянного тока через щеточно-коллекторный аппарат, контактные кольца, расположенные на валу, щетки и устройство, которое исключает протекание тока обратного направления к источнику постоянного тока, одновременно с этим на валу расположена обгонная муфта, передающая вращающий момент от ветротурбины к валу ротора, причем полярность подключения источника постоянного тока согласована таким образом, чтобы вращающие моменты, создаваемые ветротурбиной и главными полюсами от обмотки якоря, совпадали по направлению.

Принцип работы основан на суммировании и преобразовании механической энергии (например, энергии ветра) и электрической энергии постоянного тока (например, энергии Солнца, поступающей от фотоэлектрических преобразователей) в электрическую энергию трехфазного (или более) переменного тока с более стабильными параметрами электрической энергии на выходе, чем в случае применения традиционных электромеханических преобразователей энергии.

В прототипе вал якоря с обмоткой, щеточно-коллекторный аппарат (коллектор, щеткодержатели с щетками) и главные полюса, размещенные на роторе, изготовленные из постоянных магнитов, в совокупности являются основой машины постоянного тока. Главные полюса изготовлены из постоянных магнитов и одновременно создают основной магнитный поток, который замыкается аксиально через воздушные зазоры, якорь и магнитопровод статора с m-фазной генераторной обмоткой переменного тока.

Из-за конструктивных ограничений машины постоянного тока изготавливают с ограниченным количеством пар полюсов, например машины постоянного тока цилиндрической конструкции малой мощности изготавливают с количеством пар полюсов равной одному (2р=2), машины постоянного тока до 200 кВт. изготавливают с количеством пар полюсов равной двум (2р=4) (М.П. Костенко, Л.М. Пиотровский Электрические машины в 2-х ч. Ч1- Машины постоянного тока. Трансформаторы. Учебник для студентов высш. техн. учебн. завед. Изд. 3-е, перераб., Л. «Энергия», 1972, С. 292-301). Машины постоянного тока аксиальной (торцовой) конструкции изготавливаются с количеством до трех пар полюсов (2р=6) (Игнатов В.А., Вильданов К.Я. Торцевые электродвигатели интегрального изготовления.- М.: Энергоатомиздат, 1988 с. 191).

Ограничение количества пар полюсов ведет к ограничению количества главных полюсов, создающих основной магнитный поток, который замыкается через воздушные зазоры, якорь и магнитопровод статора с m-фазной генераторной обмоткой переменного тока.

Отсутствие возможности увеличения количества главных полюсов, ограничивает возможность увеличения частоты ЭДС, ее величины и ведет к выработке малого количества электрической энергии, низкой эффективности использования энергии ветра, так как не позволяет получать дополнительную электроэнергию, особенно в районах с высокой интенсивностью ветрового потока и, соответственно, к резкому ограничению области применения генератора данного типа.

При малом количестве пар полюсов и низкой скорости движения ветротурбины в генераторных установках иногда используют повышающий редуктор (мультипликатор), который является промежуточным звеном между ветротурбиной и генератором, которое повышает его частоту вращения. Однако, если мультипликатор применить в данном случае, то будет необходимо его дополнительное обслуживание и ремонт, увеличатся стоимостные показатели генератора (в том числе на обслуживание и ремонт), дополнительные промежуточные звенья мультипликатора уменьшат надежность работы генераторной установки в целом. Помимо этого, наличие редуктора увеличит потери при передаче энергии ветрового потока от ветротурбины через редуктор к генератору (из-за наличия трения в самом мультипликаторе) и дополнительно увеличит шум при его эксплуатации.

Задачей изобретения является усовершенствование конструкции генератора.

Технический результат заключается в увеличении количества вырабатываемой электроэнергии, эффективности использования энергии ветра и расширение области применения генератора.

Технический результат достигается тем, что в гибридной аксиальной электрической машине-генераторе, содержащей щеточно-коллекторный аппарат машины постоянного тока, магнитопровод с расположенной в нем генераторной обмоткой переменного тока, аксиальные якорь с обмоткой и ротор, корпус статора выполнен в форме полого цилиндра, к торцовым поверхностям которого неподвижно прикреплены подшипниковые щиты, корпус статора и подшипниковые щиты изготовлены из материала с большим магнитным сопротивлением, причем на внутренней торцовой поверхности подшипникового щита со стороны ветротурбины установлен магнитопровод с генераторной обмоткой переменного тока, активная поверхность которого расположена аксиально к прилегающей активной торцовой поверхности ротора, а на внутренней торцовой поверхности подшипникового щита с противоположной стороны установлен якорь с обмоткой, активная поверхность которого расположена аксиально к прилегающей активной торцовой поверхности ротора, вместе с тем ротор расположен между магнитопроводом с генераторной обмоткой переменного тока и якорем с возможностью вращения относительно их и имеет аксиально расположенные главные полюса, изготовленные из постоянных магнитов, зафиксированные неподвижно относительно вала при помощи материала с высоким магнитным сопротивлением, при этом щеткодержатели щеточно-коллекторного аппарата машины закреплены неподвижно на валу ротора с учетом того, что их ось расположена перпендикулярно относительно оси главных полюсов и сдвинута на величину угла физической нейтрали по направлению вращения главных полюсов, в то время как якорная обмотка соединена с источником постоянного тока через щеточно-коллекторный аппарат, контактные кольца, расположенные на валу, щетки, и устройство, которое исключает протекание тока обратного направления к источнику постоянного тока, одновременно с этим на валу расположена обгонная муфта, передающая вращающий момент от ветротурбины к валу ротора, причем полярность подключения источника постоянного тока согласована таким образом, чтобы вращающие моменты, создаваемые ветротурбиной и главными полюсами от обмотки якоря, совпадали по направлению, при этом главные полюса закреплены на ярме, которое выполнено в форме тонкостенного диска, изготовленного из материала с малым магнитным сопротивлением, при чем ярмо закреплено на основании, которое выполнено в форме тонкостенного диска, изготовленного из материала с большим магнитным сопротивлением, одновременно с этим основание закреплено на ярме, которое выполнено в форме тонкостенного дика, изготовленного из материала с малым магнитным сопротивлением на котором позиционируются с чередованием полюса, изготовленные из постоянных магнитов, при этом между полюсами и магнитопроводом статора имеется необходимый воздушный зазор.

В качестве устройства, которое исключает протекание тока обратного направления к источнику постоянного тока, используется диод, подключенный под прямое напряжение к источнику постоянного тока.

Возможность увеличения количества пар полюсов, в данной конструкции, позволит увеличить в m-фазной генераторной обмоткой переменного тока частоту ЭДС, которая определяется по формуле:

где p - число пар полюсов;

n - скорость вращения ветротурбины.

Возможность увеличения частоты ЭДС позволит увеличить действующее значение электродвижущей силы (ЭДС), наводимой в одной фазе при данной величине магнитного потока, которая определяется по формуле:

где kобм - обмоточный коэффициент;

wр - число витков m-фазной генераторной обмоткой переменного тока;

Ф - магнитный поток;

f - частота ЭДС.

Возможность получения увеличенного действующего значения электродвижущей силы (ЭДС), при той же интенсивности ветрового потока, дает возможность получения большего количества вырабатываемой электроэнергии, ведет к наиболее эффективному использованию энергии ветра и расширению области применения генератора подобного типа.

Сущность устройства поясняется чертежами.

На фиг. 1 изображен в разрезе главный вид гибридной аксиальной электрической машины-генератора (ГАЭМ-Г).

На фиг. 2 изображен в разрезе вид сверху ГАЭМ-Г (нумерация позиций согласована в соответствии с фиг. 1).

На фиг. 3 показан поперечный разрез А-А ротора ГАЭМ-Г.

На фиг. 4 показан поперечный разрез В-В щеткодержателей вместе с щетками ГАЭМ-Г.

На фиг. 5 показан поперечный разрез С-С ротора ГАЭМ-Г.

ГАЭМ-Г содержит аксиальный якорь 1 машины постоянного тока с обмоткой 2, уложенной в пазах 3, коллектор 4, щеткодержатели 5 с щетками 6. Коллектор 4 совместно с щеткодержателями 5 и щетками 6 образуют щеточно-коллекторный аппарат машины (фиг. 1, фиг. 2, фиг. 4). Коллектор 4 связывает обмотку 2 с щетками 6, к которым подключены провода 7, соединенные с контактными кольцами 8 (контактные кольца 8 изолированы от вала 9). В свою очередь контактные кольца 8 соединены с щетками 10, которые посредством проводов 11 через диод, находящийся под прямым напряжением (т.е. анод имеет положительный потенциал относительно катода и он не указан на рисунке), подключены к источнику постоянного тока (фиг. 1, фиг. 2). В данном случае диод выполняет функцию устройства, которое исключает протекание тока обратного направления к источнику постоянного тока.

Вал 9 позиционируется в подшипниковых щитах 12, 13 при помощи подшипников 14, 15. К торцовым поверхностям корпуса статора 16, который выполнен в форме полого цилиндра, неподвижно прикреплены подшипниковые щиты 12, 13. При этом корпус статора 16 и подшипниковые щиты 12, 13 изготовлены из материала с большим магнитным сопротивлением. Это сделано для того, чтобы магнитный поток Ф замыкался только внутри магнитной системы машины (это позволяет уменьшить потоки рассеивания и дает возможность получить максимальные энергетические характеристики машины).

Между ветротурбиной и валом 9 расположена обгонная муфта 17. Вращающий момент передается только в одном направлении от ветротурбины к обгонной муфте 17, а затем через вал 9 - к ротору машины. Ротор состоит из аксиально расположенных главных полюсов 18, 19, которые изготовлены из постоянных магнитов. Главные полюса 18, 19 позиционируются радиально друг относительно друга и зафиксированы неподвижно относительно вала 9 при помощи материала 20 с высоким магнитным сопротивлением (фиг. 1, фиг. 2, фиг 3). На внутренней торцовой поверхности подшипникового щита 12, который расположен со стороны ветротурбины, неподвижно установлен магнитопровод 21 с m-фазной генераторной обмоткой переменного тока 22. Активная поверхность магнитопровода 21 расположена аксиально к прилегающей активной торцовой поверхности ротора. На внутренней торцовой поверхности подшипникового щита 13 неподвижно установлен аксиальный якорь 1 с обмоткой 2, при этом его торцовая поверхность расположена аксиально к соответствующей прилегающей аксиальной активной поверхности ротора.

Между активной поверхностью магнитопровода 21 и аксиально прилегающей активной торцовой поверхности ротора имеется рабочий воздушный зазор 23. Между торцовой поверхностью аксиального якоря 1 и прилегающей аксиальной активной поверхности ротора имеется рабочий воздушный зазор 24. Наличие рабочих воздушных зазоров 23, 24 позволяет свободно вращаться совместно валу 9 ротора с закрепленными на нем при помощи материала 20 с высоким магнитным сопротивлением главными полюсами 18, 19, при этом вращение осуществляется при помощи подшипников 14, 15 относительно аксиального якоря 1 с обмоткой 2 и расположенного на статоре магнитопровода 21 с m-фазной генераторной обмоткой переменного тока 22.

Щеткодержатели 5 с щетками 6 щеточно-коллекторного аппарата машины закреплены неподвижно на валу 9 ротора с учетом того, что их ось расположена перпендикулярно относительно оси главных полюсов 18, 19 (ось геометрической нейтрали) и сдвинута на величину угла физической нейтрали по направлению вращения главных полюсов 18, 19 (фиг. 3, фиг. 4).

Главные полюса 18, 19 закреплены на ярме 25, которое выполнено в форме тонкостенного диска, изготовленного из материала с малым магнитным сопротивлением, при чем ярмо 25 закреплено на основании 26, которое выполнено в форме тонкостенного диска, изготовленного из материала с большим магнитным сопротивлением, одновременно с этим основание закреплено на ярме 27, которое выполнено в форме тонкостенного дика, изготовленного из материала с малым магнитным сопротивлением на котором позиционируются с чередованием полюса 28, 29, изготовленные из постоянных магнитов, при этом между полюсами 28,29 и магнитопроводом статора имеется необходимый воздушный зазор 23.

Основной магнитный поток Ф создаваемый индуктором, состоящим из главных полюсов 18, 19, проходит от главного полюса 18 через рабочий воздушный зазор 24, аксиальный якорь 1, рабочий воздушный зазор 24 к главному полюсу 19 и от него через ярмо 25 замыкается на главном полюсе 18. (фиг. 1, фиг. 2).

Магнитный поток Ф, создаваемый индуктором, состоящим из полюсов 28, 29 проходит от полюса 28 через рабочий воздушный зазор 23, магнитопровод 21, рабочий воздушный зазор 23 и замыкается на полюсе 29 через ярмо 27 (фиг. 1, фиг. 5). При этом полюса 28, 29 зафиксированы неподвижно относительно вала 9 при помощи материала 30 с высоким магнитным сопротивлением (фиг. 1, фиг. 5).

Необходимо отметить, что в данном случае приведен простейший случай машины с одной парой главных полюсов 18, 19 и двумя щеткодержателями 5 с щетками 6.

Количество полюсов 28, 29 m-фазной генераторной обмотки переменного тока 22 в приведенном случае равно четырем, т.е. количество пар полюсов равно двум и их можно кратно увеличивать до требуемой величины и они не зависят от конструктивных ограничений количеством пар полюсов узла машины постоянного тока.

Гибридная аксиальная электрическая машина-генератор работает следующим образом.

При отсутствии энергии ветра, но наличии электрической энергии постоянного тока обгонная муфта 17 отсоединяет вал 9 ротора от ветротурбины. Это позволяет свободно вращаться совместно валу 9 ротора с закрепленными на нем при помощи материала 20 с высоким магнитным сопротивлением главными полюсами 18, 19 и полюсам 28, 29, при этом вращение осуществляется при помощи подшипников 14, 15 относительно аксиального якоря 1 с обмоткой 2 и расположенного на статоре магнитопровода 21 с m-фазной генераторной обмоткой переменного тока 22.

Постоянное напряжение от фотоэлектрических преобразователей или аккумуляторной батареи через провода 11, устройство, которое исключает протекание тока обратного направления к источнику постоянного тока, (в данном случае используется диод подключенный под прямое напряжение к источнику постоянного тока), щетки 10, контактные кольца 8, провода 7, щетки 6, коллектор 4 подается на обмотку 2 аксиального якоря 1. Так как электрическая цепь замкнута и диод открыт, по ней потечет постоянный ток.

Основной магнитный поток Ф создаваемый индуктором, состоящим из главных полюсов 18, 19, проходит от главного полюса 18 через рабочий воздушный зазор 24, аксиальный якорь 1, рабочий воздушный зазор 24 к главному полюсу 19 и от него через ярмо 25 замыкается на главном полюсе 18.

При этом на проводники обмотки 2, уложенной в пазах 3 аксиального якоря 1, будут действовать электромагнитные силы, величина которых находится из соотношения (Вольдек А.И. Электрические машины. - Учебник для студентов высш. техн. учебн. заведений. Изд. 2-е, перераб. и доп.: «Энергия», 1974. - 840 с., стр. 30):

где - величина магнитной индукции;

- ток, протекающий по проводнику обмотки якоря;

- активная длина магнитопровода якоря.

Такое же по величине, но противоположное по направлению усилие будет действовать на главные полюса 18, 19. Так как аксиальный якорь 1 неподвижно закреплен в подшипниковом щите 13, а полюса 18, 19 вместе с валом 9 могут свободно вращаться на подшипниках 14, 15, то главные полюса 18, 19 и полюса 28, 29 придут во вращение под воздействием электромагнитного момента, создаваемого электромагнитными силами, на подшипниках 14, 15, относительно аксиального якоря 1 с обмоткой 2, и магнитопровода 21 с m-фазной генераторной обмоткой переменного тока 22.

Так как магнитный поток Ф, создаваемый индуктором, состоящим из полюсов 28, 29 пересекает магнитопровод 21 с m-фазной генераторной обмоткой переменного тока 22, то по закону электромагнитной индукции в ней будет наводиться ЭДС:

где - скорость изменения магнитного потока;

- число витков m-фазной генераторной обмоткой переменного тока 22.

Если подключить электрическую нагрузку к m-фазной генераторной обмоткой переменного тока 22, то электрическая цепь будет замкнута и в ней возникнет m-фазный переменный ток.

Наиболее полное использование электрической энергии постоянного тока в этом режиме работы происходит за счет того, что щеткодержатели 5 с щетками 6 щеточно-коллекторного аппарата машины закреплены неподвижно на валу 9 ротора с учетом того, что их ось расположена перпендикулярно относительно оси главных полюсов 18, 19 и сдвинута на величину угла физической нейтрали по направлению вращения главных полюсов 18, 19. Это необходимо из-за того, что аксиальный якорь 1 заторможен, а вокруг него вращаются главные полюса 18, 19 (в электрических машинах постоянного тока классической цилиндрической конструкции при неподвижных главных полюсах и вращающемся якоре для компенсации поперечной реакции якоря в двигательном режиме работы ось щеткодержателей щеточно-коллекторного аппарата сдвигают от положения геометрической нейтрали на величину угла физической нейтрали против направления вращения якоря). Это позволит компенсировать поперечную реакцию аксиального якоря 1 и, тем самым, улучшить коммутацию щеточно-коллекторного аппарата, характеристики машины с возможностью получения максимального крутящего момента для приведения в движение главных полюсов 18, 19 и соответственно получить максимальное количество энергии m-фазного переменного тока для дальнейшего ее использования.

При наличии энергии ветра, но отсутствии электрической энергии постоянного тока обгонная муфта 17 соединяет вал 9 машины с ветротурбиной, которая вращает совместно вал 9 ротора с закрепленными на нем при помощи материала 30 с высоким магнитным сопротивлением и полюсами 28, 29, при этом вращение осуществляется при помощи подшипников 14, 15 относительно аксиального якоря 1 с обмоткой 2 и расположенного на статоре магнитопровода 21 с m-фазной генераторной обмоткой переменного тока 22.

Основной магнитный поток Ф создаваемый индуктором, состоящим из главных полюсов 18, 19, проходит от главного полюса 18 через рабочий воздушный зазор 24, аксиальный якорь 1, рабочий воздушный зазор 24 к главному полюсу 19 и от него через ярмо 25 замыкается на главном полюсе 18. Основной магнитный поток Ф, пересекая обмотку 2 аксиального якоря 1, индуктирует в ней ЭДС и при замкнутой цепи через источник электрической энергии постоянного тока должен появиться ток, совпадающий по направлению с направлением ЭДС, но противоположный направлению тока источника электрической энергии постоянного тока (генераторный режим машин постоянного тока). В этом режиме устройство, которое исключает протекание тока обратного направления к источнику постоянного тока, отключит обмотку 2 аксиального якоря 1 от источника электрической энергии постоянного тока. В данном случае подача обратного напряжения на диод приведет к его запиранию и ограничению протекания обратного тока, направленного противоположно движению тока источника электрической энергии постоянного тока. Это дает возможность уменьшить тормозной момент, который будет действовать на главные полюса 18, 19 в этом режиме работы, а также предоставляет дополнительную возможность подключения нагрузки в цепь m-фазного переменного тока) и улучшения коммутации щеточно-коллекторного аппарата (если не ограничить обратный ток в данном случае, то при его протекании для компенсации поперечной реакции аксиального якоря 1 в генераторном режиме работы необходимо ось щеткодержателей щеточно-коллекторного аппарата сдвинуть противоположно от положения геометрической нейтрали на величину угла физической нейтрали против направления вращения главных полюсов).

Кроме этого магнитный поток Ф, создаваемый индуктором, состоящим из полюсов 28, 29 пересекает магнитопровод 21 с m-фазной генераторной обмоткой переменного тока 22, то по закону электромагнитной индукции в ней будет наводиться ЭДС по формуле 4. Если подключить электрическую нагрузку к m-фазной генераторной обмотке переменного тока 22, то электрическая цепь будет замкнута и в ней возникнет m-фазный переменный ток.

При наличии энергии ветра и электрической энергии постоянного тока постоянное напряжение от фотоэлектрических преобразователей или аккумуляторной батареи через провода 11, диод, подключенный под прямое напряжение, щетки 10, контактные кольца 8, провода 7 подается на обмотку 2 аксиального якоря 1. Так как электрическая цепь замкнута и диод открыт, по ней потечет постоянный ток.

Основной магнитный поток Ф создаваемый индуктором, состоящим из главных полюсов 18, 19, проходит от главного полюса 18 через рабочий воздушный зазор 24, аксиальный якорь 1, рабочий воздушный зазор 24 через ярмо 25 к главному полюсу 19.

При этом на проводники обмотки 2, уложенной в пазах 3 аксиального якоря 1 будут действовать электромагнитные силы согласно формуле3. Такое же по величине, но противоположное по направлению усилие будет действовать на главные полюса 18, 19. Так как аксиальный якорь 1 неподвижно закреплен в подшипниковом щите 13, а полюса 18, 19 вместе с валом 9 могут свободно вращаться на подшипниках 14, 15, то полюса 18, 19 придут во вращение под воздействием электромагнитного момента, создаваемого электромагнитными силами, на подшипниках 14, 15, относительно аксиального якоря 1 с обмоткой 2, и магнитопровода 21 с m-фазной генераторной обмоткой переменного тока 22.

Полярность подключения источника постоянного тока согласована таким образом, чтобы вращающие моменты, создаваемые ветротурбиной и главными полюсами 18, 19 от обмотки 2 аксиального якоря 1 совпадали по направлению. При этом обгонная муфта 17 соединяет ветротурбину с валом 9 ротора с расположенными на нем главными полюсами 18, 19, полюсами 28, 29 и передает ей энергию от ветротурбины в виде вращающего момента, дополнительно воздействуя на них, суммируя энергию ВИЭ для дальнейшего преобразования ее в электрическую энергию m-фазного переменного тока.

Магнитный поток Ф пересекает магнитопровод 21 с m-фазной генераторной обмоткой переменного тока 22 и в ней наводит ЭДС по формуле 4. Если подключить электрическую нагрузку к m-фазной генераторной обмотке переменного тока 22, то электрическая цепь будет замкнута и в ней возникнет m-фазный переменный ток.

Изобретение относится к электротехнике, а именно к электромашиностроению, и может быть использовано в качестве электромеханического преобразователя механической энергии, подаваемой на один (механический) вход машины, и электрической энергии постоянного тока, подаваемой на другой ее вход (электрический), в суммарную электрическую энергию переменного тока с возможностью работы как отдельно от каждого источника, так и совместно. Технический результат заключается в увеличении количества вырабатываемой электроэнергии, эффективности использования энергии ветра и расширении области применения генератора. Гибридная аксиальная электрическая машина-генератор содержит щеточно-коллекторный аппарат машины постоянного тока, магнитопровод с расположенной в нем генераторной обмоткой переменного тока, аксиальные якорь с обмоткой и ротор. Корпус статора выполнен в форме полого цилиндра, к торцовым поверхностям которого неподвижно прикреплены подшипниковые щиты. Корпус статора и подшипниковые щиты изготовлены из материала с большим магнитным сопротивлением. На внутренней торцовой поверхности подшипникового щита со стороны ветротурбины установлен магнитопровод с генераторной обмоткой переменного тока, активная поверхность которого расположена аксиально к прилегающей активной торцовой поверхности ротора, а на внутренней торцовой поверхности подшипникового щита с противоположной стороны установлен якорь с обмоткой, активная поверхность которого расположена аксиально к прилегающей активной торцовой поверхности ротора. Ротор расположен между магнитопроводом с генераторной обмоткой переменного тока и якорем с возможностью вращения относительно их и имеет аксиально расположенные главные полюса, изготовленные из постоянных магнитов, зафиксированные неподвижно относительно вала при помощи материала с высоким магнитным сопротивлением. Щеткодержатели щеточно-коллекторного аппарата машины закреплены неподвижно на валу ротора с учетом того, что их ось расположена перпендикулярно относительно оси главных полюсов и сдвинута на величину угла физической нейтрали по направлению вращения главных полюсов, в то время как якорная обмотка соединена с источником постоянного тока через щеточно-коллекторный аппарат, контактные кольца, расположенные на валу, щетки, и устройство, которое исключает протекание тока обратного направления к источнику постоянного тока. На валу расположена обгонная муфта, передающая вращающий момент от ветротурбины к валу ротора. Полярность подключения источника постоянного тока согласована так, чтобы вращающие моменты, создаваемые ветротурбиной и главными полюсами от обмотки якоря, совпадали по направлению. Главные полюса закреплены на ярме, которое выполнено в форме тонкостенного диска, изготовленного из материала с малым магнитным сопротивлением. Ярмо закреплено на основании, которое выполнено в форме тонкостенного диска, изготовленного из материала с большим магнитным сопротивлением. Основание закреплено на ярме, которое выполнено в форме тонкостенного дика, изготовленного из материала с малым магнитным сопротивлением на котором позиционируются с чередованием полюса, изготовленные из постоянных магнитов. Между полюсами и магнитопроводом статора имеется воздушный зазор. 1 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Гибридная аксиальная электрическая машина-генератор, содержащая щеточно-коллекторный аппарат машины постоянного тока, магнитопровод с расположенной в нем генераторной обмоткой переменного тока, аксиальные якорь с обмоткой и ротор, корпус статора выполнен в форме полого цилиндра, к торцовым поверхностям которого неподвижно прикреплены подшипниковые щиты, корпус статора и подшипниковые щиты изготовлены из материала с большим магнитным сопротивлением, причем на внутренней торцовой поверхности подшипникового щита со стороны ветротурбины установлен магнитопровод с генераторной обмоткой переменного тока, активная поверхность которого расположена аксиально к прилегающей активной торцовой поверхности ротора, а на внутренней торцовой поверхности подшипникового щита с противоположной стороны установлен якорь с обмоткой, активная поверхность которого расположена аксиально к прилегающей активной торцовой поверхности ротора, вместе с тем ротор расположен между магнитопроводом с генераторной обмоткой переменного тока и якорем с возможностью вращения относительно их и имеет аксиально расположенные главные полюса, изготовленные из постоянных магнитов, зафиксированные неподвижно относительно вала при помощи материала с высоким магнитным сопротивлением, при этом щеткодержатели щеточно-коллекторного аппарата машины закреплены неподвижно на валу ротора с учетом того, что их ось расположена перпендикулярно относительно оси главных полюсов и сдвинута на величину угла физической нейтрали по направлению вращения главных полюсов, в то время как якорная обмотка соединена с источником постоянного тока через щеточно-коллекторный аппарат, контактные кольца, расположенные на валу, щетки, и устройство, которое исключает протекание тока обратного направления к источнику постоянного тока, одновременно с этим на валу расположена обгонная муфта, передающая вращающий момент от ветротурбины к валу ротора, причем полярность подключения источника постоянного тока согласована таким образом, чтобы вращающие моменты, создаваемые ветротурбиной и главными полюсами от обмотки якоря, совпадали по направлению, отличающаяся тем, что главные полюса закреплены на ярме, которое выполнено в форме тонкостенного диска, изготовленного из материала с малым магнитным сопротивлением, причем ярмо закреплено на основании, которое выполнено в форме тонкостенного диска, изготовленного из материала с большим магнитным сопротивлением, одновременно с этим основание закреплено на ярме, которое выполнено в форме тонкостенного дика, изготовленного из материала с малым магнитным сопротивлением на котором позиционируются с чередованием полюса, изготовленные из постоянных магнитов, при этом между полюсами и магнитопроводом статора имеется необходимый воздушный зазор.

2. Гибридная аксиальная электрическая машина-генератор по п. 1, отличающаяся тем, что в качестве устройства, которое исключает протекание тока обратного направления к источнику постоянного тока, используется диод, подключенный под прямое напряжение к источнику постоянного тока.