Гибридная электрическая машина-генератор Российский патент 2025 года по МПК H02K51/00 H02K49/08 H02K47/04 

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 электрическая машина-генератор (патент РФ № 2633377, 2017 г.). Гибридная электрическая машина-генератор, содержит вал, якорь с обмоткой и щеточно-коллекторный аппарат машины постоянного тока, подшипники, генераторную обмотку переменного тока, при этом вал якоря неподвижно закреплен с двух сторон в несущих щитах статора, главные полюса позиционируются радиально друг относительно друга, изготовлены из постоянных магнитов и зафиксированы с торцов подшипниковыми крышками из материала с высоким магнитным сопротивлением с подшипниками, расположенными на валу по обеим сторонам якоря во внутренней полости статора с необходимыми рабочими воздушными зазорами между якорем и магнитопроводом статора с возможностью вращения совместно с щеткодержателями и щетками относительно якоря и закрепленного на статоре магнитопровода с генераторной обмоткой переменного тока, при этом щеткодержатели щеточно-коллекторного аппарата машины закреплены в подшипниковой крышке 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 внешней стороне подшипниковой крышки, щетки, зафиксированные щеткодержателями на внутренней расточке статора и устройство, которое исключает протекание тока обратного направления к источнику постоянного тока, одновременно с этим на подшипниковой крышке неподвижно закреплена обгонная муфта, передающая вращающий момент от ветротурбины через подшипниковую крышку к главным полюсам, 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 внутри магнитопровода статора, в совокупности являются основой машины постоянного тока. Главные полюса изготовлены из постоянных магнитов и одновременно создают основной магнитный поток, который замыкается радиально 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 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).

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 электрической машине-генераторе, содержащей вал, якорь с обмоткой и щеточно-коллекторный аппарат машины постоянного тока, подшипники, генераторную обмотку переменного тока, вал якоря, который неподвижно закреплен с двух сторон в несущих щитах статора, главные полюса позиционируются радиально друг относительно друга, изготовлены из постоянных магнитов и зафиксированы с торцов подшипниковыми крышками из материала с высоким магнитным сопротивлением с подшипниками, расположенными на валу по обеим сторонам якоря во внутренней полости статора с необходимыми рабочими воздушными зазорами между якорем и главными полюсами с возможностью вращения совместно с щеткодержателями и щетками относительно якоря и закрепленного на статоре магнитопровода с генераторной обмоткой переменного тока, при этом щеткодержатели щеточно-коллекторного аппарата машины закреплены в подшипниковой крышке 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 внешней стороне подшипниковой крышки, щетки, зафиксированные щеткодержателями на внутренней расточке статора, и устройство, которое исключает протекание тока обратного направления к источнику постоянного тока, одновременно с этим на подшипниковой крышке неподвижно закреплена обгонная муфта, передающая вращающий момент от ветротурбины через подшипниковую крышку к главным полюсам, 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 внутри ярма, выполненного в форме тонкостенного цилиндра, изготовленного из материала с малым магнитным сопротивлением, при чем ярмо закреплено внутри основания, выполненного в форме тонкостенного цилиндра, изготовленного из материала с большим магнитным сопротивлением, одновременно с этим основание закреплено внутри ярма, выполненного в форме тонкостенного цилиндра, 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.

Вращающий момент от ветротурбины к обгонной муфте передается через зубчатую передачу, зубчатое колесо которой расположено на обгонной муфте.

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:

f = pn / 60, (1)

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:

Еф=4.44 kобм fwрФ, (2)

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 электрической машины-генератора (ГЭМ-Г).

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

На фиг. 3 представлена модель ГЭМ-Г, позволяющая описать принцип ее работы (нумерация позиций согласована в соответствии с фиг. 1 и фиг. 2).

ГЭМ-Г содержит 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). К щеткам 6 подключены провода 7, соединенные с контактными кольцами 8. Контактные кольца 8 изолированы от подшипниковой крышки 9, расположены на внешней стороне и при помощи щеткодержателей 10 с щетками 11 посредством проводов 12 связывают обмотку 2 и через диод VD, подключенный под прямое напряжение (т.е. анод имеет положительный потенциал относительно катода), с источником постоянного тока (фиг. 1). В данном случае диод VD выполняет функцию устройства, которое исключает протекание тока обратного направления к источнику постоянного тока.

Вал 13 якоря 1 неподвижно закреплен в несущих щитах статора 14. Несущие щиты статора 14 соединены неподвижно со статором 15 с цилиндрической расточкой. Щеткодержатели 10 закреплены неподвижно с внутренней стороны цилиндрической расточки статора 15.

В статор 15 впрессован шихтованый магнитопровод статора 16, в пазах которого уложена m-фазная генераторная обмотка переменного тока 17 по типу статорных обмоток асинхронных двигателей, соединенная посредством проводов 18 к сети переменного тока с целью передачи выработанной электроэнергии потребителям.

Главные полюса 19, 20 позиционируются радиально друг относительно друга и изготовлены из постоянных магнитов, зафиксированы с торцов подшипниковыми крышками 9, 21, из материала с высоким магнитным сопротивлением, с подшипниками 22, 23, расположенными на валу 13 по обеим сторонам якоря 1 во внутренней полости статора 15 (фиг. 1 и фиг. 2).

Между главными полюсами 19, 20 и якорем 1 имеются рабочие воздушные зазоры 24, 25.

На подшипниковой крышке 21 неподвижно закреплена обгонная муфта 26 (фиг. 2). Вращающий момент от ветротурбины передается через зубчатое колесо 27 (зубчатой передачи) к обгонной муфте 26, а затем через подшипниковую крышку 21 к главным полюсам 19, 20.

Главные полюса 19, 20 закреплены внутри ярма 28, выполненного в форме тонкостенного цилиндра, изготовленного из материала с малым магнитным сопротивлением, при чем ярмо 28 закреплено внутри основания 29, выполненного в форме тонкостенного цилиндра, изготовленного из материала с большим магнитным сопротивлением, одновременно с этим основание 29 закреплено внутри ярма 30, выполненного в форме тонкостенного цилиндра, изготовленного из материала с малым магнитным сопротивлением на котором позиционируются с чередованием полюса 31, 32 изготовленные из постоянных магнитов, при этом между полюсами 31, 32 и магнитопроводом статора 16 имеются необходимые воздушные зазоры 33, 34 (фиг. 1, фиг.2, фиг.3).

Магнитный поток Ф, создаваемый индуктором, состоящим из главных полюсов 19, 20, проходит от главного полюса 19 через рабочие воздушные зазоры 24, 25, якорь 2 к главному полюсу 20 (фиг. 2, фиг. 3).

Магнитный поток Ф, создаваемый индуктором, состоящим из полюсов 31, 32 проходит от полюса 31 через рабочий воздушный зазор 33, магнитопровод статора 16, рабочий воздушный зазор 34 и замыкается на полюсе 32 через ярмо 28 (фиг. 3).

При этом щеткодержатели 5 с щетками 6 щеточно-коллекторного аппарата машины закреплены в подшипниковой крышке 9 с учетом того, что их ось расположена перпендикулярно относительно оси главных полюсов 19, 20 (ось геометрической нейтрали) и сдвинута относительно нее на величину угла физической нейтрали по направлению вращения главных полюсов 19, 20 (фиг. 3).

Наличие рабочих воздушных зазоров 24, 25, 33, 34 позволяет свободно вращаться главным полюсам 19, 20 вместе с ярмом 28, основанием 29, ярмом 30, полюсами 31, 32 вместе с подшипниковыми крышками 9, 21 на подшипниках 22, 23 относительно якоря 1 с обмоткой 2 и расположенного на статоре магнитопровода статора 16 с m-фазной генераторной обмоткой переменного тока 17.

В данном случае приведен простейший случай машины с одной парой главных полюсов 19, 20, щеткодержателей 5 с щетками 6.

Количество полюсов 31, 32 m-фазной генераторной обмоткой переменного тока 17 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 электрическая машина-генератор работает следующим образом.

При отсутствии энергии ветра, но наличии электрической энергии постоянного тока обгонная муфта 26 отсоединяет подвижную часть машины (главные полюса 19, 20 и полюса 31, 32 вместе с подшипниковыми крышками 9, 21) от ветротурбины и, тем самым, позволяет свободно вращаться главным полюсам 19, 20 и полюсам 31, 32 с подшипниковыми крышками 9, 21 на подшипниках 22, 23 относительно якоря 1 с обмоткой 2 и расположенного на статоре магнитопровода статора 16 с m-фазной генераторной обмоткой переменного тока 17.

Постоянное напряжение от фотоэлектрических преобразователей или аккумуляторной батареи через провода 12, устройство, которое исключает протекание тока обратного направления к источнику постоянного тока, (в данном случае используется диод VD, подключенный под прямое напряжение к источнику постоянного тока), щетки 11, позиционирующиеся во внутренней полости статора 15 при помощи щеткодержателей 10, контактные кольца 8, провода 7, щетки 6, коллектор 4 подается на обмотку 2 якоря 1. Так как электрическая цепь замкнута и диод VD открыт, по ней потечет постоянный ток.

Магнитный поток Ф, создаваемый индуктором, состоящим из главных полюсов 19, 20, проходит от главного полюса 19 через рабочие воздушные зазоры 24, 25, якорь 2 к главному полюсу 20 (фиг. 3).

При этом на проводники обмотки 2, уложенной в пазах 3 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):

Fпр=BlIa, (3)

где В – величина магнитной индукции;

I_a – ток, протекающий по проводнику обмотки якоря;

l – активная длина магнитопровода якоря.

Такое же по величине, но противоположное по направлению усилие будет действовать на главные полюса 19, 20. Так как вал 13 якоря 1 неподвижно закреплен в несущих щитах статора 14, то главные полюса 19, 20 и полюса 31, 32 вместе с подшипниковыми крышками 9, 21 придут во вращение под воздействием электромагнитного момента, создаваемого электромагнитными силами, на подшипниках 22, 23, относительно якоря 1 с обмоткой 2, и расположенного на статоре 15 магнитопровода статора 16 с m-фазной генераторной обмоткой переменного тока 17.

Так как магнитный поток Ф, создаваемый индуктором, состоящим из полюсов 31, 32 пересекает магнитопровод статора 16 с m-фазной генераторной обмоткой переменного тока 17, то по закону электромагнитной индукции в ней будет наводиться ЭДС:

(4)

где – скорость изменения магнитного потока;

– число витков m-фазной генераторной обмоткой переменного тока 17.

Если при помощи проводов 18 подключить электрическую нагрузку к m-фазной генераторной обмоткой переменного тока 17, то электрическая цепь будет замкнута и в ней возникнет m-фазный переменный ток.

Наиболее полное использование электрической энергии постоянного тока ВИЭ в гибридной в электрической машины-генераторе в этом режиме работы происходит за счет того, что щеткодержатели 5 с щетками 6 щеточно-коллекторного аппарата машины закреплены в подшипниковой крышке 9 таким образом, чтобы их ось была сдвинута относительно геометрической нейтрали на угол физической нейтрали по направлению вращения главных полюсов 19, 20 из-за того, что якорь 1 заторможен, а вокруг него вращаются главные полюса 19, 20 (в электрических машинах постоянного тока классической 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), что позволит компенсировать поперечную реакцию якоря 1 и, тем самым, улучшить коммутацию щеточно-коллекторного аппарата, характеристики машины с возможностью получения максимального крутящего момента для приведения в движение главных полюсов 19, 20 и полюсов 31, 32 и соответственно получения максимального количества энергии m-фазного переменного тока для дальнейшего ее использования.

При наличии энергии ветра, но отсутствии электрической энергии постоянного тока обгонная муфта 26 соединяет через зубчатое колесо 27 подвижную часть машины с ветротурбиной, которая вращает главные полюса 19, 20 и полюса 31, 32 с подшипниковыми крышками 9, 21 на подшипниках 22, 23 относительно якоря 1 с обмоткой 2 и расположенного на статоре магнитопровода статора 16 с m-фазной генераторной обмоткой переменного тока 17.

Магнитный поток Ф, создаваемый индуктором, состоящим из главных полюсов 19, 20, проходит от главного полюса 19 через рабочие воздушные зазоры 24, 25, якорь 1 к главному полюсу 20.

При этом, магнитный поток Ф, пересекая обмотку 2 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 якоря 1 от источника электрической энергии постоянного тока. В данном случае подача обратного напряжения на диод VD 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 19, 20 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 якоря 1 в генераторном режиме работы необходимо ось щеткодержателей щеточно-коллекторного аппарата сдвинуть от положения геометрической нейтрали на величину угла физической нейтрали против направления вращения главных полюсов).

Магнитный поток Ф, создаваемый индуктором, состоящим из полюсов 31, 32 проходит от полюса 31 через рабочий воздушный зазор 33, магнитопровод статора 16, рабочий воздушный зазор 34 и замыкается на полюсе 32 через ярмо 28 (фиг. 3).

Кроме этого магнитный поток Ф пересекает магнитопровод статора 16 с m-фазной генераторной обмоткой переменного тока 17 и в ней наводит ЭДС по формуле 2. Если при помощи проводов 18 подключить электрическую нагрузку к m-фазной генераторной обмотке переменного тока 17, 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 12, диод VD, подключенный под прямое напряжение, щетки 11, контактные кольца 8, провода 7 подается на обмотку 2 якоря 1. Так как электрическая цепь замкнута и диод VD открыт, по ней потечет постоянный ток.

Магнитный поток Ф, создаваемый индуктором, состоящим из главных полюсов 19, 20, проходит от главного полюса 19 через рабочие воздушные зазоры 24, 25, якорь 2 к главному полюсу 20 (фиг. 3).

При этом на проводники обмотки 2, уложенной в пазах 3 якоря 1 будут действовать электромагнитные силы по формуле 1. Такое же по величине, но противоположное по направлению усилие будет действовать на главные полюса 19, 20 и полюса 31, 32. Так как вал 13 якоря 1 неподвижно закреплен в несущих щитах статора 14, то главные полюса 19, 20 и полюса 31,32 вместе с подшипниковыми крышками 9, 21 придут во вращение под воздействием электромагнитного момента, создаваемого электромагнитными силами, на подшипниках 22, 23, относительно якоря 1 с обмоткой 2, и расположенного на статоре 15 магнитопровода статора 16 с m-фазной генераторной обмоткой переменного тока 17. Полярность подключения источника постоянного тока согласована таким образом, чтобы вращающие моменты, создаваемые ветротурбиной и главными полюсами 19, 20 от обмотки 2 якоря 1 совпадали по направлению. При этом обгонная муфта 26 соединяет ветротурбину с подвижной частью машины (подшипниковые крышки 9, 21 с главными полюсами 19, 20 и полюсами 31, 32) и передает ей энергию от ветротурбины через зубчатое колесо 27 в виде вращающего момента, дополнительно воздействуя на ее, суммируя энергию ВИЭ для дальнейшего преобразования ее в электрическую энергию m-фазного переменного тока.

Магнитный поток Ф, создаваемый индуктором, состоящим из полюсов 31, 32 пересекает магнитопровод статора 16 с m-фазной генераторной обмоткой переменного тока 17 и в ней наводит ЭДС по формуле 4. Если при помощи проводов 18 подключить электрическую нагрузку к m-фазной генераторной обмотке переменного тока 17, то электрическая цепь будет замкнута и в ней возникнет m-фазный переменный ток.

Изобретение относится к электротехнике. Технический результат заключается в увеличении количества вырабатываемой электроэнергии, эффективности использования энергии ветра и расширении области применения генератора. Гибридная электрическая машина-генератор содержит вал, якорь с обмоткой и щеточно-коллекторный аппарат машины постоянного тока, подшипники, генераторную обмотку переменного тока, вал якоря, который неподвижно закреплен с двух сторон в несущих щитах статора. Главные полюса позиционируются радиально друг относительно друга и изготовлены из постоянных магнитов и зафиксированы с торцов подшипниковыми крышками из материала с высоким магнитным сопротивлением с подшипниками, расположенными на валу по обеим сторонам якоря во внутренней полости статора с необходимыми рабочими воздушными зазорами между якорем и главными полюсами с возможностью вращения совместно с щеткодержателями и щетками относительно якоря и закрепленного на статоре магнитопровода с генераторной обмоткой переменного тока. Щеткодержатели щеточно-коллекторного аппарата машины закреплены в подшипниковой крышке 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 внешней стороне подшипниковой крышки, щетки, зафиксированные щеткодержателями на внутренней расточке статора, и устройство, которое исключает протекание тока обратного направления к источнику постоянного тока. Одновременно с этим на подшипниковой крышке неподвижно закреплена обгонная муфта, передающая вращающий момент от ветротурбины через подшипниковую крышку к главным полюсам. Полярность подключения источника постоянного тока согласована таким образом, чтобы вращающие моменты, создаваемые ветротурбиной и главными полюсами от обмотки якоря, совпадали по направлению. Главные полюса закреплены внутри ярма, выполненного в форме тонкостенного цилиндра, изготовленного из материала с малым магнитным сопротивлением. Ярмо закреплено внутри основания, выполненного в форме тонкостенного цилиндра, изготовленного из материала с большим магнитным сопротивлением. Основание закреплено внутри ярма, выполненного в форме тонкостенного цилиндра, изготовленного из материала с малым магнитным сопротивлением, на котором позиционируются с чередованием полюса, изготовленные из постоянных магнитов. Между полюсами и магнитопроводом статора имеется необходимый воздушный зазор. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Гибридная электрическая машина-генератор, содержащая вал, якорь с обмоткой и щеточно-коллекторный аппарат машины постоянного тока, подшипники, генераторную обмотку переменного тока, вал якоря, который неподвижно закреплен с двух сторон в несущих щитах статора, главные полюса позиционируются радиально друг относительно друга, изготовлены из постоянных магнитов и зафиксированы с торцов подшипниковыми крышками из материала с высоким магнитным сопротивлением с подшипниками, расположенными на валу по обеим сторонам якоря во внутренней полости статора с необходимыми рабочими воздушными зазорами между якорем и главными полюсами с возможностью вращения совместно с щеткодержателями и щетками относительно якоря и закрепленного на статоре магнитопровода с генераторной обмоткой переменного тока, при этом щеткодержатели щеточно-коллекторного аппарата машины закреплены в подшипниковой крышке 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 внешней стороне подшипниковой крышки, щетки, зафиксированные щеткодержателями на внутренней расточке статора, и устройство, которое исключает протекание тока обратного направления к источнику постоянного тока, одновременно с этим на подшипниковой крышке неподвижно закреплена обгонная муфта, передающая вращающий момент от ветротурбины через подшипниковую крышку к главным полюсам, 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 внутри ярма, выполненного в форме тонкостенного цилиндра, изготовленного из материала с малым магнитным сопротивлением, при чем ярмо закреплено внутри основания, выполненного в форме тонкостенного цилиндра, изготовленного из материала с большим магнитным сопротивлением, одновременно с этим основание закреплено внутри ярма, выполненного в форме тонкостенного цилиндра, 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 электрическая машина-генератор по п.1, отличающаяся тем, что вращающий момент от ветротурбины к обгонной муфте передается через зубчатую передачу, зубчатое колесо которой расположено на обгонной муфте.

3. Гибридная 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.