UA79084U - Axial magneto-electric generator - Google Patents
Axial magneto-electric generator Download PDFInfo
- Publication number
- UA79084U UA79084U UAU201211863U UAU201211863U UA79084U UA 79084 U UA79084 U UA 79084U UA U201211863 U UAU201211863 U UA U201211863U UA U201211863 U UAU201211863 U UA U201211863U UA 79084 U UA79084 U UA 79084U
- Authority
- UA
- Ukraine
- Prior art keywords
- poles
- rotor
- stator
- magnets
- permanent magnets
- Prior art date
Links
- 230000005291 magnetic effect Effects 0.000 claims abstract description 37
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims abstract description 21
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims description 16
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims description 8
- 229910000976 Electrical steel Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 abstract description 6
- 239000010959 steel Substances 0.000 abstract description 6
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 9
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 6
- 244000309464 bull Species 0.000 description 5
- 238000004870 electrical engineering Methods 0.000 description 4
- 239000000696 magnetic material Substances 0.000 description 3
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 2
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000005292 diamagnetic effect Effects 0.000 description 1
- 239000003989 dielectric material Substances 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 230000010349 pulsation Effects 0.000 description 1
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Permanent Magnet Type Synchronous Machine (AREA)
- Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)
Abstract
Description
( (51) МПК((51) IPC
КИ НО2К 21/12 (2006.01) і ногк 21/24 (2006.01)КИ НО2К 21/12 (2006.01) and nogk 21/24 (2006.01)
ДЕРЖАВНА СЛУЖБАPUBLIC SERVICE
ІНТЕЛЕКТУАЛЬНОЇINTELLECTUAL
ВЛАСНОСТІPROPERTIES
УКРАЇНИUKRAINE
(12) ОПИС ДО ПАТЕНТУ НА КОРИСНУ МОДЕЛЬ нЛляМШЛМНЛООВООНВЦ ТТ ЮІЕИКККІІИІІІІІОООТІТЬЬОООЬЬИЕІШШШШШШОЛІО.О ООЛІООИООВВОВООЛОВЛЛІЕИТОКОЛИЛОЬИХОХВОИСТЛООХХЬТТЬТЬИТНЬТЬТЬОСХХІХОТЛТИТТООХЗООТОВОООООВВЛОЛОВТИИОТОТИОТОИТНЯ» (21) Номер заявки: и 2012 11863 (72) Винахідник(и): (22) Дата подання заявки: 15.10.2012 крегуб Микопа Іларіонович (ОА), (ОА) . озирський Володимир Вікторович ; (24) дата з якої є чинними 10.04.2013 Гребеніков Віктор Володимирович (ША), рава на корисну о модель: Приймак Максим Васильович (ОА) (46) Публікація відомостей 10.04.2013, Бюл.Мо 7 (73). Власники): про видачу патенту: Трегуб Микола Іларіонович, вул. Курсова, 37, кв. 60, м. Біла Церква,(12) ОПИС ДО ПАТЕНТУ НА КОРИСНУ МОДЕЛЬ нЛляМШЛМНЛООВООНВЦ ТТ ЮІЕИКККІІИІІІІІОООТІТЬЬОООЬЬИЕІШШШШШШОЛІО.О ООЛІООИООВВОВООЛОВЛЛІЕИТОКОЛИЛОЬИХОХВОИСТЛООХХЬТТЬТЬИТНЬТЬТЬОСХХІХОТЛТИТТООХЗООТОВОООООВВЛОЛОВТИИОТОТИОТОИТНЯ» (21) Номер заявки: и 2012 11863 (72) Винахідник(и): (22) Дата подання заявки: 15.10.2012 крегуб Микопа Іларіонович (ОА), (OA) . Volodymyr Viktorovych of Ozyr; (24) the effective date is 04/10/2013 Grebenikov Viktor Volodymyrovych (SHA), rava on useful model: Maxim Vasyliovych Pryimak (OA) (46) Publication of information 04/10/2013, Byul.Mo 7 (73). Owners): about issuing a patent: Mykola Ilarionovych Tregub, st. Kursova, 37, sq. 60, Bila Tserkva,
Київська обл., 09116 (ОА),Kyiv region, 09116 (OA),
Козирський Володимир Вікторович, вул. А. Бубнова, 40, кв. 38, м. Київ-40, 03040 (А),Kozyrsky Volodymyr Viktorovych, str. A. Bubnova, 40, sq. 38, Kyiv-40, 03040 (А),
Гребеніков Віктор Володимирович, вул. Генерала Наумова, 19, кв. 89, м. Київ- 164, 03164 (ОД), -Grebenikov Viktor Volodymyrovych, str. Generala Naumov, 19, sq. 89, Kyiv-164, 03164 (OD), -
Приймак Максим Васильович, вул. Бережанська, 20, кв. 55, м. Київ-2о1, «г 04201 (ОА) ро - - (в) (54) АКСІАЛЬНИЙ МАГНІТОЕЛЕКТРИЧНИИЙ ГЕНЕРАТОР б -----ЗЗ т 4 л 6 6 8 л л Сл л л т л т т лл лл Я лл л Т6 Т6л ТТ ТЯ ТТ ТЮЮ 6 Ю С О 6 898Щ8ЯЩ ЩЯ-Яоо - і-ї (57) Реферат:Maksym Vasyliovych Priymak, str. Berezhanska, 20, sq. 55, Kyiv-2o1, "g 04201 (OA) ro - - (c) (54) AXIAL MAGNETOELECTRIC GENERATOR b -----ЗЗ t 4 l 6 6 8 ll l Сл l l t l t t ll ll I ll l T6 T6l TT ТЯ TT ТЮЮ 6 Х С О 6 898Щ8ЩХЩЯ-Yaoo - i-i (57) Abstract
Аксіальний магнітоелектричний генератор, що складається з нерухомого статора, магнітопровід « якого тороїдної форми, виконаний із стрічкової електротехнічної сталі та з обмоткою на ньому і -З рухомого ротора з аксіально орієнтованими постійними магнітами, встановленими на його периферійній діелектричній дископодібній частині, причому всі магніти ротора орієнтовані однойменними полюсами на один бік та протилежними полюсами на інший бік, а на статорі перед магнітопроводом жорстко закріплено один або кілька постійних магнітів, аксіально встановлених полюсами до однойменних полюсів магнітів ротора.An axial magnetoelectric generator consisting of a stationary stator, a magnetic conductor of a toroidal shape, made of strip electrical engineering steel and with a winding on it, and a movable rotor with axially oriented permanent magnets installed on its peripheral dielectric disk-like part, and all the rotor magnets are oriented with identical poles on one side and opposite poles on the other side, and one or more permanent magnets are rigidly fixed on the stator in front of the magnet wire, axially installed with poles to the identical poles of the rotor magnets.
у мяin me
В ве не я пд КК плн т проща ко. Я аа оо ву фолнкх М поса не БЕ із он Тл. ох, Її: : х х я Се Ка Її т У дя ля 4 гуае и ОХ 2 Ек КИ УIn ve ne i pd KK pln t proshko ko. I aa oo vu folnkh M posa ne BE iz on Tl. oh, Her: : x x I Se Ka Her t U dya la 4 guae i OH 2 Ek KI U
КАХ і; кА х Й іч х г; Кх пе А же є Ше с г що ож х х ЕЕ Мох, ККУ ГУKAH and; kA x Y ich x g; Kh pe A same is She s g that ож х х EE Mokh, KKU GU
У в ск ча как і в Ху к Ко те пд у джнх вис: , ее Ко ре се КЗ с ЖЕ 4 яIn sk cha kak and in Hu k Ko te pd u jhnh vis: , ee Ko re se KZ s JHE 4 i
С чи чн шк не їх з м, З я: 8 ї їх У в к я З ж не СН Ж Я що Кк» КЗ ши : ЧИ че З їх вої НН Е БАД ай ту ни шо, х. 2 зма ех ох ЯS chi chn shk ne ih z m, Z ia: 8 th ih U v k ia Z zh ne SN Z I what Kk» KZ shi : CHI che Z ih voi NN E BAD ay tu ny sho, x. 2 zma eh oh Ya
В ь че СХ я в КЕШ БЕЗ Мч у ї ря ши МАЯ ак, рн х ние ; нед п Ва мен Ж в н ек М КУ ще в с с - ; що З А ккд ху п а ЯW che СХ i v KESH BEZ Mch u y rya shi MAYA ak, rn h nie ; sun p Va men Zh v n ek M KU still in s s - ; that Z A kkd hu p a Ya
Е Ми пен о НЕ НО ся линянняE Mi pen o NE NO sia molting
Ї Я в ИН оз ай не ; п ЗД ром НИ С НЕ й ях й р ее ЧИМ НЕ УЧ ЕН Ен ак ї «А я ї СБ ЗНАЄ ки З С Ж - : Е КН хі ; Й У. о ще ск КоблхкуєК о пляж хо з пдІ I in IN оз ай ne; p ZDrom WE S NOT y yah y r ee WHAT WE HAVE NOT LEARNED En ak y "A y y SB KNOWS ky Z S Z -: E KN hi ; Y U. o still sk KoblkhkuyeK o beach ho z pd
СД 2 як В Ж ге У оса шх ї Х Ж. й Е 3 ек кнSD 2 as V Zh ge U osa shkh i X Zh. i E 3 ek kn
А ІЗ Шо Я фон, ях ях ч Ї КЗ КОД фею су кох І о. її ї 7 її ІЗ х хх ХМ є М й НТ йо як З. зей КЕ ХО Кай ;A IZ Sho Ya fon, yah yah ch Y KZ CODE fairy su koh I o. her th 7 her IZ x xx XM is M and NT yo as Z. zey KE HO Kai ;
ІА І Б МЕ НЕ НН; ОВ рн дя х Й ее: НН І Ше НН ШН де х 7 я Ше: КИНЕ й зх КЗ ой : хе жк РУШ їх Коннся Ж т о ве й х : ях ївIA AND B ME NOT NN; ОВ rn дя х Y ее: NN I She NN ШН de x 7 I She: KINE y zhh KZ oi: he zhk RUSH ih Konnsya Zh t o ve y x: yah yiv
Я: яко я кх 5: КЗ Ко: х з мохи ший г х ХННI: as I x 5: KZ Ko: x with moss shii g x HNN
ЕЗ Я х жEZ I x same
Корисна модель належить до електротехніки, зокрема до генераторів синхронного типу з постійними магнітами, встановленими на кільцеподібному роторі полюсами в аксіальному напрямі. Такі генератори можуть використовуватися у різних галузях народного господарства для перетворення механічної енергії в електричну, наприклад, у безредукторних вітроелектричних установках та низьконапірних гідроелектростанціях.A useful model belongs to electrical engineering, in particular to generators of the synchronous type with permanent magnets mounted on an annular rotor with poles in the axial direction. Such generators can be used in various sectors of the national economy to convert mechanical energy into electrical energy, for example, in gearless wind power plants and low-pressure hydroelectric power plants.
Відомі різні типи та конструкції генераторів для перетворення механічної енергії в електричну, серед яких найбільш простими і надійними вважаються електрогенератори з постійними магнітами |Балагуров В.А. Злектрические генераторьї с постоянньіми магнитами/Different types and designs of generators for converting mechanical energy into electrical energy are known, among which electric generators with permanent magnets are considered the most simple and reliable |Balagurov V.A. Electric generators with permanent magnets/
В.А. Балагуров, Ф.Ф. Галатеев. - М: Знергоатомиздат, 1988. - 280 с|. Такі електрогенератори традиційно застосовуються на автотракторній техніці та вітроенергетичних установках. При цьому відомі типи синхронних генераторів з постійними магнітами принципово можуть бути з нерухомими магнітами і рухомими обмотками, або навпаки, з рухомими магнітами і нерухомими обмотками. Більш надійними вважаються безконтактні генератори з нерухомими обмотками, наприклад, (Бут Д.А. Бесконтактнье злектрические машинь / Д.А. Бут. - М.: Вьісш. шк., 1990. - 416 с)V.A. Balagurov, F.F. Galateev - M: Znergoatomizdat, 1988. - 280 p. Such electric generators are traditionally used on tractors and wind power plants. At the same time, known types of synchronous generators with permanent magnets can in principle be with fixed magnets and moving windings, or vice versa, with moving magnets and fixed windings. Non-contact generators with stationary windings are considered more reliable, for example, (D.A. But. Beskontaktnie zlektrichescheskie mashin / D.A. But. - M.: Vyssh. shk., 1990. - 416 p.)
Відомий електрогенератор з постійними магнітами на роторі для вітроустановок (Патент на кор. мод. Ме38530, Україна. Вітрогенератор із зубцевим статором, заявка Мец200809958, 31.07.2008; опубл. 12.01.2009, бюл. Мо1, 2009 р.), в якому статор виконаний із пазами та обмоткою в них, а на роторі встановлені постійні магніти з полюсними башмаками, зміщеними відносно осі для зменшення моменту зрушення і пульсацій. В такому генераторі відсутні рухомі електричні контакти та до певної міри зрівноважена силова дія магнітів. Однак основним принциповим недоліком цього, як і багатьох інших відомих подібних електрогенераторів радіальної конфігурації з постійними магнітами на роторі є несиметричність розміщення магнітного матеріалу і просторова обмеженість виконання максимальної кількості полюсів.A well-known electric generator with permanent magnets on the rotor for wind turbines (Patent on cor. mod. Me38530, Ukraine. Wind generator with toothed stator, application Mets200809958, 31.07.2008; publ. 12.01.2009, Bull. Mo1, 2009), in which the stator made with grooves and a winding in them, and permanent magnets with pole shoes shifted relative to the axis to reduce the moment of displacement and pulsations are installed on the rotor. In such a generator, there are no moving electrical contacts and the force effect of magnets is balanced to a certain extent. However, the main fundamental disadvantage of this, as well as many other known similar electric generators of radial configuration with permanent magnets on the rotor, is the asymmetric placement of the magnetic material and the spatial limitation of the maximum number of poles.
Спільною ознакою описаного вище відомого та пропонованого електрогенератора є встановлення постійних магнітів на обертовому роторі та відсутність рухомих електричних контактів при нерухомій обмотці статора.A common feature of the known and proposed electric generator described above is the installation of permanent magnets on a rotating rotor and the absence of moving electrical contacts with a stationary stator winding.
Одним із аналогів передбачуваної корисної моделі слід вважати відомий електричний генератор торцевого виконання |Патент на кор. мод. Мо26359, Україна. Електричний генератор зо торцевого виконання, заявка Меци200706958, 20.06.2007; опубл. 10.09.2007, бюл. Ме14, 2007 р.|, в якому статор виконаний у вигляді тороїдного осердя з обмотками, а на торцевому роторі встановлені постійні магніти, полярність яких чергується; відрізняється тим, що на торцях осердя виконані пази, у які вкладені одношарові або двошарові обмотки, що дозволяє підвищити енергетичні показники. В такому генераторі аксіальний напрям магнітного потоку не співпадає з напрямом відцентрових сил ротора у зазорі а довжина магнітопроводу є мінімальною.One of the analogues of the intended useful model should be considered the well-known electric generator of end execution | Patent on cor. fashion Mo26359, Ukraine. Electric generator from the end, application Metsy200706958, 20.06.2007; published 10.09.2007, Bull. Me14, 2007|, in which the stator is made in the form of a toroidal core with windings, and permanent magnets are installed on the end rotor, the polarity of which alternates; differs in that the ends of the core have grooves in which single-layer or double-layer windings are inserted, which makes it possible to increase energy performance. In such a generator, the axial direction of the magnetic flux does not coincide with the direction of the centrifugal forces of the rotor in the gap, and the length of the magnet wire is minimal.
Однак конструкція цього генератора передбачає встановлення постійних магнітів на обертовій частині ротора лише одним полюсом до осердя статора, що не дозволяє раціонально використовувати весь його магнітний матеріал. Крім того виконання статора всередині зовнішньо встановленого ротора суттєво обмежує габарити статора і ускладнює виведення контактів якірної обмотки через вісь.However, the design of this generator involves the installation of permanent magnets on the rotating part of the rotor with only one pole to the stator core, which does not allow rational use of all its magnetic material. In addition, the performance of the stator inside the externally installed rotor significantly limits the dimensions of the stator and makes it difficult to remove the contacts of the armature winding through the axis.
Спільною ознакою запропонованого генератора і цього аналога є встановлення на роторі постійних магнітів полюсами в аксіальному напрямі.A common feature of the proposed generator and this analogue is the installation of permanent magnets on the rotor with poles in the axial direction.
Іншим аналогом пропонованого електрогенератора є відома електрична машина з постійними магнітами |Декл. пат. Меб0003 НО2К21/26, 16/00 Електрична машина, заявкаAnother analogue of the proposed electric generator is the well-known electric machine with permanent magnets | Decl. stalemate. Meb0003 НО2К21/26, 16/00 Electric machine, application
Мо2003010254 від 10.01.2003, опубл. 15.09.2003, бюл. Ме9|, в якій постійні магніти та осердя з обмоткою встановлені на рухомих торцевих корпусах, що обертаються у різних напрямах, а осердя виконані сталевою стрічкою, що огортає спіралеподібну обмотку. В генераторному режимі така електрична машина дійсно дозволяє більш ефективно перетворювати механічнуMo2003010254 dated 10.01.2003, publ. 15.09.2003, Bull. Me9|, in which permanent magnets and cores with a winding are mounted on movable end cases rotating in different directions, and the cores are made of a steel tape wrapping a spiral winding. In generator mode, such an electric machine really allows you to more efficiently convert a mechanical one
БО енергію в електричну.BO energy into electric.
Спільною ознакою цього аналога і пропонованого генератора є виконання магнітопроводу із стрічкоподібної електротехнічної сталі. Однак суттєвими недоліками тут є однобічне використання магнітного потоку лише одного полюса постійних магнітів, а також наявність рухомих силових контактів колектора.A common feature of this analogue and the proposed generator is the performance of the magnetic conductor from strip-shaped electrical engineering steel. However, the significant disadvantages here are the one-sided use of the magnetic flux of only one pole of the permanent magnets, as well as the presence of movable power contacts of the collector.
Ще одним аналогом до запропонованого магнітоелектричного генератора є відома електрична машина |Декл. патент України на кор. мод. Мо11336, НО2К29/00, 53/00, 57/00,Another analogue to the proposed magnetoelectric generator is the well-known electric machine |Dekl. patent of Ukraine on cor. fashion Mo11336, НО2К29/00, 53/00, 57/00,
Електромагнітний двигун. Заявка Ме200506294 від 25.06.2005, опубл. 15.12.2005, бюл. Мо12, 2005 р.)Ї, в якому постійні магніти встановлені на периферійній частині дископодібного обертового ротора із аксіально розміщеними різнойменними полюсами між аксіально бо встановленими полюсними виступами магнітопроводів статора та нерухомими обмотками і поляризованими магнітами на магнітопроводах, а обмотки статора з'єднані по чотирифазній схемі й підключені до комутатора. Тут дійсно всі постійні магніти встановлені обома полюсами до полюсних виступів замкнених магнітопроводів, тому в режимі електродвигуна така електрична машина має високий ККД. Спільними ознаками запропонованого генератора і цього аналога є розміщення аксіально орієнтованих постійних магнітів на периферійній частині обертового ротора, встановленій між аксіально розташованими полюсними виступами магнітопроводу статора, на якому намотані нерухомі обмотки.Electromagnetic engine. Application Me200506294 dated 25.06.2005, publ. 15.12.2005, Bull. Mo12, 2005), in which permanent magnets are installed on the peripheral part of a disk-shaped rotating rotor with axially placed opposite poles between axially installed pole protrusions of the stator magnetic wires and fixed windings and polarized magnets on the magnetic wires, and the stator windings are connected according to a four-phase circuit and connected to the switch. Here, indeed, all permanent magnets are installed with both poles to the pole protrusions of the closed magnetic conductors, therefore, in the electric motor mode, such an electric machine has a high efficiency. The common features of the proposed generator and this analogue are the placement of axially oriented permanent magnets on the peripheral part of the rotating rotor, installed between the axially located pole protrusions of the magnetic conductor of the stator, on which the fixed windings are wound.
Проте суттєвими принциповими недоліками цього аналогу є розміщення постійних магнітів на металевому диску, що викликає втрати від вихрових струмів, а також встановлення площини пластин електротехнічної сталі на полюсних виступах магнітопроводів статора перпендикулярно до напряму руху магнітів ротора і за такої конструкції принципова неможливість виконання цих магнітопроводів із стрічкової електротехнічної сталі. Крім того така електрична машина в режимі генератора буде малоефективна через розгалужене магнітне коло статора і встановлення додатково поляризованих постійних магнітів на ньому.However, the essential fundamental disadvantages of this analogue are the placement of permanent magnets on a metal disk, which causes losses from eddy currents, as well as the installation of a plane of electrotechnical steel plates on the pole protrusions of the stator magnet wires perpendicular to the direction of movement of the rotor magnets, and with such a design, the fundamental impossibility of making these magnet wires from tape electrical steel. In addition, such an electric machine in generator mode will be inefficient due to the branched magnetic circle of the stator and the installation of additionally polarized permanent magnets on it.
Найбільш близьким аналогом за технічною суттю і конструкцією (прототипом) до корисної моделі є магнітоелектричний аксіальний генератор |Декл. патент України на кор. мод. Ме71835,The closest analog in terms of technical essence and design (prototype) to the useful model is the magnetoelectric axial generator | Decl. patent of Ukraine on cor. fashion Me71835,
НО2К2г1/12, Магнітоелектричний аксіальний генератор, заявка Мо и201201144 від 06.02.2012, опубл. 25.07.2012, бюл. Мо14, 2012рі в якому аксіально орієнтовані постійні магніти встановлені на периферійній дископодібній частині ротора, виготовленій з діелектричного немагнітного матеріалу, що дозволяє зменшити втрати від вихрових струмів. Магнітопровід статора, з обмоткою на ньому, виконаний тороїдної форми із стрічкової електротехнічної сталі, де площини стрічок у повітряному аксіальному зазорі встановлені перпендикулярно до площин полюсів магнітів на торцевій периферійній частині ротора та паралельно вектору колової швидкості їхнього руху, що забезпечує просту технологію виготовлення, суцільність та мінімальну довжину магнітопроводу і зменшення магнітних вібрацій. За такої конструкції можливо виконувати електрогенератор як з повноколовим, так і з дугоподібним сегментним статором. Описані ознаки конструкції прототипу є спільними ознаками для передбачуваної корисної моделі.НО2К2г1/12, Magnetoelectric axial generator, application No. 201201144 dated 06.02.2012, publ. 25.07.2012, Bull. Mo14, 2012, in which axially oriented permanent magnets are installed on the peripheral disk-like part of the rotor, made of dielectric non-magnetic material, which allows to reduce eddy current losses. The stator magnetic wire, with the winding on it, is made of toroidal form from tape electrical steel, where the planes of the tapes in the air axial gap are set perpendicular to the planes of the poles of the magnets on the end peripheral part of the rotor and parallel to the circular velocity vector of their movement, which ensures a simple manufacturing technology, integrity and the minimum length of the magnet wire and reduction of magnetic vibrations. With such a design, it is possible to make an electric generator both with a full circle and with an arc-shaped segmental stator. The described design features of the prototype are common features for the intended utility model.
Однак за умови встановлення на роторі постійних магнітів із чергуванням на одному боці зо різних полюсів виникають втрати енергії через поперечні магнітні потоки розсіювання, що поширюються між різнойменними полюсами двох сусідніх магнітів через полюсні виступи магнітопроводів у поперечному напрямі без створення електрорушійної сили в обмотці статора.However, if permanent magnets are installed on the rotor alternating on one side from different poles, energy losses occur due to transverse magnetic scattering fluxes that spread between the opposite poles of two adjacent magnets through the pole protrusions of the magnetic conductors in the transverse direction without creating an electromotive force in the stator winding.
Крім того однією із найскладніших технічних проблем у таких генераторах є забезпечення мінімальних аксіальних повітряних зазорів між полюсами магнітів ротора і полюснимиIn addition, one of the most difficult technical problems in such generators is the provision of minimal axial air gaps between the poles of the rotor magnets and the pole
З5 виступами магнітопроводу статора. За умови чергування різнойменних полюсів постійних магнітів на одному боці ротора принципово неможливо встановити безконтактний магнітний демпфер для підтримання мінімального повітряного зазору, що діє за принципом відштовхування однойменних полюсів постійних магнітів.With 5 protrusions of the magnetic conductor of the stator. Under the condition of alternating poles of different names of permanent magnets on one side of the rotor, it is fundamentally impossible to install a non-contact magnetic damper to maintain a minimum air gap, which acts on the principle of repulsion of poles of the same name of permanent magnets.
В основу корисної моделі поставлена задача зменшити магнітні потоки розсіювання і пов'язані з ними енергетичні втрати магнітоелектричного генератора та забезпечити мінімальні повітряні зазори між полюсами магнітів ротора і полюсними виступами магнітопроводу статора.The useful model is based on the task of reducing the magnetic scattering fluxes and associated energy losses of the magnetoelectric generator and ensuring minimal air gaps between the poles of the rotor magnets and the pole protrusions of the stator magnetic conductor.
Поставлена задача досягається за рахунок того, що всі аксіально орієнтовані постійні магніти ротора встановлені однойменними полюсами на один бік та жорстко закріплені на його периферійній дископодібній частині, що не викликає поперечних магнітних потоків розсіювання через полюсні виступи магнітопроводів статора. Для підтримання незмінного повітряного зазору між полюсами магнітів ротора і полюсними виступами магнітопроводів статора на статорі нерухомо встановлений постійний магніт, орієнтований в аксіальному напрямі до полюсів магнітів ротора однойменними полюсами.The task is achieved due to the fact that all axially oriented permanent magnets of the rotor are installed with the poles of the same name on one side and rigidly fixed on its peripheral disc-like part, which does not cause transverse magnetic fluxes of dispersion through the pole protrusions of the stator magnetic wires. In order to maintain a constant air gap between the poles of the rotor magnets and the pole protrusions of the magnetic conductors of the stator, a permanent magnet is immovably installed on the stator, oriented in the axial direction to the poles of the rotor magnets by the poles of the same name.
Перелік фігур і креслень.List of figures and drawings.
БО На Фіг. 1 схематично зображено загальний вигляд та розташування функціональних частин ротора і статора генератора. На Фіг. 2 зображено вигляд радіального перегину секції магнітопроводу статора з обмоткою та положення полюсів магніту ротора в зазорі. На Фіг. З зображено вигляд радіального перетину через місце встановлення на статорі постійного магніту з гвинтовим регулятором аксіального зазору.BO In Fig. 1 schematically shows the general appearance and location of the functional parts of the rotor and stator of the generator. In Fig. 2 shows the view of the radial bend of the section of the stator magnet wire with the winding and the position of the poles of the rotor magnet in the gap. In Fig. C shows the view of the radial section through the place of installation on the stator of a permanent magnet with a screw regulator of the axial gap.
Технічна суть запропонованого генератора пояснюється за допомогою його графічного зображення (фіг. 1, фіг, 2, фіг. 3). Нерухомий статор генератора складається із корпусного каркаса 1 та окремих взаємно зміщених статорних секцій магнітопроводів 2, згорнутих із стрічкової електротехнічної сталі у тороїдоподібний пакет, на якому намотана обмотка 3. Ротор генератора складається із кільцеподібного каркаса 4, встановленого на валу 5 на жорстких бо стрижнях б. Периферійна частина кільцеподібного каркасу А виготовлена із діамагнітного діелектричного матеріалу, на якій закріплені постійні магніти 7, орієнтовані всі на один бік однаковими полюсами в аксіальному напрямі. На корпусі статора перед секціями статора встановлено нерухомий магніт 8, закріплений у діелектричному корпусі 9 з регулювальними гвинтами 10 для регулювання аксіального зазору. Торцеві площини полюсів магнітів мають переважно прямокутну форму і ширину, однакову з відстанню між сусідніми магнітами, позначену розміром Б. Торцеві частини магнітопроводів статорних секцій встановлені одна відносно іншої на відстані 4/3 Б по дузі кола обертання. Це забезпечує утворення симетричної трифазової системи ЕРС окремих секцій і зрівноважує силову дію магнітного поля.The technical essence of the proposed generator is explained using its graphic image (Fig. 1, Fig. 2, Fig. 3). The stationary stator of the generator consists of a body frame 1 and separate mutually offset stator sections of magnetic conductors 2, rolled from strip electrical engineering steel into a toroidal package on which the winding 3 is wound. The generator rotor consists of a ring-shaped frame 4 mounted on a shaft 5 on rigid bo rods b. The peripheral part of the ring-shaped frame A is made of diamagnetic dielectric material, on which permanent magnets 7 are fixed, oriented all to one side with the same poles in the axial direction. A fixed magnet 8 fixed in a dielectric housing 9 with adjusting screws 10 for adjusting the axial gap is installed on the stator housing in front of the stator sections. The end planes of the poles of the magnets have a mostly rectangular shape and a width equal to the distance between adjacent magnets, denoted by size B. The end parts of the magnet wires of the stator sections are set relative to each other at a distance of 4/3 B along the arc of the rotation circle. This ensures the formation of a symmetrical three-phase EMF system of individual sections and balances the force effect of the magnetic field.
Принцип роботи запропонованого аксіального магнітоелектричного генератора полягає в тому, що при обертанні механічним приводом з частотою Ф кільцеподібного ротора 4 із встановленими на ньому постійними магнітами 7, відбувається періодична зміна величини магнітного потоку в магнітопроводі 2 статора. Поперечний магнітний потік розсіювання між сусідніми полюсами магнітів через полюсний виступ магнітопроводу не виникає, бо сусідні полюси у запропонованій конструкції на одному боці однойменні на відміну від прототипу. На магнітопроводі статора намотана обмотка 3, в якій за рахунок зміни потокозчеплення виникаєThe principle of operation of the proposed axial magnetoelectric generator is that when the ring-shaped rotor 4 with permanent magnets 7 installed on it is rotated by a mechanical drive with a frequency Ф, there is a periodic change in the magnitude of the magnetic flux in the magnetic conductor 2 of the stator. Transverse magnetic flux dispersion between adjacent poles of magnets through the pole protrusion of the magnetic conductor does not occur, because the adjacent poles in the proposed design are of the same name on one side, unlike the prototype. Winding 3 is wound on the magnetic conductor of the stator, in which a flux linkage occurs due to a change in flux
ЕРС змінної періодичної форми, а при підключенні навантаження протікає струм. Оскільки торцеві зазори окремих секцій магнітопроводів статора встановлені одна відносно іншої на відстані 4/3Б5 по дузі кола обертання полюсів магнітів ротора, то в них виникають ЕРС, взаємно зміщені в часі по фазі на третину періоду, що забезпечує симетричну трифазову систему. Для підтримання незмінного повітряного зазору між полюсами магнітів ротора і полюсними виступами магнітопроводів статора перед секціями магнітопроводів на корпусі статора нерухомо встановлений постійний магніт 8, орієнтований в аксіальному напрямі до полюсів магнітів ротора однойменними полюсами. Проходячи між полюсами закріпленого на статорі магніту 8, магніт ротора 7 відштовхується від обох однойменних полюсів у середнє положення, компенсуючи через корпус можливе нерівномірне притягування магніта ротора 7 до полюсного виступу магнітопроводу 2 статора. Притягування магніта до одного полюсного виступу компенсується відштовхуванням між однойменними полюсами, сила якого зростає при зближенні однойменних полюсів. Такі магнітні демпфери величини повітряного зазору можна встановлювати або лише з боку входження магнітів ротора у простір між полюсними виступами зо магнітопроводу першої секції статора, або ще і на виході з останньої секції.The emf is of variable periodic form, and current flows when the load is connected. Since the end gaps of individual sections of the stator magnetic wires are set relative to each other at a distance of 4/3B5 along the arc of the rotation circle of the rotor magnets, they generate emfs, mutually phase-shifted in time by a third of the period, which ensures a symmetrical three-phase system. To maintain a constant air gap between the poles of the rotor magnets and the pole protrusions of the stator magnetic wires in front of the sections of the magnetic wires on the stator housing, a permanent magnet 8, oriented in the axial direction to the poles of the rotor magnets by the poles of the same name, is immovably installed. Passing between the poles of the magnet 8 fixed on the stator, the rotor magnet 7 is repelled from both poles of the same name to the middle position, compensating for possible uneven attraction of the rotor magnet 7 to the pole protrusion of the magnetic conductor 2 of the stator through the housing. The magnet's attraction to one pole protrusion is compensated by the repulsion between the poles of the same name, the strength of which increases when the poles of the same name are brought closer together. Such magnetic dampers of the size of the air gap can be installed either only from the side of the entry of the rotor magnets into the space between the pole protrusions from the magnetic conductor of the first section of the stator, or also at the exit from the last section.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| UAU201211863U UA79084U (en) | 2012-10-15 | 2012-10-15 | Axial magneto-electric generator |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| UAU201211863U UA79084U (en) | 2012-10-15 | 2012-10-15 | Axial magneto-electric generator |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| UA79084U true UA79084U (en) | 2013-04-10 |
Family
ID=51951321
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| UAU201211863U UA79084U (en) | 2012-10-15 | 2012-10-15 | Axial magneto-electric generator |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| UA (1) | UA79084U (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2017014713A1 (en) * | 2015-07-20 | 2017-01-26 | Александр Вилиорович АМИТОВ | Magnetoelectric generator |
-
2012
- 2012-10-15 UA UAU201211863U patent/UA79084U/en unknown
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2017014713A1 (en) * | 2015-07-20 | 2017-01-26 | Александр Вилиорович АМИТОВ | Magnetoelectric generator |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CA2615111A1 (en) | Stator for permanent magnet electric motor using soft magnetic composites | |
| JP2014504129A5 (en) | ||
| CN103414301A (en) | Axial magnetic field ironless permanent magnet motor with split mounting type magnetic poles | |
| KR101210876B1 (en) | Permanent magnet linear and rotating type synchronous motor | |
| UA79084U (en) | Axial magneto-electric generator | |
| RU2460199C2 (en) | Power generator for mobile objects | |
| JP6652987B2 (en) | DC electric motor | |
| JP2018108007A (en) | Generator decreasing magnetic force resistance | |
| KR200386338Y1 (en) | High efficiency Generator which does not have a second electrical load | |
| WO2012121685A2 (en) | Low-speed multipole synchronous generator | |
| RU2507667C2 (en) | Magnetic generator | |
| LV14007B (en) | Axial magnetic flux generator/motor with permanent magnets | |
| US8487486B1 (en) | Folded electromagnetic coil | |
| EP2712055A1 (en) | Heterogeneous motor | |
| RU2544341C1 (en) | Magnetoelectric generator | |
| RU214309U1 (en) | Motor stator design | |
| RU207794U1 (en) | End-type synchronous electric machine | |
| RU2516270C1 (en) | Permanent magnet machine | |
| KR20130020972A (en) | A high efficiency electric power generator | |
| CN112385128B (en) | Electric motor with auxiliary movable self-steering stator | |
| JP2011004576A (en) | Generator | |
| US20170077793A1 (en) | Electric generator having permanent magnets and fitted with a magnetic flux collector | |
| CN106451980A (en) | Super high efficiency generator | |
| JP5670974B2 (en) | Rotating electric machine | |
| Wang et al. | Performance analysis of a dual stator linear switch reluctance machine with rectangular segments considering force ripples for long stroke conveyor applications |