ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ГЕНЕРАТОР НА ПОСТОЯННЫХ МАГНИТАХ
ELECTRIC GENERATOR BASED ON PERMANENT MAGNETS

Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к области электротехники, в частности к низкооборотным высокомоментным синхронным двигателям и генераторам, и может быть использовано в качестве ветрогенераторов, высокочастотных электрических генераторов, многофазных синхронных электрических двигателей.
Уровень техники
Наиболее близким к изобретению по технической сущности является однофазный электрический генератор, содержащий статор и ротор, а также якорную обмотку (см. патент RU №2392724, опубликованный 20.06.2010), выбранный в качестве прототипа.
В известном однофазном электрическом генераторе, выполненном из ферромагнитного материала, затрудняется система охлаждения якорной обмотки, это обуславливается расположением ее в замкнутом пространстве внутренней части статора, а также он обладает высокой инертностью вследствие большого использования ферромагнитного материала. Кроме того, в результате значительных оборотов и маленьких диаметров повышается шум.
Недостатком прототипа является низкая эффективность генератора.
Раскрытие изобретения
Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, заключается в повышении эффективности генератора.
Технический результат заключается в повышении охлаждения обмотки якоря, уменьшение инерционности при минимальном использовании металла, уменьшение шума, уменьшение оборотов и скорости вращения, увеличение количества магнитов и малый вес при больших диаметрах.
Технический результат обеспечивается следующей совокупностью признаков: электрический генератор на постоянных магнитах, содержащий статор и ротор, а также якорную обмотку, отличающийся тем, что ротор выполнен из композитного материала сечением П-образной формы установленным на металлическом валу, магниты с чередующимися полюсами установлены на роторе в пазах, якорная обмотка размещена на композитном статоре и выполнена в виде независимых секций, кроме того:
- электрический генератор, отличающийся тем, что якорная обмотка расположена на наружной композитной поверхности статора на минимальном расстоянии от полюсов магнитов в непосредственном соприкосновении с окружающей средой;
- электрический генератор, отличающийся тем, что секции якорной обмотки с одинаковыми фазами соединены последовательно;
- электрический генератор, отличающийся тем, что он содержит от 40 до 120 чередующихся постоянных магнитов;
- электрический генератор, отличающийся тем, что выполнен с возможностью вращения ротора от 50 до 60 оборотов в минуту.
Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, и технический результат взаимосвязаны следующим образом.
Повышение охлаждения обмотки якоря, уменьшение инерционности при минимальном использовании металла, уменьшение шума, уменьшение оборотов и скорости вращения, увеличение количества магнитов и малый вес при больших диаметрах приводит к повышению эффективности генератора.
Краткое описание чертежей
На фиг.1 изображен продольный разрез электрического генератора на постоянных магнитах; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1.
Осуществление изобретения
Изобретение может быть осуществлено следующим образом.
У электрического генератора на постоянных магнитах, содержащего статор и ротор, а также якорную обмотку, ротор выполнен из композитного материала сечением П-образной формы установленным на металлическом валу, магниты с чередующимися полюсами установлены на роторе в пазах, якорная обмотка размещена на композитном статоре и выполнена в виде независимых секций, кроме того:
- якорная обмотка расположена на наружной композитной поверхности статора на минимальном расстоянии от полюсов магнитов в непосредственном соприкосновении с окружающей средой;
- секции якорной обмотки с одинаковыми фазами соединены последовательно;
- содержит от 40 до 120 чередующихся постоянных магнитов.
- возможность вращения ротора от 50 до 60 оборотов в минуту.
Таким образом, назначение изобретения - применение его в качестве электрического генератора на постоянных магнитах - реализуется.
Сведения, подтверждающие возможность получения при осуществлении изобретения технического результата (причинно-следственная связь существенных признаков с указанным техническим результатом), состоят в следующем.
Выполнение ротора из композитного материала сечением П-образной формы установленным  на металлическом валу, установка постоянно чередующихся полюсов магнитов на роторе в пазах, размещение якорной обмотки на композитном статоре и выполнение в виде независимых секций обеспечивают повышение охлаждения обмотки якоря, уменьшение инерционности при минимальном использовании металла, уменьшение шума, уменьшение оборотов и скорости вращения, увеличение количества магнитов и малый вес при больших диаметрах.
Следовательно, совокупность существенных признаков достаточна для достижения обеспечиваемого изобретения технического результата.
Описание конструкции устройства
У электрического генератора на постоянных магнитах 1, содержащего статор 2 и ротор 3, а также якорную обмотку 4, ротор 3 выполнен из композитного материала сечением П-образной формы установленным  на металлическом валу 5, магниты 1 с чередующимися полюсами установлены на роторе 3 в пазах, якорная обмотка 4 размещена на композитном статоре 2 и выполнена в виде независимых секций.
Электрический генератор на постоянных магнитах работает следующим образом.
При вращении ротора 3 генератора силовые линии полей постоянных магнитов 1 пересекают витки якорной обмотки 4, расположенные на неподвижном статоре 2. В них возникает ЭДС электромагнитной индукции, величина которой зависит от скорости вращения ротора 3.
Таким образом, у предлагаемого электрического генератора на постоянных магнитах, в отличие от прототипа, повышается эффективность.
Эффективность предлагаемого электрического генератора на постоянных магнитах обусловливается его улучшенной конструкцией.