ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ГЕНЕРАТОР

Полезная модель относится к области электротехники и может быть использована как низкооборотный генератор, применяемый в ветроэнергетических установках и бесплотинных ГЭС.
Известно устройство, работающее как генератор, содержащее ось со статором, установленный на ней с возможностью вращения ротор в виде концентрично расположенного индуктора, соединенного с ободом, расположенные на индукторе постоянные магниты с чередованием полярностей, причем статор расположен внутри индуктора и несет зубцы с катушками и ярмо, выполненный из отдельных модулей - зубец и участок ярма, скрепленные вместе. В известном устройстве на каждом зубце статора размещены по одной катушке (см. свидетельство на полезную модель RU №16046 U1, опубл. 27.11.2000) прототип.
Недостатком прототипа, как генератора, является низкий коэффициент полезного действия (КПД) за счет присущему данной модели тормозящему моменту, порожденному реакцией якоря, и отсутствие мер по его минимизации.
Технический результат заключается в повышении КПД генератора, минимизации степени влияния реакции якоря путем изменения конструктивного решения активных участков магнитных цепей генератора.
Технический результат достигается тем, что электрический генератор содержит ось со статором и установленный на ней с возможностью вращения ротор в виде концентрично расположенного индуктора, соединенного с ободом ротора, расположенные на индукторе постоянные магниты с чередованием полярностей, причем статор, выполненный из диэлектрика, расположен внутри индуктора и несет ярмо из ферромагнетика с закрепленным на нем по окружности статорными катушками с сердечниками в виде зубцов.
Особенностью является то, что каждый зубец выполнен из набора ферромагнитных пластин П-образной формы, верхние участки которых образуют полюсные наконечники сердечников статорных катушек, каждая из которых выполнена в виде двух одинаковых секций, размещенных на боковых участках зубцов П-образной формы, вставленных в пазы на ярме и смещенных между собой последовательно и согласно. Состоящие из двух одинаковых секций статорные катушки, размещенные на каждом зубце, могут быть объединены путем последовательного и согласного соединения их в группы или все вместе для подключения нагрузки.
Сущность полезной модели поясняется графическими материалами, на которых изображено: фиг. 1 - фрагмент конструкции электрического генератора; фиг. 2 - фрагмент конструкции активных участков магнитопровода генератора; фиг. 3 - схематическое представление магнитных цепей активных зон с распределением магнитных потоков.
Электрический генератор (фиг. 1) содержит ось 1 со статором 2 и установленный на ней с возможностью вращения ротор 3 в виде концентрично расположенного индуктора 4, соединенного с ободом ротора 3, расположенные на индукторе 4 постоянные магниты 5 с чередованием полярностей, причем статор 2, выполненный из диэлектрика, расположен внутри индуктора 4 и несет ярмо 6 из ферромагнетика с закрепленным на нем по окружности статорными катушками с сердечниками в виде зубцов 7. Каждый зубец 7 выполнен из набора ферромагнитных пластин П-образной формы, верхние участки которых образуют полюсные наконечники сердечников статорных катушек, каждая из которых выполнена в виде двух одинаковых секций 8, 9, размещенных на боковых участках зубцов 7 П-образной формы, вставленных в пазы 10 на ярме 6 (см. фиг. 2) и смещенных между собой последовательно и согласно (см. фиг. 3). Состоящие из двух одинаковых секций 8 и 9 статорные катушки, размещенные на каждом зубце 7, могут быть объединены путем последовательного и согласного соединения их в группы или все вместе для подключения нагрузки.
Зубцы 7, скрепленные с ярмом 6 посредством стяжных скоб 11 из диэлектрика, имея П-образную форму, образуют замкнутый магнитопровод, по боковым участкам которых замыкаются магнитные потоки Фпм постоянных магнитов 5.
8
9
р8
р9
р8
р9
р8
р9
Подключение нагрузки к объединенным статорным катушкам или к каждой из них в отдельности (H-K) при работе генератора, нагрузочными токами в них будут наводиться магнитные потоки Ф, Ф, встречно направленные генерирующим магнитным потокам Фпм постоянных магнитов 5, проявляющиеся в генераторах в виде реакции якоря. При выбранной конструкции зубцов 7 и статорный катушек в виде разнесенных в пространстве секций 8 и 9 магнитные потоки Ф, Ф будут замыкаться по пути наименьшего магнитного сопротивления, минуя воздушный зазор Δ, имеющий большое магнитное сопротивление по сравнению с магнитным сопротивлением замкнутого ферромагнитного кольца, составленного зубцами 7 и участками ярма 6. Благодаря встречному направлению относительно друг друга магнитные потоки Ф, Ф будут взаимноскомпенсированы, что приводит к значительному снижению степени влияния реакции якоря и увеличению КПД генератора, по сравнению с прототипом.