ЭЛЕКТРОГЕНЕРАТОР

Полезная модель относится к электротехнике, а именно к конструкции бесщеточного синхронного электрогенератора, который может быть использован, например, для получения электрической энергии в ветроэнергетических установках.
7
Известен электрогенератор, ротор которого снабжен постоянными магнитами, а статор содержит две параллельные пластины в виде соединенных друг с другом дисков, между которыми размещены обмотки; статор имеет магнитопроводы в виде плоских колец (описание к патенту на изобретение RU 2168062, мпкF03D 9/00).
7
Известен низкооборотный магнитоэлектрический генератор, содержащий кольцеобразный ряд обмоток статора на железных сердечниках из листов или прессованного порошка железа, и соответствующий кольцеобразный ряд постоянных магнитов ротора, в частности, синхронная машина с постоянной намагниченностью для синусоидального напряжения, обмотки выполнены сосредоточенными, а не распределены в пазах, сердечники с обмотками чередуются с железными сердечниками без обмоток, так что на каждом втором железном сердечнике имеется обмотка, число промежутков между сердечниками отличается от числа полюсов. Машина рассчитана на трехфазное напряжение с последовательным соединением соседних катушек для получения ·m таких групп на фазу, которые могут быть соединены последовательно или параллельно (описание к патенту на изобретение RU 2234788, мпкH02K 21/24, H02K 21/12).
Недостаток известных конструкций низкий коэффициент полезного действия, поскольку обмотки в кольцеобразном ряду находятся на значительном расстоянии друг от друга, и в момент нахождения магнитов в промежутке между обмотками ЭДС в них не индуцируется. Кроме того, при прохождении постоянных магнитов ротора над сердечниками обмоток статора имеет место взаимное притяжение постоянных магнитов ротора и сердечников обмоток статора (так называемый эффект «залипания» ротора), что затрудняет пуск генератора и создает интенсивный шум при его работе.
Известен магнитоэлектрический генератор, позволяющий снизить перечисленные выше недостатки (описание к патенту на полезную модель RU 94083, МПК H02K 21/00 (2006.01) F03D 9/00 (2006.01)).
Ротор известного электрогенератора снабжен постоянными магнитами, а статор содержит две параллельные пластины, между которыми размещены кольцевые обмотки, ротор выполнен из двух закрепленных на валу параллельных дисков, на каждом из которых на обращенных друг к другу поверхностях размещены кольцеобразные ряды постоянных магнитов, расположенных в каждом ряду эквидистантно, полярность постоянных магнитов каждого ряда чередуется, при этом полюса постоянных магнитов одного ряда обращены к противоположным полюсам постоянных магнитов другого ряда. Кольцевые обмотки статора выполнены в форме равнобедренных трапеций, боковые стороны которых расположены радиально относительно оси вращения ротора, а участки кольцевых обмоток в основаниях трапеций выгнуты по дуге. Ширина кольцевого ряда обмоток на статоре превышает ширину кольцеобразного ряда постоянных магнитов на дисках ротора.
Известный генератор имеет более высокий к.п.д., меньший пусковой момент и уровень шума в процессе работы, но при этом имеет сложную конструкцию, что обусловлено в частности наличием двух рядов постоянных магнитов.
Задача полезной модели - создание электрогенератора с улучшенными характеристиками - высокий к.п.д., низкий пусковой момент, упрощение технологии изготовления.
Технический результат - упрощение конструкции, снижение веса и затрат на изготовление.
Технический результат достигается тем, что в электрогенераторе, включающем ротор в виде двух закрепленных на валу магнитопроводных дисков, снабженный постоянными трапециевидными магнитами с радиальным расположением боковых сторон, установленными в кольцевой ряд с чередующейся полярностью, и, размещенный между дисками ротора, статор в виде диска с кольцевым рядом обмоток, у которых внутренняя радиальная ширина превышает ширину кольцевого ряда постоянных магнитов, последними снабжен один из дисков ротора, при этом диски закреплены на валу в магнитопроводной ступиц.
Диск статора может быть выполнен из термостойкого диэлектрического материала, а обмотка статора без образования лобовых частей.
На фиг.1 схематично изображен общий вид электрогенератора, на фиг.2, - вид А-А фиг.1.
Электрогенератор содержит ротор, состоящий из двух параллельных магнитопроводных дисков 1 и 2, установленных на не магнитопроводной ступице 3, которая закреплена валу 4. На одном из дисков, диске 1 вдоль обода размещены постоянные трапециевидные магниты 5 с чередующейся полярностью, образуя кольцеобразный ряд. В ряду магниты 5 размещены с образованием между боковыми поверхностями соседних радиального угла α, зависящего от количества полюсов.
Статор электрического генератора зафиксирован в корпусе 6 между дисками 1, 2 ротора и выполнен в виде диска 7, на котором над постоянными магнитами 5 размещена многовитковая обмотка 8, состоящая из секций по числу последних. Внутренняя радиальная ширина секции обмотки 8 превышает ширину кольцевого ряда и радиальную ширину постоянных магнитов 5. Каждая из секций обмотки может быть выполнена кольцевым или зигзагообразным способом и имеют последовательное соединение между собой.
Диск 7 выполнен из термостойкого диэлектрического материала и в нем предусмотрен вывод концов обмотки (не показаны).
Электрогенератор работает следующим образом.
При возникновении вращающего момента на валу 4, приводящего диски 1, 2 со ступицей 3 во вращение, вращающееся магнитное поле постоянных магнитов 5 пересекает секции обмотки 8. Изменяясь как по абсолютному значению, так и по направлению, оно наводит в каждой переменную электродвижущую силу. Электродвижущие силы складываются, и генерируемое напряжение снимается с выводных концов обмотки 8.