ТИХОХОДНЫЙ МАГНИТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ГЕНЕРАТОР

Область техники, к которой относится полезная модель.
Полезная модель относится к области электротехники, в частности к низкооборотным высокомоментным синхронным двигателям и генераторам с неподвижным якорем и вращающимися магнитами, и может быть использовано в качестве ветрогенераторов, высокочастотных электрических генераторов.
Уровень техники.
Наиболее близким к полезной модели по технической сущности является электрический генератор, содержащий статор и ротор, а также якорную обмотку (см. патент RU №135460, опубликованный 10.12.2013), выбранный в качестве прототипа.
В известном электрическом генераторе, технологические промежутки между прямой и обратной сторонами обмотки и между обмотками статора приводят к уменьшению коэффициента полезного действия (кпд), поскольку, плотность обмоточного провода на активной части якоря не высока. Также технологические промежутки, выполненные между постоянно чередующимися магнитами приводят к увеличению номинальной частоты вращения ротора, вследствие чего уменьшается мощность.
Недостатком прототипа является низкая эффективность генератора.
Раскрытие полезной модели.
Задача, на решение которой направлено заявляемая полезная модель, заключается в повышении эффективности генератора.
Технический результат заключается в увеличении мощности, увеличении ЭДС, уменьшении оборотов и номинальной частоты вращения, а также уменьшение электромагнитного момента.
Технический результат обеспечивается следующей совокупностью признаков: тихоходный магнитоэлектрический генератор, содержащий статор и ротор, а также якорную обмотку, отличающийся тем, что статор выполнен из композитного материала в виде кольца, соединенного с неподвижным валом спицами и размещен между двумя дисками ротора, ротор состоит из обода и стальных спиц, закрепленных на металлическом валу, а якорная обмотка размещена на статоре сегментами и намотана с зазором между витками.
кроме того:
- тихоходный магнитоэлектрический генератор, отличающийся тем, что ротор выполнен в виде двух плоских дисков.
- тихоходный магнитоэлектрический генератор, отличающийся тем, что якорная обмотка выполнена тороидальной, намотанной на кольцо.
- тихоходный магнитоэлектрический генератор, отличающийся тем, что сегменты якорной обмотки соединены последовательно.
- тихоходный магнитоэлектрический генератор, отличающийся тем, что сегменты якорной обмотки соединены параллельно.
- тихоходный магнитоэлектрический генератор, отличающийся тем, что номинальная частота вращения ротора 30 оборотов в минуту.
- тихоходный магнитоэлектрический генератор, отличающийся тем, что содержит от 80 до 250 чередующихся постоянных магнитов на каждом ротор-диске.
- тихоходный магнитоэлектрический генератор, отличающийся тем, что ветви сегментной якорной обмотки расположены под углом к радиусу поверхности статора.
- тихоходный магнитоэлектрический генератор, отличающийся тем, что обод ротора выполнен из композитного материала
Задача, на решение которой направлено заявляемая полезная модель, и технический результат взаимосвязаны следующим образом.
Увеличение мощности, увеличении ЭДС, уменьшении оборотов и номинальной частоты вращения, а также уменьшение электромагнитного момента приводит к повышению эффективности генератора.
Краткое описание чертежей.
На фиг. 1 изображен тихоходный магнитоэлектрический генератор (вид сбоку); на фиг. 2 разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 разрез Б-Б на фиг. 1.
Осуществление полезной модели.
Полезная модель может быть осуществлена следующим образом.
У тихоходного магнитоэлектрического генератора, содержащего статор и ротор, а также якорную обмотку, статор выполнен из композитного материала в виде кольца, соединенного с неподвижным валом спицами и размещен между двумя дисками ротора, ротор состоит из обода и стальных спиц, закрепленных на металлическом валу, а якорная обмотка размещена на статоре сегментами и намотана с зазором между витками.
кроме того:
- ротор выполнен в виде двух плоских дисков.
- якорная обмотка выполнена тороидальной, намотанной на кольцо.
- сегменты якорной обмотки соединены последовательно.
- сегменты якорной обмотки соединены параллельно.
- номинальная частота вращения ротора 30 оборотов в минуту.
- содержит от 80 до 250 чередующихся постоянных магнитов на каждом ротор-диске.
- ветви сегментной якорной обмотки расположены под углом к радиусу поверхности статора.
- обод ротора выполнен из композитного материала.
Таким образом, назначение полезной модели - применение ее в качестве тихоходного магнитоэлектрического генератора - реализуется.
Сведения, подтверждающие возможность получения при осуществлении полезной модели технического результата (причинно-следственная связь существенных признаков с указанным техническим результатом), состоят в следующем.
Выполнение статора из композитного материала в виде кольца, соединенного с неподвижным валом спицами и размещение между двумя дисками ротора, выполнение ротора в виде обода и стальных спиц, закрепленных на металлическом валу, размещение якорной обмотки на статоре сегментами и намотанной с зазором между витками, обеспечит увеличение мощности, увеличение ЭДС, уменьшение оборотов и номинальной частоты вращения, а также уменьшение электромагнитного момента.
Следовательно, совокупность существенных признаков достаточна для достижения обеспечиваемого полезной моделью технического результата.
Описание конструкции устройства:
У тихоходного магнитоэлектрического генератора, содержащего статор 2 и ротор 1, а также якорную обмотку 3, статор 2 выполнен из композитного материала в виде кольца, соединенного с неподвижным валом 4 спицами и размещен между двумя дисками ротора 1, ротор 1 состоит из обода и стальных спиц, закрепленных на металлическом валу 4, а якорная обмотка 3 размещена на статоре 2 сегментами и намотана с зазором между витками, магниты 5 с чередующимися полюсами установлены на боковой части ротора 1 в пазах.
Тихоходный магнитоэлектрический генератор работает следующим образом.
При вращении двух ротор-дисков 1 генератора силовые линии полей постоянных магнитов 5 пересекают витки сегментной якорной обмотки 3, расположенной на неподвижном статоре 2. В них возникает ЭДС электромагнитной индукции, величина которой зависит от скорости вращения ротора 1.
Таким образом, у предлагаемого тихоходного магнитоэлектрического генератора, в отличие от прототипа, повышается эффективность.
Эффективность предлагаемого тихоходного магнитоэлектрического генератора обусловливается его улучшенной конструкцией.