RU109349U1 - MAGNETO-ELECTRIC GENERATOR - Google Patents
MAGNETO-ELECTRIC GENERATOR Download PDFInfo
- Publication number
- RU109349U1 RU109349U1 RU2011110063/07U RU2011110063U RU109349U1 RU 109349 U1 RU109349 U1 RU 109349U1 RU 2011110063/07 U RU2011110063/07 U RU 2011110063/07U RU 2011110063 U RU2011110063 U RU 2011110063U RU 109349 U1 RU109349 U1 RU 109349U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- rotor
- stator
- windings
- width
- shaped
- Prior art date
Links
Landscapes
- Permanent Magnet Type Synchronous Machine (AREA)
Abstract
Магнитоэлектрический генератор, ротор которого содержит закрепленный на валу диск, на котором размещен кольцеобразный ряд постоянных магнитов с чередующейся полярностью, расположенных эквидистантно относительно друг друга, а статор содержит две параллельные пластины, между которыми размещены обмотки, отличающийся тем, что обмотки статора размещены на U-образных сердечниках из электротехнической стали, которые укреплены на пластинах статора, ширина Вс торца U-образного сердечника составляет половину ширины В постоянного магнита ротора, причем концы U-образных сердечников одной пластины обращены навстречу концам U-образных сердечников другой пластины и смещены относительно них на расстояние, равное половине ширины постоянного магнита ротора, при этом постоянные магниты ротора размещены между встречными концами U-образных сердечников статора. A magnetoelectric generator, the rotor of which contains a disk mounted on a shaft, on which an annular row of permanent magnets with alternating polarity is arranged, located equidistantly relative to each other, and the stator contains two parallel plates, between which windings are placed, characterized in that the stator windings are placed on U- shaped cores of electrical steel, which are mounted on the stator plates, the width of the Sun end of the U-shaped core is half the width of the permanent magnet roto and, wherein the ends of U-shaped cores of one plate facing towards the ends of the U-shaped core and the other plate are offset relative thereto by a distance equal to half the width of the permanent magnet rotor, wherein the rotor permanent magnets are positioned between the opposing ends of the U-shaped stator cores.
Description
Полезная модель относится к области электротехники, а именно к низкооборотным электрическим генераторам, и может быть использована, в частности, в ветроэнергетических установках.The utility model relates to the field of electrical engineering, namely to low-speed electric generators, and can be used, in particular, in wind energy installations.
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, при этом число промежутков между сердечниками s и число полюсов p следует выражениям |s-p|=2•m и s=12•n•m, где n и m - натуральные числа, причем машина рассчитана на трехфазное напряжение с последовательным соединением соседних катушек для получения •m таких групп на фазу, которые могут быть соединены последовательно или параллельно, RU 2234788 С2.A low-speed magnetoelectric generator is known, comprising an annular row of stator windings on iron cores made of sheets or pressed iron powder, and a corresponding annular row of permanent rotor magnets, in particular, a synchronous machine with constant magnetization for sinusoidal voltage, the windings are concentrated and not distributed in grooves, cores with windings alternate with iron cores without windings, so that on every second iron core there is a winding, the number of industrial of creeks between the cores differs from the number of poles, while the number of gaps between the cores s and the number of poles p follows the expressions | sp | = 2 • m and s = 12 • n • m, where n and m are natural numbers, and the machine is designed for three-phase voltage with series connection of adjacent coils to obtain • m groups per phase that can be connected in series or in parallel, RU 2234788 C2.
Недостатком этого генератора является низкий коэффициент полезного действия (к.п.д.), 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.The disadvantage of this generator is its low efficiency (efficiency), since the windings in the annular row are at a considerable distance from each other, and at the moment the magnets are in the gap between the windings, the EMF is not induced.
Известен также магнитоэлектрический генератор, 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, RU 2168062.A magnetoelectric generator is also known, the rotor of which is equipped with permanent magnets, and the stator contains two parallel plates in the form of disks connected to each other, between which windings are placed; the stator has magnetic cores in the form of flat rings, RU 2168062.
Данное техническое решение имеет тот же недостаток, что и описанный выше аналог (RU 2234788 С2): низкий коэффициент полезного действия по той же причине. 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.This technical solution has the same drawback as the analogue described above (RU 2234788 C2): low efficiency for the same reason. In addition, when the permanent rotor magnets pass over the stator winding cores, there is a mutual attraction between the permanent rotor magnets and the stator winding cores (the so-called “sticking” effect of the rotor), which makes it difficult to start the generator and creates intense noise during its operation.
Некоторое повышение к.п.д. генератора, уменьшение пускового момента и уровня шума в процессе работы обеспечивается в магнитоэлектрическом генераторе, ротор которого 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, а 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, кольцевые обмотки попарно вставлены друг в друга, при этом расстояние 1 между участками кольцевых обмоток в основаниях трапеций превышает ширину b кольцеобразного ряда постоянных магнитов, RU 94083 U1.Some increase in efficiency generator, reducing the starting torque and noise level during operation is provided in a magnetoelectric generator, the rotor of which is equipped with permanent magnets, and the stator contains two parallel plates, between which ring windings are placed, the rotor is made of two parallel disks mounted on the shaft, on each of which facing each other surfaces are arranged ring-shaped rows of permanent magnets located in each row equidistantly, the polarity of the permanent magnets of each row alternates, when In this case, the poles of the permanent magnets of one row face the opposite poles of the permanent magnets of the other row, and the stator ring windings are made in the form of isosceles trapezoidal, the sides of which are located radially relative to the axis of rotation of the rotor, and the sections of the ring windings in the trapezoid bases are curved in an arc, the ring windings are inserted in pairs each other, while the distance 1 between the sections of the annular windings in the bases of the trapezoid exceeds the width b of the annular row of permanent magnets, RU 94083 U1.
Данное техническое решение принято в качестве прототипа настоящей полезной модели.This technical solution was made as a prototype of this utility model.
В этом устройстве магнитопровод включает диски ротора и постоянные магниты ротора. Однако постоянные магниты одного диска расположены на значительном расстоянии от постоянных магнитов другого диска, определяемом размерами обмоток статора. Воздушный промежуток между рядами постоянных магнитов представляет собой значительное магнитное сопротивление, существенно уменьшающее напряженность магнитного поля в контуре, что снижает индуцируемую в обмотках статора ЭДС и, соответственно, к.п.д. генератора.In this device, the magnetic circuit includes rotor disks and permanent rotor magnets. However, the permanent magnets of one disk are located at a considerable distance from the permanent magnets of another disk, determined by the size of the stator windings. The air gap between the rows of permanent magnets is a significant magnetic resistance, significantly reducing the magnetic field strength in the circuit, which reduces the EMF induced in the stator windings and, accordingly, the efficiency generator.
Задачей настоящей полезной модели является уменьшение магнитного сопротивления в магнитном контуре и, соответственно, увеличение напряженности магнитного поля, ЭДС, индуцируемой в обмотках статора, и к.п.д. генератора.The objective of this utility model is to reduce the magnetic resistance in the magnetic circuit and, accordingly, increase the magnetic field strength, EMF induced in the stator windings, and efficiency generator.
Согласно полезной модели в магнитоэлектрическом генераторе, ротор которого содержит закрепленный на валу диск, на котором размещен кольцеобразный ряд постоянных магнитов с чередующейся полярностью, расположенных эквидистантно относительно друг друга, а статор содержит две параллельные пластины, между которыми размещены обмотки, обмотки статора размещены на U-образных сердечниках из электротехнической стали, которые укреплены на пластинах статора, ширина Вс торца U-образного сердечника составляет половину ширины В постоянного магнита ротора, причем концы U-образных сердечников одной пластины обращены навстречу концам U-образных сердечников другой пластины и смещены относительно них на расстояние, равное половине ширины постоянного магнита ротора, при этом постоянные магниты ротора размещены между встречными концами U-образных сердечников статора.According to a utility model, in a magnetoelectric generator, the rotor of which contains a disk mounted on a shaft, on which an annular row of permanent magnets with alternating polarity is arranged, located equidistantly relative to each other, and the stator contains two parallel plates, between which the windings are placed, the stator windings are placed on U- shaped cores of electrical steel, which are mounted on the stator plates, the width of an end in U-shaped core is one-half the width B of the permanent magnet a rotor, wherein the ends of the U-shaped cores of one plate facing towards the ends of U-shaped cores and the other plate are offset relative thereto by a distance equal to half the width of the permanent magnet rotor, wherein the rotor permanent magnets are positioned between the opposing ends of the U-shaped stator cores.
Заявителем не выявлены какие-либо технические решения, идентичные заявленному, что позволяет сделать вывод о соответствии полезной модели критерию «Новизна».The applicant has not identified any technical solutions identical to the claimed one, which allows us to conclude that the utility model meets the criterion of "Novelty."
Благодаря реализации отличительных признаков полезной модели обусловливается новое свойство объекта: значительно уменьшаются воздушные промежутки в магнитном контуре, поскольку зазор между концами U-образных сердечников статора и постоянными магнитами ротора может быть минимальным и зависит, практически, только от точности изготовления деталей ротора и статора генератора.Thanks to the implementation of the distinguishing features of the utility model, a new property of the object is determined: air gaps in the magnetic circuit are significantly reduced, since the gap between the ends of the U-shaped stator cores and the permanent rotor magnets can be minimized and depends, in practice, only on the manufacturing accuracy of the rotor and generator stator parts.
Таким образом, отличительные признаки полезной модели обеспечивают важный технический результат, состоящий в уменьшении магнитного сопротивления в магнитном контуре благодаря минимизации воздушных промежутков, что позволяет увеличить напряженность магнитного поля, ЭДС, индуцируемую в обмотках, и, соответственно, повысить к.п.д. генератора.Thus, the distinguishing features of the utility model provide an important technical result, consisting in reducing the magnetic resistance in the magnetic circuit by minimizing air gaps, which allows to increase the magnetic field strength, EMF induced in the windings, and, accordingly, increase the efficiency generator.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, где изображено:The essence of the utility model is illustrated by drawings, which depict:
на фиг.1 - вид спереди с вырезом части кожуха;figure 1 is a front view with a cutout of the casing;
на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1;figure 2 is a section aa in figure 1;
на фиг.3 - ротор в аксонометрии;figure 3 - rotor in a perspective view;
на фиг.4 - U-образный сердечник с обмоткой.figure 4 - U-shaped core with a winding.
Магнитоэлектрический генератор включает ротор, содержащий диск 1, на котором размещен кольцеобразный ряд постоянных магнитов 2 прямоугольной формы. Полярность постоянных магнитов 2 чередуется (фиг.1). Магниты 2 расположены эквидистантно относительно друг друга. Статор генератора содержит две параллельные пластины 3 и 4, выполненные из немагнитного материала, в частности, алюминиевого сплава, обмотки 5 статора размещены в пространстве между пластинами 3, 4 на U-образых сердечниках 6 из электротехнической стали, которые укреплены с помощью винтов на пластинах 3, 4. Длина L постоянного магнита 2 равна длине Lc торца U-образного сердечника 6. Ширина Вc торца U-образного сердечника равна половине ширины В постоянного магнита 2. Концы U-образных сердечников, укрепленных на пластине 3, обращены навстречу концам U-образных сердечников, укрепленных на пластине 4, и смещены относительно них на расстояние, равное половине ширины В постоянного магнита 2 ротора. Диск 1 ротора укреплен на валу 7 ротора посредством шпоночного соединения. Вал 7 сопряжен с пластинами 3, 4 посредством подшипников 8. Пластины 3 и 4 стянуты шпильками 9, обеспечивающими жесткость конструкции. Постоянные магниты 2 ротора размещены между встречными концами U-образных сердечников 6, стянуты бандажной лентой 11 из немагнитного материала и залиты эпоксидным компаундом 10; конструкция закрыта кожухом 12.The magnetoelectric generator includes a rotor containing a disk 1, on which is placed an annular row of permanent magnets 2 of a rectangular shape. The polarity of the permanent magnets 2 alternates (figure 1). Magnets 2 are located equidistant relative to each other. The stator of the generator contains two parallel plates 3 and 4 made of non-magnetic material, in particular aluminum alloy, the stator windings 5 are placed in the space between the plates 3, 4 on the U-shaped cores 6 made of electrical steel, which are fastened with screws on the plates 3 , 4. The length L of the permanent magnet 2 is equal to the length L c of the end face of the U-shaped core 6. The width B c of the end of the U-shaped core is equal to half the width B of the permanent magnet 2. The ends of the U-shaped cores mounted on the plate 3 are facing the ends of U - braznyh cores fixed on the plate 4, and are offset relative thereto by a distance equal to half the width B of the permanent magnet 2 of the rotor. The rotor disk 1 is mounted on the rotor shaft 7 by means of a key coupling. The shaft 7 is interfaced with the plates 3, 4 by means of bearings 8. The plates 3 and 4 are pulled together by pins 9, which provide structural rigidity. Permanent rotor magnets 2 are placed between the opposite ends of the U-shaped cores 6, are pulled together by a banding tape 11 of non-magnetic material and filled with epoxy compound 10; the design is closed by a casing 12.
Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.
При вращении вала 7 с диском 1 к концам U-образных сердечников 6, чередуясь, подходят полюса постоянных магнитов 2 противоположной полярности, что приводит к перемагничиванию сердечников 6 и, соответственно, к изменению магнитного поля, индуцирующего ЭДС в витках обмоток 5. Поскольку обмотки 5 (в отличие от прототипа) не находятся в зазоре между полюсами магнитов 2 и U-образными сердечниками, этот зазор может быть минимальным и зависит только от точности изготовления и жесткости конструкции в целом. Благодаря минимальному значению указанного зазора увеличивается напряженность магнитного поля, уменьшаются потери в магнитном контуре, возрастает ЭДС, индуцируемая в обмотках 5, и, соответственно, увеличивается к.п.д. генератора.When rotating the shaft 7 with the disk 1 to the ends of the U-shaped cores 6, alternating, the poles of permanent magnets 2 of opposite polarity are suitable, which leads to magnetization reversal of the cores 6 and, accordingly, to a change in the magnetic field inducing EMF in the turns of the windings 5. Since the windings 5 (unlike the prototype) are not in the gap between the poles of the magnets 2 and the U-shaped cores, this gap can be minimal and depends only on the accuracy of manufacture and rigidity of the structure as a whole. Due to the minimum value of this gap, the magnetic field increases, the losses in the magnetic circuit decrease, the EMF induced in the windings 5 increases, and, accordingly, the efficiency increases generator.
Так как концы U-образных сердечников одной пластины смещены относительно концов другой пластины на расстояние, равное половине ширины постоянного магнита ротора, а ширина U-образного сердечника равна половине ширины постоянного магнита ротора, исключается так называемый эффект «залипания» ротора, затрудняющий пуск генератора и создающий интенсивный шум при его работе, поскольку магнитное поле U-образных сердечников 6 одного ряда уравновешивает воздействие на постоянные магниты 2 магнитного поля U-образных сердечников другого ряда. Таким образом, при любом положении ротора суммарная составляющая магнитных сил, действующих на ротор, равна нулю.Since the ends of the U-shaped cores of one plate are displaced relative to the ends of the other plate by a distance equal to half the width of the permanent magnet of the rotor, and the width of the U-shaped core is equal to half the width of the permanent magnet of the rotor, the so-called “sticking” effect of the rotor, making it difficult to start the generator and creating intense noise during its operation, since the magnetic field of the U-shaped cores 6 of one row balances the effect on the permanent magnets 2 of the magnetic field of the U-shaped cores of the other row. Thus, for any position of the rotor, the total component of the magnetic forces acting on the rotor is zero.
Для изготовления устройства использованы известные конструкционные материалы и заводское оборудование. Это обстоятельство, по мнению заявителя, позволяет сделать вывод о том, что данная полезная модель соответствует критерию «Промышленная применимость».For the manufacture of the device used well-known structural materials and factory equipment. This circumstance, according to the applicant, allows us to conclude that this utility model meets the criterion of "Industrial applicability".
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011110063/07U RU109349U1 (en) | 2011-03-16 | 2011-03-16 | MAGNETO-ELECTRIC GENERATOR |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011110063/07U RU109349U1 (en) | 2011-03-16 | 2011-03-16 | MAGNETO-ELECTRIC GENERATOR |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU109349U1 true RU109349U1 (en) | 2011-10-10 |
Family
ID=44805667
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2011110063/07U RU109349U1 (en) | 2011-03-16 | 2011-03-16 | MAGNETO-ELECTRIC GENERATOR |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU109349U1 (en) |
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2014074009A1 (en) | 2012-11-06 | 2014-05-15 | Esakov Sergej Mikhailovich | Electromagnetic generator |
WO2014074008A1 (en) * | 2012-11-06 | 2014-05-15 | Esakov Sergej Mikhailovich | Electromagnetic motor |
RU2570832C2 (en) * | 2013-06-25 | 2015-12-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежский государственный технический университет" | Generator |
RU2571090C2 (en) * | 2013-06-25 | 2015-12-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежский государственный технический университет" | Inductor-type generator |
RU174686U1 (en) * | 2017-05-29 | 2017-10-26 | Сергей Михайлович Есаков | THREE-PHASE MAGNETOELECTRIC GENERATOR |
RU2699043C1 (en) * | 2015-12-11 | 2019-09-03 | Дайсон Текнолоджи Лимитед | Electric motor |
RU194277U1 (en) * | 2019-10-02 | 2019-12-05 | Владимир Степанович Сухин | MAGNETO-ELECTRIC GENERATOR |
RU2715935C1 (en) * | 2019-10-02 | 2020-03-04 | Владимир Степанович Сухин | Magnetoelectric generator |
US11038385B2 (en) | 2015-12-11 | 2021-06-15 | Dyson Technology Limited | Stator assembly |
-
2011
- 2011-03-16 RU RU2011110063/07U patent/RU109349U1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2014074009A1 (en) | 2012-11-06 | 2014-05-15 | Esakov Sergej Mikhailovich | Electromagnetic generator |
WO2014074008A1 (en) * | 2012-11-06 | 2014-05-15 | Esakov Sergej Mikhailovich | Electromagnetic motor |
RU2515999C1 (en) * | 2012-11-06 | 2014-05-20 | Сергей Михайлович Есаков | Magnetoelectric engine |
RU2515998C1 (en) * | 2012-11-06 | 2014-05-20 | Сергей Михайлович Есаков | Magnetoelectric generator |
RU2570832C2 (en) * | 2013-06-25 | 2015-12-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежский государственный технический университет" | Generator |
RU2571090C2 (en) * | 2013-06-25 | 2015-12-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежский государственный технический университет" | Inductor-type generator |
RU2699043C1 (en) * | 2015-12-11 | 2019-09-03 | Дайсон Текнолоджи Лимитед | Electric motor |
US11038385B2 (en) | 2015-12-11 | 2021-06-15 | Dyson Technology Limited | Stator assembly |
US11183895B2 (en) | 2015-12-11 | 2021-11-23 | Dyson Technology Limited | Electric motor |
RU174686U1 (en) * | 2017-05-29 | 2017-10-26 | Сергей Михайлович Есаков | THREE-PHASE MAGNETOELECTRIC GENERATOR |
RU194277U1 (en) * | 2019-10-02 | 2019-12-05 | Владимир Степанович Сухин | MAGNETO-ELECTRIC GENERATOR |
RU2715935C1 (en) * | 2019-10-02 | 2020-03-04 | Владимир Степанович Сухин | Magnetoelectric generator |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU109349U1 (en) | MAGNETO-ELECTRIC GENERATOR | |
RU2427067C1 (en) | Magnetoelectric generator | |
KR101173107B1 (en) | Generator | |
RU2494520C2 (en) | Electromagnetic generator | |
CN104821668B (en) | A kind of stator permanent magnetic type electric | |
CN101552534A (en) | Transverse flux cylinder type permanent magnet linear synchronous motor | |
CN104836398B (en) | Rotor magneticfocusing bimorph transducer transverse magnetic field permanent-magnet synchronous motor | |
WO2016004823A1 (en) | Stator, brushless direct current motor, three-phase switch reluctance motor and shaded pole motor | |
RU2474032C2 (en) | Magnetoelectric generator | |
RU2581338C1 (en) | Magnetoelectric generator | |
RU2515998C1 (en) | Magnetoelectric generator | |
RU94083U1 (en) | MAGNETO-ELECTRIC GENERATOR | |
CN107769510B (en) | Hybrid stepping motor with U-shaped permanent magnet embedded in stator | |
RU2506688C2 (en) | Magnetoelectric generator | |
RU2534046C1 (en) | Electric power generator | |
MX2011002583A (en) | Permanent magnet rotor and motor using the same. | |
RU115978U1 (en) | MAGNETO-ELECTRIC GENERATOR | |
RU158144U1 (en) | MAGNETO-ELECTRIC GENERATOR | |
RU127265U1 (en) | MAGNETO-ELECTRIC GENERATOR | |
CN101986530B (en) | High-power density motor with multidirectional magnetic field | |
RU115977U1 (en) | MAGNETO-ELECTRIC GENERATOR | |
RU109346U1 (en) | MAGNETO-ELECTRIC GENERATOR | |
RU152538U1 (en) | MAGNETO-ELECTRIC GENERATOR | |
RU139411U1 (en) | MAGNETO-ELECTRIC GENERATOR | |
RU135859U1 (en) | MAGNETO-ELECTRIC GENERATOR |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MG1K | Anticipatory lapse of a utility model patent in case of granting an identical utility model |
Ref document number: 2011109944 Country of ref document: RU Effective date: 20130127 |