RU2435983C1 - Double-rotor tooth wind-driven generator - Google Patents
Double-rotor tooth wind-driven generator Download PDFInfo
- Publication number
- RU2435983C1 RU2435983C1 RU2010117456/06A RU2010117456A RU2435983C1 RU 2435983 C1 RU2435983 C1 RU 2435983C1 RU 2010117456/06 A RU2010117456/06 A RU 2010117456/06A RU 2010117456 A RU2010117456 A RU 2010117456A RU 2435983 C1 RU2435983 C1 RU 2435983C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- rotors
- cylindrical cores
- stator winding
- cores
- permanent magnets
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/70—Wind energy
- Y02E10/72—Wind turbines with rotation axis in wind direction
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Landscapes
- Permanent Magnet Type Synchronous Machine (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области ветроэнергетики, а именно к ветроэнергетическим агрегатам, предназначенным для заряда аккумуляторных батарей и электропитания различных потребителей, например электроосветительных приборов, радио- и телеприемников и др., на объектах без электроснабжения.The invention relates to the field of wind energy, and in particular to wind power units intended for charging batteries and powering various consumers, for example, electric lighting devices, radio and television receivers, etc., at facilities without power supply.
Известен двухроторный ветрогенератор (патент РФ №2366829, опубл. 10.09.2009, Бюл. №25), принятый в качестве прототипа, который содержит два ветроколеса, вращающихся в разные стороны, и имеющий неподвижную статорную обмотку соленоидного типа, намотанную вокруг кольцевого сердечника из ферромагнитного материала и закрепленную наружной стороной в корпусе, а также два ротора из немагнитного материала, имеющих форму дисков и расположенных соосно, на каждом из которых равномерно распределено одинаковое количество постоянных магнитов, имеющих Г-образную форму, причем полюса магнитов, расположенных на каждом из роторов, имеют одинаковую полярность, а расположенных на разных роторах - направлены разнополярно друг другу, причем каждый из постоянных магнитов выполнен с возможностью вращения полюсов вокруг половины незакрепленной в корпусе обмотки, а каждый ротор соединен с ветроколесом при помощи своего вала, вращающегося в подшипниковых опорах, закрепленных в корпусе.Known two-rotor wind generator (RF patent No. 2366829, publ. 09/10/2009, bull. No. 25), adopted as a prototype, which contains two wind wheels rotating in opposite directions, and having a fixed stator winding of the solenoid type wound around a ferromagnetic ring core material and fixed with the outer side in the housing, as well as two rotors of non-magnetic material, having the form of disks and arranged coaxially, on each of which the same number of permanent magnets having a G-shape are uniformly distributed shape, with the poles of the magnets located on each of the rotors having the same polarity, and located on different rotors - directed opposite to each other, each of the permanent magnets made with the possibility of rotation of the poles around half loose in the housing of the winding, and each rotor is connected to a wind wheel with the help of its shaft, rotating in bearing bearings fixed in the housing.
Недостатком изобретения является то, что магнитное поле статора является пульсирующим, т.е. меняющимся от нуля до максимального значения, следовательно, величина действующего значения ЭДС в обмотке статора в два раза меньше по сравнению с ЭДС, наводимой синусоидальным магнитным полем. Вторым недостатком является то, что при вращении постоянных магнитов, имеющих Г-образную форму, ЭДС не будет наводиться в части обмотки, закрепленной наружной стороной в корпусе, что снижает величину наведенной ЭДС. Третьим недостатком является сложность технологии изготовления статорной обмотки ветрогенератора, требующей применения специального челнока, позволяющего осуществлять намотку вокруг кольцевого сердечника.The disadvantage of the invention is that the stator magnetic field is pulsating, i.e. varying from zero to the maximum value, therefore, the magnitude of the effective value of the EMF in the stator winding is two times less compared to the EMF induced by a sinusoidal magnetic field. The second disadvantage is that during the rotation of permanent magnets having an L-shaped shape, the EMF will not be induced in the part of the winding fixed by the outer side in the housing, which reduces the magnitude of the induced EMF. The third disadvantage is the complexity of the manufacturing technology of the stator winding of the wind generator, which requires the use of a special shuttle that allows winding around the annular core.
Задачей изобретения является увеличение наводимой в статорной обмотке ЭДС и упрощение технологии изготовления статорной обмотки.The objective of the invention is to increase induced in the stator winding EMF and simplify the manufacturing technology of the stator winding.
Данная задача достигается тем, что двухроторный зубцовый ветрогенератор так же как в прототипе содержит неподвижную статорную обмотку соленоидного типа, а также два ротора из немагнитного материала, имеющих форму дисков и расположенных соосно, на каждом из которых равномерно распределено одинаковое четное количество постоянных магнитов.This task is achieved in that the two-rotor tooth wind generator, as in the prototype, contains a stationary stator winding of the solenoid type, as well as two rotors of non-magnetic material, having the form of disks and located coaxially, on each of which the same even number of permanent magnets is evenly distributed.
Согласно изобретению двухроторный зубцовый ветрогенератор имеет неподвижную статорную обмотку соленоидного типа, намотанную вдоль оси ветрогенератора и расположенную между двумя цилиндрическими сердечниками из ферромагнитного материала, причем больший по диаметру сердечник закреплен наружной стороной в корпусе, а оба ротора размещены на одном валу, соединенном с ветроколесом и выполненном с возможностью вращения в подшипниковых опорах, закрепленных в корпусе, при этом постоянные магниты имеют П-образную форму, а их полюса расположены соосно на каждом из роторов и направлены однополярно друг другу, причем каждый из постоянных магнитов выполнен с возможностью вращения соосно с торцами цилиндрических сердечников. Торцы цилиндрических сердечников имеют зубчатую форму с числом зубцов, равным числу постоянных магнитов, так что зубцы одного торца цилиндрических сердечников соосны пазам другого торца цилиндрических сердечников, при этом в каждом пазу расположена перемычка из ферромагнитного материала, соединяющая оба сердечника.According to the invention, the two-rotor gear wind generator has a fixed stator winding of the solenoid type, wound along the axis of the wind generator and located between two cylindrical cores of ferromagnetic material, the larger core being fixed by the outer side in the housing, and both rotors are placed on the same shaft connected to the wind wheel and made with the possibility of rotation in the bearings mounted in the housing, while the permanent magnets are U-shaped, and their poles are located us coaxially on each of the rotors and directed unipolar each other, each of the permanent magnets is rotatable coaxially with the ends of cylindrical cores. The ends of the cylindrical cores have a toothed shape with the number of teeth equal to the number of permanent magnets, so that the teeth of one end of the cylindrical cores are aligned with the grooves of the other end of the cylindrical cores, with a jumper made of ferromagnetic material connecting each core in each groove.
Изобретение имеет следующие преимущества перед устройством прототипа:The invention has the following advantages over the prototype device:
1. Применение неподвижной статорной обмотки соленоидного типа, намотанной вдоль оси ветрогенератора и расположенной между двумя цилиндрическими сердечниками, изготовленными из ферромагнитного материала, позволяет осуществлять намотку статорной обмотки без применения специального челнока, что значительно упрощает технологию изготовления статорной обмотки.1. The use of a fixed stator winding of the solenoid type wound along the axis of the wind generator and located between two cylindrical cores made of ferromagnetic material allows winding of the stator winding without the use of a special shuttle, which greatly simplifies the manufacturing technology of the stator winding.
2. Применение на каждом роторе одинакового количества постоянных магнитов, имеющих П-образную форму, выполненных с возможностью вращения полюсами соосно с торцами цилиндрических сердечников, позволяет генерировать ЭДС во всей статорной обмотке и повысить ее величину.2. The use on each rotor of the same number of permanent magnets having a U-shape, made with the possibility of rotation of the poles coaxially with the ends of the cylindrical cores, allows you to generate EMF in the entire stator winding and increase its value.
3. Изготовление торцов цилиндрических сердечников зубчатой формы с числом зубцов, равным числу постоянных магнитов, так что зубцы одного торца цилиндрических сердечников соосны пазам другого торца цилиндрических сердечников, при этом в каждом пазу расположена перемычка из ферромагнитного материала, соединяющая оба сердечника, при вращении роторов, размещенных на одном валу и имеющих четное количество постоянных магнитов П-образной формы, полюса которых расположены соосно на каждом из роторов и направлены однополярно друг другу, причем каждый из постоянных магнитов выполнен с возможностью вращения соосно с торцами цилиндрических сердечников, позволяет генерировать в статорной обмотке ЭДС синусоидальной формы, действующее значение которой в два раза превышает ЭДС в устройстве прототипа, создаваемой пульсирующим магнитным полем.3. The manufacture of the ends of the cylindrical gear-shaped cores with the number of teeth equal to the number of permanent magnets, so that the teeth of one end of the cylindrical cores are aligned with the grooves of the other end of the cylindrical cores, with a jumper made of ferromagnetic material in each groove connecting the two cores when the rotors rotate, placed on one shaft and having an even number of U-shaped permanent magnets, the poles of which are aligned coaxially on each of the rotors and are directed unipolar to each other, each of the permanent magnets is rotatable coaxially with the ends of cylindrical cores can generate electromotive force in the stator winding sinusoidal current whose value is twice the voltage in the prior art device produced a pulsating magnetic field.
На фиг.1 показано главное продольное сечение двухроторного зубцового ветрогенератора, имеющего для примера по четыре П-образных магнита на каждом из роторов в нулевой момент времени.Figure 1 shows the main longitudinal section of a two-rotor tooth wind generator having, for example, four U-shaped magnets on each of the rotors at zero time.
На фиг.2 показано продольное сечение двухроторного зубцового ветрогенератора после поворота роторов на одно зубцовое деление.Figure 2 shows a longitudinal section of a two-rotor tooth wind generator after turning the rotors on one tooth division.
На фиг.3 показаны четыре проекции сечений А, В, С, D двухроторного зубцового ветрогенератора.Figure 3 shows four projections of sections A, B, C, D of a two-rotor gear wind generator.
На фиг.4 схематично показан вид сверху на цилиндрические сердечники и положение роторов с постоянными магнитами в нулевой момент времени.Figure 4 schematically shows a top view of the cylindrical cores and the position of the rotors with permanent magnets at zero time.
Двухроторный зубцовый ветрогенератор содержит два цилиндрических сердечника 1, 2 (фиг.1, 2), выполненных из ферромагнитного материала. Сердечник 2, имеющий больший диаметр, закреплен наружной стороной в корпусе 3. Оба сердечника 1 и 2 жестко соединены между собой винтами 4. Между сердечниками 1 и 2 расположена статорная обмотка 5, выполненная по типу соленоида. Два ротора 6, 7 из немагнитного материала имеют форму дисков, расположенных соосно. На каждом из роторов 6 и 7 равномерно распределено одинаковое четное количество постоянных магнитов 8, 9, имеющих П-образную форму. Полюса постоянных магнитов 8, 9, расположенных соответсвенно на роторах 6 и 7 направлены соосно и однополярно друг другу и выполнены с возможностью вращения соосно с торцами цилиндрических сердечников 1, 2. Оба ротора 6, 7 посажены на валу 10, который закреплен в корпусе 3 с помощью подшипниковых узлов 11, 12. На вал 10 посажено ветроколесо 13. Статорная обмотка 5 подключена к выводам 14, закрепленным на корпусе 3. Цилиндрические сердечники 1, 2 имеют зубцы 15 и пазы 16, в которых расположены перемычки из ферромагнитного материала 17, соединяющие ферромагнитные сердечники 1, 2 (фиг.3, 4), при этом зубцы 15 одного торца цилиндрических сердечников 1, 2 соосны пазам 16 другого торца цилиндрических сердечников 1, 2.Two-rotor gear wind generator contains two
Устройство работает следующим образом. Под воздействием воздушного потока ветроколесо 13 будет вращать роторы 6, 7 и закрепленные на них постоянные магниты 8, 9 с угловой скоростью ω. В нулевой момент времени (фиг.1) постоянные магниты 8 на роторе 6 будут расположены напротив зубцов 15 и магнитный поток будет замыкаться вокруг витков статорной обмотки 5 через цилиндрические сердечники 1, 2 и перемычку из ферромагнитного материала 17 в прямом направлении, индуктируя положительную полуволну синусоидальной ЭДС в статорной обмотке 5. Магнитный поток постоянных магнитов 9 на роторе 7 будет замыкаться через воздушный зазор пазов 16 и перемычку из ферромагнитного материала 17, не индуктируя ЭДС в обмотке 5.The device operates as follows. Under the influence of the air flow, the
При повороте роторов на одно зубцовое деление (фиг.2) постоянные магниты 9 на роторе 7 будут расположены напротив зубцов 15 и магнитный поток замкнется вокруг витков статорной обмотки 5 через цилиндрические сердечники 1, 2 и перемычку из ферромагнитного материала 17 в обратном направлении, индуктируя отрицательную полуволну синусоидальной ЭДС в статорной обмотке 5. Магнитный поток постоянных магнитов 8 на роторе 6 будет замыкаться через воздушный зазор пазов 16 и перемычку из ферромагнитного материала 17, не индуктируя ЭДС в обмотке 5. Индуктированная в обмотке 5 синусоидальная ЭДС через выводы 14 подается потребителю.When the rotors are rotated by one tooth division (Fig. 2), the
Таким образом, предлагаемое устройство позволяет увеличить наводимую в статорной обмотке ЭДС и упростить технологию изготовления статорной обмотки.Thus, the proposed device allows to increase induced in the stator winding EMF and to simplify the manufacturing technology of the stator winding.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010117456/06A RU2435983C1 (en) | 2010-04-30 | 2010-04-30 | Double-rotor tooth wind-driven generator |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010117456/06A RU2435983C1 (en) | 2010-04-30 | 2010-04-30 | Double-rotor tooth wind-driven generator |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2435983C1 true RU2435983C1 (en) | 2011-12-10 |
Family
ID=45405631
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2010117456/06A RU2435983C1 (en) | 2010-04-30 | 2010-04-30 | Double-rotor tooth wind-driven generator |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2435983C1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2630254C2 (en) * | 2013-04-05 | 2017-09-06 | Сажем Дефанс Секюрите | Electric motor with low short circuit moment, drive device with multiple engines and method of manufacturing such engine |
CN112436635A (en) * | 2020-11-16 | 2021-03-02 | 山东大学 | Inner rotor monopole motor and motor equipment |
-
2010
- 2010-04-30 RU RU2010117456/06A patent/RU2435983C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2630254C2 (en) * | 2013-04-05 | 2017-09-06 | Сажем Дефанс Секюрите | Electric motor with low short circuit moment, drive device with multiple engines and method of manufacturing such engine |
CN112436635A (en) * | 2020-11-16 | 2021-03-02 | 山东大学 | Inner rotor monopole motor and motor equipment |
CN112436635B (en) * | 2020-11-16 | 2022-03-08 | 山东大学 | Inner rotor monopole motor and motor equipment |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US20120091847A1 (en) | Electromagnetic structure having a core element that extends magnetic coupling around opposing surfaces of a circular magnetic structure | |
RU2429375C1 (en) | Double-rotor solenoid wind-driven generator | |
RU2435983C1 (en) | Double-rotor tooth wind-driven generator | |
RU2474032C2 (en) | Magnetoelectric generator | |
RU2366829C1 (en) | Birotary windmill | |
RU2534046C1 (en) | Electric power generator | |
RU2442018C1 (en) | Twin-rotor solenoid wind powered generator with a tooth stator | |
KR20160134160A (en) | Winding device and circuit in power generator with parallel bipolar movement | |
KR100970435B1 (en) | Hybrid wind power generator | |
WO2010126392A1 (en) | Permanent-magnet generator | |
RU2723540C1 (en) | Solenoid wind generator with a tooth stator | |
KR200456484Y1 (en) | Dual rotary generator | |
RU2303160C1 (en) | Stator of wind electric generator | |
CN207039325U (en) | A disc generator wheel | |
RU2521048C1 (en) | Magnetoelectric generator | |
RU2417505C1 (en) | Electric motor of mining mill of direct drive system | |
RU86811U1 (en) | MAGNETO-ELECTRIC GENERATOR | |
US20180083505A1 (en) | Divided Magnetic Generator | |
RU2544341C1 (en) | Magnetoelectric generator | |
RU189529U1 (en) | Electric generator | |
TWI481159B (en) | Energy conversion device with eccentric rotor | |
RU2211948C2 (en) | Counter-rotor wind-driven generator | |
JP2011004576A (en) | Generator | |
CN106451980A (en) | Super high efficiency generator | |
CN109075680A (en) | rotary generator |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20120501 |