RU2131164C1 - Generator - Google Patents
Generator Download PDFInfo
- Publication number
- RU2131164C1 RU2131164C1 RU97104469/09A RU97104469A RU2131164C1 RU 2131164 C1 RU2131164 C1 RU 2131164C1 RU 97104469/09 A RU97104469/09 A RU 97104469/09A RU 97104469 A RU97104469 A RU 97104469A RU 2131164 C1 RU2131164 C1 RU 2131164C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- block
- generator
- rotors
- stators
- windings
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Synchronous Machinery (AREA)
- Manufacture Of Motors, Generators (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к технике совершенствования известных магнитно-электрических машин с различными решениями поставленных задач. Предлагаемое для рассмотрения изобретение ставит своей задачей решить две основные проблемы: увеличение мощности генератора-преобразователя, т.е. увеличить выход потребителя, например, постоянного либо переменного электрического тока в кВт• ч, при этом потребляемое количество энергоресурсов турбиною (гидроэлектростанции, тепловой электростанции, атомной электростанции, ТЭЦ и др.) оставлено (принято) неизмененным. The invention relates to techniques for improving the known magnetic-electric machines with various solutions to the tasks. The invention proposed for consideration aims at solving two main problems: increasing the power of the generator-converter, i.e. increase the consumer’s output, for example, direct or alternating electric current in kW • h, while the consumed amount of energy resources by a turbine (hydroelectric power station, thermal power station, nuclear power plant, thermal power plant, etc.) is left (accepted) unchanged.
Задачи эти решены путем выполнения в виде блока роторов, состоящего, например, из пяти роторов, вращающихся одновременно относительно неподвижного блока статоров (якорей), например, состоящего из пяти разного диаметра (в поперечном сечении) статоров (якорей) (см. фиг. 1 и фиг. 5, 6). При этом предложена система охлаждения обмоток блока роторов и блока статоров посредством создания вакуумной среды для работающего генератора путем образования герметического кожуха вакуумного насоса, постоянно работающего, в комплекте с вакуумметром и др. необходимыми аппаратами и приборами для работы всей системы охлаждения в автоматическом режиме (графически они не показаны). These tasks are solved by performing in the form of a block of rotors, consisting, for example, of five rotors rotating simultaneously relative to a fixed block of stators (anchors), for example, consisting of five different diameters (in cross section) of stators (anchors) (see Fig. 1 and Fig. 5, 6). At the same time, a cooling system for the windings of the rotor block and the stator block is proposed by creating a vacuum medium for the working generator by forming a hermetic casing of the vacuum pump, which is constantly working, complete with a vacuum gauge and other necessary devices and devices for the entire cooling system to work in automatic mode (graphically they not shown).
Охлаждение обмоток осуществлено также путем выполнения под обмотками (трехугольного вида в поперечном сечении) полостей, образованных каннелюрами и уложенными обмотками в них, в которых создана вакуумная защита от нагрева и сгорания обмоток 5-ти роторов и статоров как дополнительная к общему вакууму генератора. The cooling of the windings is also carried out by performing under the windings (triangular cross-sectional view) the cavities formed by flutes and stacked windings in them, in which vacuum protection against heating and combustion of the windings of 5 rotors and stators is created as an additional to the general vacuum of the generator.
Кроме охлаждения обмоток роторов и статоров в вакууме созданы идеальные условия относительного вращения блока роторов в неподвижном блоке статоров с участием консольных роликов, т.е. для их вращения требуется меньше усилий, чем в атмосферной сфере (среде). In addition to cooling the windings of the rotors and stators in a vacuum, ideal conditions have been created for the relative rotation of the rotor block in the stationary block of stators with the participation of cantilever rollers, i.e. their rotation requires less effort than in the atmospheric sphere (environment).
Для замены щеток и пружин выполнен съемный вкладыш в торце каждого коллектора либо статора, например, в трех местах на его окружности. To replace the brushes and springs, a removable liner is made at the end of each collector or stator, for example, in three places on its circumference.
Изобретение относится преимущественно к области использования для реконструкции действующих различного рода и типа электростанций и увеличения при этом мощности генераторов при замене действующих генераторов предложенным блочным генератором. The invention relates primarily to the field of use for the reconstruction of existing various types and types of power plants and increase the capacity of generators when replacing existing generators with the proposed block generator.
Обечайки роторов и статоров выполнены из ферромагнитной стали. The shells of the rotors and stators are made of ferromagnetic steel.
Уровень техники. The prior art.
"Известны электрические машины с внешними и внутренними роторами, между которыми расположена неподвижная якорная обмотка...". "Electric machines with external and internal rotors are known, between which there is a fixed anchor winding ..."
В качестве аналога принято авторское свидетельство СССР на изобретение (11) N 677045 (51), раскрывающее бесконтактный синхронный генератор с внешним и внутренним роторами, между которыми установлена якорная обмотка, и магнитным шунтом с кольцевой обмоткой возбуждения, отличающийся тем, что с целью снижения веса генератора шунт расположен между полюсами противоположной полярности внешнего и внутреннего роторов. The USSR author's certificate for invention (11) N 677045 (51), which discloses a non-contact synchronous generator with external and internal rotors, between which an anchor winding is installed, and a magnetic shunt with an annular excitation winding, characterized in that in order to reduce weight, is adopted as an analogue The generator shunt is located between the poles of opposite polarity of the external and internal rotors.
Наиболее близким аналогом по отношению к заявленному изобретению, принятым в качестве прототипа, является известное из уровня техники решение, раскрывающее выполнение генератора, содержащего блок внутренних и внешних роторов с обмотками, расположенных в блоке внутренних и внешних статоров с обмотками (см. EP 0495582 A2, H 02 K 19/00, 22.07.92). The closest analogue to the claimed invention, adopted as a prototype, is a prior art solution that discloses a generator comprising a block of internal and external rotors with windings located in a block of internal and external stators with windings (see EP 0495582 A2, H 02 K 19/00, 07.22.92).
Данный генератор не обеспечивает достаточных условий безопасности и охлаждения его обмоток при эксплуатации. This generator does not provide sufficient safety and cooling conditions for its windings during operation.
Сущность изобретения состоит в том, что электромагнитный генератор выполнен в виде блока роторов (пяти) с обмотками, размещенными на ферромагнитных цилиндрах роторов 1, 2, 3, 4 и 5 (см. фиг.1 и фиг. 5) и коллекторов 6, которые закреплены жестко к каждому упомянутому торцу роторов 1 - 5, при этом в каждом из пяти коллекторов выполнены по количеству щеток съемные вкладыши 7 (5 шт.), которые закреплены болтом-шурупом и выполняются для замены, например, трех на каждом статоре 15 комплектов щеток с пружинами 8 (см. фиг. 2 и 6), при этом торцы блока роторов 1, 2, 3, 4, 5 скреплены, например, болтами с крестовиной (шестилучевой) 9, которая снабжена консольными роликами 18 (30 шт.), выполненными для фиксации оптимальной величины зазоров пяти электромагнитных силовых полей. The essence of the invention lies in the fact that the electromagnetic generator is made in the form of a block of rotors (five) with windings located on the ferromagnetic cylinders of the
Вал генератора 10 также жестко закреплен к крестовине 9, что и образует в конечном итоге блок, состоящий из пяти роторов, при этом вал 10 стыкуется с турбиной без добавления для ее вращения энергетических ресурсов и создания при этом относительного вращения блока роторов 1, 2, 3, 4, 5 по отношению к неподвижному блоку статоров (якорей) 11, 12, 13, 14, 15, торец последних также жестко (например, болтами) закрепляют к аналогичной шестилучевой крестовине 16 с консольными, например, роликами 18 (см.фиг. 5), станина, седло и крышка с размещенными в них подшипниками на валу 10 показаны на фиг. 1. The shaft of the generator 10 is also rigidly fixed to the
Для более эффективного охлаждения обмоток роторов и статоров (вакуумном) выполнены на их цилиндрических поверхностях треугольного сечения в поперечнике продольные полости 17 вместе с каннелюрами для размещения в них обмоток (см. фиг. 2 и 3). Для надежного создания вакуумной среды непрерывного действия выполнен защитный вакуумный с полостями кожух из диэлектрического материала 19. For more efficient cooling of the windings of the rotors and stators (vacuum),
Вакуум-насос 20 и комплект необходимых к нему приборов для работы генератора в вакууме в автоматическом режиме графически не показаны. The vacuum pump 20 and the set of necessary instruments for it to operate the generator in a vacuum in automatic mode are not graphically shown.
Получен технический и экономический результат. Technical and economic result obtained.
1. Блокирование нескольких роторов и статоров позволяет технически решать проблему увеличения мощности в кВт. • ч электромагнитного генератора при неизменяемых параметрах и потребляемых энергоресурсов той или иной действующей турбины различного типа электростанций. 1. Blocking several rotors and stators allows you to technically solve the problem of increasing power in kW. • h of an electromagnetic generator with unchanged parameters and energy consumed by one or another active turbine of various types of power plants.
2. Созданы удобные и безопасные условия для замены щеток и пружин, расположенных, например, по 3 комплекта на каждом из 5-ти статоров в его держателях посредством выполненного съемного вкладыша (7), см. фиг. 6, 3, замена которых производится только после остановки работы генератора, при этом совмещение щеток с вкладышами осуществляется ручным способом путем медленного вращения блока роторов, при варианте, изображенном на фиг. 3. 2. Convenient and safe conditions have been created for replacing brushes and springs located, for example, in 3 sets on each of the 5 stators in its holders by means of a removable insert (7), see FIG. 6, 3, the replacement of which is carried out only after stopping the operation of the generator, while combining the brushes with inserts is carried out manually by slow rotation of the rotor block, with the embodiment shown in FIG. 3.
3. Выполнены в ферромагнитных обечайках (цилиндрах) всех 5 роторов и 5-ти статоров продольные полости (17), фиг. 2, трехугольного вида в поперечном сечении для вакуумного охлаждения обмоток (нижней их поверхности). 3. The longitudinal cavities (17) are made in ferromagnetic shells (cylinders) of all 5 rotors and 5 stators, FIG. 2, a triangular cross-sectional view for vacuum cooling of the windings (their lower surface).
4. Создан постоянный вакуумный режим для охлаждения обмоток работающего генератора, а также для более облегченного вращения блока роторов и свободного их относительного вращения в неподвижном блоке статоров, свободных от создания трения и сопротивления воздуха и хладагентов. 4. A constant vacuum mode has been created for cooling the windings of a running generator, as well as for more lightweight rotation of the rotor block and their free relative rotation in a fixed block of stators, free from the creation of friction and resistance of air and refrigerants.
5. Реализуются при этом задача и программа энергосбережения и проблема ее дефицита. 5. At the same time, the task and the energy saving program and the problem of its deficit are realized.
Перечень фигур, их элементов, чертежей и иных материалов. The list of figures, their elements, drawings and other materials.
На фиг. 1 показано продольное сечение верхней симметричной половины электромагнитного генератора, выполненного в виде блока из 5-ти роторов, расположенных в блоке из 5-ти статоров, при этом обмотки условно показаны штрихами: ротор наклонными, а статор крестообразными. In FIG. 1 shows a longitudinal section of the upper symmetric half of the electromagnetic generator, made in the form of a block of 5 rotors located in a block of 5 stators, while the windings are conventionally shown with dashes: the rotor is inclined, and the stator is cross-shaped.
На фиг. 2 показан фрагмент сечения "а-а". In FIG. 2 shows a fragment of section aa.
На фиг. 1 при этом на ферромагнитных внутренних и внешних цилиндрических поверхностях выполнены продольные каннелюры, в которых размещены обмотки, под ними в образованной трехугольной (в поперечном сечении) полости находится вакуум, так же, как и все остальные детали и генератор в целом. In FIG. 1, longitudinal flutes are made on the ferromagnetic inner and outer cylindrical surfaces, in which the windings are placed, under them there is a vacuum in the formed triangular (in cross-section) cavity, just like all other parts and the generator as a whole.
На фиг. 3 и фиг. 4 показаны фрагменты с видом по стрелке "б" на торец коллекторов в местах расположений съемного вкладыша (7), закрепленного болтом-шурупом, выполнен для удобной замены щеток и пружин коллекторов-роторов 1, 2, 3, 4, 5 либо 11 - 15 (см. фиг. 6). In FIG. 3 and FIG. Figure 4 shows fragments with a view in the direction of arrow “b” on the end face of the collectors at the locations of the removable liner (7), fixed with a screw bolt, made for convenient replacement of brushes and springs of the collector-
На фиг. 5 изображены крестовина 9 роторов 1, 2, 3, 4, 5 и крестовина 16 статоров 11, 12, 13, 14, 15 с роликами на осях, которые закреплены к внутренним поверхностям соответствующих крестовин для сохранения оптимальной величины зазора, т.е. силовых электромагнитных, например, 5-ти полей. In FIG. 5 depicts a cross of 9
Роторы 1, 2 выполнены в виде цилиндра из ферромагнитной стали с выточками с соответствующим кол-вом и поперечным сечением обмоток в них с внешней и внутренней поверхностей, соединенных либо звездочкой, либо трехугольником. The
Роторы 3, 4 выполнены аналогичного двустороннего действия и вида, но меньшего диаметра. The rotors 3, 4 are made of a similar bilateral action and type, but of a smaller diameter.
5-ый ротор внешний, выполнен совместно с осевым валом генератора для возможного его стыкования с валом турбины. The 5th rotor is external, made in conjunction with the axial shaft of the generator for its possible docking with the turbine shaft.
Коллекторы 6 на консольных сторонах роторов 1, 2, 3, 4, 5 соответствуют упомянутым роторам. The
Вкладыш 7 коллектора выполнен съемным с консольного торца каждого из 5-ти роторов в количестве по числу щеток, например не менее 3 щеток на каждом коллекторе роторов 1, 2, 3, 4, 5. Каждый вкладыш прикрепляется к коллектору болтом-шурупом (см. фиг. 3 и фиг. 4), для варианта размещения вкладыша 7 на статорах см. фиг. 6. The
Щетки 8 с пружинами и держателями их в комплекте выполнены аналогично известным в количестве 3 (не менее) комплектов для каждого ротора и статора. The
Торцевой диск с отверстиями либо крестовина 9 в виде звезды с консольными роликами выполнены со станиной и седлом и крышкой его для установки в них осевых валов с подшипниками и закрепления или всех 5-ти роторов 1, 2, 3, 4, 5 в единый блок для одновременного вращения его относительно неподвижного блока статоров 11, 12, 13, 14, 15 вместе с этим диском либо крестовиной на валу ротора 5 и соединенного с ним. An end disk with holes or a
Вал 10 генератора выполнен как одно целое с телом ротора 5. The shaft 10 of the generator is made as one unit with the body of the
Статор (якорь) 11 односторонний, внутренний, выполнен в виде цилиндра из ферромагнитной стали с обмотками необходимого количества и их сечения (поперечного), уложенными в продольных выточках выше полости, в которой образуют вакуум. The stator (anchor) 11 is one-sided, internal, made in the form of a cylinder of ferromagnetic steel with windings of the required quantity and their cross section (transverse), laid in longitudinal recesses above the cavity in which the vacuum is formed.
Статоры (якоря) 12, 13 выполнены аналогично статорам 14, 15. Stators (anchors) 12, 13 are made similarly to
Крестовина 16 выполнена в виде шести лучей с размещенными на ее внутренних поверхностях консольных роликов 18, служит для жесткого закрепления, например, болтами по аналогии с крестовиной 9, см. фиг. 5, всех 5-ти статоров 11, 12, 13, 14, 15 со станиной неподвижной, седлом и крышкой для осевого подшипника на противоположном конце вала 10. The crosspiece 16 is made in the form of six beams with
Ложбины 17 продольные, выполнены в виде каннелюров на поверхностях всех пяти роторов и пяти статоров, в которые уложены и соединены либо звездочкой, либо треугольником их обмотки, при этом в полости 17 образуется вакуум, дополнительно охлаждающий обмотки снизу либо сверху (см. фиг. 2). The
Консольные ролики 18 (на крестовинах 9 и 16) как фиксаторы рабочих зазоров всех 5 магнитно-электрических силовых полей и подшипники на двух концах вала 10 показаны условно на фиг. 1. Cantilever rollers 18 (on
Вакуумный с полостями защитный кожух 19 из диэлектрического материала закрывает полностью предложенный магнитно-электрический преобразователь (в электроток), генератор, работающий в вакууме и получающий вращение блока ротора относительно неподвижного блока статора от турбины. Vacuum with cavities, a protective casing 19 made of dielectric material closes the fully proposed magnetic-electric converter (into an electric current), a generator operating in vacuum and receiving rotation of the rotor block relative to the fixed stator block from the turbine.
Вакуум-насос 20 выполнен с комплектом необходимых для него и генератора обеспечения вакуумом при их непрерывной работе приборов в автоматическом режиме. Графически не показан, так как он не входит в состав изобретения. The vacuum pump 20 is made with a set of necessary for him and the generator to provide vacuum during their continuous operation in automatic mode. Graphically not shown, since it is not part of the invention.
Сведения подтверждающие возможность осуществления изобретения. Information confirming the possibility of carrying out the invention.
Наиболее сложным в изготовлении деталей генератора предлагаемой блочной конструкции является выполнение продольных "каннелюр" на поверхностях ферромагнитных цилиндров для роторов и статоров генератора, но они и тем более другие детали и их сборка в единый электромагнитный генератор выполнимы в условиях машиностроительных оборонных заводов, предприятий. The most difficult part in the manufacture of generator parts of the proposed block design is the implementation of longitudinal “flutes” on the surfaces of ferromagnetic cylinders for rotors and stators of the generator, but they and all the more other parts and their assembly into a single electromagnetic generator are feasible in the conditions of machine-building defense plants and enterprises.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU97104469/09A RU2131164C1 (en) | 1997-03-25 | 1997-03-25 | Generator |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU97104469/09A RU2131164C1 (en) | 1997-03-25 | 1997-03-25 | Generator |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU97104469A RU97104469A (en) | 1999-04-10 |
RU2131164C1 true RU2131164C1 (en) | 1999-05-27 |
Family
ID=20191072
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU97104469/09A RU2131164C1 (en) | 1997-03-25 | 1997-03-25 | Generator |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2131164C1 (en) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2012074434A2 (en) * | 2010-12-03 | 2012-06-07 | Shahov Boris Andreevich | Electric machine |
CN103580407A (en) * | 2013-11-08 | 2014-02-12 | 北京明正维元电机技术有限公司 | Permanent magnetic synchronous combination motor |
EA019231B1 (en) * | 2011-04-08 | 2014-02-28 | Игорь Валерьевич Иванов | Synchronous salient-pole generator (variants) |
CN105790530A (en) * | 2016-05-19 | 2016-07-20 | 冯军 | Electric generator |
RU2666888C2 (en) * | 2016-03-01 | 2018-09-12 | Форд Глобал Текнолоджиз, Ллк | Ac generator control with drive of auxiliary foreunits |
-
1997
- 1997-03-25 RU RU97104469/09A patent/RU2131164C1/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Брускин Д.Э. и др. Электрические машины, ч.1. - М.: Высшая школа, 1975, с.246 - 247. * |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2012074434A2 (en) * | 2010-12-03 | 2012-06-07 | Shahov Boris Andreevich | Electric machine |
WO2012074434A3 (en) * | 2010-12-03 | 2012-08-23 | Shahov Boris Andreevich | Electric machine |
EA019231B1 (en) * | 2011-04-08 | 2014-02-28 | Игорь Валерьевич Иванов | Synchronous salient-pole generator (variants) |
CN103580407A (en) * | 2013-11-08 | 2014-02-12 | 北京明正维元电机技术有限公司 | Permanent magnetic synchronous combination motor |
RU2666888C2 (en) * | 2016-03-01 | 2018-09-12 | Форд Глобал Текнолоджиз, Ллк | Ac generator control with drive of auxiliary foreunits |
CN105790530A (en) * | 2016-05-19 | 2016-07-20 | 冯军 | Electric generator |
CN105790530B (en) * | 2016-05-19 | 2019-09-17 | 冯军 | A kind of generator |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CA2396849C (en) | High speed rotor | |
CN101657635B (en) | Method for establishing a wind turbine generator with one or more permanent magnet (PM) rotors, wind turbine nacelle and wind turbine | |
KR101493795B1 (en) | Permanently excited synchronous machine | |
US20040150283A1 (en) | Trapezoidal shaped magnet flux intensifier motor pole arrangement for improved motor torque density | |
SU609495A3 (en) | Cryogenic turbogenerator rotor | |
GB1340363A (en) | Gas turbine power plants | |
EP3046230B1 (en) | Rotor wedge for generator | |
CN108696019B (en) | End plate for rotor of switched reluctance motor | |
RU2711238C1 (en) | Synchronous generator with three-loop magnetic system | |
RU2131164C1 (en) | Generator | |
CN106787566A (en) | A kind of permasyn morot | |
GB2062977A (en) | Alternator | |
EP0157526B1 (en) | Reluctance rotary machine | |
CA2819529C (en) | Turbocharger embedding an electrical machine with a dc coil | |
RU2556246C1 (en) | Plate rotor machining improvement | |
KR20060111655A (en) | Claw pole rotor for an electrical machine | |
RU97104469A (en) | ROTOR BLOCK ROTATING RELATIVE TO THE STATIONARY STATUS BLOCK, FORMING EX. FIVE POWER ELECTROMAGNETIC FIELDS WITH A COMBINED COOLING COOLING SYSTEM FOR THE GENERATOR OR ENGINE, TO INCREASE THEIR POWER | |
Antipov et al. | Design and analysis of a new axial flux permanent magnet synchronous generator for wind | |
CN101233672A (en) | Axial motor | |
Danilevich et al. | Some problems of the high-speed permanent magnet miniturbogenerators development | |
Zechihin et al. | Investigation of the mechanical strength of a magnetic-non-magnetic sleeve of a permanent magnet generator | |
Munteanu et al. | Development and test of high-speed bearingless PM synchronous machines | |
WO2020201937A1 (en) | An electric power machine with a rotor member comprising magnetite | |
US11909280B1 (en) | Modular electrical generator/electric motor assembly, and method of using same | |
Chari et al. | Steady State and Short-Circuit Force Analysis on the Stator Windings of a Superconducting Generator |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20020326 |