RU2723540C1 - Соленоидный ветрогенератор с зубцовым статором - Google Patents
Соленоидный ветрогенератор с зубцовым статором Download PDFInfo
- Publication number
- RU2723540C1 RU2723540C1 RU2019138240A RU2019138240A RU2723540C1 RU 2723540 C1 RU2723540 C1 RU 2723540C1 RU 2019138240 A RU2019138240 A RU 2019138240A RU 2019138240 A RU2019138240 A RU 2019138240A RU 2723540 C1 RU2723540 C1 RU 2723540C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- cores
- cylindrical
- teeth
- permanent magnets
- magnets
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03D—WIND MOTORS
- F03D9/00—Adaptations of wind motors for special use; Combinations of wind motors with apparatus driven thereby; Wind motors specially adapted for installation in particular locations
-
- 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
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)
- Permanent Magnet Type Synchronous Machine (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области ветроэнергетики, а именно к ветроэнергетическим агрегатам, предназначенным для заряда аккумуляторных батарей и электропитания различных потребителей. Cоленоидный ветрогенератор с зубцовым статором содержит корпус, внутри которого закреплен первый цилиндрический сердечник, внутри которого расположен второй цилиндрический сердечник. Оба сердечника выполнены из ферромагнитного материала и соединены между собой. Торцы одной стороны сердечников выполнены с равномерно распределенными зубцами и пазами одинаковой площади. Зубцы обоих сердечников соосны друг другу. Между сердечниками вдоль оси ветрогенератора расположена неподвижная статорная обмотка соленоидного типа, подключенная к выводам.Вал расположен внутри второго сердечника с возможность вращения в подшипниковых опорах и соединен с ветроколесом. На валу размещен ротор из немагнитного материала в форме диска, на поверхности которого, обращенной к зубцам цилиндрических сердечников, равномерно распределено четное количество постоянных магнитов П-образной формы, их полюса расположены соосно и направлены разнополярно друг другу. Каждый из постоянных магнитов с разнополярно чередующимися полюсами выполнен с возможностью вращения соосно с торцами цилиндрических сердечников. Число зубцов на торцах сердечников равно половине числа постоянных магнитов. Оба цилиндрических сердечника с противоположной относительно ротора стороны имеют гладкие торцы, соосно которым неподвижно прикреплено к корпусу ярмо из немагнитного материала в виде диска, на поверхности которого, обращенной к гладким торцам цилиндрических сердечников, расположено четное число постоянных магнитов П-образной формы, полюса которых расположены соосно и направлены разнополярно друг другу. Число магнитов на ярме равно числу магнитов на роторе, причем каждый из постоянных магнитов прижат к гладким торцам цилиндрических сердечников разнополярно чередующимися полюсами. Вал установлен в подшипниковых опорах, расположенных в торцевой крышке корпуса и в ярме. 5 ил.
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.
Известен двухроторный соленоидный ветрогенератор с зубцовым статором [RU 2442018 C1, МПК F03D 9/00 (2006.01), H02K 21/24 (2006.01), опубл. 10.02.2012], принятый в качестве прототипа, содержащий 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. Cтаторная обмотка намотана вдоль оси ветрогенератора и расположена между двумя цилиндрическими сердечниками из ферромагнитного материала. Больший по диаметру сердечник закреплён наружной стороной в корпусе. Оба ротора размещены на одном валу, который соединен с ветроколесом и выполнен с возможностью вращения в подшипниковых опорах, закрепленных в корпусе. Постоянные магниты имеют П-образную форму, а их полюса расположены соосно на каждом из роторов и направлены разнополярно друг другу. Каждый из постоянных магнитов с разнополярно чередующимися полюсами на каждом из роторов выполнен с возможностью вращения соосно с торцами цилиндрических сердечников. Торцы цилиндрических сердечников имеют зубчатую форму с числом зубцов равным половине числа постоянных магнитов, причем зубцы расположены соосно друг другу.
Недостатком этого ветрогенератора является сложность конструкции, в которой два одинаковых ротора, должны быть закреплены на валу соосно так, чтобы обеспечить правильное чередование магнитов для создания переменного магнитного потока в цилиндрических сердечниках статора. Кроме того, два одинаковых воздушных зазора практически в два раза увеличивают магнитное сопротивление магнитному потоку и уменьшают наводимую в обмотке статора ЭДС.
Техническим результатом предложенного изобретения является упрощение конструкции и увеличение ЭДС статорной обмотки.
Cоленоидный ветрогенератор с зубцовым статором, также как в прототипе, содержит корпус, внутри которого закреплен первый цилиндрический сердечник, внутри которого расположен второй цилиндрический сердечник, сердечники выполнены из ферромагнитного материала и соединены между собой, торцы одной стороны сердечников выполнены с равномерно распределенными зубцами и пазами одинаковой площади, зубцы обоих сердечников соосны друг другу, между сердечниками вдоль оси ветрогенератора расположена неподвижная статорная обмотка соленоидного типа, подключенная к выводам, вал расположен внутри второго сердечника с возможностью вращения в подшипниковых опорах и соединен с ветроколесом, на валу размещен ротор из немагнитного материала в форме диска, на поверхности которого, обращенной к зубцам цилиндрических сердечников, равномерно распределено четное количество постоянных магнитов П-образной формы, их полюса расположены соосно и направлены разнополярно друг другу, причем каждый из постоянных магнитов с разнополярно чередующимися полюсами выполнен с возможностью вращения соосно с торцами цилиндрических сердечников, при этом число зубцов на торцах сердечников равно половине числа постоянных магнитов.
Согласно изобретению цилиндрические сердечники с противоположной относительно ротора стороны имеют гладкие торцы, соосно которым неподвижно прикреплено к корпусу ярмо из немагнитного материала в виде диска, на поверхности которого, обращенной к гладким торцам цилиндрических сердечников, расположено четное число постоянных магнитов П-образной формы, полюса которых расположены соосно и направлены разнополярно друг другу. Число магнитов на ярме равно числу магнитов на роторе. Каждый из постоянных магнитов прижат к гладким торцам цилиндрических сердечников разнополярно чередующимися полюсами. Вал установлен в подшипниковых опорах, расположенных в торцевой крышке корпуса и в ярме.
Предложенный соленоидный ветрогенератор с зубцовым статором имеет следующие преимущества перед устройством прототипа:
1. Отсутствие зубцов на цилиндрических сердечниках статора с противоположной стороны относительно ротора упрощает конструкцию статора.
2. Использование неподвижного ярма с постоянными магнитами предложенной конструкции позволяет избавиться от второго ротора, что упрощает конструкцию ветрогенератора.
3. Отсутствие воздушного зазора между постоянными магнитами, размещенными на ярме, и гладкими торцами цилиндрических сердечников позволяет в два раза уменьшить магнитное сопротивление магнитному потоку статора и увеличить, наводимую в статоре, ЭДС.
На фиг.1 показано главное продольное сечение соленоидного ветрогенератора с зубцовым статором.
На фиг. 2 показано расположение П-образных магнитов на роторе и на ярме.
На фиг. 3 показан эскиз внешнего цилиндрического сердечника статора.
На фиг. 4 схематично показана развертка ротора с постоянными магнитами и статора с ярмом при прямом направлении магнитного потока Ф в нулевой момент времени.
На фиг. 5 схематично показана развертка ротора с постоянными магнитами и статора с ярмом при смещении ротора на одно зубцовое деление и при обратном направлении магнитного потока Ф.
Соленоидный ветрогенератор с зубцовым статором содержит корпус 1, внутри которого закреплен первый цилиндрический сердечник 2 (фиг. 1), внутри которого расположен второй цилиндрический сердечник 3. Оба сердечника 2 и 3 выполнены из ферромагнитного материала и жестко соединены между собой винтами 4. Торцы сердечников 2 и 3 с одной стороны выполнены с равномерно распределенными зубцами 5 и пазами 6 (фиг. 1, фиг. 3, фиг. 4) одинаковой площади. Торцы сердечников 2 и 3 с противоположной стороны выполнены гладкими. Зубцы 5 цилиндрических сердечников 2 и 3 соосны друг другу. Между сердечниками 2 и 3 расположена неподвижная статорная обмотка 7, выполненная по типу соленоида, подключенная к выводам 8. Внутри второго сердечника 3 вдоль его оси расположен вал 9, выполненный с возможность вращения в подшипниковых опорах 10, которые расположены с одной стороны – в торцевой крышке 11 корпуса 1, а с другой стороны - в ярме 12.
Ротор 13 выполнен из немагнитного материала в форме диска, посажен на вал 9 и на его поверхности, обращенной к зубцам 5 цилиндрических сердечников 2 и 3, равномерно распределено четное количество постоянных магнитов 14 П-образной формы, причем полюса магнитов 14 разнополярно чередуются (фиг. 2). Число зубцов 5 на торцах цилиндрических сердечников 2, 3 равно половине числа постоянных магнитов 14. На выходном конце вала 9 за пределами торцевой крышки 11 корпуса 1 размещено ветроколесо 15. Соосно гладким торцам цилиндрических сердечников 2 и 3 прикреплено ярмо 12 в виде диска из немагнитного материала, на котором расположено четное количество постоянных магнитов 16 П-образной формы, причем их полюса расположены соосно и направлены разнополярно друг другу. Число магнитов 16 на ярме 12 равно числу магнитов 14 на роторе 13 (фиг. 2). Каждый из постоянных магнитов 16 вплотную прижат к гладким торцам цилиндрических сердечников 2 и 3 разнополярно чередующимися полюсами. Торцевая крышка 11 корпуса 1 и ярмо 12 жестко прикреплены к корпусу 1 винтами 17.
Устройство работает следующим образом. Под воздействием воздушного потока ветроколесо 15 вращает с помощью вала 9 ротор 13 и закрепленные на нём постоянные магниты 14 с угловой скоростью . В нулевой момент времени (фиг. 1, фиг. 4) постоянные магниты 14 на роторе 13 расположены напротив зубцов 5 и магнитный поток Ф замыкается вокруг витков статорной обмотки 7 через зубцы 5, через цилиндрические сердечники 2, 3 и постоянные магниты 16 на ярме 12 в прямом направлении, индуктируя положительную полуволну синусоидальной ЭДС в статорной обмотке 7. Постоянные магниты 14, имеющие обратную полярность на роторе 13, расположены напротив пазов 6, имеющих большой воздушный зазор и большое магнитное сопротивление для магнитного потока обратного направления и ЭДС в статорной обмотке 7 не наводят. При повороте ротора 13 на одно зубцовое деление (фиг. 5) постоянные магниты 14, расположенные напротив зубцов 5, меняют свои полюса на противоположное направление и создают вокруг витков статорной обмотки 7 через зубцы 5 цилиндрических сердечников 2, 3 и постоянные магниты 16 на ярме 12 магнитный поток Ф, идущий в обратном направлении, индуктируя отрицательную полуволну синусоидальной ЭДС в статорной обмотке 7. Постоянные магниты 14, имеющие прямую полярность на роторе 13, оказываются расположенными напротив пазов 6, имеющих большой воздушный зазор и большое магнитное сопротивление для магнитного потока прямого направления и ЭДС в статорной обмотке 7 не наводят. Индуктированная в обмотке 7 синусоидальная ЭДС через выводы 8 подается потребителю.
Claims (1)
- Cоленоидный ветрогенератор с зубцовым статором, содержащий корпус, внутри которого закреплен первый цилиндрический сердечник, внутри которого расположен второй цилиндрический сердечник, оба сердечника выполнены из ферромагнитного материала и соединены между собой, торцы одной стороны сердечников выполнены с равномерно распределенными зубцами и пазами одинаковой площади, зубцы обоих сердечников соосны друг другу, между сердечниками вдоль оси ветрогенератора расположена неподвижная статорная обмотка соленоидного типа, подключенная к выводам, вал расположен внутри второго сердечника с возможностью вращения в подшипниковых опорах и соединен с ветроколесом, на валу размещен ротор из немагнитного материала в форме диска, на поверхности которого, обращенной к зубцам цилиндрических сердечников, равномерно распределено четное количество постоянных магнитов П-образной формы, их полюса расположены соосно и направлены разнополярно друг другу, причем каждый из постоянных магнитов с разнополярно чередующимися полюсами выполнен с возможностью вращения соосно с торцами цилиндрических сердечников, при этом число зубцов на торцах сердечников равно половине числа постоянных магнитов, отличающийся тем, что оба цилиндрических сердечника с противоположной относительно ротора стороны имеют гладкие торцы, соосно которым неподвижно прикреплено к корпусу ярмо из немагнитного материала в виде диска, на поверхности которого, обращенной к гладким торцам цилиндрических сердечников, расположено четное число постоянных магнитов П-образной формы, полюса которых расположены соосно и направлены разнополярно друг другу, число магнитов на ярме равно числу магнитов на роторе, причем каждый из постоянных магнитов прижат к гладким торцам цилиндрических сердечников разнополярно чередующимися полюсами, вал установлен в подшипниковых опорах, расположенных в торцевой крышке корпуса и в ярме.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019138240A RU2723540C1 (ru) | 2019-11-27 | 2019-11-27 | Соленоидный ветрогенератор с зубцовым статором |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019138240A RU2723540C1 (ru) | 2019-11-27 | 2019-11-27 | Соленоидный ветрогенератор с зубцовым статором |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2723540C1 true RU2723540C1 (ru) | 2020-06-15 |
Family
ID=71095946
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2019138240A RU2723540C1 (ru) | 2019-11-27 | 2019-11-27 | Соленоидный ветрогенератор с зубцовым статором |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2723540C1 (ru) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20090021021A1 (en) * | 2007-07-17 | 2009-01-22 | Baseload Energy, Inc. | Power generation system including multiple motors/generators |
RU2429375C1 (ru) * | 2010-03-03 | 2011-09-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Томский политехнический университет" | Двухроторный соленоидный ветрогенератор |
RU2442018C1 (ru) * | 2010-07-01 | 2012-02-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" | Двухроторный соленоидный ветрогенератор с зубцовым статором |
WO2014040145A1 (en) * | 2012-09-17 | 2014-03-20 | Guina Research And Development Pty Ltd | Electromagnetic turbine |
-
2019
- 2019-11-27 RU RU2019138240A patent/RU2723540C1/ru active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20090021021A1 (en) * | 2007-07-17 | 2009-01-22 | Baseload Energy, Inc. | Power generation system including multiple motors/generators |
RU2429375C1 (ru) * | 2010-03-03 | 2011-09-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Томский политехнический университет" | Двухроторный соленоидный ветрогенератор |
RU2442018C1 (ru) * | 2010-07-01 | 2012-02-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" | Двухроторный соленоидный ветрогенератор с зубцовым статором |
WO2014040145A1 (en) * | 2012-09-17 | 2014-03-20 | Guina Research And Development Pty Ltd | Electromagnetic turbine |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR101241078B1 (ko) | 유성기어드 모터 및 발전기 | |
US7148596B2 (en) | Magnetic rotating motor generator | |
EA013829B1 (ru) | Электрический двигатель-генератор | |
RU2604058C1 (ru) | Синхронный электродвигатель с магнитной редукцией | |
JPWO2003094329A1 (ja) | 発電装置及びトルク増倍装置 | |
RU2723540C1 (ru) | Соленоидный ветрогенератор с зубцовым статором | |
JP6860892B2 (ja) | ブラシレスモータ | |
RU2429375C1 (ru) | Двухроторный соленоидный ветрогенератор | |
RU2588599C1 (ru) | Синхронный электродвигатель с магнитной редукцией | |
RU2435983C1 (ru) | Двухроторный зубцовый ветрогенератор | |
RU2366829C1 (ru) | Двухроторный ветрогенератор | |
EP2453563A2 (en) | Apparatus for generating alternating current power by direct current supply brush that rotates with field pole generator, and apparatus for generating direct current power | |
RU2442018C1 (ru) | Двухроторный соленоидный ветрогенератор с зубцовым статором | |
JP4614641B2 (ja) | 運動量増大装置 | |
KR101013404B1 (ko) | 플랫 로터리 발전기 | |
RU2521048C1 (ru) | Магнитноэлектрический генератор | |
RU2544341C1 (ru) | Магнитоэлектрический генератор | |
TWI481159B (zh) | Energy conversion device with eccentric rotor | |
RU2751098C1 (ru) | Бесколлекторная электромашина постоянного тока | |
RU86811U1 (ru) | Магнитоэлектрический генератор | |
AU2013100035A4 (en) | Permanent Magnet Alternator for Low Speed Applications | |
KR101004890B1 (ko) | 모터 | |
JPH0265649A (ja) | 多極電気機械 | |
RU174686U1 (ru) | Трехфазный магнитоэлектрический генератор | |
KR20150145156A (ko) | 모터와 이를 이용한 제너레이터 |