RU174686U1 - THREE-PHASE MAGNETOELECTRIC GENERATOR - Google Patents
THREE-PHASE MAGNETOELECTRIC GENERATOR Download PDFInfo
- Publication number
- RU174686U1 RU174686U1 RU2017118811U RU2017118811U RU174686U1 RU 174686 U1 RU174686 U1 RU 174686U1 RU 2017118811 U RU2017118811 U RU 2017118811U RU 2017118811 U RU2017118811 U RU 2017118811U RU 174686 U1 RU174686 U1 RU 174686U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- teeth
- stator
- rotor
- windings
- magnets
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K1/00—Details of the magnetic circuit
- H02K1/06—Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
- H02K1/12—Stationary parts of the magnetic circuit
- H02K1/14—Stator cores with salient poles
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K1/00—Details of the magnetic circuit
- H02K1/06—Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
- H02K1/22—Rotating parts of the magnetic circuit
- H02K1/27—Rotor cores with permanent magnets
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K21/00—Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets
- H02K21/12—Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets with stationary armatures and rotating magnets
- H02K21/14—Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets with stationary armatures and rotating magnets with magnets rotating within the armatures
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Permanent Magnet Type Synchronous Machine (AREA)
Abstract
Полезная модель относится к области электротехники, а именно к низкооборотным трехфазным электрическим генераторам, и может быть использована, в частности, в ветроэнергетических установках.В трехфазном магнитоэлектрическом генераторе, включающем три независимых модуля, каждый из которых содержит закрепленный на валу ротор, на внешней поверхности которого эквидистантно установлены постоянные магниты чередующейся полярности, и статор, выполненный в виде кольцеобразного магнитопровода с радиально расположенными зубцами с обмотками, причем статоры повернуты относительно друг друга на треть периода синусоидального тока, согласно полезной модели расстояние между зубцами статора в два раза превышает ширину зубца, а длина постоянного магнита ротора по окружности равна расстоянию между зубцами статора. Кольцеобразный магнитопровод может быть выполнен шихтованным из тонких кольцеообразных пластин или из композиционного ферромагнитного материала. Благодаря равенству числа магнитов и обмоток, все обмотки одновременно участвуют в индуцировании ЭДС, вследствие чего сохраняется высокий КПД. Всегда обеспечивается одинаковая сила магнитного притяжения между магнитами и ферромагнитным материалом зубцов статора, т.к. при любом угле поворота ротора относительно статора в зоне притяжения магнитов по площади находятся два зубца, что обеспечивает устранение эффекта «залипания ротора».The utility model relates to the field of electrical engineering, namely to low-speed three-phase electric generators, and can be used, in particular, in wind power plants. In a three-phase magnetoelectric generator, which includes three independent modules, each of which contains a rotor mounted on the shaft, on the outer surface of which permanent magnets of alternating polarity are equidistantly installed, and a stator made in the form of an annular magnetic circuit with radially spaced teeth with windings, Rich stators are rotated relative to each other by a third period of the sinusoidal current, according to the utility model the distance between the stator teeth is twice the width of the teeth, and the rotor permanent magnet in the circumferential length equal to the distance between the stator teeth. The ring-shaped magnetic circuit can be made of lined from thin ring-shaped plates or of a composite ferromagnetic material. Due to the equality of the number of magnets and windings, all windings are simultaneously involved in the induction of EMF, as a result of which high efficiency is maintained. The same force of magnetic attraction between the magnets and the ferromagnetic material of the stator teeth is always ensured. at any angle of rotation of the rotor relative to the stator, two teeth are located in the area of magnet attraction over the area, which eliminates the effect of “sticking of the rotor”.
Description
Полезная модель относится к области электротехники, а именно к низкооборотным трехфазным 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 three-phase electric generators, and can be used, in particular, in wind power plants.
Известен низкооборотный трехфазный магнитоэлектрический генератор, содержащий статор с кольцеобразным магнитопроводом с радиально расположенными зубцами с обмотками и укрепленный на валу дисковый ротор с постоянными магнитами с осевой намагниченностью и чередующейся полярностью, причем каждому зубцу соответствует равный ему по площади магнит (Расчет параметров низкооборотного 196-полюсного электрогенератора с ротором диаметром 1 метр на постоянных магнитах, «Лаборатория независимых исследований (сайт И.А. Мухина)», 03.09.2007 (http://imlab.narod.ru/Energy/Gen_196/Gen_196.htm) (копия прилагается)).A low-speed three-phase magnetoelectric generator is known, comprising a stator with an annular magnetic circuit with radially spaced teeth with windings and a disk rotor with permanent magnets with axial magnetization and alternating polarity mounted on the shaft, and each tooth has a magnet equal in area to it (Calculation of parameters of a low-speed 196-pole electric generator with a rotor with a diameter of 1 meter with permanent magnets, “Laboratory of Independent Research (website of I.A. Mukhin)”, 09/03/2007 (http: //imlab.narod. com / Energy / Gen_196 / Gen_196.htm) (copy attached)).
При совпадении постоянных магнитов с зубцами магнитопровода статора (рис. 5.1) за счет сил притяжения возникает большой момент сопротивления вращению ротора с валом («залипание ротора»). Для преодоления «залипания ротора» нужно значительно увеличить пусковой момент на валу генератора.When the permanent magnets coincide with the teeth of the stator magnetic circuit (Fig. 5.1) due to the attractive forces, a large moment of resistance to rotation of the rotor with the shaft appears (“sticking of the rotor”). To overcome the "sticking of the rotor" it is necessary to significantly increase the starting torque on the generator shaft.
Известен трехфазный синхронный двигатель, содержащий статор с числом пазов Z=3K (где К=1, 2, 3, …), в которых расположены катушки его обмотки, охватывающие один зубец статора, и активный ротор с полюсами чередующейся полярности, число которых 2р=2К (где р = число пар полюсов); ротор выполнен с длиной полюсной дуги, соответствующей центральному углу α=120°/К, а в фазе обмотки статора включены согласно последовательно или параллельно К обмоток, смещенных друг относительно друга на три паза; соотношение числа магнитов к количеству обмоток равно 2:3 (BY 9044 С1, опубл. 30.04.2007).A three-phase synchronous motor is known, containing a stator with the number of slots Z = 3K (where K = 1, 2, 3, ...), in which its winding coils are located, covering one stator tooth, and an active rotor with poles of alternating polarity, the number of which is 2p = 2K (where p = the number of pairs of poles); the rotor is made with the length of the pole arc corresponding to the central angle α = 120 ° / K, and in the phase of the stator windings are switched on in series or parallel to K of the windings offset from each other by three grooves; the ratio of the number of magnets to the number of windings is 2: 3 (BY 9044 C1, publ. 30.04.2007).
Эффект залипания несколько сглаживается благодаря неравенству числа обмоток числу магнитов. Однако существенно уменьшается коэффициент полезного действия (КПД) генератора, т.к. не все обмотки одновременно участвуют в индуцировании электродвижущей силы (ЭДС).The sticking effect is somewhat smoothed out due to the inequality of the number of windings to the number of magnets. However, the efficiency of the generator is significantly reduced, because not all windings are simultaneously involved in the induction of electromotive force (EMF).
Известен низкоскоростной трехфазный генератор, включающий три независимых модуля, каждый из которых содержит закрепленный на валу ротор, на внешней поверхности которого эквидистантно установлены постоянные магниты чередующейся полярности, и статор, выполненный в виде кольцеобразного магнитопровода с радиально расположенными зубцами с обмотками, причем статоры повернуты относительно друг друга на треть периода синусоидального тока, 120°, (CN № 2745268 Y, опубл. 07.12.2005).Known low-speed three-phase generator, which includes three independent modules, each of which contains a rotor mounted on the shaft, on the outer surface of which are equidistant permanent magnets of alternating polarity, and a stator made in the form of an annular magnetic circuit with radially spaced teeth with windings, and the stators are rotated relative to each other friend for a third of the period of the sinusoidal current, 120 °, (CN No. 2745268 Y, publ. 07.12.2005).
Данный генератор принят в качестве прототипа настоящей полезной модели.This generator is adopted as a prototype of this utility model.
Генератор содержит одинаковое число магнитов и зубцов с обмотками, что вызывает эффект «залипания ротора». Благодаря тому, что статоры повернуты относительно друг друга на треть периода синусоидального тока, суммарный эффект «залипания» снижается. Недостатком прототипа является наличие остаточного эффекта «залипания ротора», обусловленного отсутствием снижения магнитного взаимодействия ферромагнитного материала зубца и магнитов.The generator contains the same number of magnets and teeth with windings, which causes the effect of “sticking of the rotor”. Due to the fact that the stators are rotated relative to each other by a third of the period of the sinusoidal current, the total effect of "sticking" is reduced. The disadvantage of the prototype is the presence of the residual effect of “sticking of the rotor”, due to the absence of a decrease in the magnetic interaction of the ferromagnetic material of the tooth and magnets.
Задачей настоящей полезной модели является устранение эффекта «залипания ротора» при сохранении высокого КПД генератора,The objective of this utility model is to eliminate the effect of “sticking of the rotor” while maintaining high generator efficiency,
Поставленная задача решается за счет того, что в трехфазном магнитоэлектрическом генераторе, включающем три независимых модуля, каждый из которых содержит закрепленный на валу ротор, на внешней поверхности которого эквидистантно установлены постоянные магниты чередующейся полярности, и статор, выполненный в виде кольцеобразного магнитопровода с радиально расположенными зубцами с обмотками, причем статоры повернуты относительно друг друга на треть периода синусоидального тока, согласно полезной модели расстояние между зубцами статора в два раза превышает ширину зубца, а длина постоянного магнита ротора по окружности равна расстоянию между зубцами статора.The problem is solved due to the fact that in a three-phase magnetoelectric generator, which includes three independent modules, each of which contains a rotor mounted on the shaft, on the outer surface of which permanent magnets of alternating polarity are equidistantly mounted, and a stator made in the form of an annular magnetic circuit with radially spaced teeth with windings, and the stators are rotated relative to each other by a third of the period of the sinusoidal current, according to a utility model, the distance between the teeth of the stat ra twice the width of the teeth, and a permanent magnet rotor circumferential length equal to the distance between the stator teeth.
Кольцеобразный магнитопровод может быть выполнен шихтованным из тонких кольцеообразных пластин или из композиционного ферромагнитного материала.The ring-shaped magnetic circuit can be made of lined from thin ring-shaped plates or of a composite ferromagnetic material.
Благодаря реализации ограничительных и отличительных признаков полезной модели достигается новый технический результат:Thanks to the implementation of the restrictive and distinctive features of the utility model, a new technical result is achieved:
резкое снижение эффекта «залипания ротора»: благодаря выполнению расстояния между зубцами статора в два раза превышающим ширину зубца, а длины постоянного магнита ротора по окружности, равной расстоянию между зубцами статора, обеспечивается одинаковая сила магнитного притяжения между магнитами и ферромагнитным материалом зубцов статора, т.к. при любом угле поворота ротора относительно статора в зоне притяжения магнитов находится суммарная площадь от всех зубцов, равная площади двух зубцов, что обеспечивает устранение эффекта «залипания ротора»;a sharp decrease in the effect of “sticking of the rotor”: due to the distance between the stator teeth being twice the width of the tooth, and the length of the permanent magnet of the rotor in a circle equal to the distance between the stator teeth, the same force of magnetic attraction between the magnets and the ferromagnetic material of the stator teeth is provided, t. to. for any angle of rotation of the rotor relative to the stator in the magnet attraction zone, there is a total area from all teeth equal to the area of two teeth, which eliminates the effect of “sticking of the rotor”;
сохранение высокого КПД генератора: благодаря равенству числа магнитов и обмоток, все обмотки участвуют в индуцировании ЭДС, что обеспечивает высокий КПД генератора;maintaining high generator efficiency: due to the equality of the number of magnets and windings, all windings are involved in the induction of EMF, which ensures high generator efficiency;
дополнительное повышение КПД генератора: благодаря выполнению кольцеобразного магнитопровода шихтованным из тонких кольцеобразных пластин из электротехнической стали или из композиционного ферромагнитного материала, например порошков железа (http://pandia.ru/text/78/187/10536.php), обеспечивается снижение потерь на нагрев за счет устранения влияния токов Фуко, что дополнительно увеличивает КПД генератора.additional increase in generator efficiency: due to the implementation of the ring-shaped magnetic circuit burdened from thin ring-shaped plates from electrical steel or from composite ferromagnetic material, for example iron powders (http://pandia.ru/text/78/187/10536.php), losses are reduced by heating by eliminating the influence of Foucault currents, which further increases the efficiency of the generator.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, где изображеноThe essence of the utility model is illustrated by drawings, which depict
на фиг. 1 - общий вид генератора в сборе с частичным вырывом;in FIG. 1 - General view of the generator assembly with a partial breakout;
на фиг. 2 - сборочные единицы генератора по фиг. 1;in FIG. 2 - assembly units of the generator of FIG. one;
на фиг. 3 - вид сбоку на структуру отдельного модуля;in FIG. 3 is a side view of the structure of a separate module;
на фиг. 4 - схема, показывающая относительное расположение зубцов статора и магнитов при вращении ротора.in FIG. 4 is a diagram showing a relative arrangement of stator teeth and magnets during rotor rotation.
Трехфазный магнитоэлектрический генератор включает три независимых модуля 1, 2, 3 (фиг. 1). Каждый модуль содержит закрепленный на валу ротор 4 (фиг. 2), на внешней поверхности которого эквидистантно установлены постоянные магниты 5 чередующейся полярности. Каждому ротору 4 соответствует свой статор 6. Каждый статор 6 выполнен в виде кольцеобразного магнитопровода 7 с радиально расположенными зубцами 8 с обмотками 9, причем статоры 6 повернуты относительно друг друга на треть периода синусоидального тока, т.е. на 120° (фиг. 1). Расстояние «b» между зубцами 8 статора 6 в два раза превышает ширину «a» зубца 8 (фиг. 3). Длина «c» постоянного магнита 5 ротора 4 по окружности равна расстоянию «b» между зубцами 8 статора 6. Расстояние «d» между постоянными магнитами 5 равно ширине «a» зубца 8:Three-phase magnetoelectric generator includes three
b=2a, a=d, b=c.b = 2a, a = d, b = c.
Кольцеобразный магнитопровод 7 может быть выполнен шихтованным из тонких ферромагнитных кольцеообразных пластин или из композиционного ферромагнитного материала, изготовленного методом порошковой металлургии, например, порошков железа (http://pandia.ru/text/78/187/10536.php).The ring-shaped
Трехфазный магнитоэлектрический генератор работает следующим образом. При вращении ротора 4 магниты 5, проходя над зубцами 8, вызывают изменение магнитного поля в зубцах 8, что, в свою очередь, согласно закону электромагнитной индукции, наводит в обмотках 9, расположенных на зубцах 8, ЭДС, пропорциональную скорости изменения магнитного потока. Поскольку магниты 5 ротора 4 имеют чередующуюся полярность, то по мере вращения ротора 4 в каждом зубце 8 направление магнитного поля также изменяется на противоположное, а, следовательно, и полярность ЭДС в обмотке 9 также изменяется на противоположную, формируя участок синусоиды противоположной полярности. Так как статоры 6 всех трех модулей 1, 2, 3 повернуты относительно оси вращения ротора 4 на 120 электрических градусов полного периода синусоиды, то на каждом из статоров 6 формируется одна из трех фаз, необходимых для трехфазного включения. Обмотки 9 всех трех фаз независимы и могут быть включены «звездой» или «треугольником» в зависимости от потребности.A three-phase magnetoelectric generator operates as follows. When the
Так как при любом угле поворота ротора 4 в зоне магнита 5 находятся по площади два зубца 8 (фиг. 4 (а, б, в), «паразитная» сила притяжения зубцов 8 к магнитам 5 постоянна, следовательно «залипание ротора» отсутствует. Вследствие того, что число зубцов 8 и магнитов 5 в каждом модуле 1, 2, 3 статора 6 одинаково, обеспечивается полностью синхронная генерация ЭДС, а значит и максимальный КПД.Since at any angle of rotation of the
Генератор может также работать в режиме электрического двигателя.The generator can also operate as an electric motor.
Для изготовления трехфазного магнитоэлектрического генератора использованы обычные конструкционные материалы и заводское оборудование. Это обстоятельство, по мнению заявителя, позволяет сделать вывод о том, что данная полезная модель соответствует условию патентоспособности «Промышленная применимость».For the manufacture of a three-phase magnetoelectric generator, conventional structural materials and factory equipment were used. This circumstance, according to the applicant, allows us to conclude that this utility model meets the patentability condition “Industrial Applicability”.
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017118811U RU174686U1 (en) | 2017-05-29 | 2017-05-29 | THREE-PHASE MAGNETOELECTRIC GENERATOR |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017118811U RU174686U1 (en) | 2017-05-29 | 2017-05-29 | THREE-PHASE MAGNETOELECTRIC GENERATOR |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU174686U1 true RU174686U1 (en) | 2017-10-26 |
Family
ID=60154187
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2017118811U RU174686U1 (en) | 2017-05-29 | 2017-05-29 | THREE-PHASE MAGNETOELECTRIC GENERATOR |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU174686U1 (en) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6717323B1 (en) * | 2002-06-04 | 2004-04-06 | Wavecrest Laboratories, Llc | Rotary electric motor having a plurality of skewed stator poles and/or rotor poles |
| WO2005086323A1 (en) * | 2004-02-04 | 2005-09-15 | Otis Elevator Company | Dc excited field transverse flux motor |
| CN2745268Y (en) * | 2004-12-07 | 2005-12-07 | 多玉玲 | Ultra-low speed generator |
| US20060022552A1 (en) * | 2004-07-28 | 2006-02-02 | Silicon Valley Micro M Corporation | Multi-phase A.C. vehicle motor |
| RU109349U1 (en) * | 2011-03-16 | 2011-10-10 | Сергей Михайлович Есаков | MAGNETO-ELECTRIC GENERATOR |
| RU127266U1 (en) * | 2012-11-06 | 2013-04-20 | Сергей Михайлович Есаков | MAGNETO-ELECTRIC ENGINE |
-
2017
- 2017-05-29 RU RU2017118811U patent/RU174686U1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6717323B1 (en) * | 2002-06-04 | 2004-04-06 | Wavecrest Laboratories, Llc | Rotary electric motor having a plurality of skewed stator poles and/or rotor poles |
| WO2005086323A1 (en) * | 2004-02-04 | 2005-09-15 | Otis Elevator Company | Dc excited field transverse flux motor |
| US20060022552A1 (en) * | 2004-07-28 | 2006-02-02 | Silicon Valley Micro M Corporation | Multi-phase A.C. vehicle motor |
| CN2745268Y (en) * | 2004-12-07 | 2005-12-07 | 多玉玲 | Ultra-low speed generator |
| RU109349U1 (en) * | 2011-03-16 | 2011-10-10 | Сергей Михайлович Есаков | MAGNETO-ELECTRIC GENERATOR |
| RU127266U1 (en) * | 2012-11-06 | 2013-04-20 | Сергей Михайлович Есаков | MAGNETO-ELECTRIC ENGINE |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2427067C1 (en) | Magnetoelectric generator | |
| RU2494520C2 (en) | Electromagnetic generator | |
| JP2016174521A (en) | Single-phase brushless motor | |
| RU109349U1 (en) | MAGNETO-ELECTRIC GENERATOR | |
| WO2016004823A1 (en) | Stator, brushless direct current motor, three-phase switch reluctance motor and shaded pole motor | |
| RU2581338C1 (en) | Magnetoelectric generator | |
| RU2515998C1 (en) | Magnetoelectric generator | |
| RU2474032C2 (en) | Magnetoelectric generator | |
| RU2437202C1 (en) | Non-contact magnetoelectric machine with axial excitation | |
| RU94083U1 (en) | MAGNETO-ELECTRIC GENERATOR | |
| RU174686U1 (en) | THREE-PHASE MAGNETOELECTRIC GENERATOR | |
| RU2719685C1 (en) | Electric motor stator | |
| RU158144U1 (en) | MAGNETO-ELECTRIC GENERATOR | |
| RU2355909C1 (en) | Wind double-rotation electric generator (versions) | |
| WO2012121685A2 (en) | Low-speed multipole synchronous generator | |
| JP2015532826A (en) | Electromechanical transducer | |
| RU2478250C1 (en) | Reduction magnetoelectric machine with pole gear-type inductor | |
| RU109346U1 (en) | MAGNETO-ELECTRIC GENERATOR | |
| RU2556862C1 (en) | Controlled asynchronous drive with cascade and common rotor | |
| RU115978U1 (en) | MAGNETO-ELECTRIC GENERATOR | |
| RU2507667C2 (en) | Magnetic generator | |
| RU124457U1 (en) | SYNCHRONOUS ELECTRIC AXIAL MAGNETIC FLOW | |
| RU2716489C2 (en) | Electromechanical converter | |
| RU127265U1 (en) | MAGNETO-ELECTRIC GENERATOR | |
| RU189529U1 (en) | Electric generator |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM9K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20200530 |