Электрогенератор Петли

(51) 02 1/00 (2010.01) 02 19/16 (2010.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ 2009/1312.1 02.11.2009 20.12.2011, бюл.12 Петля Иван Иванович 54471 1, 27.06.20062103782 1, 7.01.199816171180 1, 30.12.199092004603 , 20.01.19952299509 2, 20.05.2007(57) Изобретение относится к области электроэнергетики. Техническим результатом является снижение тормозного момента ротора электрогенераторов, что позволяет малозатратную выработку электроэнергии, в том числе в ветро и гидроэнергетике. Известно, что электрогенераторы состоят из двух основных узлов, статора и ротора. Известно, что главным условием выработки электрического тока является перпендикулярное пересечение проводником магнитных силовых линий и наоборот, а все другие магнитные взаимодействия между ротором и статором электрогенераторв ведут к тормозному моменту ротора. Для снижения тормозного момента ротора в заявляемом электрогенераторе магниты статора скомпонованы в секторно-дисковые магнитоблоки, зафиксированные один за другим на базовом валу из электротехнической стали, а между их полюсами расположены диэлектрические кассеты-обоймы, в ячейки которых вставлены индукционные обмотки ротора, смонтированные на клиновидных сегментах траверс, закрепленных на периферии опорных дисков, свободно вращаемых мехприводом на подшипниках установленных на базовом валу. При этом траверсы с клиновидными сегментами индукционных обмоток ротора изготовлены из алюминиевого сплава, что до минимума снижает тормозной момент ротора,а множество независимых индукционных обмоток ротора позволяет включать их параллельно,последовательно или комбинировано, при этом магнитоблоки могут быть скомпонованы как из постоянных магнитов, так и электромагнитов, а устанавливаемое чередование их полюсов по окружности секторного диска формирует постоянный или переменный ток задаваемой частоты. Изобретение относится к электроэнергетике и может быть использовано во всех отраслях народного хозяйства, в том числе в ветро и гидроэнергетике. Известные электрогенераторы состоят из двух основных узлов - неподвижного статора и вращаемого механическим приводом ротора фиг. А- Известные генераторы постоянного тока, фиг. Б Известные генераторы переменного тока. Магнитное поле статора, взаимодействуя с магнитным полем ротора создает тормозной момент,действующий противоположно вращению ротора. Первичный двигатель, приводящий во вращение генератор, должен развивать момент, равный и противоположный тормозному,затрачивая значительную механическую энергию,преобразуемую в электрическую,а также индуцируются токи, называемые вихревыми токами. Эти токи вызывают нагрев ротора, статора, и на их образование также расходуется определенная часть энергии. Поэтому проблема снижения тормозного момента ротора электрогенераторов является весьма актуальной. Наиболее близким по совокупности существенных признаков к заявляемому техническому решению является модель униполярной динамо-машины М.Фарадея(Фарадей изд. Просвещение Москва, 1969 г,П.С. Кудрявцев с.33-34), содержащая неподвижные магниты, а между их полюсами устанавливали медный диск, к оси и периферии которого подсоединяли электрощетки, а к ним подключали гальванометры. При равномерном вращении диска,в результате магнитной индукции наводилась разность потенциалов электрического тока между центром и периферией диска и гальванометры показывали постоянное отклонение. При вращении диска в обратном направлении,направление тока изменялось на противоположное. Сущность изобретения в том, что в заявляемом электрогенераторе магниты статора скомпонованы в секторно-дисковые магнитоблоки,фиксировано установленные на неподвижном базовом валу, а между их полюсами расположены обмотки индукционного ротора. Магнитоблоки могут быть скомпонованы как из постоянных магнитов, так и электромагнитов с внешним или самовозбуждением,а устанавливаемое чередование их полюсов по окружности секторного диска формирует постоянный или переменный ток задаваемой частоты, сердечники секторных магнитов одной конструкции, взаимозаменяемые. Так как главным условием выработки электроэнергии является перпендикулярное пересечение проводником магнитных силовых линий и наоборот, а все другие магнитные взаимодействия между ротором и статором ведут к тормозному моменту ротора, в заявляемом электрогенераторе индукционные обмотки установлены на клиновидных сегментах траверс ротора, изготовленных из алюминиевого сплава, до минимума снижая тормозной момент ротора. 2 Изобретение поясняется фиг. 1 - Генератор постоянного тока, фиг. 2 Статор генератора постоянного тока, фиг. 3 Магнитоблок генератора постоянного тока, фиг. 4 А- Магнитоблок генератора постоянного тока, фиг. 5 Генератор переменного тока, фиг. 6 - Статор генератора переменного тока, фиг. 7 - Магнитоблок генератора переменного тока, фиг. 8 Б Магнитоблок генератора переменного тока, фиг. 9 Индукционный ротор электрогенератора Петли,фиг. 10 - Компоновочная схема индукционных обмоток ротора, фиг. 11 - Диэлектрическая кассета обойма, фиг. 12 -Электромагнитная индукция. На Фиг. 1 показана компоновочная схема электрогенератора Петли в сборе, где на базовом валу (9) фиксировано установлены секторнодисковые магнитоблоки (1), а между их полюсами со скольжением установлены диэлектрические кассеты-обоймы(3),в ячейках которых расположены индукционные обмотки(2),установленные на клиновидных сегментах (11),траверс (5), а сами траверсы закреплены на периферии опорных дисков (4), свободно вращающихся на подшипниках (10) посредством приводного шкива (6), и в целом предоставляющих собой индукционный ротор электрогенератора. При вращении ротора шкивом мехпривода (6) индукционные обмотки(2) пересекают перпендикулярно магнитные силовые линии между полюсами магнитоблоков (1). В результате в индукционных обмотках (2) возбуждается ЭДС, поступающая на электрощетки(токопроводящие подшипники). Множество независимых индукционных обмоток ротора позволяет включать их между собой параллельно, последовательно или комбинировано. 1. Базовый вал отливка, прокат, мехобработка. 2. Корпус-втулка секторно-дискового магнитоблока, отливка, прокат, мехобработка. 3. Диск секторно-дискового магнитоблока,прокат,вырезка,штамповка мехобработка,напресовка, сварка, пайка по центру длины корпусвтулки магнитоблока. 4. Междусекторные стойки вырезка,штамповка, мехобработка, сварка, пайка к диску магнитоблока 5. Фиксаторы магнитов, вырезка, штамповка,мехобработка, сварка, пайка к периферии между секторных стоек. 6. Диэлектрические кассеты-обоймы, литье,формовка, штамповка. 7. Траверсы ротора с клиновидными сегментами литье из алюминиевого сплава. 8. Опорные диски траверс индукционного ротора (желательно диэлектрик), формовка,прессовка, мехобработка. 9. Индукционные обмотки ротора, намотка на клиновидных сердечниках. 10. Проходной блок-изолятор диэлектрик,формовка, мехобработка. 11. Секторные магниты, постоянные магниты,формовка, спекание, желательно Ниодим Феррум Бор, электромагниты, намотка обмотки на сердечнике из электротехнической стали. На фиг. 12 Электромагнитная индукция дано описание возникновения индуктированной ЭДС в проводнике. Фиг. А, фиг. Б, фиг. 1, фиг. 2, фиг. 3, фиг. 4 А,фиг. 5, фиг. 6, фиг. 7, фиг. 8 Б, фиг. 9, фиг. 10, фиг. 11, фиг. 12. На фиг. 1 показана схема компоновочная электрогенератора Петли (разрез вдоль оси базового вала 9, вид сбоку) Генератор постоянного тока 1. Секторно-дисковые магнитоблоки. 2. Индукционные обмотки ротора. 3. Диэлектрические кассеты обоймы индукционных обмоток. 4. Опорные диски индукционного ротора. 5. Траверсы индукционного ротора. 6. Шкив мехпривода индукционного ротора. 7. Электрощетки (токопроводящие подшипники). 8. Токосъемные кольца(токопроводящие подшипники). 9. Базовые вал (электротехническая сталь). 10. Подшипники ротора. 11. Клиновидные сегменты траверс ротора. 12. Диск секторно-дискового магнитоблока. 13. Секторные магниты. 14. О, А, Б, Свыходные клеммы. 15. Опорно-проходной изолятор фаз. На фиг. 2 показана схема компоновочная статора генератора постоянного тока (разрез вдоль оси базового вала 9). 1. Секторно-дисковые магнитоблоки. 3. Диэлектрические кассеты-обоймы. 8. Токосъемные кольца(токопроводящие подшипники). 10. Подшипники ротора. 12. Диск секторно-дискового магнитоблока. 13. Секторные магниты. На фиг. 3 показан секторно-дисковый магнитоблок генератора постоянного тока (вид с плоскости магнитоблока) (вид в разрезе вдоль оси базового вала 9). 1. Корпус секторно-дискового магнитоблока. 9.Ось базового вала. 12. Диск секторно-дискового магнитоблока. 13. Секторные магниты. 14. Фиксаторы магнитов. На фиг. 4 А показан секторно-дисковый магнитоблок генератора постоянного тока (вид с плоскости магнитоблока и вид с торца двух секторов магнитоблока), (вид в разрезе вдоль оси базового вала 9). 1. Корпус секторно-дискового магнитоблока. 9. Ось базового вала. 12. Диск секторно-дискового магнитоблока. 13. Секторные магниты. 14. Фиксаторы магнитов. 15. Междусекторные стойки. На фиг. 5 показана схема компоновочная схема электрогенератора Петли (разрез вдоль оси базового вал 9), Генератор переменного тока. 1. Корпус секторно-дискового магнитоблока. 2. Индукционные обмотки ротора. 3. Диэлектрические кассеты-обоймы индукционных обмоток. 4. Опорные диски индукционного ротора. 5. Траверсы индукционного ротора. 6. Шкив мехпривода индукционного ротора. 7. Электрощетки (токопроводящие подшипники). 8. Токосъемные кольца(токопроводящие подшипники). 9. Базовый вал (электротехническая сталь). 10. Подшипники ротора. 11. Клиновидные сегменты траверс ротора. 12. Диск секторно-дискового магнитоблока. 13. Секторные магниты. 14. О.А.Б.С. выходные клеммы индукционного ротора. 15. Опорно-проходной изолятор фаз. На фиг. 6 показана схема компоновочная статора переменного тока (разрез вдоль оси базового вала 9). 1. Секторно-дисковые магнитоблоки. 3. Диэлектрические кассеты-обоймы. 8. Токосъемые кольца(токопроводящие подшипники). 10. Подшипики ротора. 12. Диск секторно-дискового магнитоблока. 13. Секторные магниты. На фиг. 7 показан секторно-дисковый магнитоблок генератора переменного тока (вид с плоскости магнитоблока) (вид в разрезе вдоль оси базового вала 9). 1. Корпус секторно-дискового магнитоблока. 9. Ось базового вала. 12. Диск секторно-дискового магнитоблока. 13. Секторные магниты. 14. Фиксаторы магнитов. На фиг. 8 Б показан секторно-дисковый магнитоблок генератора переменного тока (вид с плоскости магнитоблока и вид с торца двух секторов магнитоблока) (вид в разрезе вдоль оси базового вала 9). 1.Корпус секторно-дискового магнитоблока. 9. Ось базового вала. 12. Диск секторно-дискового магнитоблока. 13. Секторные магниты. 14. Фиксаторы магнитов. 15. Междусекторные стойки. На фиг. 9 показана компоновочная схема обмоток индукционного ротора (вид в разрезе по оси базового вала 9). 2.Индукционные обмотки. 4.Опорные диски индукционного ротора. 5. Траверсы индукционного ротора. 6. Шкив мехпривода. 7. Электрощетки (токопроводящие подшипники). 9. Ось базового вала 9. 11. Клиновидные сегменты траверсы ротора. На фиг. 10 показана компоновочная схема индукционных обмоток ротора (вид с плоскости)(вид сбоку вдоль оси базового вала 9). 2. Индукционные обмотки. 4. Опорные диски ротора. 5. Траверсы ротора. 11. Клиновидные сегменты траверсы ротора. 3 На фиг. 11 показана схема компоновочная диэлектрической кассеты-обоймы индукционных обмоток. 2. Индукционные обмотки 3. Шейка диэлектрической кассеты-обоймы. 5. Траверсы ротора. 11. Клиновидные сегменты траверсы ротора. 16. Диэлектрические диски кассетыобоймы. 17. Диэлектрические стенки ячеек кассетыобоймы. На фиг. 12 показан принцип возникновения ЭДС в проводнике (3). 1. Полюсы магнитов. 2. Проводник. 3. Измерительный электроприбор. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Электрогенератор,содержащий статор магниты, а между их полюсами расположен медный диск - ротор с токосъемными щетками в центре и на периферии диска, вращаемый механическим приводом, отличающийся тем, что в заявляемом электрогенераторе магниты статора скомпонованы в секторно-дисковые магнитоблоки, закрепленные один за другим с зазором между их полюсами на неподвижном базовом валу, а между ними расположены свободно вращаемые диэлектрические обоймо-кассеты, в ячейки которых вставлены обмотки индукционного ротора, смонтированные на клиновидных сегментах траверс из алюминиевого сплава, закрепленных на периферии опорных дисков, вращаемых механическим приводом.