Использование - в качестве привода вращения. Вращатель содержит статор, постоянные магниты которого подпружинены и установлены подвижно наружу одноименными полюсами. Постоянные магниты ротора установлены на его наружной стороне с обоими полюсами навстречу магнитам статора. Постоянные магниты кольцеобразного коромысла-маховика установлены одноименными полюсами внутрь навстречу одноименным полюсам статора и расположены с наружной стороны вокруг статора. В результате взаимодействия магнитов...
Область деятельности(техники), к которой относится описываемое изобретение
Изобретение связано с использованием трехфазных синхронных машин специальной конструкции с возбуждением от постоянных магнитов НО 2 К 21/27.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
В настоящее время широко известны конструкции трехфазных синхронных машин (двигателей и генераторов), в том числе и с возбуждением от постоянных магнитов.
Конструкции таких синхронных машин описаны, например, в книге М.М.Кацмана “Электрические машины и трансформаторы”, часть II, Москва, издательство “Высшая школа”, 1976 г.
Описание конструкции синхронных машин с возбуждением от постоянных магнитов могут быть приняты за прототип синхронных машин, предлагаемых в настоящем изобретении.
Недостатком существующих синхронных машин является то, что магнитный поток, создаваемый постоянными магнитами полюсов ротора, пересекает проводники обмотки статора, располагаемые в пазах внутренней поверхности статора. При этом генерируемая электрическая мощность в генераторе равна требуемой механической мощности, подводимой к ротору генератора (без учета потерь энергии в статоре и механических потерь энергии в роторе).
Точно также механическая мощность, развиваемая двигателем, равна мощности, потребляемой двигателем от источника питания (без учета потерь энергии).
rnrnrnrnrnrnrnrnrn
В связи с изложенным эффективность существующих синхронных машин, принятых за прототипы, всегда меньше единицы.
Технический результат, на достижение которого направлено настоящее изобретение, состоит в создании трехфазных электрических машин (двигателя и генератора) с эффективностью, большей единицы, объединяемых на одном валу в агрегат, позволяющий обеспечить выработку электроэнергии без затрат каких-либо энергоносителей.
Устройство синхронного двигателя-генератора (СДГ) состоит из трехфазного синхронного двигателя (ТСД) и трехфазного синхронного генератора (ТСГ), находящихся на одном валу, помещенных в общий корпус.
Двигатель и генератор выполнены с явно выраженными полюсами статора и ротора, с обмотками статора (ОС), намотанными “вокруг” полюсов статора.
Статор, состоящий из полюсов статора (ПС) и “спинки” статора (СС), выполнен из листовой электротехнической стали.
Ротор, состоящий из полюсов ротора (ПР) и спинки ротора (СР), выполнен из монолитной электротехнической стали.
В спинке ротора размещены постоянные магниты возбуждения (ПМВ).
В центре полюсов ротора генератора дополнительно размещены плоские небольшой толщины компенсационные постоянные магниты (ПМК), располагаемые в плоскости, содержащей ось генератора.
Особенностью конструкции двигателей ТСД является малая толщина постоянных магнитов возбуждения (2hПМП).
Длина полюсов статора вдоль внутренней поверхности статора (lПС) составляет 60 “электрических” градусов; длина полюсов ротора вдоль наружной поверхности ротора (lПР ) составляет 120 “электрических” градусов.
rnrnrnrnrnrnrnrnrn
Число полюсов статора (mC) кратно трем и равно mC=3Р, где Р - число пар полюсов в машине. Число полюсов ротора (m P) равно: mP=2P.
Все части магнитопроводов двигателя и генератора являются “ненасыщенными”, что позволяет учитывать магнитное сопротивление только постоянных магнитов и воздушных зазоров.
Схематические поперечные сечения ТСД и ТСГ приведены на фиг.1 и 2 соответственно.
При подаче на обмотки статора синхронного двигателя трехфазного напряжения в двигателе при вращении ротора с синхронной скоростью образуется вращающееся магнитное поле статора. Величина магнитного потока статора ФC определяется намагничивающей силой обмоток статора iWOC и величиной магнитного сопротивления воздушного зазора (RM ) и постоянного магнита возбуждения (RМПМВ)
Благодаря компенсации намагничивающих сил, создаваемых токами обмоток статора с помощью компенсационных постоянных магнитов, величина магнитного потока статора ФСмала, а следовательно, тормозной момент в генераторе определяется, главным образом, потерями холостого хода, что обеспечивает повышенную эффективность генератора. Компенсация НМС, создаваемых токами в ОС, проиллюстрирована на фиг.3, где показаны на линейных “развертках” полюсов ротора и статора пути магнитных потоков от постоянных магнитов возбуждения (ПМВ) и от действия НМС токов статора (iОС) при отсутствии компенсационных постоянных магнитов (ПМК) при различных положениях полюсов ротора относительно полюсов статора.
Пути магнитных потоков ротора показаны сплошными линиями; пути магнитных потоков “статора” - пунктирными линиями. Стрелками V показано направление движения полюсов ротора. Стрелками “е” показаны направления действия НМС в полюсах статора, создаваемых токами в обмотках статора.
На фиг.1 представлено схематическое поперечное сечение ТСД с числом пар полюсов Р=4.
схематическое поперечное сечение ТСД с числом пар полюсов Р=4
На фиг.1 приняты следующие обозначения:
1 - “спинка” статора (СС)
2 - полюса статора (ПС)
3 - обмотки статора (ОС)
4 - полюса ротора (ПР)
rnrnrnrnrnrnrnrnrn
5 - “спинка” ротора (СР)
6 - постоянные магниты возбуждения (ПМВ)
Стрелками показаны направления НМС ПМВ.
На фиг.2 представлено схематическое поперечное сечение ТСГ с числом пар полюсов Р=4.
схематическое поперечное сечение ТСГ с числом пар полюсов Р=4.
На фиг.2 приняты следующие обозначения:
1 - “спинка” статора (СС)
2 - полюса статора (ПС)
3 - обмотки статора (ОС)
4 - полюса ротора (ПР)
5 - “спинка” ротора (СР)
6 - постоянные магниты возбуждения (ПМВ)
7 - постоянные магниты компенсационные (ПМК)
Стрелками показаны направления НМС ПМВ и ПМК.
линейная развертка полюсов ротора и статора и пути магнитных потоков ротора и статора при различных положениях полюсов ротора относительно полюсов статора.
На фиг.3 представлена линейная “развертка” полюсов ротора и статора и пути магнитных потоков ротора и статора при различных положениях полюсов ротора относительно полюсов статора.
Стрелками показаны направления магнитных потоков и НМС ПМВ и ПМК.
На фиг.4 показана структурная схема автономной электростанции (АЭС).
Синхронный двигатель генератор (СДГ) предназначен для использования в составе автономной электростанции (АЭС) для питания потребителей трехфазного или однофазного переменного тока или для питания потребителей постоянного тока (после выпрямления).
Структурная схема АЭС приведена на фиг.4. Первоначальный пуск двигателя (Д) и поддержание необходимой скорости производится при питании его от аккумуляторной батареи (АБ) с помощью трехфазного автономного инвертора (АИ) при соответствующем регулировании частоты и напряжения трехфазного напряжения, подаваемого на обмотки двигателя.
В процессе работы СДГ аккумуляторная батарея поддерживается в полностью заряженном состоянии с помощью зарядного устройства (ЗУ).
Процесс изготовления СДГ практически ничем не отличается по технологии и применяемым материалам от изготовления серийных синхронных машин с постоянными магнитами и может быть реализован на обычных электромашиностроительных предприятиях.
В СДГ могут быть использованы широко применяемые в электромашиностроении постоянные магниты из NdFeB с остаточной индукцией В0=1,2 Тл, коэрцитивной силой НС=12 кЭ и намагниченностью J=955000 A/M.
Формула изобретения
Устройство синхронного двигателя-генератора, состоящее из расположенных на одном валу трехфазного синхронного двигателя и трехфазного синхронного генератора, которые выполнены с возбуждением от постоянных магнитов, отличающееся тем, что ротор и статор двигателя и генератора имеют явно выраженные полюса, обмотки статора намотаны вокруг полюсов статора, в двигателе и генераторе размеры полюсов статора вдоль внутренней окружности статора составляют 60 электрических градусов, а размеры полюсов ротора вдоль наружной окружности ротора составляют 120 электрических градусов, постоянные магниты возбуждения в двигателе и генераторе размещены в спинках ротора между его полюсами, в центре полюсов ротора генератора находятся плоские компенсационные постоянные магниты, размещенные в плоскостях, проходящих через ось генератора.
Имя изобретателя: Бихман Рудольф Ионович Имя патентообладателя: Бихман Рудольф Ионович Почтовый адрес для переписки: 129085, Москва, пр. Мира, 99, кв.36, Р.И. Бихману Дата начала отсчета действия патента: 2004.03.31
Разместил статью: search
Дата публикации: 27-05-2005, 19:42
Ноу-хау разработки, а именно данное изобретение автора относится к электромашиностроению, в частности к электрическим машинам постоянного тока с постоянными магнитами, и может быть использовано в электрических двигателях и генераторах постоянного тока. Технический результат, достигаемый при использовании заявленного изобретения, состоит в увеличении мощности путем увеличения рабочего магнитного потока и повышении стабильности выходных характеристик путем возможности их регулирования. Данный...
Назначение: в электроприводах промышленных роботов, манипуляторов и в системах автоматики. Статор электрической машины постоянного тока с постоянными магнитами содержит замкнутое магнитопроводящее ярмо 2, полюсные сердечники 3, плоские постоянные магниты 5, прилегающие одноименной полярностью к полюсному сердечнику 3. В ярме 2 статора со стороны воздушного зазора выполнен кольцевой паз правильной геометрической формы так, что ось паза лежит в плоскости, перпендикулярной оси статора. В паз...
Никакого начала не было - безконечная вселенная существует изначально, априори как безконечное пространство, заполненное энергией электромагнитных волн, которые также существуют изначально и материей, которая состоит из атомов и клеток, которые состоят из вращающихся ЭМ волн.
В вашей теории есть какие-то гравитоны, которые состоят из не известно чего. Никаких гравитонов нет - есть магнитная энергия, гравитация - это магнитное притяжение.
Никакого начала не было - вселенная, заполненная энергией ЭМ волн , существует изначально.
То есть, никакой энергетической проблемы не решилось от слова совсем. Так как для производства металлического алюминия, тратится уймище энергии. Производят его из глины, оксида и гидроксида алюминия, понятно что с дико низким КПД, что бы потом его сжечь для получения энергии, с потерей ещё КПД ????
Веселенькое однако решение энергетических проблем, на такие решения никакой энергетики не хватит.
Вместо трудновыполнимых колец, я буду использовать,цилиндрические магниты, собранные в кольцевой пакет, в один, два или три ряда. На мой взгляд получиться фрактал 1 прядка. Мне кажется, что так будет эффективней, в данном случае. И в место катушек, надо попробывать бифиляры или фрактальные катушки. Думаю, хороший будет эксперимент.
Проблема в том, что человечество зомбировано религией, что бог создал всё из ничего. Но у многих не хватает ума подумать, а кто создал бога? Если бога никто не создавал - значит он существует изначально. А почему самому космосу и самой вселенной как богу-творцу - нельзя существовать изначально?
Единственным творцом материального мира, его составной субстанцией, источником движения и самой жизни является энергия космоса, носителем которой являются ЭМ волны, которыми как и полагается богу заполнено всё космическое пространство, включая атомы и клетки.
От углеводородов кормится вся мировая финансовая элита, по этому они закопают любого, кто покусится на их кормушку. Это один. Два - наличие дешевого источника энергии сделает независимым от правительств стран все население планеты. Это тоже удар по кормушке.
Вначале было то, что существует изначально и никем не создавалось. А это
- безграничное пространство космоса
- безграничное время протекания множества процессов различной длительности
- электромагнитная энергия, носителем которой являются ЭМ волны, которыми как и положено творцу (богу) материального мира, заполнено всё безграничное пространство космоса, из энергии ЭМВ состоят атомы и клетки, то есть материя.
Надо различать материю и не материю. Материя - это то, что состоит из атомов и клеток и имеет массу гравитации, не материя - это энергия ЭМ волн, из которых и состоит материя