ГЕНЕРАТОР ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

ГЕНЕРАТОР ПЕРЕМЕННОГО ТОКА


RU (11) 2109391 (13) C1

(51) 6 H02K27/00 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 20.11.2007 - прекратил действие 

--------------------------------------------------------------------------------

(21) Заявка: 95105765/09 
(22) Дата подачи заявки: 1995.04.13 
(45) Опубликовано: 1998.04.20 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: 1. Авторское свидетельство, 868105, кл. F 03 D 1/00, 1981. 2. SU, авторское свидетельство, 1290023, кл. H 02 K 21/00, 1993. 3. SU, авторское свидетельство, 1334300, кл. H 02 K 23/04, 1987. 4. SU, авторское свидетельство, 1835581, кл. H 02 K 23/54, 1991. 
(71) Заявитель(и): Уфимский государственный авиационный технический университет 
(72) Автор(ы): Хайруллин И.Х.; Афанасьев Ю.В.; Лысенко В.И.; Хлопин С.Г.; Касимов Р.Н.; Афанасьев В.Ю. 
(73) Патентообладатель(и): Уфимский государственный авиационный технический университет 

(54) ГЕНЕРАТОР ПЕРЕМЕННОГО ТОКА 

Изобретение относится к электромашиностроению. В генератор переменного тока введены электромагнит с кольцевым магнитопроводом 15, якорем 10 и механическая тяга 9, соединяющая Г-образные наконечники 5 и 6 с якорем 10 электромагнита, обеспечивающие радиальное смещение Г-образных наконечников в зависимости от величины электрической нагрузки генератора. Устройство способствует повышению надежности, сохранению номинального значения КПД и повышению качества энергии при изменении нагрузки генератора и скорости его вращения за счет стабилизации напряжения. 1 ил. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение относится к электромашиностроению, в частности к тихоходным электрическим машинам.

Известен электротехнический генератор [1], ротор которого выполнен в виде стального кольца с расположенными на нем постоянными магнитами и статором, выполненным из отдельных шихтованных секций трапециевидного сечения, имеющих соединение между собой фланцы.

Известен также синхронный генератор с постоянными магнитами [2], содержащий ферромагнитный ротор и статор, включающий четное число симметрично расположенных по окружности шихтованных стержней, снабженных расположенными на их концах полюсными наконечниками, шихтованными перпендикулярно шихтовке стержней; якорными и экранными катушками, расположенными в его средней части, причем ротор содержит две идентично жестко закрепленные на валу и одинаково ориентированные относительно него полюсные системы, включающие магнитопровод из магнитотвердого материала, имеющий по меньшей мере одну пару полюсов с наконечниками, причем полюсные наконечники статора и ротора находятся друг против друга, а одинаково ориентированные полюса полюсных систем имеют разную полярность.

Известен также генератор с кольцевым якорем [3], содержащий два многополюсных индуктора, полюсы которых направлены из постоянных магнитов с полюсными наконечниками в виде Г-образных сегментов, обращенных внутренней торцевой и цилиндрической поверхностями к обмотке якоря, причем одноименные полюсы индукторов установлены оппозитно, а якорь расположен в зазоре между инжукторами и выполнен в виде кольцевого магнитопровода с обмоткой.

Известен также генератор [4], содержащий два многополюсных индуктора с полюсами из постоянных магнитов и Г-образными наконечниками, имеющими возможность радиального смещения, состоящими из двух частей, магнитной и немагнитной, закрепленными на упругом элементе, расположенном в полюсе, и опирающимися на цилиндрические поверхности элементов скольжения. Якорь, расположенный в зазоре между индукторами, состоит из кольцевого магнитопровода, вокруг которого намотана обмотка.

Недостатком генераторов [1, 2 и 3] является отсутствие стабилизации напряжения при изменении частоты вращения ротора. Этот недостаток частично устранен в генераторе [4], который является наиболее близким по конструкции к предлагаемому нами генератору и выбран нами за прототип.

Однако генератор [4], равно как и генераторы [1, 2 и 3], не обеспечивает стабилизацию генерируемого напряжения при изменении нагрузки генератора.

Задачей изобретения является повышение надежности генератора, сохранение номинального значения КПД и повышение количества энергии при изменении электрической нагрузки генератора и скорости его вращения за счет стабилизации генерируемого напряжения.

Задача решается тем, что в генератор переменного тока, содержащий два многополюсных индуктора, полюсы которых выполнены из постоянных магнитов с Г-образными наконечниками, закрепленными на упругом элементе, расположенном в полюсе и обеспечивающем радиальное смещение, якорь, расположенный в зазоре между многополюсными индукторами, состоящий из якорной обмотки и магнитопровода, выполненного в виде кольца, имеющего в своем сечении равнобедренную трапецию, большее основание которой обращено к наружной поверхности кольца, а меньшее - к внутренней, введен электромагнит с обмоткой, электрически соединенной последовательно с якорной обмоткой, и механическая тяга, соединяющая Г-образные наконечники с якорем электромагнита, обеспечивающие радиальное смещение Г-образных наконечников в зависимости от величины электрической нагрузки генератора.

Якорь электромагнита представляет собой кольцо, состоящее из отдельных сегментов, выполненных из ферромагнитного материала. Число секторов, как правило, равно числу Г-образных наконечников и механических тяг. Взаимная связь сегментов осуществляется одним из известных механизмов, синхронизирующим их перемещение в радиальном направлении и обеспечивающим тем самым уравновешенность вращающихся масс.

Изобретение поясняется чертежом, на котором изображен генератор переменного тока, содержащий индукторы 1 и 2 с полюсами 3 и 4 из постоянных магнитов и Г-образными наконечниками, состоящими из двух частей, магнитной 5 и немагнитной 6, закрепленными на упругом элементе 7, расположенном в полюсе 3, и опирающимися на цилиндрические поверхности элементов скольжения 8, Г-образные наконечники 5 и 6 связаны механической тягой 9 с якорем электромагнита 10, обмотка 11 которого электрически соединена последовательно с якорной обмоткой 12 и нагрузкой генератора. Якорь генератора, расположенный между многополюсными индукторами, состоит из кольцевого магнитопровода 13, вокруг которого намотана обмотка 12, присоединенная последовательно с обмоткой 11 электромагнита к выводным проводникам 14.

Стабилизация происходит следующим образом.

При подключении генератора к нагрузке по обмотке 12 якоря генератора, обмотке электромагнита 11 и выводным проводникам 14 протекает ток. При увеличении частоты вращения генератора наконечники 5 и 6 под действием центробежных сил смещаются в радиальном направлении от центра, увеличивая тем самым немагнитный зазор, что приведет к уменьшению магнитного потока, замыкающегося через наконечники 5 и 6, магнитопровод 13 и полюс 3, и уменьшению длины обмотки, взаимодействующей с магнитным потоком, и, как следствие индуцируемая в обмотке 12 якоря генератора ЭДС сохраняет свое номинальное значение. Если в этот момент нагрузка якоря увеличится, то увеличится ток через обмотку 11 электромагнита, магнитный поток, создаваемый этим током и замыкающийся через кольцевой магнитопровод 15 и якорь 10 тоже увеличится, и якорь 10 будет притягиваться к магнитопроводу 15, попеременно через магнитную тягу 9 воздействуя на Г-образный наконечник 6, заставляя его смещаться к центру, тем самым уменьшая немагнитный зазор, что приведет к увеличению магнитного потока, замыкающегося через Г-образные наконечники 5 и 6, кольцевой магнитопровод 13 и полюс 3, а также к увеличению длины обмотки, взаимодействующей с магнитным потоком, и индуцируемая в обмотке 12 ЭДС сохранит свое значение номинального режима. В целях уменьшения магнитных потоков рассеяния вал 16 сделан из слабомагнитного материала.

Таким образом, предлагаемое техническое решение позволяет обеспечить стабилизацию генерируемого напряжения при изменении электрической нагрузки генератора. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



Генератор переменного тока, содержащий два многополюсных индуктора, полюса которых выполнены из постоянных магнитов с Г-образными наконечниками, закрепленными на упругом элементе, расположенном в полюсе, обеспечивающем радиальное смещение, якорь, расположенный в зазоре между многополюсными индукторами, состоящий из якорной обмотки и магнитопровода, выполненного в виде кольца, имеющего в своем сечении равнобедренную трапецию, большее основание которой обращено к наружной поверхности кольца, а меньшее - к внутренней, отличающийся тем, что в него введены электромагнит с обмоткой, электрически соединенной последовательно с якорной обмоткой, и механическая тяга, соединяющая Г-образные наконечники якорем электромагнита, обеспечивающие радиальное смещение Г-образных наконечников в зависимости от величины электрической нагрузки генератора.




ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян



Независимый научно технический портал

Подборка патентов изобретений и технологий относящихся к ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКЕ:
Гелиоэнергетика - Солнечные электростанции, Солнечные батареи. Солнечные коллекторы;
Ветроэнергетика - Ветроэнергетические установки. Ветродвигатели;
Волновые электростанции. Гидроэлектростанции;
Термоэлектрические источники тока;
Химические источники тока;
Нетрадиционные устройства и способы получения, преобразования и передачи ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ;
Устройства и способы экономии и сохранения электроэнергии;
Генераторы постоянного электрического тока. Электрические машины.



Устройства и способы получения, преобразования, передачи, экономии и сохранения электрической энергии




СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска:"и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "И" означает, что будут найдены только те страници, где встречается каждое из ключевых слов. При использовании режима "или" результатом поиска будут все страници, где встречается хотя бы одно ключевое слово.

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+электрический -генератор".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "генератор" будут найдены слова "генераторы", "ренераторов" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу ("генератор!").


Солнечные электростанции. Гелиоэнергетика | Ветроэнергетические установки. Ветродвигатели. Ветрогенераторы | Волновые, геотермальные и гидроэлектростанции | Термоэлектрические источники тока | Химические источники тока. Накопители электроэнергии. Батареи и аккумуляторы | Нетрадиционные устройства и способы получения, преобразования и передачи электрической энергии | Устройства и способы экономии и сохранения электроэнергии | Генераторы постоянного и переменного электрического тока. Электрические машины


Рейтинг@Mail.ru