Електрична машина з постійними магнітами

Реферат: UA 112628 U UA 112628 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до електромеханічних систем перетворення механічної енергії в електричну енергію і може бути використана як електричний генератор вітрової електростанції, а також як автономна система електроживлення вітрового типу. Відома електрична машина [1] містить опори, на яких за допомогою підшипників установлений вал. На валу нерухомо закріплені осердя у вигляді кілець, виконаних зі стрічки електротехнічної сталі, навитої на спіраль з витками, що щільно прилягають один до одного. Електрична машина містить також корпус з циліндричними стінками і торцевими стінками, на яких закріплені постійні магніти. Корпус утворює внутрішній циліндричний простір, який розділений на відсіки перегородками, на торцевих поверхнях яких, як і на торцевих стінках, закріплені постійні магніти. Полярність магнітів чергується. Недоліком відомого пристрою є низький рівень використання активних матеріалів, що суттєво знижує питомі показники електричного генератора. Найбільш близьким технічним рішенням до корисної моделі, що пропонується, за технічною реалізацією і функціональним призначенням є електрична машина з постійними магнітами [1], яка може бути використана як генератор електричного струму, що працює на енергії вітру. Електрична машина, яка включає корпус з циліндричною стінкою і торцевими стінками, на яких закріплені постійні магніти, осердя з обмоткою, установлене на валу з можливістю обертання між торцями магнітів в утвореному корпусом внутрішньому циліндричному просторі, і щітковий вузол. Суттєвим недоліком відомого пристрою є низький рівень використання його активного об'єму, що призводить до погіршення питомих показників електричного генератора. В основу корисної моделі поставлена задача покращення питомих показників електричного генератора і підвищення його енергоефективності, а саме підвищення потужності на одиницю об'єму шляхом збільшення активної поверхні статора і рухомої частини, за умови збереження його габаритів. Вирішення поставленої задачі забезпечується тим, що в електричному генераторі на роторі встановлено додаткові постійні магніти, завдяки яким збільшується активна поверхня машини. Корпус з магнітами може бути встановлений нерухомо. Однак краще, щоб він був встановлений з можливістю обертання. Конструкція, що заявляється, дозволяє здійснити як рухоме, так і нерухоме виконання корпуса, і тому електрична машина містить два ротори: один ротор - вал з осердями й обмотками, другий ротор - корпус з магнітами. Значний ефект досягається, коли обидва ротори встановлені з можливістю обертання в протилежні сторони. В цьому випадку відносна швидкість їхнього обертання дорівнює сумі швидкостей обертання обох роторів, тобто при однакових швидкостях обертання роторів відносна швидкість обертання роторів у два рази вище швидкості одного ротора. Відповідно подвоюється й електрорушійна сила (ЕРС), що пропорційна швидкості обертання, і в результаті збільшується потужність генератора, що пропорційна ЕРС. Завдяки встановленим постійним магнітам на внутрішньому роторі забезпечується значне зростання активної поверхні, завдяки чому досягається підвищення питомих показників. У порівнянні з найближчим аналогом запропоноване технічне рішення відрізняється наявністю наступних істотних ознак, а саме: - магнітопровід статора за радіальним напрямком виконано у вигляді трьох елементарних магнітопроводів, причому внутрішній та зовнішній елементарні магнітопроводи виконані циліндричними з радіальною шихтовкою; - елементарні ротори доповнені циліндричними активними поверхнями, на яких розміщені додаткові магніти. Суть корисної моделі пояснюється кресленням, де показано загальний вигляд генератора. Електрична машина (креслення) містить опори 1, на яких за допомогою підшипникових вузлів 2 установлений вал 3. Електрична машина містить також корпус 4 з стінками у вигляді постійних магнітів 5 і торцевими стінками 6, на яких закріплені постійні магніти 7. Корпус утворює внутрішній циліндричний простір, який розділений на відсіки перегородками, виконаними з магнітів 8 та перегородками з не магнітопровідних матеріалів 9. Магнітопровід статора 10 за радіальним напрямком виконано у вигляді трьох елементарних магнітопроводів, причому внутрішній 11 та зовнішній 12 елементарні магнітопроводи виконані циліндричними з радіальною шихтовкою. Полярність магнітів чергується. До зовнішнього ротора 13 прикріплені додаткові магніти 14 та 15. До вала 3 і до корпуса 4 нерухомо прикріплені відповідно засоби 16 і 17 для передачі моменту обертання. При використанні електричної машини як генератора, який працює від енергії вітру, момент обертання на засоби 16 передається лопатевим колесом з лопатами, 1 UA 112628 U 5 10 15 розвернутими в одну сторону, а момент обертання на засіб 17 передається лопатевим колесом з лопатами, розвернутими в іншу сторону. Електрична машина працює наступним чином. Під дією вітру засоби 16 і 17 для передачі моменту обертання завдяки розвороту в різні сторони лопатей прикріплених до них лопатевих коліс обертаються в протилежні сторони завдяки підшипникам 19. Засіб 16 обертає один ротор, засіб 17 обертає інший ротор, але в протилежному напрямку. Струм, який виникає в обмотках 20 під впливом магнітного поля, створюваного постійними магнітами 5, 7, 8, 14, 15 через кінці обмоток, укладені в канали 21 в валу 3, надходить на щітковий вузол 22. Запропонована конструкція генератора характеризується покращеними питомими показниками і забезпечує підвищення ефективності електромеханічного перетворення енергії вітрових потоків. Джерела інформації: 1. Пат. Укр. UA 60003, МПК 6, Н02К21/26, Н02К16/00, F03B13/12. Електрична машина / Прибішин В.І., Філіпов Е.О., Марчук В.Ю., Перміров Ю.М., Шатайпо А.В., Маринченко П.В., Попович О.О.; опубл. 15.09.2003. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 20 25 Електрична машина, яка містить рухомі шихтовані магнітопроводи статора з кільцевими обмотками, розміщеними аксіально, та вузол струмопідводу, які розміщені на центральному валу, елементарні ротори з тороїдними активними поверхнями у вигляді постійних магнітів з почерговою полярністю з можливістю обертання, і розміщеними на валу контактними кільцями, яка відрізняється тим, що магнітопровід статора за радіальним напрямком виконано у вигляді трьох елементарних магнітопроводів, причому внутрішній та зовнішній елементарні магнітопроводи виконані циліндричними з радіальною шихтовкою, а елементарні ротори доповнені циліндричними активними поверхнями, на яких розміщені додаткові магніти, причому кріплення статора до вала виконано за допомогою кронштейнів з внутрішньої сторони. Комп’ютерна верстка Т. Вахричева Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП "Український інститут інтелектуальної власності", вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2