Електричний генератор плоскої конструкції

Реферат: Електричний генератор плоскої конструкції містить співвісно розташовані в корпусі ротор з двох роторних дисків зі стальним магнітопроводом і два статорних диски з якірними котушками. Ротор додатково містить стальний диск, розташований між статорними дисками з якірними котушками, причому стальні диски жорстко закріплені на обертовому валу, установленому в підшипникових щитах і з'єднаному з вихідним валом вітродвигуна. UA 116576 U (12) UA 116576 U UA 116576 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до синхронних генераторів, і може знайти застосування у вітроелектроустановках невеликої потужності. Відомий безредукторний малопотужний вітроелектрогенератор [Пат. 104467 МПК F03D 7/06 (2006.01), F03D 1/06 (2006.01), опубл. 10.02.2016, Бюл. №3], що містить дводисковий стальний ротор, з рівномірно закріпленими на периферії дисків постійними магнітами, дзеркально розташованими один до одного різнойменними полюсами, і дисковий статор з якірними котушками без осердя, розташований з зазором між дисками багатополюсного ротора. Недоліком відомого пристрою є низька надійність, обумовлена попаданням пилу і вологи до відкритого корпусу. Відомий також електричний генератор плоскої конструкції [Пат. 8454 МПК Н02К 21/26, 16/00, опубл. 15.08.2005. - Бюл. №8], взятий за прототип, що містить статор та ротор, виконаний у вигляді багатополюсного магніту, статор виконаний у вигляді тороїдального сердечника із тонколистової електротехнічної сталі, жорстко з'єднаного з валом, по обидві сторони тороїдального сердечника розташовані незалежні однофазні чи багатофазні одношарові чи двошарові обмотки, ротор являє собою дві багатополюсні магнітні системи на постійних магнітах, які розташовані по обох торцях тороїдального сердечника з обмотками, причому кінці обмоток виведені крізь пази у валу. Недоліками пристрою, взятого за прототип, є низький ККД, обумовлений втратами у стальному магнітопроводі статора із-за його перемагнічування, а також низька надійність, обумовлена складністю виводів кінців обмоток через нерухомий вал та приєднання їх до електроспоживача. В основу корисної моделі поставлено задачу створення електричної машини з більшим ККД за рахунок зменшення втрат потужності у магнітопроводі та підвищення надійності за рахунок спрощення конструкції. Поставлена задача вирішується тим, що електричний генератор плоскої конструкції, що містить співвісно розташовані в корпусі ротор з двох роторних дисків зі стальним магнітопроводом, і два статорних диски з якірними котушками, згідно з корисною моделлю, ротор додатково містить стальний диск, розташований між статорними дисками з якірними котушками, причому стальні диски жорстко закріплені на обертовому валу, установленому в підшипникових щитах, і з'єднаному з вихідним валом вітродвигуна. У прикладах конкретного виконання стальні роторні диски виготовлені зі звичайної сталі; статорні диски виготовлені з якірних котушок, залитих компаундом, і закріплені у корпусі, що є нерухомим. Виконання магнітопроводу ротора, розміщеного між статорними дисками з подвійним зазором, зі звичайної сталі здешевлює конструкцію, а закріплення його на валу - зменшує втрати на перемагнічування і момент зрушення. Виконання статорних дисків у вигляді якірних котушок, залитих компаундом, також усуває втрати на перемагнічування, зменшує момент зрушення та здешевлює конструкцію. Виконання корпусу нерухомим підвищує експлуатаційну надійність. Жорстке скріплення роторних дисків з обертовим валом, установленому у підшипникових щитах, та з'єднаному з валом вітродвигуна підвищує надійність генератора. Таким чином, запропонована корисна модель забезпечує збільшення ККД за рахунок зменшення втрат потужності у магнітопроводі та підвищення надійності за рахунок спрощення конструкції. Суть корисної моделі пояснюється кресленням електричного генератора з постійними магнітами: на фіг. 1 зображена будова електричного генератора плоскої конструкції; на фіг. 2 - статорний диск з якірними котушками; на фіг. 3 - роторний диск з постійними магнітами. Електричній генератор плоскої конструкції містить корпус 1, що може бути встановлений як вертикально, так і горизонтально, вал 2, закріплений у підшипникових щитах 3. На валу 2 розташований тридисковий ротор, на двох зовнішніх стальних дисках 4 рівномірно по колу закріплені постійні магніти 5 з дзеркально розташованими один до одного однойменними полюсами та чергуванням полюсів по колу, третій роторний диск 6, виконаний зі сталі, розташований між статорними дисками 7 з котушками 8 трапецієвидної форми без осердя. Якірні котушки 8 без осердя з'єднані згідно з трифазною системи генератора і установлені в площині статора перпендикулярно осі вихідного вала 2 та залиті компаундом. Шпильками 9 статор 7 з якірними обмотками 8 жорстко закріплений в нерухомому корпусі 1. Вал електрогенератора 2 кінематично з'єднаний з вихідним валом вітродвигуна (не показано). 1 UA 116576 U 5 10 15 20 25 30 Пристрій працює наступним чином. Вал вітродвигуна передає обертовий момент через кінематичний зв'язок вала 2, який в свою чергу, обертає закріплені на ньому стальні роторні диски 4 з закріпленими на них постійними магнітами 5 і роторний стальний диск 6. Так як навпроти магнітів розташований стальний диск 6, то створюється потужний магнітний потік, який замикається через стальні статорні диски 4, 6 та плоскі якірні котушки 8. При обертанні роторних дисків магнітний потік постійних магнітів по черзі пронизує якірні обмотки 8 і індукує в них ЕРС. Для зменшення пульсації та вібрації обмотки виконані трифазними. В електрогенераторі у кожному статорному диску по 3 обмотки, з'єднаних зіркою, по 2 котушки згідно з послідовністю в одну обмотку. В залежності від потреб, обмотки двох статорних дисків з'єднуються згідно з паралельно або згідно з послідовно. З'єднані попередньо, згідно з вибраною схемою, обмотки укладають у спеціальну заготовлену форму і заливають для скріплення компаундом. Основна задача полягає у визначенні величини проміжку та параметрів якірної котушки при наявній кількості магнітів. Миттєве значення ЕРС провідників визначається за виразом: eпр=Bxlν, де Вх - індукція в місці розташування провідника в даний момент часу; l - довжина активної частини провідника; ν - лінійна швидкість переміщення провідника відносно поля. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 1. Електричний генератор плоскої конструкції, що містить співвісно розташовані в корпусі ротор з двох роторних дисків зі стальним магнітопроводом і два статорних диски з якірними котушками, який відрізняється тим, що ротор додатково містить стальний диск, розташований між статорними дисками з якірними котушками, причому стальні диски жорстко закріплені на обертовому валу, установленому в підшипникових щитах і з'єднаному з вихідним валом вітродвигуна. 2. Електричний генератор плоскої конструкції за п. 1, який відрізняється тим, що стальні роторні диски виготовлені зі звичайної сталі. 3. Електричний генератор плоскої конструкції за п. 1, який відрізняється тим, що статорні диски виготовлені з якірних котушок, залитих компаундом, і закріплені у корпусі, що є нерухомим. 2 UA 116576 U Комп’ютерна верстка О. Рябко Міністерство економічного розвитку і торгівлі України, вул. М. Грушевського, 12/2, м. Київ, 01008, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3