Магнітний підшипник електрогенератора або вітроелектрогенератора

Реферат: Магнітний підшипник електрогенератора або вітроелектрогенератора містить вал, нерухомий електромагнітний циліндр, що закріплений на внутрішньому боці втулки хрестовини, рухомий магнітний циліндр, що закріплений на призматичній частині вала, нерухомий плоский горизонтальний електромагнітний диск, що закріплений на хрестовині напроти крайнього рухомого магнітного диска, нерухомий магнітний циліндр всередині втулки і нерухомий плоский горизонтальний магнітний диск виконані у вигляді електромагнітів. При цьому крайній рухомий складовий магнітний диск виконаний у вигляді плоскої металевої основи, на площині периферійної частині якої встановлені постійні магніти, а в площині центральної частини крильчатка, при цьому в центрі крильчатки виготовлений наскрізний отвір, який має переріз в формі призматичної частини вала для насадження складового крайнього рухомого магнітного диска на призматичну частину вала, а крильчатка складається зі ступиці, нахилених лопатей і периферійного обода, причому на площині периферійної частини плоскої металевої основи просічені крізні посадочні отвори для установки в них постійних магнітів, які по черзі повернені до нерухомого електромагнітного диска поперемінно N- і S-полюсами, і також по черзі вони розташовані на різній висоті та по черзі закриті. UA 118265 U (12) UA 118265 U UA 118265 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до галузі машинобудування, зокрема до вузлів та деталей машин з використанням магнітних або електричних опор, а саме до підшипників, і може бути використане для електрогенераторів і вітроелектрогенераторів з постійними та/або електромагнітами. Відомий магнітний підшипник, який входить до складу електрогенератора [див.,наприклад, заявку № u201701749 від 23.02.2017 на видачу патенту України на корисну модель]. Відомий магнітний підшипник містить зовнішні магнітні циліндри, розташовані на внутрішньому боці втулки, а внутрішні - на призматичній частині вала, нерухомі плоскі магнітні диски змонтовані напроти магнітів крайніх рухомих дисків на кожній з хрестовин, полюси нерухомих плоских магнітних дисків спрямовані назустріч однойменним полюсам крайніх рухомих магнітних дисків. Відомий електромагнітний підшипник [див., наприклад, заявку № u201701752 від 23.02.2017 на видачу патенту України на корисну модель]. Даний електромагнітний підшипник є найбільш близьким до технічного рішення, що заявляється, за технічною суттю і ефектом, що досягається, і вибраний як прототип (найближчого аналога). Даний підшипник містить змонтований в кожній з втулок один в другому магнітний циліндр: зовнішній магнітний циліндр, що закріплений на внутрішньому боці втулки в хрестовині, а внутрішній - на призматичній частині вала, що обертається; напроти закріплених на валу крайніх рухомих дисків на кожній з хрестовин закріплені нерухомі плоскі горизонтальні магнітні диски, полюси яких спрямовані назустріч однойменним полюсам магнітів крайніх рухомих дисків. Недоліками відомих підшипників (підшипника, що входить до складу електрогенератора за заявкою № u201701749 від 23.02.2017 і електромагнітного підшипника за заявкою u201701752 від 23.02.2017) є низька енергетична ефективність вироблення електроенергії електрогенератором, яка обумовлена недостатньою надійністю і складністю конструктивного рішення, а також нетехнологічністю їх монтажу, що негативно відображається на енергетичній ефективності вироблення електроенергії. Суттєвими ознаками найближчого аналога (прототипу), які збігаються з магнітним підшипником, що вибраний як прототип, є наявність: - вала, - нерухомого електромагнітного циліндра, що закріплений на внутрішньому боці втулки хрестовини, - рухомого магнітного циліндра, що закріплений на призматичній частині вала, - нерухомого плоского горизонтального електромагнітного диска, що закріплений на хрестовині напроти крайнього рухомого магнітного диска, - виконання у вигляді електромагнітів нерухомого магнітного циліндра всередині втулки и нерухомого плоского горизонтального магнітного диска, - складання нерухомих електромагнітного циліндра и плоского горизонтального електромагнітного диска з сердечників, котушок і спільних циліндричного та плоского магнітопроводів, - складання рухомого магнітного циліндра й рухомого плоского горизонтального магнітного диска з постійних магнітів, - закріплення циліндричних електромагнітів на внутрішньому боці втулки, - закріплення плоских електромагнітів на хрестовині з боку крайнього рухомого магнітного диска, що насаджений на вал. Суттєві ознаки магнітного підшипника, що заявляється, які відрізняються від електромагнітного підшипника, що вибраний як прототип: - виконання крайнього рухомого магнітного диска, який насаджений на призматичну частину вала, у вигляді плоскої металевої основи, - встановлення на площині периферійної частині плоскої металевої основи постійних магнітних елементів, - встановлення в площині центральній частині крильчатки, - виготовлення в центрі крильчатки наскрізного отвору, - наскрізний отвір має переріз в формі призматичної частини вала для насадження крайнього рухомого магнітного диска на призматичну частину вала, - крильчатка складається зі ступиці, нахилених лопатей і периферійного обода, - на площині периферійної частини плоскої металевої основи просічені через один крізні посадочні отвори для установки в них постійних магнітних елементів, - постійні магнітні елементи по черзі повернені до нерухомого електромагнітного диска поперемінно N- і S-полюсами, - постійні магнітні елементи по черзі розташовані на різній висоті і по черзі закриті. 1 UA 118265 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 В основу корисної моделі, що заявляється, поставлено задачу удосконалення магнітного підшипника шляхом зміни його конструктивних елементів, що дозволить знизити собівартість електрогенератора і підвищити енергетичну ефективність вироблення електроенергії за рахунок збільшення коефіцієнта корисної дії магнітних підшипників шляхом заміни суцільних постійних магнітів на рухомому магнітному диску на магніти, що складаються з окремих магнітних елементів, а також шляхом збільшення надійності за рахунок зменшення трудомісткості і нетехнологічності монтажу за рахунок спрощення виготовлення постійних магнітів з окремих елементів, що позитивно відображається на енергетичній ефективності вироблення електроенергії. Технічним результатом корисної моделі, що заявляється, є підвищення енергетичної ефективності вироблення електроенергії і надійності роботи електрогенератора, за рахунок спрощення конструктивного рішення, трудомісткості і не технологічності монтажу. Зазначений технічний результат досягається тим, що згідно з технічним рішенням, що заявляється: - крайній рухомий складовий магнітний диск, що насаджений на призматичну частину вала, виконаний у вигляді плоскої металевої основи, - на площині периферійної частини плоскої металевої основи встановлені постійні магнітні елементи, - в площині центральної частини плоскої металевої основи встановлена крильчатка, - в центрі крильчатки виготовлений наскрізний отвір, - наскрізний отвір має переріз в формі призматичної частини вала для насадження крайнього рухомого складового магнітного диска на призматичну частину вала, - крильчатка складається зі ступиці, нахилених лопатей і периферійного обода, - на площині периферійної частини плоскої металевої основи просічені через один крізні посадочні отвори для установки в них постійних магнітів (магнітних елементів), - постійні магнітні елементи по черзі повернені до нерухомого електромагнітного диска поперемінно N- і S-полюсами, - постійні магнітні елементи також по черзі розташовані на різній висот і по черзі закриті. Суть корисної моделі, що заявляється (магнітного підшипника для електрогенераторів та/або для вітроелектрогенераторів), полягає в наступному. При виконанні крайнього рухомого магнітного диска, який насаджений на призматичну частину вала, у вигляді плоскої металевої основи, при встановленні на площині периферійної частини плоскої металевої основи постійних магнітних елементів, при встановленні в площині центральної частини крильчатки, при виготовленні в центрі крильчатки наскрізного отвору з перерізом в формі призматичної частини валу для насадження крайнього рухомого магнітного диска на призматичну частину вала, при складанні крильчатки зі ступиці, нахилених лопатей і периферійного обода, при просіченні на площині периферійної частини плоскої металевої основи через один крізних посадочних отвір для установки в них постійних магнітних елементів, при здійсненні повернення постійних магнітних елементів по черзі до нерухомого електромагнітного диска поперемінно N- і S-полюсами, при розташуванні постійних магнітних елементів по черзі на різній висоті підвищується енергетична ефективність вироблення електроенергії за рахунок спрощення конструктивного рішення, трудомісткості і нетехнологічності монтажу, що веде до досягнення вищезгаданого технічного результату. Таким чином, сукупність суттєвих ознак заявленої корисної моделі дозволяє досягти зазначеного вище технічного результату. Суть корисної моделі, що заявляється, пояснюється також принциповою схемою, наведеною на фігурах. На фіг. 1 зображений розріз схематичного загального вигляду магнітного підшипника електрогенератора, що заявляється. На фіг. 2 показаний плоский рухомий магнітний диск (вигляд з тильного боку крайнього диска). До складу магнітного підшипника електрогенератора, що заявляється, входять наступні елементи та вузли: 1 - вал, що обертається, 2 - втулка, 3 - нерухомий електромагнітний циліндр, 4 - хрестовина, 5 - внутрішній рухомий магнітний циліндр, що закріплений на валу (1), 6 - нерухомий плоский горизонтальний електромагнітний диск, 7 - крайній плоский рухомий складовий магнітний диск, 2 UA 118265 U 5 10 15 20 25 30 35 8 - електромагніти, 9 - сердечники, 10 - котушки, 11 - циліндричний спільний магнітопровід, 12 - плоский спільний магнітопровід, ПР - призматична частина вала, 13 - плоска металева основа, 14, 15 - елементи постійних магнітів, 16 - крильчатка, 17 - ступиця, 18 - нахилені лопаті, 19 - периферійний обод, 20 - просічені через один крізні посадочні отвори. Магнітний підшипник електрогенератора, що заявляється, функціонує наступним чином. На призматичну частину (ПР) вала (1) насаджується внутрішній рухомий магнітний циліндр (5), що розміщений всередині втулки (2), який направлений однойменним полюсом до однойменного полюса циліндричного спільного магнітопроводу (11). Всередині втулки (2) на її внутрішньому боці закріплюється також і нерухомий електромагнітний циліндр (3). На хрестовині (4) монтується нерухомий плоский горизонтальний електромагнітний диск (6). Нерухомий електромагнітний циліндр (3) і нерухомий плоский горизонтальний електромагнітний диск (6) виконані у вигляді електромагнітів (8), які складаються із сердечників (9) з намотаними на них котушками (10). Електромагніти (8) і котушки (10) електромагнітів (6) з'єднані послідовно. При подачі напруги на послідовно з'єднані котушки (10) електромагнітів (8) через котушки (10) проходить струм, який індукує всередині котушок (10) електромагнітне поле. Індуковане електромагнітне поле посилюється сердечниками (9) і передається на спільні магнітопроводи: на плоский (11) і на циліндричний (12). Індуковане електромагнітами (8) магнітне поле відштовхує елементи постійних магнітів (14, 15) плоского рухомого магнітного диска (7), який жорстко закріплений на призматичній частині (ПР) вала (1). В залежності від величини радіального і осьового навантаження на електромагнітний підшипник (радіального і осьового биття) здійснюється регулювання величини струму, що пропускається через послідовно з'єднані котушки (10), що відповідно усуває це радіальне і осьове биття. Таким чином, удосконалення магнітного підшипника електрогенератора шляхом зміни його конструктивних елементів, підвищує енергетичну ефективність вироблення електроенергії електрогенератором за рахунок зменшення трудомісткості і не технологічності монтажу електрогенератора. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 40 45 50 55 Магнітний підшипник електрогенератора або вітроелектрогенератора, що містить вал, нерухомий електромагнітний циліндр, що закріплений на внутрішньому боці втулки хрестовини, рухомий магнітний циліндр, що закріплений на призматичній частині вала, нерухомий плоский горизонтальний електромагнітний диск, що закріплений на хрестовині напроти крайнього рухомого магнітного диска, нерухомий магнітний циліндр всередині втулки і нерухомий плоский горизонтальний магнітний диск виконані у вигляді електромагнітів, нерухомі електромагнітні циліндри і плоскі горизонтальні електромагнітні диски складаються з сердечників, котушок і спільних циліндричного та плоского магнітопроводів, рухомий магнітний циліндр і рухомий плоский горизонтальний магнітний диск - з постійних магнітів, циліндричні електромагніти закріплені на внутрішньому боці втулки, плоскі електромагніти закріплені на хрестовині з боку крайнього рухомого магнітного диска, що насаджений на вал, який відрізняється тим, що крайній рухомий складовий магнітний диск, що насаджений на призматичну частину вала, виконаний у вигляді плоскої металевої основи, на площині периферійної частини якої встановлені постійні магніти, а в площині центральної частини - крильчатка, при цьому в центрі крильчатки виготовлений наскрізний отвір, який має переріз в формі призматичної частини вала для насадження складового крайнього рухомого магнітного диска на призматичну частину вала, а крильчатка складається зі ступиці, нахилених лопатей і периферійного обода, причому на площині периферійної частини плоскої металевої основи просічені крізні посадочні отвори для установки в них постійних магнітів, крім того, постійні магніти по черзі повернені до нерухомого електромагнітного диска поперемінно N- і S-полюсами, і також по черзі вони розташовані на різній висоті та по черзі закриті. 3 UA 118265 U Комп’ютерна верстка В. Мацело 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 4