Електрогенератор

Реферат: Електрогенератор містить несучий каркас, укладений в кожух, встановлені на валу, що обертається, з чергуванням n нерухомих дисків з розміщеними по колу з котушками, електромагнітами і датчиками магнітного поля і n рухомих дисків з розміщеними в його посадочних гніздах магнітними елементами з можливістю магнітної взаємодії з котушками, датчиками магнітного поля і електромагнітами нерухомого диска і кріплення конструктивних елементів електрогенератора. Рухомі диски мають фіксовані по висоті кільцеві виступи, посадочні гнізда під магнітні елементи, що мають циліндричну форму, виконані крізними, на торцевій стороні рухомого диска симетрично радіальній осі циліндричних магнітних елементів виконані проточки, твірні якої з одного боку зв'язані з бічною стороною циліндричного магнітного елемента, а з другого боку - з бічною поверхнею рухомого диска. При цьому котушки, електромагніти і датчики магнітного поля розміщені на нерухомому диску симетрично радіальній осі згаданих циліндричних магнітних елементів, рухомі диски закріплені на валу, що обертається, за допомогою різьбового з'єднання і зафіксовані пропущеним крізь отвори в них шплінтом, а нерухомі диски скріпляють між собою пропущеною крізь отвори в них шпилькою, зафіксованою в елементах несучого каркаса. UA 103379 U (12) UA 103379 U UA 103379 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до електротехніки, зокрема до електричних машин, і може бути використана в конструкціях електрогенераторів з постійними магнітами. Відомий магнітоелектричний генератор, що входить до складу відомого повітряного генератора, по патенту на винахід RU 2168062 С1, МПК F03D9/00, дата подання заявки: 07.12.1999р., дата публікації заявки: 27.05.2001 р., що містить несучий каркас, укладений в кожух, встановлені на валу, що обертається, з чергуванням n нерухомих дисків з розміщеними по колу електромагнітами і n рухомих дисків з розміщеними в його посадочних гніздах магнітними елементами з можливістю магнітної взаємодії з котушками та електромагнітами нерухомого диска і кріплення конструктивних елементів електрогенератора. На відміну від заявленої корисної моделі в диски статора вмонтовані магнітопроводи у вигляді шихтованих плоских кілець з феромагнітної стрічки з обмотками на їх торцевих частинах, а постійні магніти встановлені в посадочних гніздах, які виконані по обидві сторони диска ротора. Найближчим аналогом до заявленої корисної моделі за сукупністю ознак і технічному результату, що досягається, є електрогенератор по патенту RU 2534046 С1, МПК Н02К21/24 (2006.01), дата подання заявки: 10.06.2013 р., дата публікації: 27.11.2014 р., що містить, несучий каркас, укладений в кожух, встановлені на валу, що обертається, з чергуванням n нерухомих дисків з розміщеними по колу котушками, датчиками магнітного поля і електромагнітами і n рухомих дисків з розміщеними в його посадочних гніздах магнітними елементами з можливістю магнітної взаємодії з котушками, електромагнітами і датчиками магнітного поля нерухомого диска і кріплення конструктивних елементів електрогенератора. На відміну від заявленої корисної моделі магнітопроводи статора, тобто нерухомих дисків, виконані П-подібними і обернути своїми полюсами, встановленими радіально, до ротора, а кожний магнітний елемент виконаний у вигляді двох постійних магнітів, які повернені різнойменними полюсами, встановленими радіально до статора і сполучених магнітопроводом з магнітом'якого матеріалу. Загальним недоліком приведених електрогенераторів є недостатня надійність і енергетична ефективність, яка обумовлена складністю конструктивного рішення, трудомісткістю і нетехнологічністю монтажу, при якій допускаються неточності технологічних і робочих параметрів, що негативно відображаються на надійності і ефективності їх роботи. В основу корисної моделі поставлена задача удосконалити електрогенератор шляхом зміни конструктивного рішення, спростити пристрій електрогенератора, підвищити його технологічність і надійність і, за рахунок цього, підвищити енергетичну ефективність електрогенератора. Поставлена задача вирішується тим, що в електрогенераторі, що містить несучий каркас, укладений в кожух, встановлені на валу, що обертається, з чергуванням n нерухомих дисків з розміщеними по колу з котушками, електромагнітами і датчиками магнітного поля і n рухомих дисків з розміщеними в його посадочних гніздах магнітними елементами з можливістю магнітної взаємодії з котушками, датчиками магнітного поля і електромагнітами нерухомого диска і кріплення конструктивних елементів електрогенератора, згідно з корисною моделлю, рухомі диски мають фіксовані по висоті кільцеві виступи, посадочні гнізда під магнітні елементи, що мають циліндричну форму, виконані крізними, на торцевій стороні рухомого диска симетрично радіальній осі циліндричних магнітних елементів виконані проточки, твірні якої з одного боку зв'язані з бічною стороною циліндричного магнітного елемента, а з другого боку - з бічною поверхнею рухомого диска, при цьому котушки, електромагніти і датчики магнітного поля розміщені на нерухомому диску симетрично радіальній осі згаданих циліндричних магнітних елементів, рухомі диски закріплені на валу, що обертається, за допомогою різьбового з'єднання і зафіксовані пропущеним крізь отвори в них шплінтом, а нерухомі диски скріпляють між собою пропущеною крізь отвори в них шпилькою, зафіксованою в елементах несучого каркаса. Згідно з корисною моделлю в електрогенераторі як елементи несучого каркаса для фіксації шпильки використовують його основу у вигляді хрестовини і кришку, через отвори в яких пропускають шпильку і скріпляють гайками. Згідно з корисною моделлю в електрогенераторі як датчик магнітного поля використовують біполярний датчик Холла. Згідно з корисною моделлю в електрогенераторі проточки виконані напроти парних по лічбі циліндричних магнітних елементів. Згідно з корисною моделлю в електрогенераторі як магнітні елементи використовують неодимові магніти. Згідно з корисною моделлю неодимові магніти циліндричної форми повернені однойменними полюсами до поверхні нерухомих дисків. 1 UA 103379 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Виконанням рухомих дисків з фіксованими по висоті кільцевими виступами їх закріплення на валу, що обертається, за допомогою різьбового з'єднання і їх фіксації пропущеним крізь отвори в них шплінтом, забезпечується оперативність монтажу n рухомих дисків із залишенням між ними фіксованого робочого проміжку, висока надійність конструкції і точність енергетичних параметрів, зокрема робочих зазорів, що дозволило значною мірою виключити можливе биття і вібрації дисків, підвищити надійність і енергетичну ефективність електрогенератора. Виконання посадочного гнізда під магнітні елементи, що мають циліндричну форму крізними дозволило створити конструкцію електрогенератора при монтажі якого стало можливим варіювати кількість встановлених на валу, що обертається, з чергуванням n нерухомих дисків і n рухомих дисків залежно від заданого споживацького навантаження. Крім того розміщення магнітних елементів в крізних отворах рухомого диска забезпечує двосторонню їх магнітну взаємодію з розміщеними по обидві його сторони котушками, електромагнітами та датчиками магнітного поля на нерухомих дисках, що забезпечує високу ефективність їх використовування. Виконання на торцевій стороні рухомого диска симетрично радіальній осі циліндрових магнітних елементів проточки, твірні якої з одного боку зв'язані з бічною стороною циліндричного магнітного елемента, а з другого боку - з бічною поверхнею рухомого диска і розміщення котушок, електромагнітів і датчиків магнітного поля на нерухомому диску симетрично радіальній осі згаданих циліндричних магнітних елементів, досягнуто їх безпосередня магнітна взаємодія з голою ділянкою бічної поверхні циліндричного магнітного елемента, що дозволило значно підвищити ефективність їх магнітної взаємодії. Закріплення рухомих дисків на валу, що обертається, за допомогою різьбового з'єднання і їх фіксацію пропущеним крізь отвори в них шплінтом, дозволило виключити биття і вібрації дисків на валу, які приводять до дестабілізації енергетичних параметрі і, як наслідок, до зниження енергетичної ефективності електрогенератора. Скріплення нерухомих дисків між собою пропущеною крізь отвори в них шпилькою, зафіксованою в елементах несучого каркаса, досягнута технологічність і надійність їх монтажу. Суть корисної моделі пояснюються кресленнями, де на: фіг. 1 - переріз загального виду електрогенератора; фіг. 2 - фрагмент перерізу загального виду електрогенератора в масштабі 1:2; фіг. 3 - загальний вид електрогенератора в перерізі по А-А; фіг. 4 - загальний вид електрогенератора в перерізі по В-В; фіг. 5 - фрагмент електрогенератора в перерізі по Б-Б; фіг .6 - вид по стрільці Г фрагмента електрогенератора в перерізі по Б-Б; фiг. 7 - схема з'єднання виведень з котушок електрогенератора. Електрогенератор, що заявляється, містить несучий каркас 1, укладений в кожух 2, встановленіна валу 3, що обертається, з чергуванням n нерухомих дисків 4 з розміщеними по колу котушками 5, датчиками магнітного поля 6 і електромагнітами 7 і n рухомих дисків 8 з розміщеними в його посадочних гніздах 9 магнітними елементами 10 з можливістю магнітної взаємодії з котушками 5, датчиками магнітного поля 6 і електромагнітами 7 нерухомого диска 4 і кріплення конструктивних елементів електрогенератора. Рухомі диски 8 мають фіксовані по висоті кільцеві виступи 11. Посадочні гнізда 9 під магнітні елементи 10, що мають циліндричну форму, виконані крізними. На торцевій стороні рухомого диска 8 симетрично радіальній осі циліндрових магнітних елементів 10 виконані проточки 12, утворюючі 13, якої з одного боку зв'язані з бічною стороною циліндрового магнітного елемента 10, а з другого боку - з бічною стороною рухомого диска 8. Рухомі диски 8 закріплені на валу 3, що обертається, за допомогою різьбового з'єднання 14 і зафіксовані пропущеним крізь отвори в них 15 шплінтом 16. Нерухомі диски 4 скріпляють між собою, пропущеною крізь отвори 17 в них шпилькою 18, зафіксованої в елементах несучого каркаса 1. В якості елемента несучого каркаса 1 для фіксації шпильки 18 використовують його основу 19 у вигляді хрестовини і кришку 20 через отвори 17, в яких пропускають шпильку 18 і скріпляють гайками 21. Як датчик магнітного поля 6 використовують біполярний датчик Холла. Проточки 12 виконані напроти парних по лічбі циліндрових магнітних елементів 10, за які використовують неодимові магніти. Вал 3, що обертається, розміщений в підшипниках 22, 23. встановлених в хрестовині 19 і кришці 20 відповідно. На вільному кінці вала 3, що обертається, розміщений шків-маховик 24 під клиновий ремінь 25. Шків-маховик 24 закріплений на валу 3, що обертається, за допомогою шліцьової гайки 26. В хрестовині 19 під вал 3, що обертається, змонтований конічний підшипник 22, а в кришці 20 під згаданий вал 3 змонтований кульковий радіальний підшипник 23. Вивідні клеми 27 з обмоток котушок 5 через діодний випрямляч і накопичувальний конденсатор приєднані до акумуляторної батареї (на кресленні не показано). Рівну відстань між нерухомими дисками 4 встановлюють за допомогою дистанційних втулок 28. 2 UA 103379 U 5 10 15 20 25 30 35 40 Відомості, які підтверджують можливість здійснення корисної моделі. Заздалегідь готують складові частини електрогенератора, зокрема хрестовину 19, в якій встановлений конічний підшипник 22. При монтажі початкове положення кришки 20 із змонтованим в неї кульковим радіальним підшипником 23 та запресованим в нього валом 3 знаходиться в основі. Далі через отвори 17 знизу в кришці 20 пропускають шпильки 18 і скріпляють їх по обидві сторони від кришки гайками 21. Надягають на шпильки 18 дистанційні втулки 28 і скріпляють їх гайками. Після чого на вал 3, що обертається, накручують рухомий диск 8 з циліндровими магнітними елементами 10 до упора в кільцевий виступ 11. При цьому циліндрові магнітні елементи 10 встановлюють в крізному посадочному гнізді 9 з можливістю магнітної взаємодії з котушками 5, датчиками магнітного поля 6 і електромагнітами 7 нерухомого диска 4. Зверху рухомого диска 8 через вільні кінці згаданих шпильок 18 розміщують нерухомий диск 4 і дистанційні втулки 28 під наступний нерухомий диск 4. Над нерухомим диском 4 закручують наступний рухомий диск 8 до упора в кільцеві виступи попереднього рухомого диска 8. Подальше розміщення дисків з чергуванням n нерухомих дисків 4 з розміщеними по колу котушками 5, датчиками магнітного поля 6 і електромагнітами 7 і n рухомих дисків 8 з розміщеними в його посадочних гніздах 9 магнітними елементами 10 з можливістю магнітної взаємодії з котушками 5, датчиками магнітного поля 6 і електромагнітами 7 нерухомого диска 4 здійснюється аналогічним способом. При цьому датчик магнітного поля, за який використовують датчик Холла 6 і електромагніт 7, розміщують на нерухомому диску 4 симетрично радіальної осі згаданих циліндричних магнітних елементів 10 і проточки 12. Після набору відповідної кількості дисків, необхідної для забезпечення заданого споживацького навантаження, рухомі диски 8 стягують шплінтами 16, встановленими з натягом в отворах 15. Потім встановлюють хрестовину 19. При цьому вал 3 запресовують в конічний підшипник 22 з вильотом його вільного кінця. Через отвори 17 в хрестовині пропускають шпильки 18 і затягують їх гайками 21. На вільний кінець вала 3 насаджують шкiв-маховик 24 під клиновий ремінь 25, який закріплюють шліцьовою гайкою 26. Одержаний таким чином несучий каркас 1 з електромагнітною системою в зборі укладають в кожух 2. Зібрану конструкцію перевертають в початкове робоче положення, при якому хрестовина 19 знаходитися в основі, а кришка 20 відповідно нагорі конструкції. Для забезпечення роботи в заявленому електрогенераторі за допомогою клинового ременя 25 або приводу приводять в обертання вал 3. При обертанні вала 3 магнітні елементи 10 рухомого диска 8 створюють магнітні потоки, які протікають через котушки 5 і електромагніти 7. В результаті обертання рухомих дисків 8 з циліндровими магнітними елементами 10 між нерухомими дисками 4 з котушками 5 і електромагнітами 7, магнітні потоки, що протікають в магнітопроводах згаданих котушок 5 і електромагнітів 7, стають змінними і, пронизуючи їх обмотки, наводять в останніх електрорушійну силу, яка виводиться клемами 27 через діодний випрямляч і накопичувальний конденсатор на акумуляторну батарею (на кресленні не показано). За допомогою біполярного датчика Холла, який реагує на зміну полярності магнітного поля забезпечується управління електричною схемою електрогенератора (на кресленні не показано). ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 45 50 55 1. Електрогенератор, що містить несучий каркас, укладений в кожух, встановлені на валу, що обертається, з чергуванням n нерухомих дисків з розміщеними по колу з котушками, електромагнітами і датчиками магнітного поля і n рухомих дисків з розміщеними в його посадочних гніздах магнітними елементами з можливістю магнітної взаємодії з котушками, датчиками магнітного поля і електромагнітами нерухомого диска і кріплення конструктивних елементів електрогенератора, який відрізняється тим, що рухомі диски мають фіксовані по висоті кільцеві виступи, посадочні гнізда під магнітні елементи, що мають циліндричну форму, виконані крізними, на торцевій стороні рухомого диска симетрично радіальній осі циліндричних магнітних елементів виконані проточки, твірні якої з одного боку зв'язані з бічною стороною циліндричного магнітного елемента, а з другого боку - з бічною поверхнею рухомого диска, при цьому котушки, електромагніти і датчики магнітного поля розміщені на нерухомому диску симетрично радіальній осі згаданих циліндричних магнітних елементів, рухомі диски закріплені на валу, що обертається, за допомогою різьбового з'єднання і зафіксовані пропущеним крізь отвори в них шплінтом, а нерухомі диски скріпляють між собою пропущеною крізь отвори в них шпилькою, зафіксованою в елементах несучого каркаса. 3 UA 103379 U 5 10 2. Електрогенератор за п. 1, який відрізняється тим, що як елементи несучого каркаса для фіксації шпильки використовують його основу у вигляді хрестовини і кришку, через отвори в яких пропускають шпильку і скріпляють гайками. 3. Електрогенератор за п. 1, який відрізняється тим, що як датчик магнітного поля використовують біполярний датчик Холла. 4. Електрогенератор за п. 1, який відрізняється тим, що проточки виконані напроти парних по лічбі циліндричних магнітних елементів. 5. Електрогенератор за п. 1, який відрізняється тим, що як магнітні елементи використовують неодимові магніти. 6. Електрогенератор за п. 1, який відрізняється тим, що неодимові магніти циліндричної форми повернені однойменними полюсами до поверхні нерухомих дисків. 4 UA 103379 U 5 UA 103379 U 6 UA 103379 U Комп’ютерна верстка Д. Шеверун 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 7