Электрогенератор

Полезная модель относится к электротехнике, а именно к конструкции бесщеточного синхронного электрогенератора, который может быть использован, например, для получения электрической энергии в ветроэнергетических установках. В электрогенераторе ротор в виде двух магнитопроводных дисков, закрепленых на магнитопроводной ступице, установленной на валу. Один из дисков ротора снабжен постоянными трапециевидными магнитами. Магниты размещены в кольцевой ряд с чередующейся полярностью и образованием между боковыми поверхностями соседних радиального угла , зависящего от количества полюсов. Между дисками ротора в корпусе зафиксирован статор в виде диска, из термостойкого диэлектрического материала, на котором закреплена многовитковая обмотка. Последняя состоит из последовательно соединенных кольцевых секций, образующих кольцевой ряд. У каждой секции обмотки внутренняя радиальная ширина превышает ширину кольцевого ряда постоянных магнитов. 1 н.п., 2 з.п. ф-лы, 2 илл.

Полезная модель относится к электротехнике, а именно к конструкции бесщеточного синхронного электрогенератора, который может быть использован, например, для получения электрической энергии в ветроэнергетических установках.

Известен электрогенератор, ротор которого снабжен постоянными магнитами, а статор содержит две параллельные пластины в виде соединенных друг с другом дисков, между которыми размещены обмотки; статор имеет магнитопроводы в виде плоских колец (описание к патенту на изобретение RU 2168062, мпк⁷ F03D 9/00).

Известен низкооборотный магнитоэлектрический генератор, содержащий кольцеобразный ряд обмоток статора на железных сердечниках из листов или прессованного порошка железа, и соответствующий кольцеобразный ряд постоянных магнитов ротора, в частности, синхронная машина с постоянной намагниченностью для синусоидального напряжения, обмотки выполнены сосредоточенными, а не распределены в пазах, сердечники с обмотками чередуются с железными сердечниками без обмоток, так что на каждом втором железном сердечнике имеется обмотка, число промежутков между сердечниками отличается от числа полюсов. Машина рассчитана на трехфазное напряжение с последовательным соединением соседних катушек для получения ·m таких групп на фазу, которые могут быть соединены последовательно или параллельно (описание к патенту на изобретение RU 2234788, мпк⁷ H02K 21/24, H02K 21/12).

Недостаток известных конструкций низкий коэффициент полезного действия, поскольку обмотки в кольцеобразном ряду находятся на значительном расстоянии друг от друга, и в момент нахождения магнитов в промежутке между обмотками ЭДС в них не индуцируется. Кроме того, при прохождении постоянных магнитов ротора над сердечниками обмоток статора имеет место взаимное притяжение постоянных магнитов ротора и сердечников обмоток статора (так называемый эффект «залипания» ротора), что затрудняет пуск генератора и создает интенсивный шум при его работе.

Известен магнитоэлектрический генератор, позволяющий снизить перечисленные выше недостатки (описание к патенту на полезную модель RU 94083, МПК H02K 21/00 (2006.01) F03D 9/00 (2006.01)).

Ротор известного электрогенератора снабжен постоянными магнитами, а статор содержит две параллельные пластины, между которыми размещены кольцевые обмотки, ротор выполнен из двух закрепленных на валу параллельных дисков, на каждом из которых на обращенных друг к другу поверхностях размещены кольцеобразные ряды постоянных магнитов, расположенных в каждом ряду эквидистантно, полярность постоянных магнитов каждого ряда чередуется, при этом полюса постоянных магнитов одного ряда обращены к противоположным полюсам постоянных магнитов другого ряда. Кольцевые обмотки статора выполнены в форме равнобедренных трапеций, боковые стороны которых расположены радиально относительно оси вращения ротора, а участки кольцевых обмоток в основаниях трапеций выгнуты по дуге. Ширина кольцевого ряда обмоток на статоре превышает ширину кольцеобразного ряда постоянных магнитов на дисках ротора.

Известный генератор имеет более высокий к.п.д., меньший пусковой момент и уровень шума в процессе работы, но при этом имеет сложную конструкцию, что обусловлено в частности наличием двух рядов постоянных магнитов.

Задача полезной модели - создание электрогенератора с улучшенными характеристиками - высокий к.п.д., низкий пусковой момент, упрощение технологии изготовления.

Технический результат - упрощение конструкции, снижение веса и затрат на изготовление.

Технический результат достигается тем, что в электрогенераторе, включающем ротор в виде двух закрепленных на валу магнитопроводных дисков, снабженный постоянными трапециевидными магнитами с радиальным расположением боковых сторон, установленными в кольцевой ряд с чередующейся полярностью, и, размещенный между дисками ротора, статор в виде диска с кольцевым рядом обмоток, у которых внутренняя радиальная ширина превышает ширину кольцевого ряда постоянных магнитов, последними снабжен один из дисков ротора, при этом диски закреплены на валу в магнитопроводной ступиц.

Диск статора может быть выполнен из термостойкого диэлектрического материала, а обмотка статора без образования лобовых частей.

На фиг.1 схематично изображен общий вид электрогенератора, на фиг.2, - вид А-А фиг.1.

Электрогенератор содержит ротор, состоящий из двух параллельных магнитопроводных дисков 1 и 2, установленных на не магнитопроводной ступице 3, которая закреплена валу 4. На одном из дисков, диске 1 вдоль обода размещены постоянные трапециевидные магниты 5 с чередующейся полярностью, образуя кольцеобразный ряд. В ряду магниты 5 размещены с образованием между боковыми поверхностями соседних радиального угла , зависящего от количества полюсов.

Статор электрического генератора зафиксирован в корпусе 6 между дисками 1, 2 ротора и выполнен в виде диска 7, на котором над постоянными магнитами 5 размещена многовитковая обмотка 8, состоящая из секций по числу последних. Внутренняя радиальная ширина секции обмотки 8 превышает ширину кольцевого ряда и радиальную ширину постоянных магнитов 5. Каждая из секций обмотки может быть выполнена кольцевым или зигзагообразным способом и имеют последовательное соединение между собой.

Диск 7 выполнен из термостойкого диэлектрического материала и в нем предусмотрен вывод концов обмотки (не показаны).

Электрогенератор работает следующим образом.

При возникновении вращающего момента на валу 4, приводящего диски 1, 2 со ступицей 3 во вращение, вращающееся магнитное поле постоянных магнитов 5 пересекает секции обмотки 8. Изменяясь как по абсолютному значению, так и по направлению, оно наводит в каждой переменную электродвижущую силу. Электродвижущие силы складываются, и генерируемое напряжение снимается с выводных концов обмотки 8.

1. Электрогенератор, включающий ротор в виде двух закрепленных на валу магнитопроводных дисков, снабженный постоянными трапециевидными магнитами с радиальным расположением боковых сторон, размещенными в кольцевой ряд с чередующейся полярностью, и размещенный между дисками ротора статор в виде диска с кольцевым рядом обмоток, у которых внутренняя радиальная ширина превышает ширину кольцевого ряда постоянных магнитов, отличающийся тем, что постоянными магнитами снабжен один из дисков ротора, при этом диски закреплены на валу в магнитопроводной ступице.

2. Электрогенератор по п.1, отличающийся тем, что диск статора выполнен из термостойкого диэлектрического материала, а обмотка статора без образования лобовых частей.