Электрический генератор на постоянных магнитах

Полезная модель относиться к преобразователям энергии постоянных магнитов, предназначена для использования в энергетике и машиностроении. Электрический генератор на постоянных магнитах содержит статор с обмотками, размещенными на зубцах статора, выполненных с разнесенными в пространстве участками магнитопровода и магнитной перемычкой в виде статорных полюсных наконечников. Создание замкнутого кольца с малым магнитным сопротивлением для магнитных потоков, обусловленных реакцией якоря, приводит к уменьшению потерь энергии, затрачиваемой на преодоление реакции якоря и повышение КПД генератора.

Полезная модель относится к преобразователям энергии постоянных магнитов, предназначена для использования в энергетике и машиностроении, в стационарных и мобильных энергетических установка.

Известно устройство, работающее как генератор электрического тока с возбуждением от постоянных магнитов, содержащее неподвижный явнополюсной статор, на внутренних зубцах которого размещены обмотки для питания отдельных групп потребителей. В известном устройстве на каждом зубце расположено по одной обмотке (см. авторское свидетельство 378021, опубл. 18.04.1973, Бюл. 19) прототип.

Недостатком прототипа является низкий коэффициент полезного действия (КПД) за счет отсутствия эффективных мер минимизации степени влияния реакции якоря. Достигаемая в прототипе стабилизации напряжения за счет определенной очередности подключения к обмотке статора потребителей с разной нагрузкой не решает проблемы повышения КПД генератора.

Технический результат заключается в повышении КПД генератора, минимизации степени влияния реакции якоря за счет разделения в пространстве участков магнитопровода с обмотками статора.

Технический результат достигается тем, что электрический генератор на постоянных магнитах содержит неподвижный явнополюсный статор с обмотками в виде двух одинаковых секций, размещенными на зубцах статора, многополюсный ротор с постоянными магнитами, являющимися конструктивными деталями ротора.

Особенностью является то, что зубцы статора вдоль радиуса генератора выполнены в виде спаренных симметричных и параллельных участков, внутренние торцы которых замкнуты полюсными наконечниками из ферромагнитного материала. Обмотки на каждом зубце статора выполнены в виде двух одинаковых секций, каждая их которых размещена на одном из спаренных симметричных параллельных участков зубца. Секции обмотки каждого из зубцов статора соединены последовательно и согласно. Обмотки на зубцах статора с спаренными секциями могут быть соединены последовательно и согласно в группы или все вместе, для питания цепей отдельных групп потребителей или их объединенной нагрузки.

Сущность полезной модели поясняется графическими материалами, на которых изображено: фиг. 1 - конструкция электрического генератора на постоянных магнитах с сечениями участков главных звеньев магнитных цепей; фиг. 2 - схематическое представление цепей активных зон с замыкающимися магнитными потоками.

Электрический генератор на постоянных магнитах (фиг. 1) содержит неподвижный явнополюсный статор 1 с обмотками в виде двух одинаковых секций 2, 3, размещенными на зубцах 4 статора 1, многополюсный ротор 5 с постоянными магнитами, являющимися конструктивными деталями ротора 5. Зубцы 4 статора 1 вдоль радиуса генератора выполнены в виде спаренных симметричных и параллельных участков 6 и 7, внутренние торцы которых замкнуты полюсными наконечниками 8 из ферромагнитного материала. Обмотки на каждом зубце 4 статора 1 выполнены в виде двух одинаковых секций 2, 3, каждая из которых размещена на одном из спаренных симметричных параллельных участков 6, 7 зубца 4. Секции 2,3 обмотки каждого из зубцов 4 статора 1 соединены последовательно и согласно (фиг. 2). Обмотки на зубцах 4 статора 1 со спаренными секциями 2, 3 могут быть соединены последовательно и согласно в группы или все вместе, для питания цепей отдельных групп потребителей или их объединенной нагрузки.

При подключении нагрузки к обмоткам работающего генератора, к выводам H₂K₃, (см. фиг. 2), в спаренных симметричных и параллельных участках 6, 7 зубцов 4 статора 1 нагрузочными токами, протекающими по секциям 2, 3 обмоток, будут наводиться магнитные потоки Ф_р2 и Ф_р3, направленные навстречу основному магнитному потоку Фпм постоянных магнитов ротора 5. Наличие этих тормозящих встречных потоков Ф_р2, Ф_р3 принято квалифицировать как реакцию якоря, которая приводит к потерям преобразования энергии и понижению КПД генераторов.

В предлагаемой полезной модели, за счет конструктивного решения магнитных цепей, магнитные потоки Ф_Р2 и Ф_Р3, порожденные реакцией якоря, будут замыкаться по цепи с наименьшим магнитным сопротивлением, т.е. через полюсные наконечники. На участках 6, 7 зубцов 4 с обмотками в виде секций 2, 3 магнитные потоки Ф_р2 и Ф_р3, будучи встречно направленными и одинаковыми по величине, окажутся взаимно скомпенсированными, а ввиду того, что магнитное сопротивление воздушного зазора велико, воздействие потоков Ф_Р2 и Ф_р3 на магнитные полюса постоянных магнитов ротора 5 будет минимальным. За счет этого достигается повышение КПД генератора, по сравнению с тем, что имеется в прототипе.

1. Электрический генератор на постоянных магнитах, содержащий неподвижный явнополюсный статор с обмотками, размещенными на зубцах статора, многополюсный ротор с постоянными магнитами, являющимися конструктивными деталями ротора, отличающийся тем, что зубцы статора вдоль радиуса генератора выполнены в виде спаренных симметричных и параллельных участков, внутренние торцы которых замкнуты полюсными наконечниками из ферромагнитного материала.

2. Генератор по п.1, отличающийся тем, что обмотки на каждом зубце статора выполнены в виде двух одинаковых секций, каждая их которых размещена на одном из спаренных симметричных параллельных участков зубца.

3. Генератор по п.1, отличающийся тем, что секции обмотки каждого из зубцов статора соединены последовательно и согласно.

4. Генератор по п.1, отличающийся тем, что обмотки на зубцах статора со спаренными секциями могут быть соединены последовательно и согласно в группы или все вместе для питания цепей отдельных групп потребителей или их объединенной нагрузки.