Двухроторный низкооборотный генератор комбинированного возбуждения

(51) 02 47/04 (2010.01) 02 16/00 (2010.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ ветроэнергетических установок и малых гидроэлектростанции. Данное изобретение обеспечивает регулирование напряжения на выходе низкооборотного генератора переменного тока, увеличивая КПД и удельную мощность на единицу объема при низких частотах вращения ротора. В генераторе два ротора выполнены торцовыми из сердечников П-образной формы, которые изолированы друг от друга воздушным зазором и расположены по окружности статора. Кроме того, постоянные магниты и обмотки возбуждения расположены на одном сердечнике статора и находятся между торцевыми роторами,причем сердечники статора изолированы друг от друга немагнитными материалами, а постоянные магниты расположены полюсами магнитов по окружности статора тангенциально и имеют прямое чередование полюсов.(73) Республиканское государственное предприятие на праве хозяйственного ведения Казахский национальный технический университет им. К.И. Сатпаева Министерства образования и науки Республики Казахстан(54) ДВУХРОТОРНЫЙ НИЗКООБОРОТНЫЙ ГЕНЕРАТОР КОМБИНИРОВАННОГО ВОЗБУЖДЕНИЯ(57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в качестве генератора переменного тока с постоянными магнитами для Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в качестве генератора переменного тока с постоянными магнитами для ветроэнергетических установок и малых гидроэлектростанций. Известен генератор переменного тока комбинированного возбуждения Бут Д.А. Бесконтактные электрические машины Учеб. пособие для электромех. и электроэнерг. спец. вузов. - М. Высш. Шк., 1990. - с.416 ил, стр. 167175, стр.178-181, который является индукторным генератором и содержит статор с обмоткой и две согласно включенные обмотки возбуждения, а на роторе постоянные магниты и вал. Две согласно включенные обмотки возбуждения расположены на спинке статора. Недостатками генератора являются низкий КПД за счет большого намагничивающего тока обмотки возбуждения, так как магнитный поток возбуждения проходит через дополнительные воздушные зазоры,а также малая удельная мощность на единицу объема при низких частотах вращения. Известен также низкооборотный генератор коммутаторного типа для ветроэнергетических установок Предварительный патент 19503,опубликованный в бюл.5 от 15.05.2008, МПК Н 02 47/04. Недостатком данного генератора является низкая удельная мощность на единицу объема, так как постоянные магниты располагаются на статоре, занимая определенный объем генератора и снижая удельную мощность генератора. При низких частотах вращения генератора и заданном диаметре статора этот объем постоянных магнитов будет возрастать. Задачей изобретения является разработка двухроторного низкооборотного генератора переменного тока комбинированного возбуждения с высоким значением КПД упрощенной конструкции,а также увеличение удельной мощности генератора при низких оборотах ротора. Данное изобретение обеспечивает регулирование напряжения на выходе низкооборотного генератора переменного тока и увеличивает КПД и удельную мощность на единицу объема при низких частотах вращения ротора. Это осуществляется за счет того, что два ротора выполнены торцовыми из сердечников П - образной формы, изолированных друг от друга воздушным зазором и расположенных по окружности статора,кроме того постоянные магниты и обмотки возбуждения расположены на одном сердечнике статора и находятся между торцевыми роторами,причем сердечники статора изолированы друг от друга немагнитными материалами, а постоянные магниты расположены полюсами магнитов по окружности статора тангенциально и имеют прямое чередование полюсов. Изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлена упрощенная конструкция двухроторного низкооборотного генератора комбинированного возбуждения на фиг. 2 представлена развернутая схема двухроторного низкооборотного генератора комбинированного возбуждения 2 на фиг. 3 представлена развернутая схема двухроторного низкооборотного генератора комбинированного возбуждения при повороте ротора на одно полюсное деление. Двухроторный низкооборотный генератор комбинированного возбуждения (фиг. 1) состоит из статора, на которой по окружности расположены шихтованные сердечники 1 с обмоткой якоря 5 и постоянные магниты 3 (-) с обмоткой возбуждения 4. Два П-образных шихтованных сердечника ротора 2, изолированных друг от друга воздушным зазором, расположены с двух сторон статора 1 и постоянного магнита (-). Сердечники статора изолированы друг от друга немагнитными материалами, а постоянные магниты расположены полюсами магнитов по окружности статора тангенциально и имеют прямое чередование полюсов (фиг. 2 и 3). На валу ротора 9 посажены подшипники 8, которые с помощью передней и задней крышки 7 крепятся к корпусу 10. Двухроторный низкооборотный генератор комбинированного возбуждения работает следующим образом. На фиг. 2 показано положение статора относительно двух роторов, где магнитные потоки от постоянных магнитов (-) и обмотки возбуждения 4 направлены согласованно относительно друг друга и образуют общий магнитный поток Ф, который замыкается через каждые П-образные шихтованные сердечники ротора 2 (верхний) и, соответственно, ротора 2(нижний), наведя электродвижущие силы (ЭДС) в обмотках статора 4. При повороте ротора (фиг. 3) на одно полюсное делениеобщий магнитный поток Ф, замыкается через каждые П-образные шихтованные сердечники ротора 2 (верхний) и соответственно ротора 2(нижний), наведя электродвижущие силы (ЭДС) в обмотках статора 4, при этом изменяя направление магнитного потока в соответствующих обмотках статора 4 обратной полярности. При дальнейшем повороте ротора (фиг. 2) магнитные потоки Ф от постоянных магнитов (-) и обмотки возбуждения будут иметь первоначальное направление замыкаясь через Побразные шихтованные сердечники ротора 2, наводя электродвижущие силы (ЭДС) в обмотках статора 4 прямой полярности. Такое расположение постоянных магнитов (-) и обмотки возбуждения на статоре позволяет регулировать напряжения на выходе низкооборотного генератора и увеличить КПД, так как по сравнению с известными конструкциями не содержит контакто-щеточное устройство. Кроме того, торцевое расположение статора и ротора позволяет увеличить количество магнитов, по сравнению с известными конструкциями и, тем самым значительно уменьшить частоту вращения ротора при заданном диаметре генератора. Торцевое расположение сердечника статора позволяет увеличить его длину и тем самым увеличить не только число витков якоря, но и сечение проводов, что приведет к возрастанию значения напряжения и тока нагрузки, т.е. мощности генератора при заданном объеме генератора и частоте вращения ротора. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Двухроторный низкооборотный генератор комбинированного возбуждения содержащий статор с обмотками якоря, постоянными магнитами,обмотками возбуждения и роторы, отличающиеся тем, что два ротора выполнены торцовыми из сердечников П-образной формы изолированных друг от друга воздушным зазором и расположенных по окружности статора, кроме того постоянные магниты и обмотки возбуждения расположены на одном сердечнике статора и находятся между торцевыми роторами, причем сердечники статора изолированы друг от друга немагнитными материалами, а постоянные магниты расположены полюсами магнитов по окружности статора тангенциально и имеют прямое чередование полюсов.