Генератор (варианты)

(51) 02 47/00 (2006.01) 02 7/116 (2006.01) 02 16/00 (2006.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ другой конец которого жестко закреплена коническая шестерня зубьями в сторону от статора. Ротор жестко насажен на вал, который свободно проходит внутри вала статора, на другой конец которого жестко насажена коническая шестерня зубьями в сторону ротора, обе шестерни зацеплены с ведущей конической шестерней. Возможен другой вариант достижения технического результата, за счет того, что в низкооборотном генераторе, содержащем статор с обмотками и ротор с постоянными магнитами,статор и два ротора выполнены в виде дисков. Причем обмотка статора выполнена с обеих сторон диска. Статор выполнен с отверстием по центру,расположен между роторами и жестко закреплен к корпусу генератора. Первый ротор жестко насажен на вал в форме трубы, на другой конец которого жестко закреплена коническая шестерня зубьями в сторону от первого ротора. Второй ротор жестко насажен на вал, который свободно проходит внутри статора и внутри вала первого ротора. На другой конец вала второго ротора жестко насажена коническая шестерня зубьями в сторону ротора, обе шестерни зацеплены с ведущей конической шестерней. Кроме того, технический результат можно достичь за счет того, что в низкооборотном генераторе, содержащем статор с обмотками, ротор с постоянными магнитами, по меньшей мере, три статора и два ротора выполнены в виде дисков. Причем роторы, расположены между статорами. Статоры выполнены с отверстиями по центру и жестко закреплены к корпусу генератора. Первый ротор жестко насажен на вал в виде трубы, на другой конец вала жестко закреплена коническая шестерня зубьями от ротора. Второй ротор жестко насажен на вал, который свободно расположен внутри вала в виде трубы и статоров. На другом конце вала ротора жестко закреплена коническая шестерня зубьями в сторону ротора, обе шестерни зацеплены с ведущей конической шестерней.(72) Буктуков Николай Садвакасович Буктуков Бейсен Жакыпович Жакып Айтмухамед Кудайбергенулы Молдабаева Гульназ Жаксылыковна(57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в качестве генератора переменного тока с постоянными или электромагнитами для ветроэнергетических установок,гирляндных и малых гидроэлектростанций. Целью настоящего изобретения является разработка низкооборотного генератора переменного тока с постоянными магнитами или электромагнитами упрощенной конструкции, а также увеличение удельной мощности генератора при низких оборотах ротора или статора. Технический результат - увеличение мощности не менее чем в два раза, обеспечение промышленной частоты напряжения при низких частотах вращения ротора (или статора), а также технологичность изготовления низкооборотного генератора переменного тока. Это осуществляется за счет того, что в низкооборотном генераторе, содержащем статор с обмотками и ротор с постоянными магнитами,статор и ротор выполнены в виде дисков. Причем статор жестко насажен на вал в форме трубы, на Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в качестве генератора переменного тока с постоянными или электромагнитами для ветроэнергетических установок,гирляндных и малых гидроэлектростанций. Известен низкооборотный генератор коммутаторного типа для ветроэнергетических установок (Предварительный патент 19503,опубликованный в Бюллетене 5 от 15.05.2008,МПК Н 02 К 47/04 Комитета по правам интеллектуальной собственности министерства юстиции РК). Недостатком данного генератора является низкая удельная мощность на единицу объема, так как постоянные магниты или обмотки возбуждения располагаются на статоре, занимая определенный объем генератора и снижая, его удельную мощность. При низких частотах вращения и заданном диаметре статора этот объем постоянных магнитов (обмотки возбуждения) будет возрастать,что приведет к проблемам создания генераторов больших мощностей. Кроме того, имеет место залипание за счет якоря и магнитов, что требует большей энергии для начала работы и необходимость существенного повышения числа оборотов ротора для повышения мощности. Вследствие чего не может применяться на ветроэнергетических установках, гирляндных и малых гидроэлектростанциях. Известен синхронный низкооборотный генератор (Патент РК 22209, опубликованный 15.01.2010, в бюллетене 1 МПК Н 02 К 47/00,Н 02 К 16/00, Н 02 К 47/04 Комитета по правам интеллектуальной собственности министерства юстиции РК), который содержит дополнительно второй торцевой статор с полюсными выступами, на которых расположены обмотки якоря. При этом выступы первого статора относительно таких же выступов второго статора сдвинуты на половину полюсного деления. Кроме того, ротор с постоянными магнитами находится между торцевыми статорами, а постоянные магниты имеют с двух сторон вставки из магнитных материалов, которые расположены по окружности ротора и изолированы друг от друга и от вала ротора немагнитным материалом. Этому генератору присущ ряд недостатков,таких как необходимость повышения числа оборотов ротора для повышения мощности и залипание за счет якоря и магнита, что ограничивает область применения при малых скоростях ветра и низкой скорости водного потока. Известен низкооборотный торцевой генератор(Патент РК 22208, опубликованный в Бюллетене 2 от 15.02.2010, МПК Н 02 К 47/00, Н 02 К 16/00,Н 02 К 47/04 Комитета по правам интеллектуальной собственности министерства юстиции РК), в котором два торцевых статора выполнены из изолированных друг от друга воздушным зазором сердечников П - образной формы, которые расположены по окружности статоров, причем П образные сердечники одного статора сдвинуты 2 относительно таких же сердечников другого статора на одно полюсное деление, кроме того, ротор находится между торцевыми статорами и содержит постоянные магниты,расположенные по окружности ротора с полюсами магнитов тангенциально при этом постоянные магниты изолированы друг от друга и от вала ротора немагнитными материалами. Недостатком данного генератора является необходимость существенного повышения числа оборотов ротора для получения номинальной мощности, а также имеет место залипание за счет якоря и магнита, что ограничивает область применения при малых скоростях ветра и малой скорости водного потока. Целью настоящего изобретения является разработка низкооборотного генератора переменного тока с постоянными магнитами или электромагнитами упрощенной конструкции, а также увеличение удельной мощности генератора при низких оборотах ротора или статора. Технический результат - увеличение мощности не менее чем в два раза, обеспечение промышленной частоты напряжения при низких частотах вращения ротора (или статора), а также технологичность изготовления низкооборотного генератора переменного тока. Это осуществляется за счет того, что в низкооборотном генераторе, содержащем статор с обмотками и ротор с постоянными магнитами,статор и ротор выполнены в виде дисков. Причем статор жестко насажен на вал в форме трубы, на другой конец которого жестко закреплена коническая шестерня зубьями в сторону от статора. Ротор жестко насажен на вал, который свободно проходит внутри вала статора, на другой конец которого жестко насажена коническая шестерня зубьями в сторону ротора, обе шестерни зацеплены с ведущей конической шестерней. Возможен другой вариант достижения технического результата, за счет того, что в низкооборотном генераторе, содержащем статор с обмотками и ротор с постоянными магнитами,статор и два ротора выполнены в виде дисков. Причем обмотка статора выполнена с обеих сторон диска. Статор расположен между роторами. Статор выполнен с отверстиями по центру и жестко закреплен к корпусу генератора. Первый ротор жестко насажен на вал в форме трубы, на другой конец которого жестко закреплена коническая шестерня зубьями в сторону от первого ротора. Второй ротор жестко насажен на вал, который свободно проходит внутри статора и внутри вала первого ротора. На другой конец вала второго ротора жестко насажена коническая шестерня зубьями в сторону ротора, обе шестерни зацеплены с ведущей конической шестерней. Кроме того, технический результат можно достичь за счет того, что в низкооборотном генераторе, содержащем статор с обмотками, ротор с постоянными магнитами, по меньшей мере, три статора и два ротора выполнены в виде дисков. Причем роторы, расположены между статорами. Статоры выполнены с отверстиями по центру и жестко закреплены к корпусу генератора. Первый ротор жестко насажен на вал в виде трубы, на другой конец вала жестко закреплена коническая шестерня зубьями от ротора. Второй ротор жестко насажен на вал, который свободно расположен внутри вала в виде трубы и статоров. На другом конце вала ротора жестко закреплена коническая шестерня зубьями в сторону ротора, обе шестерни зацеплены с ведущей конической шестерней. Причинно-следственная связь между существенными признаками изобретения и достигаемыми результатами заключается в том, при применении указанных признаков исключается залипание ротора и статора, что позволяет начать производительную работу генератора при меньшей скорости ветра и низкой скорости водного потока, а также увеличивается мощность генератора,поскольку имеет место встречное вращение статора и ротора. Это достигается тем, что при вращении ведущей шестерни, ведомые шестерни ротора и статора вращаются в противоположные стороны. Это в свою очередь увеличивают пересечение обмотки статора с магнитным полем, что и ведет к увеличению мощности. Сущность изобретения поясняется чертежом, где на Фиг. 1 приведен генератор с одним ротором и одним статором, на Фиг.2 - генератор с двумя роторами и одним статором, на Фиг. 3 - генератор с двумя роторами и тремя статорами. Генератор состоит (Фиг.1) из ведущего вала 1 с ведущей конической шестерней 2, ведомых конических шестеренок 3 и 4, статора 7 с обмоткой 8, ротора 10 с магнитами 9, вала 5 ротора 10, вала в виде трубы 6 статора 7 и корпуса генератора 11. К ведущему валу 1 жестко закреплена коническая ведущая шестерня 2, которая находится в зацеплении с ведомыми коническими шестернями 3 и 4. Вал 5 ротора 10 свободно вращается внутри вала 6 статора 7. Статор 7 с обмоткой 8 жестко насажен на вал 6 в виде трубы. На другом конце вала 6 жестко закреплена коническая шестерня 4. Ротор 10 с магнитами 9 жестко насажен на вал 5, на другом конце которого жестко насажена коническая шестерня 3. Генератор находится в корпусе 11. Во втором варианте (Фиг.2) генератор состоит из ведущего вала 1, ведущей конической шестерни 2,ведомых конических шестерен 3 и 4, двух роторов 7 и 12 с магнитами 8, статора 10 с обмотками 9, вала 5 второго ротора 12, вала 6 первого ротора 7 и корпуса генератора 11. На ведущий вал 1 жестко насажена ведущая коническая шестерня 2, которая находится в зацеплении с ведомыми коническими шестернями 3 и 4. Коническая шестерня 3 жестко насажена на вал 5, на другом конце которого жестко закреплен ротор 12. Шестерня 4 жестко насажена на вал 6 в виде трубы, на другом конце которого жестко закреплен ротор 7 с магнитами 8. Вал 5 свободно вращается внутри вала 6 и статора 10. Статор 10 с обмоткой 9 выполнен с отверстием по центру и жестко закреплен к корпусу 11 генератора. В третьем варианте (Фиг.3) генератор состоит из ведущего вала 1, ведущей конической шестерни 2,ведомых конических шестерен 3 и 4, трех статоров 7, 11, 12 с обмотками 8, двух роторов 10 и 13 с магнитами 9, вала 5 второго ротора 13, вала 6 в виде трубы первого ротора 10 и корпуса 14 генератора. На ведущий вал 1 жестко насажена ведущая коническая шестерня 2, которая находится в зацеплении с ведомыми коническими шестернями 3 и 4. Коническая шестерня 3 жестко насажена на вал 5 ротора 13. Коническая шестерня 4 жестко насажена на вал 6 в виде тубы, к другому концу которого жестко закреплен ротор 10. Статоры 7, 11 и 12 выполнены с отверстиями по центру и закреплены к корпусу 14 генератора. Вал 6 свободно вращается в отверстии по центру статора 7. Вал 5 свободно вращается внутри вала 6 в виде трубы и внутри статоров 7, 11 и 12. Работа генератора происходит следующим образом (Фиг.1). Ведущий вал 1 вращает ведущую коническую шестерню 2. Ведущая коническая шестерня 2 вращает ведомые конические шестерни 3 и 4. При этом ведомые конические шестерни вращаются в противоположных направлениях. Ведомая шестерня 3 вращает ротор 10 с магнитами 9, а ведомая шестерня 4 вращает статор 7 с обмоткой 8 в противоположном направлении. Это ведет к удвоенному пересечению обмоток 8 с магнитами 9, что увеличивает мощность генератора в два раза. Работа генератора во втором варианте происходит следующим образом (Фиг. 2). Ведущий вал 1 вращает ведущую коническую шестерню 2. Ведущая коническая шестерня 2 вращает ведомые конические шестерни 3 и 4. При этом ведомая коническая шестерня 3 вращает ротор 12, а ведомая коническая шестерня 4 вращает ротор 7 в противоположном направлении. Магнитные поля магнитов 8 с удвоенной скоростью пересекают обмотку 9 статора 10, что ведет к увеличению мощности генератора. Крепление статора 10 к корпусу 11 генератора позволяет отказаться от токосъемных щеток. Работа генератора в третьем варианте происходит следующим образом (Фиг. 3). Ведущий вал 1 вращает ведущую коническую шестерню 2. Ведущая коническая шестерня 2 вращает ведомые конические шестерни 3 и 4. При этом ведомая коническая шестерня 3 вращает ротор 13, а ведомая коническая шестерня 4 вращает ротор 10 в противоположном направлении. Магнитные поля магнитов 9 роторов 10 и 13 с удвоенной скоростью пересекают обмотки 8 статора 11 и с меньшей скоростью обмотки 8 статоров 7 и 12. Крепление статоров 7, 11, и 12 к корпусу 14 генератора позволяет отказаться от токосъемных щеток. Данное изобретение обеспечивает хорошую технологичность изготовления низкооборотного генератора переменного тока и увеличение удельной мощности на единицу объема при низких частотах вращения ротора и статора. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Генератор, содержащий дисковые ротор и статор, катушки индуктивности, магниты, корпус,внутренний вал и внешний вал в форме трубы,отличающийся тем, что статор жестко насажен на вал в форме трубы, на другой конец которого жестко закреплена коническая шестерня зубьями в сторону от статора ротор жестко насажен на вал,свободно проходящий внутри вала статора, на другой конец которого жестко насажена коническая шестерня зубьями в сторону ротора обе шестерни зацеплены с ведущей конической шестерней. 2. Генератор, содержащий дисковые ротор и статор, катушки индуктивности, магниты, корпус,внутренний вал и внешний вал в форме трубы,отличающийся тем, что дополнительно содержит второй ротор катушки индуктивности выполнены с обеих сторон статора статор выполнен с отверстием по центру и расположен между роторами и жестко закреплен к корпусу генератора первый ротор жестко насажен на вал в форме трубы, на другой конец которого жестко закреплена коническая шестерня зубьями в сторону от первого ротора второй ротор жестко насажен на вал, который свободно проходит внутри статора и внутри вала первого ротора, на другой конец вала второго ротора жестко насажена коническая шестерня зубьями в сторону ротора обе шестерни зацеплены с ведущей конической шестерней. 3. Генератор, содержащий дисковые ротор и статор, катушки индуктивности, магниты, корпус,внутренний вал и внешний вал в форме трубы,отличающийся тем, что дополнительно содержит два статора и второй ротор роторы расположены между статорами статоры выполнены с отверстиями по центру и жестко закреплены к корпусу генератора первый ротор жестко насажен на вал в виде трубы, на другой конец вала жестко закреплена коническая шестерня зубьями от ротора второй ротор жестко насажен на вал внутри вала в виде трубы и статоров, на другом конце вала ротора жестко закреплена коническая шестерня зубьями в сторону ротора обе шестерни зацеплены с ведущей конической шестерней.