Sinkroni strojevi s permanentnim magnetima. Prednji sinkroni električni generator s pobudom od stalnih magneta Sinkroni izmjenični generator na magnetima
Nositelji patenta RU 2548662:
Izum se odnosi na područje elektrotehnike i elektrotehnike, posebno na sinkrone generatore s pobudom iz stalni magneti... UČINAK: stabilizacija izlaznog napona i aktivne snage. Sinhroni generator s pobudom od stalnih magneta sadrži sklop ležaja statora s potpornim ležajevima, na koji je montiran prstenasti magnetski krug s izbočinama polova po obodu. Magnetski krug opremljen je električnim zavojnicama s višefaznim armaturnim namotom statora postavljenim na izbočine stupova. Prstenasti rotor postavljen je na noseću osovinu s mogućnošću rotacije u potpornim ležajevima oko magnetskog kruga statorskog prstena. Na unutarnjoj bočnoj stijenci rotora postavljen je prstenasti magnetski umetak s magnetskim polovima p-parova koji se izmjenjuju u obodnom smjeru. Magnetski umetak izrađen je u obliku dva identična prstena koji se mogu pomicati u aksijalnom smjeru. Između prstenova nalazi se elastični element. 2 bolesna.
Izum se odnosi na područje elektrotehnike i elektrotehnike, posebno na sinkrone generatore s pobudom od stalnih magneta, te se može koristiti u autonomnim izvorima napajanja standardne industrijske i povećane frekvencije, u električnim strojevima i elektranama. Konkretno, sinkroni generator prema izumu može se koristiti kao autonomni izvor energije u automobilima, čamcima i drugim vozilima.
Poznati sinkroni generator koji sadrži stator sa sustavom vodiča i rotor sa sustavom uzbude sa stalnim magnetima, a između statora i rotora nalazi se aktivna površina - zračni otvor, rotor je izrađen u obliku vanjskog rotora s aktivnom površinom s unutarnje strane, rotor ima, ako gledate smjer rotacijskog kretanja, koji se izmjenjuju međusobno u smjeru rotacije magnetizirani stalni magneti i presjeci magnetski vodljivog materijala, trajni magneti izrađeni su od materijala s magnetska propusnost blizu propusnosti zraka, stalni magneti, ako se mjere u smjeru rotacije, imaju sve veću udaljenost od aktivne širine površine, a magnetski vodljivi dijelovi - širina se smanjuje sa povećanjem udaljenosti od aktivne površine , magnetski presjeci imaju površinu kroz koju izlazi magnetski tok i koja je okrenuta prema aktivnoj površini, a manja je od zbroja površina presjek magnetski tok oba susjedna trajna magneta, uslijed čega je magnetski tok stalnih magneta koncentriran na aktivnu površinu statorskog pola, ako se mjeri u smjeru rotacije, imaju gotovo istu širinu kao i površina magnetski vodljivi dijelovi kroz koje izlazi magnetski tok (RF patent br. 2141716, IPC N02K 21/12, objavljen 20.11.1991).
Poznati sinkroni generator koji sadrži višepolnu armaturu s n polova (n je cijeli broj) s namotima i sustav uzbude formiran od više stalnih magneta. U tom slučaju stalni magneti imaju (n-1) polove za stvaranje magnetskog uzbudnog polja pri rotiranju u odnosu na armaturu, a stalni magneti se magnetiziraju po smjeru rotacije, a polovi su izvedeni sa kosinom u odnosu na rotaciju sustava uzbude (RF patent br. 2069441, IPC N02K 21/22, objavljen 20. studenog 1996.).
Uobičajeni nedostatak ovih sinkronih generatora je ograničena funkcionalnost stabilizacije s povećanjem opterećenja izlaznog napona i aktivne snage, ovisno o veličini ukupnog magnetskog toka. Istodobno, u dizajnu ovih generatora nema elemenata koji vam omogućuju brzu promjenu vrijednosti ukupnog magnetskog toka koji stvaraju pojedinačni stalni magneti prstenaste magnetske košuljice.
Najbliži analog (prototip) izuma je sinkroni generator s pobudom od stalnih magneta, koji sadrži statorsku jedinicu nosača s potpornim ležajevima, na kojoj je na obodu postavljen prstenasti magnetski krug s izbočinama polova, opremljen električnim zavojnicama postavljenim na izbočine stupova s višefaznim namotom armature statora, montirane na potpornoj osovini s mogućnošću rotacije u potpornim ležajevima oko prstenastog statora, magnetskog kruga prstenastog rotora postavljenog na unutarnjoj bočnoj stijenci prstenastog magnetskog umetka s izmjeničnim magnetskim polovima u smjeru oboda p-parova, prekrivajući izbočine polova električnim zavojnicama armaturnog namota prstenastog statorskog magnetskog kruga. Nosač statora izrađen je od skupine identičnih modula s prstenastim magnetskim krugom i prstenastim rotorom postavljenim na jednoj potpornoj osovini, dok su moduli statorskog nosača ugrađeni s mogućnošću međusobnog okretanja oko osi koaksijalne s noseću osovinu i opremljeni su međusobno kinematski povezanim pogonskim kutnim preokretom, a iste faze namota armature u modulima sklopa ležaja statora međusobno su povezane, tvoreći zajedničke faze namota armature statora ( RF patent br. 2273942, IPC N02K 21/22, N02K 21/12, objavljen 27. srpnja 2006.).
Nedostatak poznatog sinkronog generatora s pobudom od stalnih magneta je potreba korištenja skupine modula, što dovodi do složenijeg dizajna, povećanja mase i dimenzija generatora. To pak dovodi do smanjenja performansi generatora.
Osim toga, kao i u gore spomenutim analogima, poznatom generatoru nedostaju elementi koji omogućuju brzu promjenu vrijednosti ukupnog magnetskog toka pojedinih stalnih magneta koji tvore prstenasti magnetski umetak.
Cilj ovog izuma je pojednostaviti dizajn i proširiti funkcionalnost sinkronog generatora opskrbom električnom energijom širokom rasponu prijemnika naizmjenične višefazne električne struje s različitim parametrima napona napajanja.
Tehnički rezultat je stabilizacija izlaznog napona i aktivne snage, zbog uvođenja elastičnih elemenata u strukturu sinkronog generatora.
Tehnički rezultat postiže se činjenicom da je u sinkronom generatoru s pobudom od stalnih magneta, koji sadrži sklop ležaja statora s ležajevima, na koji je montiran prstenasti magnetski krug s izbočinama polova na obodu, opremljen električnim zavojnicama smještenim na polu izbočine s višefaznim armaturnim namotom statora, montirane na potpornoj osovini s mogućnošću rotacije u potpornim ležajevima oko prstenastog statorskog magnetskog kruga, prstenasti rotor s prstenastim magnetskim umetkom montiran na unutarnjoj bočnoj stijenci s magnetskim polovima od p- parovi koji se izmjenjuju u obodnom smjeru, prekrivajući izbočine polova električnim zavojnicama armaturnog namota prstenastog statorskog magnetskog kruga, prema izumu, prstenasti magnetski umetak izrađen je u obliku dva identična prstena koji se mogu pomicati u aksijalnom smjeru, s elastičnim elementom koji se nalazi između prstenova.
Pri promjeni opterećenja generatora mijenja se struja koja teče kroz namot armature statora, dok se sila privlačenja koja djeluje na magnetske košuljice mijenja. Potonji se, u određenoj mjeri, uvlače u zračni otvor, sabijajući elastični element, čime se povećava ili smanjuje ukupni magnetski tok. Zbog toga se napon i aktivna snaga na stezaljkama namota statora generatora stabiliziraju.
Elastični element može biti jednodijelan, u obliku elastične podloške u obliku vala, ili kompozitni, u obliku zasebnih opruga.
Primjer elastičnog elementa je u obliku opruga.
Suština izuma ilustrirana je crtežom.
Sl. 1 prikazuje opći prikaz predloženog sinkronog generatora s pobudom iz stalnih magneta u uzdužnom presjeku, s magnetskim umetcima u neispravnom položaju.
Sl. 2 prikazuje pogled kada su magnetske slušalice u radnom položaju.
Na obje slike elastični element ima oblik opruga.
Sinhroni generator s pobudom od stalnih magneta sadrži unutarnje kućište statora 1, na koje je montiran prstenasti magnetski krug 2 (na primjer, u obliku monolitnog diska izrađenog od praškastog kompozitnog magnetski tvrdog materijala) s izbočinama polova po obodu , opremljen električnim zavojnicama (odjeljcima) 3 na njima, s višefaznim (na primjer, trofaznim i opći slučaj n-faza) namota armature statora. Na vratilu 4 s mogućnošću rotacije na ležajevima 5, 6 oko ležajne jedinice statora, ugrađen je prstenasti rotor 7, s prstenastim magnetskim umetcima 8 postavljenim na unutarnjoj bočnoj stjenci (na primjer, u obliku monolitnih magnetskih prstenova izrađenih magnetoanizotropnog materijala u prahu) s izmjeničnim magnetskim polovima p-parova u obodnom smjeru, izrađenim u obliku prstenova iste izvedbe s mogućnošću kretanja u utorima 9 u smjeru osi rotacije, isključujući njihovu rotaciju u odnosu na prstenasti rotor 7, odvojen elastičnim elementom 10, na primjer kompresijskim oprugama. I pokrivni stupovi s armaturnim namotom prstenastog magnetskog kruga statora. Prstenasti rotor 7 uključuje kružne magnetske košuljice 8, elastični element 10 i potisni prsten 11. Stator uključuje kružni magnetski krug 2, zavojnice s navojem sidra 3, unutarnje kućište 1 i vanjsko kućište 12 sa središnjim otvorima 13 na kraju . Unutarnje kućište 1 jedinice ležaja statora spojeno je svojom unutarnjom cilindričnom bočnom stjenkom s ležajem 5, a vanjsko kućište 12 s ležajem 6. Prstenasti rotor 7 spojen je s vratilom 4. Prstenasti magnetski krug 2 (s namoti 3) statora montirani su na spomenuto unutarnje kućište 1, koje je kruto učvršćeno vanjskim kućištem 12, i zajedno s potonjim tvore prstenastu šupljinu 14. Ventilator 15 za hlađenje namota armature statora nalazi se na kraju vratilo 4. Na vanjsko kućište 16. ugrađeno je kućište 16. Faze (A, B, C) armaturnog namota 3 na prstenastom magnetskom krugu 2 statora međusobno su povezane u električni krug.
Sinhroni generator s pobudom s permanentnim magnetom radi na sljedeći način.
Iz pogona, na primjer iz motora s unutarnjim izgaranjem, preko remenice klinastog remena (nije prikazano na crtežu), rotacijsko gibanje se prenosi na osovinu 4 s prstenastim rotorom 7. Kad prstenasti rotor 7 s prstenastim magnetskim košuljicama 8 rotira, stvara se rotirajući magnetski tok koji prodire u zračni prstenasti razmak između prstenastih magnetskih košuljica 8 i prstenastog magnetskog kruga 2 statora, kao i probadanje radijalnih stupova (nije prikazano na crtežu) prstenastog magnetskog kruga 2 statora. Kad se prstenasti rotor 7 okreće, također se vrši naizmjenični prolaz "sjevernog" i "južnog" naizmjeničnog magnetskog pola prstenastih magnetskih košuljica 8 preko radijalnih polova izbočina prstenaste magnetske jezgre 2 statora, što uzrokuje fluksa za rotiranje i po veličini i po smjeru u izbočinama radijalnih polova prstenastog magnetskog kruga 2. U tom slučaju, u namotu armature 3 statora inducira se sinusna elektromotorna sila (EMF) s faznim pomakom između sebe pod kutom od 120 stupnjeva i s frekvencijom jednakom umnošku broja parova (p) magnetskih polova u prstenastoj magnetskoj košuljici 8 brzinom rotacije prstenastog rotora 7 Naizmjenična struja (na primjer, trofazna), koja teče kroz armaturni namot statora 3, dovodi se na konektore izlazne električne energije (nisu prikazani na crtežu) za povezivanje prijemnika izmjenične struje električne energije.
S povećanjem opterećenja generatora, struja koja teče kroz namot armature statora 3 raste, dok privlačna sila djeluje na prstenaste magnetske košuljice 8. Potonji se uvlače u zračni otvor, sabijajući elastični element 10, povećavajući magnetski tok prstenastih magnetskih košuljica 8. Jer se zbog toga napon na stezaljkama namota 3 statora generatora stabilizira. Implementacija statora s naznačenim prstenastim magnetskim krugom 2 i prstenastim rotorom 7 montiranim na istoj osovini 4, kao i prstenasti rotor s mogućnošću uvlačenja prstenastih magnetskih košuljica 8 u zračni otvor, omogućuju stabilizaciju izlaznog napona i aktivna snaga sinkronog generatora u navedenim granicama.
Dakle, predloženi tehničko rješenje omogućuje stabilizaciju izlaznog napona i aktivne snage pri promjeni električnog opterećenja generatora.
Predloženi sinkroni generator s pobudom od stalnih magneta može se koristiti s odgovarajućim uključivanjem namota armature statora za opskrbu električnom energijom raznim prijemnicima izmjenične višefazne električne struje s različitim parametrima napona napajanja.
Sinkroni generator s pobudom od stalnih magneta, koji sadrži statorsku jedinicu nosača s potpornim ležajevima, na koju je montiran prstenasti magnetski krug s izbočinama polova po obodu, opremljen električnim zavojnicama postavljenim na izbočine stupova, s višefaznim namotom armature statora, montiran na potpornoj osovini s mogućnošću rotacije u referentnim ležajevima oko magnetskog kruga prstenastog statora, prstenasti rotor s prstenastim magnetskim umetkom montiran na unutarnjoj bočnoj stijenci s magnetskim polovima p-parova koji se izmjenjuju u obodnom smjeru, prekrivajući pol izbočine s električnim zavojnicama namota armature prstenastog statorskog magnetskog kruga, naznačene time, da je magnetski umetak izrađen u obliku dva identična prstena koji se mogu pomicati u aksijalnom smjeru, s elastičnim elementom koji se nalazi između prstenova.
Slični patenti:
Ovaj izum se odnosi na električni auto(1) za hibridna ili električna vozila. Stroj sadrži vanjski rotor, stator (2) koji se nalazi unutar rotora (3), rotor sadrži ležajni element (4) rotora, ploče rotora (5) i stalne magnete (6), nosivi element (4) ) rotora sadrži prvi, radijalno produženi dio (7) potpornog elementa i drugi aksijalno produženi dio (8) nosećeg elementa koji je s njim spojen, drugi dio (8) potpornog elementa nosi ploče rotora (5) i stalni magneti (6), a stator (2) ima statorske ploče (9) i namote (10), namoti tvore glave namota (11, 12), koje se protežu u aksijalnom smjeru na oba strana iznad statorskih ploča (9), također ima rotor kotača (14), koji je spojen na nosivi element (4) rotor.
Sadržaj:V. modernim uvjetima neprestano se nastoji poboljšati elektromehanički uređaji, smanjiti njihova težina i ukupne dimenzije... Jedna od ovih opcija je generator stalnih magneta, što je dovoljno jednostavan dizajn s visokom učinkovitošću. Glavna funkcija ovih elemenata je stvaranje rotirajućeg magnetskog polja.
Vrste i svojstva trajnih magneta
Trajni magneti izrađeni od tradicionalnih materijala poznati su već duže vrijeme. Legura aluminija, nikla i kobalta (alnico) prvi put je korištena u industriji. To je omogućilo upotrebu stalnih magneta u generatorima, motorima i drugim vrstama električne opreme. Posebno su rasprostranjeni feritni magneti.
Nakon toga stvoreni su tvrdi magnetski materijali od samarija i kobalta čija energija ima veliku gustoću. Uslijedilo je otkriće magneta na bazi rijetkih zemljanih elemenata - bora, željeza i neodimija. Njihova gustoća magnetske energije znatno je veća od gustoće legure samarija-kobalta uz znatno nižu cijenu. Obje vrste umjetni materijali uspješno zamjenjuju elektromagnete i koriste se u određenim područjima.Neodimijski elementi su nova generacija materijala i smatraju se najekonomičnijima.
Kako uređaji rade
Smatralo se da je glavni projektni problem povratak rotirajućih dijelova u prvobitni položaj bez značajnog gubitka zakretnog momenta. Taj je problem riješen korištenjem bakrenog vodiča kroz koji je prolazila električna struja uzrokujući privlačenje. Kad je struja bila isključena, privlačenje je prestalo. Tako se u uređajima ove vrste koristilo povremeno uključivanje-isključivanje.
Povećana struja stvara povećanu silu privlačenja, koja je pak uključena u stvaranje struje kroz bakreni vodič. Kao rezultat cikličkih radnji, uređaj je, osim što je počinio mehanički rad, počinje proizvoditi električnu struju, odnosno izvršavati funkcije generatora.
Trajni magneti u izvedbama generatora
U dizajnu suvremenih uređaja, osim stalnih magneta, koriste se i elektromagneti sa zavojnicom. Ova kombinirana funkcija uzbude omogućuje dobivanje željenih karakteristika upravljanja naponom i brzinom pri smanjenoj snazi uzbude. Osim toga, smanjuje se veličina cijelog magnetskog sustava, što takve uređaje čini znatno jeftinijima u usporedbi s klasičnim izvedbama električnih strojeva.
Snaga uređaja u kojima se koriste ti elementi može biti samo nekoliko kilovolt-ampera. Trenutno je u tijeku razvoj trajnih magneta s najboljim performansama, koji osiguravaju postupno povećanje snage. Takvi sinkroni strojevi koriste se ne samo kao generatori, već i kao motori u različite svrhe. Široko se koriste u rudarskoj i metalurškoj industriji, termoelektranama i drugim područjima. To je zbog sposobnosti za rad sinkroni motori s različitim reaktivnim moćima. Oni sami rade točnom i konstantnom brzinom.
Stanice i podstanice rade zajedno sa posebnim sinkronim generatorima, koji u stanju mirovanja pružaju samo proizvodnju reaktivne energije. S druge strane, osigurava rad asinkronih motora.
Generator s permanentnim magnetom radi na principu interakcije magnetskih polja rotora u pokretu i stacionarnog statora. Svojstva ovih elemenata, koja nisu u potpunosti proučena, omogućuju rad na izumu drugih električnih uređaja, sve do stvaranja uređaja bez goriva.
Iz povijesti problematike. Do danas se u mom radu postavilo pitanje o sudjelovanju u projektu uvođenja vlastite male generacije u poduzeće. Prije sam imao iskustva sa sinkronim elektromotorima, s generatorima, iskustvo je minimalno.
Uzimajući u obzir prijedloge različitih proizvođača u jednom od njih, otkrio sam način uzbude sinkronog generatora pomoću pobudnika na bazi generatora stalnih magneta (PMG). Spomenut ću da je sustav uzbude generatora planiran bez četkica. Primjer sinkroni motori Opisao sam ranije.
I tako, iz opisa generatora (PMG) sa stalnim magnetima kao pobuđivača pobudnog namota pobudnika generatora slijedi:
1. Izmjenjivač topline zrak-voda. 2. Generator stalnih magneta. 3. Uređaj za uzbudu. 4. Ispravljač. 5. Radijalni ventilator. 6. Zračni kanal.
U ovom slučaju sustav uzbude sastoji se od pomoćnih namota ili generatora stalnog magneta, automatskog regulatora napona (AVR), CT i VT za detekciju struje i napona, ugrađenog pobuđivača i rotirajućeg ispravljača. Turbinski generatori standardno su opremljeni digitalnim AVR -om koji osigurava regulaciju PF (faktor snage) i različite funkcije nadzora i zaštite (ograničavanje uzbude, otkrivanje preopterećenja, redundancija itd.). D.C Uzbuđenje iz AVR -a pojačava se rotirajućim pobuđivačem, a zatim se ispravlja rotirajućim ispravljačem. Rotirajući ispravljač sastoji se od dioda i stabilizatora napona.
Shematski prikaz sustava pobude generatora turbine pomoću PMG -a:
Rješenje s generatorom stalnih magneta (PMG) na glavnom vratilu s rotorom generatora i pobuđivačem bez četkica:
Zapravo, trenutno mi nije moguće govoriti o prednostima ove metode reguliranja uzbuđenja. Mislim da ću s vremenom prikupljanja informacija i iskustva podijeliti s vama svoje iskustvo korištenja PMG -a.
Korisni model odnosi se na elektrotehniku, naime na električne strojeve, a odnosi se na poboljšanje dizajna sinkronih generatora krajnjeg tipa, koji se mogu koristiti uglavnom za proizvodnju električne energije u vjetroelektranama. Dizajn generatora sadrži kućište u koje su smješteni izmjenični elementi elektromagnetskog sustava (rotor-stator-rotor), izrađeni u obliku diskova postavljenih na nepomičnu osovinu, gdje je disk statora kruto spojen na potonji, trajni magneti su pričvršćeni na diskove rotora, a na disk statora - zavojnice koje tvore njegov prstenasti namot s izlazom njegovih krajeva kroz aksijalni otvor u vratilu, gdje se tijelo sastoji od dva štita - prednjeg i stražnjeg, montiranih na vratilu u ležajevi, prednji štit ima osovinu poklopca, diskovi rotora učvršćeni su na gornje štitove, disk statora pričvršćen na osovinu s više noževa s obje strane, gdje se svaka lopatica nalazi u tehnološkom razmaku između električnih zavojnica . Prednosti ovog generatora su: manji, u usporedbi s poznatim strojevima sličnog tipa iste snage, težine i dimenzija; operativna pouzdanost; jednostavnost proizvodnje; visoka efikasnost; proizvodnost montaže i demontaže generatora i njegova održavanje; mogućnost izvođenja bilo kojih dimenzija pričvršćivanjem jezgre statora na nepokretno vratilo s višestrukim noževima s obje strane.
Korisni model odnosi se na elektrotehniku, posebno na električne strojeve, a odnosi se na poboljšanje dizajna sinkronih generatora krajnjeg tipa, koji se mogu koristiti uglavnom za proizvodnju električne energije u vjetroelektranama.
Poznati sinkroni generator s pobudom od stalnih magneta, izrađen na kraju tipa, koji sadrži stator, koji se sastoji od dva dijela s prstenastim magnetskim krugovima smještenim koaksijalno i međusobno paralelno, između kojih je postavljen rotor.
U korištenoj izvedbi rotor je izrađen u obliku diska, na koji su s obje strane pričvršćeni trajni magneti, zbog čega se mogu magnetizirati s jedne na drugu stranu, što dovodi do smanjenja karakteristike stalnih magneta, a time i smanjenje učinkovitosti generatora.
Najbliži predmetnom objektu je krajnji sinkroni električni generator s pobudom od stalnih magneta, koji sadrži dva rotora sa stalnim magnetima i stator između njih s zavojnicama postavljenim u radijalnim utorima koji se nalaze na krajnjoj površini statora.
Postavljanje zavojnica u utore dovodi do smanjenja radnog razmaka, što može dovesti do lijepljenja jezgre statora s permanentnim magnetima, uslijed čega generator postaje
neizvodljiv. Korištenje utora dovodi do pojave nepoželjnih harmonijskih komponenti struja, indukcije u procjepu, a posljedično do povećanja gubitaka i, shodno tome, do smanjenja Učinkovitost generatora... Rotorski diskovi međusobno su povezani iglama, što smanjuje krutost i pouzdanost konstrukcije.
Tehnički rezultat predloženog rješenja, kao korisnog modela, je uklanjanje mogućeg zalijepljenja jezgre statora stalnim magnetima, što će osigurati zajamčeni rad generatora, te smanjiti gubitke, a posljedično i povećati učinkovitost zbog korištenje prstenastog namota statora. Ovaj model ima čvršću strukturu zbog međusobnog povezivanja rotora pričvršćivanjem na kućište generatora, što povećava njegovu pouzdanost. Jezgra statora pričvršćena je na stacionarno vratilo s više oštrica s obje strane, što dovodi do smanjenja težine i dimenzija krajnjeg sinkronog električnog generatora s pobudom od stalnih magneta i omogućuje izradu generatora s dovoljno velikim unutarnji i vanjski promjer. Predloženi model omogućuje osiguravanje proizvodnosti montaže i demontaže generatora i njegovu održivost.
Korisni model pretpostavlja prisutnost kućišta u kojem se nalaze izmjenični elementi elektromagnetskog sustava (rotor-stator-rotor), koji su izrađeni u obliku diskova i montirani su na nepomično vratilo. U tom slučaju stator je kruto spojen na potonji. Trajni magneti učvršćeni su na diskove rotora, a zavojnice su pričvršćene na disk statora, koji tvore njegov prstenasti namot s izlazom njegovih krajeva kroz aksijalni otvor u vratilu. Karoserija se sastoji od dva štita - prednjeg i stražnjeg, postavljena na osovini unutra
ležajevi. Prednji štit ima pokrovnu osovinu. Diskovi rotora učvršćeni su na gornje štitove, a statorski disk pričvršćen je na osovinu s više lopatica s obje strane, gdje se svaka lopatica nalazi u tehnološkom razmaku između električnih zavojnica.
Slika 1 prikazuje generator u uzdužnom presjeku; slika 2 - stator (pogled sprijeda).
Generator se sastoji od statora 1 i dva rotora 2. Jezgra statora izrađena je u obliku diska dobivenog namotavanjem trake od električnog čelika na trn čiji je vanjski promjer jednak unutarnjem promjeru statora. Jezgra je pričvršćena između karika 3 s više noževa s obje strane. Svaka oštrica nalazi se u tehnološkom razmaku između zavojnica 4 prstenastog namota. Veze s više noževa spojene su vijcima. Temelji su im izrađeni u obliku čahura, koje su postavljene na nepomično vratilo 5. Kako bi se izbjeglo moguće okretanje statora, veze su učvršćene ključem 6. Kako bi se spriječilo osno pomicanje statora, jedna karika s više lopatica je pritisnuta uz rame vratila, a druga je stegnuta čeličnom čahurom 7 pričvršćenom za osovinu u krug pomoću tri vijka. Vratilo ima aksijalni otvor kroz koji se krajevi namota izvode do priključne kutije.
Jezgre rotora izrađene su od konstrukcijskog čelika, poput jezgre statora, u obliku diskova čija je širina jednaka duljini stalnog magneta 8. Trajni magneti su kružni sektori i zalijepljeni su za jezgru. Širina magneta jednaka je širini zavojnica statora i blizu je nagiba stupova. Njihove su dimenzije ograničene samo širinom oštrice postavljene između zavojnica namota statora. Priložene jezgre
upušteni vijci na unutarnju stranu krajnjih štitova 9 i 10. Korištenje upuštenih vijaka smanjuje razinu buke tijekom rada generatora. Štitnici su izrađeni od legure aluminija. Također su međusobno povezani pomoću upuštenih vijaka - jedan od štitova ima posebne udubljenja u koje se utiskuju čelične matice (za jačanje veze, budući da je aluminij mekan materijal), u koje su već uvrnuti vijci. Štitovi su opremljeni ležajevima 11 s trajno napunjenim mašću i dva štita. Završni štit 9 ima poklopac vratila 12 od čelika. U ovom generatoru obavlja dvije funkcije: a) zatvara ležaj; b) preuzima rotaciju pogona. Poklopac je pričvršćen na krajnji štit s 9 vijaka s njegove unutarnje strane.
Rad ovog generatora provodi se na sljedeći način: pogon prenosi okretni moment kroz poklopac vratila 12 na cijelo tijelo, uslijed čega se rotori okreću. Princip rada ovog generatora sličan je principu rada poznatih sinkronih generatora: kada se rotori 2 okreću, magnetsko polje stalnih magneta prelazi preko zavoja namota statora, mijenjajući se i u apsolutnoj vrijednosti i u smjeru, te inducira promjenjiva elektromotorna sila u njima. Zavojnice namota povezane su u nizu na takav način da se njihove elektromotorne sile zbrajaju. Generirani napon uklanja se s izlaznih krajeva namota koji idu kroz priključnu kutiju kroz aksijalni otvor na vratilu 5.
Ovakav dizajn generatora omogućuje uklanjanje mogućeg zalijepljenja jezgre statora stalnim magnetima, te stoga osigurava zajamčeni rad generatora; daje
sposobnost smanjenja valovitosti i površinskih gubitaka u čeliku zbog upotrebe jezgre bez slotova i prstenastog namota statora, zbog čega se povećava učinkovitost. Također omogućuje povećanje pouzdanosti generatora zbog upotrebe čvršće strukture (povezivanje rotora međusobno pričvršćivanjem na kućište generatora), smanjenje težine i dimenzija pri istoj snazi te izvođenje generator bilo koje veličine pričvršćivanjem jezgre statora na nepomično vratilo s višestrukim noževima s obje strane ... Predloženi model omogućuje osiguravanje proizvodnosti montaže i demontaže generatora i njegovu održivost.
Sinhroni električni generator s prednje strane s pobudom od stalnih magneta, koji sadrži kućište u kojem su smješteni izmjenični elementi elektromagnetskog sustava (rotor - stator - rotor), izrađen u obliku diskova postavljenih na stacionarno vratilo, gdje je disk statora kruto spojeni na potonje, stalni magneti, a na disku statora nalaze se zavojnice koje tvore njegov prstenasti namot s izlazom njegovih krajeva kroz aksijalni otvor u vratilu, karakteriziran time da se tijelo sastoji od dva štita - prednjeg i stražnjeg, montiran na osovini u ležajevima, prednji štit ima poklopac vratila, diskovi rotora pričvršćeni su na gornje štitove, disk statora je pričvršćen na vratilo pomoću višestrukih lopatica s obje strane, gdje se svaka lopatica nalazi u tehnološki jaz između električnih zavojnica.
Trofazni sinkroni alternator bez magnetskog lijepljenja s pobudom od stalnih neodimijskih magneta, 12 parova polova.
Davno, natrag unutra Sovjetsko doba u časopisu "Modelist Konstruktor" objavljen je članak posvećen izgradnji rotacijske vjetroturbine. Od tada sam imao želju izgraditi ovako nešto na svom ljetnikovac, ali nikada nije došlo do stvarne akcije. Sve se promijenilo pojavom neodimijskih magneta. Prikupio sam hrpu informacija na internetu i to se dogodilo.
Generatorski uređaj: Dva čelični disk izrađene od niskougljičnog čelika s lijepljenim magnetima međusobno su kruto povezane razmaknom čahurom. U razmaku između diskova nalaze se fiksne ravne zavojnice bez jezgri. EMF indukcije koji nastaje u polovicama zavojnice suprotnog je smjera i zbraja se u ukupni EMF zavojnice. EMF indukcije koji nastaje u vodiču koji se kreće u konstantnom jednoličnom magnetskom polju određen je formulom E = B V L gdje: B-magnetska indukcija V.-brzina kretanja L je aktivna duljina vodiča. V = π D N / 60 gdje: D-promjer N-brzina rotacije. Magnetska indukcija u procjepu između dva pola obrnuto je proporcionalna kvadratu udaljenosti između njih. Generator je sastavljen na donjem nosaču vjetroturbine.
Krug trofaznog generatora, radi jednostavnosti, raspoređen je u ravnini.
Na sl. 2 prikazuje raspored zavojnica kada je njihov broj dvostruko veći, iako se u ovom slučaju povećava i jaz između polova. Zavojnice se preklapaju 1/3 širine magneta. Ako se širina zavojnica smanji za 1/6 tada će stati u jedan red i razmak između polova se neće promijeniti. Najveći razmak između polova jednak je visini jednog magneta.
