магнитоэлектрический генератор тока

Формула изобретения

Магнитоэлектрический генератор тока, включающий корпус с размещенным внутри него тороидальным статором, выполненным из плоских постоянных магнитов, северными полюсами направленными внутрь, с размещенными между ними катушками обмоток для снятия электродвижущей силы, размещенный в статоре ротор, выполненный в виде электромагнита, и шины для питания ротора, установленные на внутренней поверхности статора, отличающийся тем, что шины статора выполнены в виде полусферических кольцевых желобов, отстоящих друг от друга на равных расстояниях, а на концевых участках сердечника ротора выполнены ответные к ним полусферические гнезда с размещенными в них подпружиненными шариками для обеспечения контакта с желобами и снижения силы трения ротора о статор, при этом кольцевые желоба статора, шарики и гнезда для них выполнены из металлокерамического токопроводящего материала.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области выработки электроэнергии как в масштабе промышленности, так и для сельскохозяйственных и бытовых нужд, а также может найти применение в системе военно-промышленного комплекса.

Известен магнитоэлектрический генератор тока (см. заявку Франции №2407599, М. Кл. Н 02 К 35/02, 1979 г.), содержащий тороидальный статор с размещенным внутри него ротором и обмотку.

Недостатком известного генератора тока является сложность конструкции и низкий коэффициент полезного действия (КПД).

Известен также магнитоэлектрический генератор тока (см. А.С. СССР №1830599, М. Кл. Н 02 К 35/02, опубл. в Б.И. №28, 1993 г.), содержащий корпус с размещенным в нем тороидальным статором, выполненным из плоских постоянных магнитов, северными полюсами направленных внутрь, с размещенными между ними катушками обмоток для снятия электродвижущей силы, размещенный в статоре ротор, выполненный в виде электромагнита, и шины для питания ротора, установленные на внутренней поверхности статора.

В этом генераторе тока частично устранены недостатки вышеприведенного аналога. Он по своей технической сущности более близок к предлагаемому и может быть принят в качестве прототипа.

Основными его недостатками являются низкий КПД из-за большого трения ротора о статор и недолговечность. Последняя объясняется тем, что из-за несовершенства конструкции шины, выполненные в виде щеток, в процессе работы быстро выходят из строя. Кроме того, в нем не предусмотрена система охлаждения статора, что не исключает его перегрев. Это обстоятельство также приводит к снижению работоспособности генератора тока.

Задачей настоящего изобретения является устранение вышеперечисленных недостатков прототипа.

Поставленная задача решается магнитоэлектрическим генератором тока, включающим корпус с размещенным внутри него тороидальным статором, выполненным из плоских постоянных магнитов, северными полюсами направленных внутрь, с размещенными между ними катушками обмоток для снятия электродвижущей силы, размещенный в статоре ротор, выполненный в виде электромагнита, и шины для питания ротора, установленные на внутренней поверхности статора.

Новым является то, что шины статора выполнены в виде полусферических кольцевых желобов, отстоящих друг от друга на равных расстояниях, а на концевых участках сердечника ротора выполнены ответные к ним полусферические гнезда с размещенными в них подпружиненными шариками для обеспечения контакта с желобами и снижения силы трения ротора о статор, при этом кольцевые желоба статора, шарики и гнезда для них выполнены из металлокерамического токопроводящего материала.

Представленные чертежи поясняют суть изобретения, где на фиг.1 изображен предлагаемый к защите охранным документом магнитоэлектрический генератор тока в общем виде, в частичном разрезе, где видны статор с катушками обмоток и постоянные магниты, а также ротор с обмоткой с сердечником.

На фиг.2 - сечение Д-Д фиг.1, где видны статор с прикрепленными желобами, а также подпружиненные шарики, размещенные между желобами и гнездами в сердечниках ротора, развернуто на 90°.

На фиг.3 - сечение по А-А фиг.1.

На фиг.4 - сечение по Б-Б фиг.1.

На фиг.5 - сечение по В-В фиг.1.

На фиг.6 - сечение по Г-Г фиг.1.

Магнитоэлектрический генератор тока содержит корпус 1 (см. фиг.1) с размещенными внутри него тороидальным статором, выполненным из множества плоских постоянных магнитов 2, северными полюсами направленных внутрь, с размещенными между ними катушками обмоток 3 для снятия электродвижущей силы (ЭДС). Внутри статора размещен ротор, выполненный в виде электромагнита, содержащего обмотку 4 с сердечником 5, выполненным из электротехнической стали. Для подачи электрического тока к обмотке 4 ротора статор снабжен шинами (см. фиг.2), выполненными в виде полусферических кольцевых желобов 6, отстоящих друг от друга на равных расстояниях. На концевых участках сердечника 5 ротора выполнены ответные к желобам полусферические гнезда 7 с размещенными в них подпружиненными пружинами 8 шариками 9 для обеспечения контакта с желобами и снижения силы трения ротора о статор. Кроме того, шарики одновременно выполняют роль направляющих для ротора при поступательном движении. Упомянутые шарики являются также промежуточным элементом для передачи постоянного электрического тока к обмоткам ротора. Кольцевые желоба статора, шарики и гнезда для них выполнены из токопроводящего керамического материала.

Корпус генератора выполнен из двух полусферических половин, изготовленных из прочных электроизоляционных материалов, например, из стеклопластика, полипропилена или фторопласта с круговыми канавками с просверленными в них отверстиями для охлаждения статора. При необходимости для охлаждения статора может быть использовано трансформаторное масло, обеспечив принудительную циркуляцию его в корпусе. Перед сборкой генератора тока наружные поверхности желобов и гнезд для шариков покрывают электроизоляционным материалом, а их внутренние поверхности покрывают смазкой (на фиг. они не изображены).

Магнитоэлектрический генератор тока работает следующим образом.

Путем подачи к шинам постоянного электрического тока извне запитывают обмотку 4 ротора посредством шариков и их гнезд 7, вследствие чего сердечник 5 электромагнита приобретает строго определенные полюса - северный и южный, при этом из-за взаимодействия магнитных сил северного полюса электромагнита, который является ротором, с магнитными силами того же полюса плоских постоянных магнитов 2 статора возникает сила отталкивания и в результате ротор приводится в движение в поступательном направлении, перекатываясь шариками 9 по желобам 6. При своем бесконечном поступательном движении внутри статора ротор, пересекая своими магнитно-силовыми линиями отдельных расположенных обмоток 3 (их множество), наводит в них ЭДС. Поскольку обмотка 4 ротора, потребляющая электроэнергию извне, только одна, а обмоток 3 статора для наведения ЭДС множество, то и снимаемая энергия из них будет значительно больше, чем потребляемая энергия обмоткой 4 ротора.

Технико-экономическое преимущество предложения заключается в следующем.

Благодаря конструктивным особенностям он более надежен в работе и долговечен по сравнению с другими генераторами тока аналогичного действия, технологичен в изготовлении. Его можно изготавливать различных типоразмеров в зависимости от потребителя, в промышленных и агропромышленных целях, а также для индивидуального пользования, подключив вход генератора тока к розетке электрической сети после счетчика, а все потребители квартир жилых домов на выход генератора.