Электрический генератор Раймонда Кромми

 
 

Электрический генератор Раймонда Кромми

US 3374376 Raymond Kromrey



R. KROMREY ELECTRIC ГЕНЕРАТОР 19 марта 1968 года  

Поданный 9 января 1964 Изобретатель Раймонд Кромми

Патент США 3374376 электрический генератор Raymond Kromrey,

15 Рю дю Mt. Блейн, Женева, Швейцария

Поданный 9 января 1964, сер. No. 336769 1 претензии. (Кл. 310-412)

 

Моя Настоящее изобретение относится к электрическому генератору, служащего для преобразования магнитной силы в электрическую энергию с помощью двух относительно поворотных элементов, т.е. статора и ротора, один из этих элементов снабжен электромагнитным или постоянным- магнитное средство приспособлено для индукции напряжения в обмотке, образующего часть выходной цепи на другого члена.


Обычные генераторы такого типа используют обмотку, чьи проводники образуют петли в различных осевых плоскостях в силу чего, при относительном вращении двух элементов, диаметрально противоположные части каждой петли проходят два раза за один оборот через поле каждой пары полюсов магнитного индуктор (как правило, статор). Если петли разомкнутой, ток не течет в обмотке и никакой реакции вращающего момента не разработана таким образом, что ротор будет свободно вращаться на максимальной скорости его приводного блока. Как только выходной цепи, включая обмотки короткое замыкание или подключен через нагрузку, в результате чего электрический ток имеет тенденцию замедлять движение ротора в такой степени, зависящей от величины тока, причем, следовательно, необходимо обеспечить компенсирующее speedregulating устройства, если это желательно, чтобы поддерживать по существу постоянное напряжение на зажимах. Кроме того, переменная реактивный крутящий момент подвергает ротор и его передачу значительных механических напряжений, которые, в случае широко флуктуационных токов нагрузки, может привести к нежелательным штаммов.


Он, следовательно, основной целью моего нынешнего и нового изобретения является создание электрического генератора, который устраняет недостатки описанных выше.
Более конкретно, объектом моего изобретения является создание генератора такой конструкции, что его реактивный крутящий момент и, следовательно, его скорость вращения ротора в ответ на заданный вращающий момент изменяется, но мало на переходе от открытой цепи на текущей доставки или наоборот.


Кроме того, задачей настоящего изобретения является создание электрического генератора, концевые напряжение изменяется в значительно меньшей степени, чем его скорость ротора таким образом, чтобы быть меньше, чем для обычных генераторов колебаниями скорости его движения.
Я нашел, в соответствии с настоящим изобретением, что указанные выше цели могут быть реализованы посредством относительного вращения удлиненного ферромагнитного элемента, такого как стержнеобразного мягкого железа якоря, и пара полюсных наконечников образующую воздушный зазор в котором магнитное поле устанавливается под воздействием соответствующего источника коэрцитивной силы. Арматура несет обмотку, преимущественно в виде двух катушек, соединенных последовательно охватывающими их противоположных оконечностей, который включен в выходную схему, приспособленный для соединения с нагрузкой. Поскольку якорь вращается в зазоре неподвижного воздуха (или, наоборот, полюсные наконечники качаться вокруг неподвижного якоря), магнитная цепь прерывисто завершена и якорь испытывает периодические remagnetizations с последовательными реверсирования полярности.
Когда выходная цепь разомкнута,: механическая энергия применяется на ведомый элемент ротора преобразуется, в той степени, что он не нужен для преодоления фрикционного сопротивления, в работе намагничивания, которая в свою очередь, рассеивается в виде тепла; в реальной практике, однако, результирующее повышение температуры якоря будет едва заметна, особенно, если арматура является частью непрерывно с воздушным охлаждением узла ротора. Когда выходной контур замкнут, часть этой работы переведена в электрическую энергию, как электрический ток через обмотку противостоит намагничивающего действие поля и увеличивает видимое магнитное сопротивление якоря. Это объясняет, почему, в системе, воплощающий мое изобретение, скорость генератора остается по существу неизменным, когда выходная цепь открыта или закрыта.
По мере того как арматура приближается к своей позиции вровень с зазором, постоянное магнитное поле, существующее thereacross имеет тенденцию к ускорению вращения якоря относительно полюсных наконечников, тем самым помогая приложенное вращающий момент; обратное действие, то есть эффект замедления, происходит после того, как арматура проходит через его выровненном положении. Когда ротор достигает определенной скорости, тем не менее, маховик эффект его массы преодолевает эти колебания в общей сложности крутящих моментов, приложенных таким образом, что плавное вращение вытекает.
В практическом варианте осуществления, в соответствии с более специфической чертой моего изобретения магнитного потока путь включает в себя два разнесенных по оси магнитных полей, пересекающий оси ротора, по существу, под прямым углом, то эти поля генерируются соответствующими парами полюсных взаимодействуя с двумя смещенное по оси арматур описанного типа. Это как правило, будет удобно расположить два якорей в общей осевой плоскости, два полюса пары полевых продуцирующих быть аналогично копланарный. Якорях являются предпочтительно ламинированного типа, чтобы минимизировать поток вихревых токов в нем; Таким образом, они могут состоять по существу из чрезвычайно permealble (например. магнитомягких) Тонкие пленки, основным размерность перпендикулярна оси ротора, листы фольги которые удерживаются вместе с помощью заклепок или других подходящих крепежных средств.
Если ферромагнитные элементы являются частью ротора, выходная схема будет включать в себя обычные токосъемные средства, такие как кольца скольжения или сегментов коллекторных, в зависимости от того, желательно переменного или постоянного тока. Источником коэрцитивной силы в статоре включает в себя, преимущественно, пара противоположно расположенных кокетки формы магнитов, постоянно действующего или на подключенных к электропитанию типа, Чье конечностями составляют вышеупомянутые полюсными наконечниками. Если электромагниты используются в магнитной цепи, они могут находиться под напряжением от внешнего источника или от постоянного тока от выходной цепи самого генератора.
Я обнаружил, что напряжение на зажимах выходной цепи 'генератора в соответствии с изобретением, пропорционально не изменяется от скорости ротора, как и следовало ожидать, но падает при значительно меньшей скоростью, с уменьшением скорости вращения; Таким образом, в конкретном блоке тестируемой, это напряжение упало только примерно до половины своего первоначального значения при вырезании скорости ротора до одной трети. Это нелинейное соотношение между напряжением на клеммах и скорости вождения позволяет поддержание по существу, постоянного тока нагрузки и, следовательно, электрический выход в широком диапазоне скоростей, по крайней мере, при определенных условиях нагрузки, поскольку индуктивное сопротивление обмотки пропорционально частоте ( и, следовательно, к частоте вращения ротора), с тем, чтобы понизиться быстрее, чем напряжение на клеммах, в случае снижения скорости, с результирующим улучшением коэффициента мощности цепи нагрузки.
Это магнитная цепь включает в себя, но один полюс пара на воздушный зазор, поток, наведенный в относительно вращающейся якоря изменит свое направление два раза за один оборот так, что каждая революция производит один полный цикл 360 электрических градусов. В общем, количество электрических градусов на оборот будет равен 360 раз число пар полюсов, причем очевидно, что это число должно быть нечетным, так как с четными числами это не было бы возможно иметь полюса чередующиеся по полярности по пути из арматура, а также иметь северный и южный полюса каждой пары на диаметрально противоположных местах. Inany случае важно размерности противостоять дугообразных граней пар полюсов таким образом, чтобы избежать закупоривания прилегающих к нему полюсов якоря, следовательно, она обязывает сделать сумму дуг, натянутых на этих граней (в плоскости вращения) равно con.- чительно меньше, чем 360 электрическая.
Настоящее изобретение будет описано далее более детальное описание, со ссылками на сопровождающие чертежи, на которых:

Рисунок 1,  Рисунок2Рисунок3Рисунок4Рисунок5


На фиг. 1 и 1А показан первый вариант выполнения моего изобретения в осевом сечении и в поперечном разрезе, взятым по линии МАОВ на фиг. 1, соответственно;

123
На фиг. 2 и 3 представляют собой виды в перспективе, иллюстрирующие два дополнительных варианта;

На фиг. 4 и 5 схематически иллюстрируют два выходных цепей для генератора в соответствии с изобретением, предназначенного соответственно для постоянного и переменного тока; а также

 


ИНЖИР. 6 представляет собой несколько схематичное изображение расположения для сравнения выходных сигналов обычного генератора и генератора в соответствии с настоящим изобретением.
Генератор 100, показанный на фиг. 1 и 1А, содержит элемент 101 статора и элемент 102 ротора, последний содержит пару ламинированных арматур 102, 102 "осуществляется на валу 103, который установлен с возможностью вращения Журнализированная в торцевых пластинах 104 ', 104" из корпуса генератора 104 немагнитный материал (например, алюминий) жестко соединен с статором. Вал 103 соединен с источником движущей силы схематически показано стрелкой 110.
Статор 101 включает в себя пару вильчатых-образных ламинированных электромагнитов 101 ', 101 ", чьи конечности образуют две пары компланарных полюсных соответственно обозначены 101а, 101b (на север) и 101c, 101d (на юг). Полюсные наконечники имеют лица CON-пещеры противостояния комплементарно выпуклые лица 102а, 102d арматуры 102 'и 102b, 1020 якоря 102 ". Эти лица, чьи вогнутости все сосредоточены на оси вала 103, простираются на дуги приблизительно на каждый в плоскости вращения (фиг. 1А), так, чтобы сумма этих дуг добавляет до около 90 геометрических и электрические.
Магниты 101, 101 "статора окружены соответствующими подключайте обмотки 109 ', 100, которые соединены через подходящий источник постоянного тока, который не показан. Подобные обмотками, каждая из которых состоит из двух катушек, соединенных последовательно 106a, 106d и 106b , 1060, окружают ротор арматур 102 'и 102 ", соответственно. Эти катушки образуют часть выходной цепи, которая дополнительно включает в себя пару щеток 107 ', 107 ", которые проводятся с помощью оружия 108', 108" на корпусе 104 с взаимной изоляции; щетки 107, 107 "сотрудничают с .pair сегментов коллекторных 105 ', 105" (смотри также фиг. 4), которые поддерживаются диском 105 изоляционного материала на валу 103. В силу последовательного соединения катушек 106a -106d между сегментами 105 'и 105 "., как это показано на фиг.4, переменное напряжение, индуцированное в этих катушках приводит к выпрямленного выходного напряжения при щетками 107 и 107"; однонаправленный ток, осуществляемыми этими щетками к нагрузке (не показана) может быть сглажена, способом, известным как таковой, с помощью обычных блок фильтров, схематически представлен посредством конденсатора 112 на фиг. 4.
На фиг. 2 Я показал модифицированный генератор 200, чей корпус 204 поддерживает статор 201, состоящий по существу из двух постоянных стержневых магнитов 201 и 201 ", проходящей параллельно приводному валу 203 на противоположных сторонах, причем каждая из этих магнитов быть жестко соединены с соответствующей парой полюса обувь 201а, 2010 и 201b, 201d. Ротор 202 содержит пару ламинированных арматур 202, 202 ", аналогичные таковым из предыдущего варианта, а выходной катушки 206a, 206b, 206е, 206d последовательно соединены между контактным кольцом 205, поддерживаемую на валу 203 через посредство изолирующего диска 205, и другой терминал здесь представлен заземленной валом 203 сам по себе. Скольжение кольцо 205 контактирует с щеткой 207 на держателе 208, выход этой кисти будучи переменный ток с частотой, определенной скорости вращения ротора.
In'FIG. 3 Я показал генератор 300 в основном подобную генератора 100 по фиг. 1 и 1A, его вал 303, несущий пару ламинированной из мягкого железа якорей 302 ', 302 с возможностью вращения в воздушных зазорах пары электромагнитов 301', 3011 Слуховые ENERGIZING Обмотки 309 'и 309 ". Коллектор 305 снова взаимодействует с парой щеток, из которых только один, обозначенный как 307, это видно на рисунке. Эта щетка, осуществляется на кронштейне 308, электрически соединен с щеткой 313 зацепления скольжению кольцо 314 на оконечности вала 303, который также несет в себе два дополнительные кольца скольжения 315, 315 в проводящем контакте с кольцом 314, но изолированы от вала. Две другие щетки 316, 316 "CONTACT кольца 315, 315" и соответственно соединены с обмотки 309 'и 309 ", соответственно, другие концы Эти обмотки соединены с аналогичной системой щеток и контактных колец на противоположной оконечности вала, посредством чего две щетки коллекторные эффективно мостиком через обмотки 309 'и 309 параллельно. В этом варианте осуществления, следовательно, магнитов статора находятся под напряжением от самого выхода генератора, следует понимать, что магниты 301 и 301 (изготовленные, например, из стали, а не из мягкого железа) будет иметь остаточную коэрцитивную силу, достаточную для индукции intial выходное напряжение, как известно само по себе. Естественно, схемы, ведущие из щетки 307 с обмотками 309 ', 309 ", может включать в себя фильтр означает, как это описано в связи с фиг. 4.
На фиг. 6 Я показал испытательная схема, предназначенная для сравнения выходных сигналов генератора в соответствии с настоящим изобретением, такие как устройства, показанного на фиг. 1 и 1A, с обычным генератором 400 типа, имеющий петлю якорь 402 с возможностью вращения в зазоре магнита статора 401 с обмоткой возбуждения 409 ', 409 ". Два генератора соединены между собой общим валом 103 несущим маховиком 117, этот вал соединен посредством муфты 118 с приводным двигателем 111, в результате чего роторы 402 и 102 обоих генераторов с возможностью поворота в унисон, как показано стрелкой 110. Две батарейки типа 120 и 420, последовательно с коммутаторами 121 и 421, являются репрезентативными средств для подачи постоянного тока на обмотки статора 100 ', 109 "и 409", 409 "из двух генераторов.
Выпрямленный выход генератора 100 поступает в нагрузку 122, показано здесь в виде трех последовательно соединенных ламп накаливания с общим потреблением 500 Вт, генератор 400, работающих в одинаковой нагрузке 422. Два ваттметров 123 и 423 имеют свои напряжения и тока обмотки соответственно соединены в шунте и последовательно с соответствующими нагрузками 122 и 422 для измерения электрической мощности, создаваемая каждым генератором.
После зацепления муфты 118, вал 103 с маховиком 117 доводится до начальной скорости движения 1200 оборотов в минуту, после чего переключатель 421 в запускающую схему обычного генератора 400 закрыт. Лампы 422 света сразу и соответствующий ваттметр 423 показывает начальный выход 500 Вт; Этот вывод, однако, падает мгновенно, как маховике 117 тормозится Чжэ торможения воздействие магнитного поля на арматуре Затем процедура повторяется, но с переключателем 421 открытым и переключатель 121 закрыт для возбуждения генератора 100. лампы 122 света и ваттметр 123 показывает выход 500 Вт, которая остается постоянной в течение неопределенного периода времени, так как нет никакого заметного замедления маховиком 117. Когда муфта 118 отпускается и скорость ротора постепенно уменьшается, выход генератора 100 по-прежнему существенно 500 Вт при скорость 900 оборотов в минуту и ​​остается столь же высоко как 360 Вт, когда скорость падает дальше 600 оборотов в минуту
В аналогичном испытании с генератором типа permanentmagnet, таких, как показанный на 200 на фиг. 2, наблюдалось по существу постоянный выход в диапазоне от 1600 до 640 оборотов в минуту
Модификации конкретных механизмов описаны и проиллюстрированы, конечно, должно быть очевидно специалистам в данной области техники и считаются охваченными в рамки сущности и объема моего изобретения, как определено в прилагаемой формуле изобретения.


Я утверждаю:
1. Электрический генератор, содержащий неподвижный статор и ротор, коаксиальный с указанным статором; средство привода для вращения указанного ротора вокруг своей оси, причем статор снабжен парой удлиненных стержневых магнитов, проходящих параллельно указанной оси на его противоположных сторонах и оканчивающийся поперечных конечностей, противоположно полюсного концы указанных магнитов, с которыми сталкиваются друг с другом и определяющие магнит означает наличие два разнесенных по оси пар полюсов, расположенных в общей осевой плоскости и образующие пару диаметрально проходящими воздуха АПС для создания магнитного потока пути, включающего два аксиально расположенных параллельных магнитных полей поперек воздушного зазора обходе этой оси, по существу, под прямым углом, указанный ротор снабжен с двумя аксиально расположенных параллельных удлиненных ферромагнитных элементов немного короче, чем расстояние упомянутого противостояния конечностями и проходящую перпендикулярно указанной оси в тех местах, в одной плоскости с полюсных пар для одновременного периодического выравнивания указанных элементов с указанными полями в указанных воздушных зазоров при вращении ротора; и выходной цепи на ротор 20, включающий наматывание средства на каждом из указанных элементов и коллектора означает, последовательно с указанной обмоткой средствами, причем каждое из указанных пар полюсов и соответствующие им элементы, имеющие, с которыми сталкиваются лица дугообразных по центру на указанной оси, сумма дуг натянутое указанными лицами, по существу, равным 90 в плоскости вращения.


Ссылки, цитируемые патенты США 439,102 10/1890 Bradley 310126 XR 2500730 3/1950 Йонкерс 310-168 2769106 10/1956 Дембовский 310-168 3173042 3/1965 Foder 310-1 14 3175111 3/1965 Орр 310126 3205384 9/1965 Sears 310 - 112 2378668 6/1945 Vickers 310-46 2669687 2/1954 Вкусы 31046 2824272 2/1958 Делапорте 310-46 3025445 3/1962 Welch 310--49 иностранные патенты 553398 3/1923 Франция.
838012 2/1939 Франция.
474918 11/1937 Великобритания.
MILTON О. Хиршфилд, Первичная Examiner.
Гиббсом, Д. Г. DUGGAN, помощник экзаменаторов.

 

8

9



Создан 27 фев 2017