BRPI0615706A2

BRPI0615706A2 - gerador

Info

Publication number: BRPI0615706A2
Application number: BRPI0615706-8A
Authority: BR
Inventors: Tetsuo Okamoto
Original assignee: Norimasa Okamoto; Koji Nitta
Priority date: 2006-09-14
Filing date: 2006-09-14
Publication date: 2011-05-24
Also published as: TW200822494A; US20090295247A1; WO2008032384A1; TWI327809B; KR20080046612A; KR100988849B1; EP2063517A1; JP4085128B1; JPWO2008032384A1; CA2611544A1; US7939983B2; CN101248570A

Abstract

GERADOR é fornecido um gerador que produz forças eletromotoras na mesma direção em todos os enrolamentos para evitar a ocorrêpcia de vazamento dos campos magnéticos dos enrolamentos e queda das forças rotacionais das placas de rotor devidas ao vazamento dos campos magnéticos dos enrolamentos e oferece alta eficiência sem o acompanhamento de qualquer carga de circuito. O gerador inclui os primeiros enrolamentos (15-1 a 15-4) divididos em um número plural e enrolados em torno de um núcleo anular fixo (5); os segundos enrolamentos (25-1 a 25-4) divididos em um número igual ao número plural e enrolados em volta para cobrir as porções de espaços divididos dos primeiros enrolamentos; e primeira e segunda placas de rotor (30) e (35) fornecidas para serem opostas a ambas as superfícies do núcleo anular (5), em que a primeira placa de rotor apresenta os primeiros magnetos permanentes (40-1 a 40-4) opostos aos primeiros enrolamentos, a segunda placa de rotor apresenta os segundos magnetos permanentes (45-1 a 45-4) opostos aos segundos enrolamentos, e a eletricidade gerada nos primeiros e segundos enrolamentos (15-1) a (15-4) e (25-1) a (25-4) é obtida pela rotação das primeiras e segundas placas de rotor (30) e (35).

Description

"GERADOR"

Campo Técnico

A presente invenção se refere a um gerador que geraeletricidade fazendo girar magnetos permanentes com forças rotacionaisaplicadas externamente. Mais especificamente, a presente invenção se referea um gerador que direciona as forças eletromotoras de bobinas na mesmadireção para evitar a ocorrência de fluxos de vazamento e a queda das forçasrotacionais das placas do rotor devido ao vazamento dos camposmagnéticos, aumentando deste modo a eficiência da geração de eletricidade.

Fundamento da Arte

O pedido de patente Japonês de publicação No. 3783141descreve um gerador que gera eletricidade fazendo girar magnetospermanentes com forças rotacionais aplicadas externamente. Na Figura 7a, ogerador (100) inclui uma placa de rotor esquerda (5L) e uma placa de rotordireita (5R) em ambos os lados do indutor (10) mantido por uma caixa doindutor (20). Um magneto permanente semicircular (6NL) magnetizado nadireção oposta ao indutor (10) é aderido à placa de rotor esquerda (5L) de talmaneira que o pólo do Norte fica de frente para o indutor (10). Um magnetopermanente semicircular (6SL) magnetizado na direção oposta ao indutor (10)é aderido à placa de rotor esquerda (5L) de tal maneira que o pólo do Sul ficade frente para o indutor (10). Similarmente, um magneto permanentesemicircular (6NR) magnetizado na direção oposta ao indutor (10) é aderido àplaca de rotor direita (5R) de tal maneira que o pólo do Norte fica de frentepara o indutor (10). Além disso, um magneto permanente semicircular (6SR)magnetizado na direção oposta ao indutor (10) é aderido à placa de rotordireita (5R) de tal maneira que o pólo do Sul fica de frente parao indutor (10).

Na Figura 7b, o indutor (10) apresenta bobinas enroladas deforma toroidal (L1) a (L12) em volta de um núcleo anular (11) em um mesmoângulo. Um sensor de espaço 12 é fornecido entre os enrolamentos (L12) e(L1). Na Figura 8, os enrolamentos (L1) a (L6) são unidos em série viaretificadores (D1) a (D5). O enrolamento (L6) é unido a uma primeiraextremidade de um primeiro TRIAC (T1) via um retificador (D6). Osenrolamentos (L7) a (L12) são unidos em série via retificadores (D7) a (D11).O enrolamento (L12) é unido a uma primeira extremidade de um segundoTRIAC (T2) via um retificador (D12). Os retificadores (D1 a D12) possuemcircuitos de armazenamento (H1 a H12), respectivamente. As segundasextremidades do primeiro e segundo TRIACs (T1 e T2) são unidas a umcapacitor (C) via resistências de supressão de corrente R1 e R2.

Quando a placa de rotor esquerda (5L) e a placa de rotor direita(5R) são giradas, a polaridade de um fluxo magnético detectado pelo sensorde espaço (12) é invertida do pólo Sul ao pólo Norte tal que o primeiro TRIAC(T1) seja ligado e o segundo TRIAC (T2) é desligado. Quando a placa derotor esquerda (5L) e a placa de rotor direita (5R) são ainda giradas, as forçaseletromotoras na direção dos retificadores (D1) (a D6) são produzidas nosenrolamentos (L1) a (L6) de modo a modificar os circuitos de armazenamento(H1) a (H6). Neste momento, as voltagens dos circuitos de armazenamento(H1) a (H6) são adicionadas. O capacitor (C) é carregado pela voltagem docircuito de armazenamento (H6) através do primeiro TRIAC (T1) e daresistência de supressão de corrente (R1) para produzir uma corrente direta apartir de ambas as extremidades do capacitor (C).

Quando a placa de rotor esquerda (5L) e a placa de rotor direita(5R) são ainda giradas, a polaridade de um fluxo magnético detectado pelosensor de espaço (12) é invertida do pólo Norte ao pólo Sul que leva oprimeiro TRIAC (T1) a ser desligado e o segundo TRIAC (T2) ser ligado.Quando a placa de rotor esquerda (5L) e a placa de rotor direita (5R) sãoainda girados, as forças eletromotoras em direção aos retificadores (D7) a(D12) são produzidas nos enrolamentos (L7) a (L12) para carregar oscircuitos de armazenamento (H7) a (H12), e as voltagens dos circuitos dearmazenamento (H7) a (H12) são adicionadas. O capacitor (C) é carregadopela voltagem do circuito de armazenamento (H12) através do segundoTRIAC (Τ2) e da resistência de supressão de corrente (R2) para produzir umacorrente direta a partir de ambas as extremidades do capacitor (C).

Como descrito em cima, um campo magnético é gerado naplaca de rotor esquerda (5L) a partir dos magnetos permanentes (6NL) a(6SL); um campo magnético é gerado na placa de rotor direita (5R) numadireção a partir dos magnetos permanentes (6NR) a (6SR); e a placa de rotoresquerda (5L) e a placa de rotor direita (5R) são giradas para produzir forçaseletromotoras em fase e anti-fase umas com as outras nos enrolamentos (L1)a (L6) e os enrolamentos (L7) a (L12). Tem havido problema que quando aeletricidade é tomada dos enrolamentos (L1) a (L6) dos enrolamentostoroidais (L1) a (L12) do núcleo anular (11) do indutor (10), esta não pode sertomada dos enrolamentos (L7) a (L12).

O sensor de espaço (12), o primeiro TRIAC (T1), e o segundoTRIAC (T2) precisam ser fornecidos para cortar a força eletromotora anti-fase, por meio disso acompanhando uma carga de circuito. As forçaseletromotoras produzidas nos enrolamentos (L1) a (L6) e os enrolamentos(L7) a (L12) estão em - e anti-fase uns com os outros, tal que os camposmagnéticos gerados nos enrolamentos (L1) (a L6) e os enrolamentos (L7) (aL12) sejam dirigidos no sentido contrário um com outro devido às forçaseletromotoras. Vazamentos dos campos magnéticos ocorrem a partir dosenrolamentos, o que causa uma diminuição das forças rotacionais das placasde rotor e da eficiência de geração de eletricidade.

Revelação da Invenção

Problemas a serem Solucionados pela Invenção

A presente invenção foi feita para solucionar tais problemas eum objetivo da presente invenção é fornecer um gerador que produz forçaseletromotoras na mesma direção em todos os enrolamentos para evitar aocorrência de vazamento dos campos magnéticos dos enrolamentos ediminuir as forças rotacionais das placas do rotor devido ao vazamentocampos magnéticos dos enrolamentos e oferece alta eficiência sem qualquercarga de circuito.

Meios para Solucionar os Problemas

Um gerador da presente invenção tem os primeiroenrolamentos divididos num número plural e enrolados em volta de um núcleoanular fixo; os segundos enrolamentos divididos num número igual ao númeroplural e enrolados em volta de modo a cobrir as porções divididas de espaçodo primeiro enrolamento; e primeira e segunda placas de rotor fornecidaspara serem opostas a ambas as superfícies do núcleo anular, em que aprimeira placa de rotor tem os primeiros magnetos permanentes em númeroigual ao número plural e fornecidos para serem opostos aos primeirosenrolamentos divididos, em que a segunda placa de rotor tem os segundosmagnetos permanentes em número igual ao número plural e fornecidos paraserem opostos aos segundos enrolamentos divididos, em que a eletricidadegerada nos primeiros e segundos enrolamentos é obtida pela rotação dasprimeira e segunda placas de rotor.

No gerador da presente invenção, os primeiros e segundosenrolamentos têm o mesmo número de voltas e a mesma direção deenrolamento.

As primeira e segunda placas de rotor do gerador da presenteinvenção têm nos seus centros uma haste compartilhada de acionamentopara rotação, uma primeira placa formando o caminho magnético que formaum caminho magnético entre a haste de acionamento e o primeiro magneto, euma segunda placa formando o caminho magnético que forma um caminhomagnético entre a haste de acionamento e o segundo magneto.

No gerador da presente invenção, uma extremidade do primeiroenrolamento é aterrada, a outra extremidade deste é conectada ao pólopositivo de um primeiro retificador, uma extremidade do segundo enrolamentoé aterrada, a outra extremidade deste é conectada ao pólo positivo de umsegundo retificador, os pólos negativos do primeiro e segundo retificadoressão conectados a uma extremidade de um capacitor, a outra extremidade docapacitar é aterrada, e a eletricidade é tomada a partir de uma extremidadedo capacitar.

De acordo com o gerador da presente invenção, é possívelfornecer um gerador que pode produzir forças eletromotoras na mesmadireção em todo os enrolamentos para evitar a ocorrência do vazamento doscampos magnéticos dos enrolamentos e diminuir as forças rotacionais deplacas de rotor devido ao vazamento dos campos magnéticos dosenrolamentos e oferece alta eficiência sem qualquer carga de circuito paracortar as forças eletromotoras no sentido contrário.

Breve Descrição dos Desenhos

As figuras 1a e 1b são diagramas de bloco mostrando aconstituição de um gerador da presente invenção;

As figuras 2a e 2b são vistas explodidas dos enrolamentos deum núcleo anular da presente invenção;

A figura 3 é um diagrama de bloco de placas de rotor dapresente invenção;

A figura 4 é um diagrama de formação do caminho magnéticomostrando os caminhos magnéticos da primeira placa de rotor e umasegunda placa de rotor;

A figura 5 é um diagrama de circuito elétrico do gerador dapresente invenção;

As figuras 6a e 6b são diagramas mostrando as formas deonda de saída em um nó de conexão P;

As figuras 7a e 7b são uma vista frontal e uma vista lateral deum gerador convencional; e

A figura 8 é um diagrama de circuito mostrando a conexãoelétrica do gerador convencional.

O Melhor Modo de Execução da InvençãoUma realização da presente invenção será descrita comreferência aos desenhos. As figuras 1a e 1b são diagramas de blocomostrando a constituição de um gerador da presente invenção. Na Figura 1a,um indutor 70 de um gerador 110 é fixado sobre uma base 97 e um núcleoanular 5 em torno do qual os primeiros enrolamentos 15-1 a 15-4 e segundosenrolamentos 25-1 a 25-4 são enrolados é fornecido no indutor 70. Umaprimeira placa de rotor 30 e uma segunda placa de rotor 35 são fornecidassobre os mancais 80-1 e 80-2 que apresentam placas de suporte 85-1 e 85-2através de uma haste de acionamento 60. Os mancais 80-1 e 80-2 sãofixados sobre a base 97. A primeira placa de rotor 30 e a segunda placa derotor 35 possuem os primeiros magnetos permanentes 40-1 a 40-4 e 45-1 a45-4, respectivamente. A haste de acionamento 60 obtém o torque deacionamento de rotação externamente (não mostrado), e gira a primeira placade rotor 30 e a segunda placa de rotor 35 para gerar campos magnéticos derotação.

Na figura 1b, o núcleo anular 5 em torno do qual o primeiroenrolamento 15-1 a 15-4 e o segundo enrolamento 25-1 a 25-4 são enroladosé ajustado no indutor 70. As figuras 2a e 2b são vistas explodidas doenrolamento do núcleo anular explicando mais detalhadamente o estado emque o primeiro enrolamento 15-1 a 15-4 e o segundo enrolamento 25-1 a 25-4são enrolados em volta do núcleo anular 5 da Figura 1b. Na figura 2a, oprimeiro enrolamento 15-1 a 15-4 são dispostos num ângulo de 90 graus umem relação ao outro, e são enrolados em volta do núcleo anular 5 de formaque o primeiro enrolamento 15-1 e 15-3 são opostos um em relação ao outroe o primeiro enrolamento 15-2 e 15-4 são opostos um ao outro. Na figura 2b,o segundo enrolamento 25-1 a 25-4 são dispostos num ângulo de 90 grausum em relação ao outro, são enrolados em volta do núcleo anular 5 de formaque o segundo enrolamento 25-1 e 25-3 são opostos um ao outro e osegundo enrolamentos 25-2 e 25-4 são opostos um ao outro, e são enroladosna mesma direção e no mesmo número de voltas que o primeiro enrolamento15-1 a 15-4 para ser deslocado 45 graus um do outro de modo a cobrir asporções de espaçamento do primeiro enrolamento 15-1 a 15-4.

A figura 3 é um diagrama de bloco da placa de rotor que explicamais detalhadamente a constituição da primeira placa de rotor 30 e segundaplaca de rotor 35 da Figura 1a. Os primeiros magnetos permanentes 40-1 a40-4 são dispostos num ângulo de 90 graus um em relação ao outro, e sãofornecidos na primeira placa de rotor 30 de tal maneira que os primeirosmagnetos permanentes 40-1 e 40-3 são opostos um ao outro e os primeirosmagnetos permanentes 40-2 e 40-4 são opostos um ao outro. Os segundos magnetos permanentes 45-1 a 45-4 são dispostos num ângulo de 90 grausum em relação ao outro, e são fornecidos na segunda placa de rotor 35 de talmaneira que os segundos magnetos permanentes 45-1 e 45-3 são opostosum em relação ao outro e os segundos magnetos permanentes 45-2 e 45-4são opostos um ao outro. A primeira placa de rotor 30 e a segunda placa derotor 35 são fixadas na haste de acionamento 60 de tal maneira que osprimeiros magnetos permanentes 40-1 a 40-4 e os segundos magnetospermanentes 45-1 a 45-4 são deslocados 45 graus um em relação ao outro. Aprimeira placa de rotor 30 e a segunda placa de rotor 35 apresentam asplacas 50-1 e 50-2 que formam o caminho magnético, respectivamente, eformam os caminhos magnéticos dos primeiros magnetos permanentes 40-1a 40-4 e segundos magnetos permanentes 45-1 a 45-4. As placas 50-1 e 50-2 que formam o caminho magnético podem formar caminhos magnéticos pelaformação da primeira e segunda placas de rotor inteiras 30 e 35 utilizando ummaterial de ferro.

A figura 4 é um diagrama de formação do caminho magnéticoque mostra a formação do caminho magnético e as direções dos camposmagnéticos da primeira placa de rotor 30 e segunda placa de rotor 35. NaFigura 4, os campos magnéticos são gerados do pólo Norte do primeiromagneto permanente 40-1 da primeira placa de rotor 30 para os pólos Suldos segundos magnetos permanentes 45-1 e 45-4 da segunda placa de rotor35. Os campos magnéticos formam caminhos magnéticos que retornam dospólos Norte dos segundos magnetos permanentes 45-1 e 45-4 através dasplacas 50-2 e 50-1 que formam o caminho magnético para o pólo Sul doprimeiro magneto permanente 40-1. Quando a primeira placa de rotor 30 e asegunda placa de rotor 35 são giradas recebendo torque rotacional da hastede acionamento 60, os campos magnéticos de rotação dos caminhosmagnéticos mostrados na Figura 4 são gerados para produzir forçaseletromotoras na mesma direção do primeiro enrolamento 15-1 a 15-4 e osegundo enrolamento 25-1 a 25-4. Isto pode produzir as forças eletromotorasna mesma direção em todos os enrolamentos e usar efetivamente todos oscampos magnéticos gerados. É mostrada a realização na qual o número dedivisão dos enrolamentos e o número de divisão dos magnetos é quatro. Onúmero de divisão dos enrolamentos e os magnetos pode ser oito. O númerode divisão não está limitado a estes.

A figura 5 é um diagrama de circuito elétrico do gerador dapresente invenção. Os primeiros enrolamentos 15-1 a 15-4 são unidos emsérie, a extremidade aberta do primeiro enrolamento 15-4 é aterrada, e aextremidade aberta do primeiro enrolamento 15-3 é conectada ao pólopositivo de um retificador 90-1. Do mesmo modo, os segundos enrolamentos25-1 a 25-4 são unidos em série, a extremidade aberta do segundoenrolamento 25-3 é aterrado, e a extremidade aberta do segundoenrolamento 25-2 é conectada ao pólo positivo de um retificador 90-2. Ospólos negativos dos retificadores 90-1 e 90-2 são conectados a umaextremidade de um capacitor 95 e as forças eletromotoras são obtidas do seunó de conexão Ρ. A outra extremidade do capacitor 95 é aterrada. Os camposmagnéticos gerados pelas forças eletromotoras na mesma direção produzidano primeiro enrolamento 15-1 a 15-4 e o segundo enrolamento 25-1 a 25-4são todos na mesma direção e estão completamente confinados dentro donúcleo anular 5. As forças rotacionais das placas de rotor 30 e 35 devido aovazamento dos campos magnéticos a partir dos enrolamentos e a eficiênciade geração de eletricidade não podem ser diminuídas.

As figuras 6a e 6b são diagramas que mostram formas de ondade saída no nó de conexão P. Na figura 6a, a onda sintetizada das forçaseletromotoras na mesma direção no primeiro enrolamento 15-1 a 15-4 esegundo enrolamento 25-1 a 25-4 se torna uma corrente ondulada comrelação a um eixo temporal a ser introduzido no capacitor 95. Na figura 6b, aonda sintetizada empilhada no capacitor 95 pode ser obtida como umcomponente de corrente direta linear. O componente de corrente direta éconvertido em um componente de corrente alternada por um conversor a serintensificado por um transformador e pode ser suprido como eletricidade douso domiciliar.

Aplicabilidade Industrial

Como acima descrito, de acordo com a presente invenção, asforças eletromotoras direcionadas para frente podem ser produzidas emtodos os enrolamentos e todos os campos magnéticos gerados podem serusados efetivamente. A ocorrência do vazamento dos campos magnéticosdos enrolamentos pode ser evitada. As forças rotacionais de placas de rotordevido ao vazamento dos campos magnéticos dos enrolamentos e aeficiência de geração de eletricidade não podem ser diminuídas. Nenhumacarga de circuito especial para cortar as forças eletromotoras no sentidocontrário pode ser acompanhada. Um gerador que possui um circuito elétricosimples e oferece alta eficiência pode ser fornecido.

Claims

1. Gerador CARACTERIZADO por compreender:primeiros enrolamentos divididos (15) no número plural eenrolados em volta de um núcleo anular fixo (5);segundos enrolamentos divididos (25) num número igual ao ditonúmero plural e enrolados em volta do núcleo anular (5) de modo a cobrir asporções de espaços divididos dos ditos primeiros enrolamentos; eprimeira (30) e segunda (35) placas de rotor fornecidas paraserem opostas a ambas as superfícies do dito núcleo anular (5),em que a dita primeira placa de rotor (30) apresenta osprimeiros magnetos permanentes (40) num número igual ao dito númeroplural, fornecidos para serem opostos aos ditos primeiros enrolamentosdivididos (15), e dispostos em série de modo que o mesmo pólo magnéticosurge,em que a dita segunda placa de rotor (35) apresenta segundosmagnetos permanentes (45) num número igual ao dito número plural,fornecido para serem opostos aos ditos segundos enrolamentos divididos(25), e dispostos em série de modo que um pólo magnético oposto ao ditomesmo pólo magnético surge,em que a eletricidade gerada no dito primeiro (15) e segundo(25) enrolamentos é obtida pela rotação das ditas primeira (30) e segunda(35) placas de rotor.

2. Gerador de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADOpelos ditos primeiros (15) e segundos (25) enrolamentos apresentarem omesmo número de voltas e a mesma direção de enrolamento.

3. Gerador de acordo com as reivindicações 1 ou 2,CARACTERIZADO pelas ditas primeira (30) e segunda (35) placas de rotorapresentarem nos seus centros uma haste (60) compartilhada deacionamento de rotação, uma primeira placa (30) que forma um caminhomagnético para formar um caminho magnético entre a dita haste deacionamento (60) e o dito primeiro magneto permanente (40), e uma segundaplaca (35) que forma um caminho magnético para formar um caminhomagnético entre a dita haste de acionamento (60) e o dito segundo magnetopermanente (45).

4. Gerador de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a-3, CARACTERIZADO por uma extremidade do dito primeiro enrolamento (15)ser aterrada, a outra extremidade deste ser conectada ao pólo positivo de umprimeiro retificador (90-1), uma extremidade do dito segundo enrolamento(25) ser aterrada, a outra extremidade deste ser conectada ao pólo positivode um segundo retificador (90-2), os pólos negativos dos ditos primeiro (90-1)e segundo (90-2) retificadores serem conectados a uma extremidade de umcapacitor (95), a outra extremidade do dito capacitor (95) ser aterrada, e aeletricidade é obtida a partir de uma dita extremidade do dito capacitor (95).

5. Gerador CARACTERIZADO por compreender:um núcleo anular (5) em torno do qual os enrolamentos sãoenrolados; euma primeira (30) e segunda (35) placas de rotor nas quais umapluralidade de magnetos permanentes são dispostos em série,respectivamente, e alojados numa haste de acionamento (60) de modo aficarem opostos um em relação ao outro pela interposição do dito núcleo,em que os pólos magnéticos da dita pluralidade de magnetospermanentes (40) dispostos em série na superfície oposta da dita primeiraplaca de rotor (30) são dispostos em série de modo que o mesmo pólomagnético surge, e os pólos magnéticos da dita pluralidade de magnetospermanentes (35) dispostos em série na superfície oposta da dita segundaplaca de rotor (35) são dispostos em série de modo que um pólo magnéticooposto ao dito mesmo pólo magnético surge.