неділя, 4 серпня 2019 р.

Flywheel electric generator US20070120430




https://patents.google.com/patent/US20070120430
https://patentimages.storage.googleapis.com/ae/34/73/8c2ca8c1cde16d/US20070120430A1.pdf

Анотація

Електричний генератор маховика складається зі стартового двигуна, обертового вала маховика, який обертається двигуном, маховика, що обертається через з'єднання з обертовим валом, множині постійних магнітів, розташованих у значно рівних просторах центральних кутів на зовнішніх колових секціях маховика, пари електромагнітів, розташованих нерухомо на прямій діаметрі маховика так, щоб дивитися на постійні магніти, та електронного генератора, який обертається в дію Роторний вал.


Опис

    ПЕРЕХРЕСНЕ ПОСИЛАННЯ НА ПОВ'ЯЗАНІ ЗАСТОСУВАННЯ
  • [0001]
    Ця заявка базується на попередній японській патентній заявці No 2005-346002, поданій 30 листопада 2005 року, весь її зміст включено сюди за посиланням.
  • ПЕРЕДУМОВИ ВИНАХОДУ
  • [0002]
    Цей винахід стосується електричного генератора маховика, який використовує кінетичну енергію обертання маховика.
  • [0003]
    Електричний генератор маховика — це електричний генератор, який розряджає кінетичну енергію, накопичену в маховику, з'єднану з ротором електрогенератора, як електричну енергію. Тобто електричний генератор маховика використовує систему, за допомогою якої електрична енергія перетворюється на обертальну енергію об'єкта з великим інерційним моментом для її зберігання. Загалом, маховиковий електрогенератор часто використовується для подачі електроенергії на навантаження, яке потребує імпульсної великої електроенергії.
  • [0004]
    Наприклад, ядерна термоядерна система, що утримує плазму магнітним полем, постачає електроенергію в кілька сотень тисяч кВт за короткий час, наприклад за кілька секунд, тому незручно безпосередньо отримувати таку імпульсну електроенергію з електросистеми через надто значний вплив на енергосистему. Тому таке поле електричної системи використовує маховиковий електрогенератор. Електричний генератор маховика працює за таким циклом, що збільшує кількість обертів електричного генератора протягом кількох хвилин для зберігання кінетичної енергії в маховику, а кінетичну енергію, накопичену в маховику, розряджає при подачі електроенергії на навантаження, що призводить до зменшення кількості обертів електрогенератора.
  • [0005]
    Зазвичай звичайний маховиковий електрогенератор безпосередньо з'єднує електродвигун для приводу в рух до електрогенератора. Вихід електрогенератора не залежить від електричної системи, а маховиковий електрогенератор також змінює кількість обертів електрогенератора залежно від джерела живлення навантаження, тому частота також змінюється синхронно з кількістю обертів.
  • [0006]
    РИС. 7 показує конфігураційний вигляд керуючого пристрою такого звичайного маховикового електрогенератора. Маховиковий електрогенератор 51 приводиться в дію електродвигуном для приводу 52 для зберігання кінетичної енергії в електрогенераторі маховика 51Електродвигун 52 підключений до приймальної шини 53 електросистеми через автомат 54 і керується пристроєм Шербіуса 55 на основі кількості обертів із середнього 56 для визначення кількості обертів. Пристрій Шербіуса 55 здійснює вторинне збудження електродвигуна 52 для регенерації частини вторинної електроенергії, що генерується на вторинній стороні шини 53 через автомат 54 b.
  • [0007]
    Щоб забезпечити електроенергію від маховика електрогенератора 51 на навантаження 57електрогенератор 51 збуджується збуджливим пристроєм 58 для генерації електроенергії і подає її на навантаження 57, щоб зменшити кількість власних обертів. Електрогенератор 51 подає джерело збудження для збуджувального пристрою 58 від шини-бару 53 через автомат 54 c (див., наприклад, Японська патентна заявка KOKAI Publication No. 2001-258294).
  • [0008]
    Щодо конструкції електричного генератора на маховику, у звичайному маховіковому електрогенераторі, окрім такого, де маховик прикріплений до звичайного електричного генератора типу з виступаючими полюсами для його приводу в дію за допомогою звичайного підшипника в атмосфері, техніки використання магнітного вала, що складається з левітуючого магніту та левітуючого насипу з високотемпературного надпровідника, розташованого обличчям до левітуючого магніта в герметичному контейнері, та Експлуатація електричного генератора маховика шляхом встановлення атмосферного тиску ротора в герметичному контейнері в діапазоні від 0,1 атм до 0,4 атм розкривається (див., наприклад, патентна заявка на Японію KOKAI Publication No. 6-303738).
  • [0009]
    У такому звичайному електричному генераторі з маховиком, чим важчою стає вага маховика, тим більшою стає кількість накопичення енергії, а з іншого боку, тим більшою стає механічна втрата на підшипнику тощо. Отже, у випадку використання звичайного підшипника для електрогенератора маховика, вимога великої потужності призводить до значних механічних втрат на підшипнику і, безумовно, знижує ефективність електрогенератора маховика.
  • [0010]
    Як зазначено у наведеному вище патентному документі, у герметичному контейнері використовується магнітний вал, що складається з левітуючого магніту та левітуючого об'єму, що складається з високотемпературного надпровідника, розташованого обличчям до левітуючого магніту, у герметичному контейнері потребує великомасштабного пристрою для достатньої роботи над високотемпературним надпровідником.
  • [0011]
    Як згадувалося вище, система розміщення електричного генератора маховика у герметичному контейнері не є бажаною, оскільки вся система стає складною та великою, і вона потребує багато часу на технічне обслуговування, інспекцію та подальше повторне запуск.
  • КОРОТКИЙ ОГЛЯД ВИНАХОДУ
  • [0012]
    Цей винахід винайдено на основі вищезазначеної ситуації, і його метою є створення маховикового електрогенератора, здатного ефективно виходити навіть в атмосфері.
  • [0013]
    Маховиковий електрогенератор за втіленням цього винаходу включає пусковий двигун; обертовий вал маховика, який обертається стартовим двигуном; маховик, який обертається шляхом зчеплення з обертовим валом маховика; множинність постійних магнітів, розташованих на значно однаковій відстані на зовнішніх окружних секціях маховика; пара електромагнітів, розташованих у фіксованих положеннях з обох боків маховика вздовж напрямку діаметра так, щоб дивитися на постійні магніти; та електрогенератор, який обертається обертальним валом маховика.
  • [0014]
    У описаному вище електричному генераторі маховика складається з двох шматків круглих пластин, розташованих окремо паралельно одна одній, та множини опорних пластин, які розташовані так, щоб з'єднати дві частини круглих пластин одна з одною на їх окружних ділянках, а множинність постійних магнітів підтримується на множині опорних пластин, відповідно.
  • [0015]
    Крім того, у електрогенераторі маховика обертовий вал маховика з'єднаний відповідно з двигуном запуску та електрогенератором через першу та другу муфти.
  • [0016]
    Крім того, у електричному генераторі маховика поверхні постійних магнітів і електромагнітів розташовані під заданим кутом нахилу.
  • [0017]
    Крім того, у електрогенераторі маховика кут нахилу не перевищує 30° кожен.
  • [0018]
    Крім того, у електричному генераторі маховика кут нахилу становить приблизно 22,5° кожен.
  • [0019]
    Крім того, у електрогенераторі маховика перше і друге зчеплення є електромагнітними.
  • [0020]
    Крім того, у маховиковому електрогенераторі постійні магніти парного числа розташовані на зовнішніх окружних секціях маховика.
  • [0021]
    Крім того, у маховиковому електрогенераторі мінімальний зазор між поверхнями електромагнітів і постійних магнітів становить 1 мм.
  • [0022]
    Додаткові цілі та переваги винаходу будуть викладені в наступному описі, і частково це буде очевидно з опису, або можуть бути вивчені на практиці винаходу. Цілі та переваги винаходу можуть бути реалізовані та отримані за допомогою інструментів і комбінацій, особливо зазначених далі.
  • КОРОТКИЙ ОПИС РІЗНИХ ВИДІВ МАЛЮНКА
  • [0023]
    Супровідні креслення, які включені до специфікації та є її частиною, ілюструють втілення винаходу, а разом із загальним описом вище та детальним описом втілень, наведеним нижче, служать для пояснення принципів винаходу.
  • [0024]
    РИС. 1 — це зразковий схематичний боковий вигляд, що демонструє втілення маховикового електрогенератора з поточного винаходу;
  • [0025]
    РИС. 2 — це зразковий схематичний горизонтальний план електричного генератора маховика, показаний на РИС. 1;
  • [0026]
    РИС. 3 — це зразковий горизонтальний поперечний переріз маховика, показаний на рис. 1;
  • [0027]
    РИС. 4 — це зразковий графік, що вказує виміряний крутний момент крокового двигуна, показаний на РИС. 3;
  • [0028]
    РИС. 5 — це зразковий частково збільшений вигляд крокового мотора, показаний на РИС. 3;
  • [0029]
    РИС. 6 — це зразковий пояснувальний вигляд, який використовується для розрахунку крутного моменту при роботі електрогенератора маховика; та
  • [0030]
    РИС. 7 — це зразкова блок-схема, що демонструє приклад використання звичайного маховикового електрогенератора.




















Немає коментарів: