Generator z wirnikiem kłowym

Istota wynalazku:

Generator z wirnikiem kłowym, według wynalazku, charakteryzuje się tym, że magnesy trwałe umieszczone są na biegunach kłowych jednej lub dwóch części wirnika, przy czym polaryzacja magnesów trwałych musi być zgodna z polaryzacją biegunów kłowych, na której są umieszczone. Dzięki temu generator jest w stanie sam się wzbudzić bez konieczności stosowania zewnętrznego źródła energii elektrycznej. Magnesy trwałe mogą być umieszczone na biegunach w rowkach kłów. Mogą także być umieszczone na powierzchni biegunów kłowych. Na jednym biegunie kłowym może być umieszczony jeden lub kilka magnesów trwałych.
Wynalazek stanowi rozwiązanie generatora wzbudzanego hybrydowo, który umożliwia zaoszczędzenie energii elektrycznej dzięki zastosowanym magnesom trwałym, które podwyższą sprawność urządzenia – cewka wzbudzenia wirnika będzie mogła być zasilona mniejszym prądem, ponieważ magnesy trwałe wytworzą już część strumienia magnetycznego.
Wynalazek można podłączyć w szeregu z diodą prostowniczą przewodzącą energię w kierunku do akumulatora (rys. 1 zał. 3). Do ładowania akumulatorów nie jest potrzebny wówczas dodatkowy układ kontroli, którego zadaniem byłoby zabezpieczenie przed rozładowywaniem akumulatora w przypadku zatrzymania wirnika, ponieważ funkcję takiego zabezpieczenia pełni dioda prostownicza. Przy nieruchomym wirniku nie jest tracona energia elektryczna z akumulatora, co jest bardzo istotne przy zastosowaniu go np. do siłowni wiatrowej.
Wynalazek przedstawiony jest w przykładowych koncepcjach na rysunkach 2 i 3 załącznika nr 3, na którym rys. 2 przedstawia generator w widoku izometrycznym z magnesami trwałymi na biegunach kłowych jednej części wirnika, natomiast rys. 3 – na obydwu częściach wirnika. Rysunek 4 przedstawia wirnik, natomiast rysunek 5 przedstawia rzeczywiste wykonanie wynalazku, na bazie seryjnie produkowanego alternatora samochodowego. Rysunek 6 przedstawia stanowisko eksperymentalne podczas badań prototypu.

Potencjał komercjalizacyjny wynalazku:

Wynalazek jest konkurencyjny do rozwiązań powszechnie stosowanych w przemyśle motoryzacyjnym. Zastąpienie tradycyjnych alternatorów proponowanym wynalazkiem pozwoli na zaoszczędzenie energii, a więc i emisji spalin oraz dwutlenku węgla.
Obecnie najczęściej stosowanymi maszynami w małych elektrowniach wiatrowych są generatory z magnesami trwałymi, których zakres regulacji jest niewielki i związany ze zużyciem dodatkowej energii. Natomiast w przypadku zastosowania proponowanego wynalazku jako generatora energii elektrycznej w przydomowej elektrowni wiatrowej, możliwe jest znaczne uproszczenie budowy samego generatora oraz osprzętu niezbędnego do sterowania całą elektrownią. Wartym podkreślenia jest fakt, że zastosowane hybrydowe wzbudzenie, czyli obecność dwóch źródeł wzbudzenia: od magnesów trwałych i cewki wzbudzającej, poszerza właściwości regulacyjne generatora, co umożliwia kontrolowanie jego parametrów wyjściowych, reagując "on-line" na zmieniające się nieustannie parametry wiatru.