GENERADOR DE ENERGÍA ELÉCTRICA La invención tiene por objeto un generador de energía eléctrica, basado en los conceptos de inducción de Faraday, aprovechando a favor de mismo las fuerzas electromágneticas que se producen según la Ley de Lenz, con lo que se consigue reducir la fuerza mecánica exterior aplicada al eje ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Son plenamente conocidas múltiples realizaciones de generadores de energía eléctrica basadas en el principio de inducción de Faraday. En estos generadores se distingue un circuito inductor que genera un campo magnético que induce en otro circuito una fuerza electromotriz (f. e. m.) En los generadores de energía eléctrica es práctica habitual que el circuito inducido esté constituido por un devanado dispuesto en el interior de una carcasa cilindrica hueca, de material ferromagnético (en lo sucesivo estator) alojado en ranuras dispuestas al efecto, mientras que el circuito inductor está dispuesto en un rotor cilindrico coaxial con el estator al que se le suministra una c. c. para generar el campo inductor.

En generadores de c. a. de dos polos, el circuito inductor consiste en un devanado cuyas bobinas están alojadas en ranuras dispuestas en la periferia del rotor, mientras que en generadores de c. a. de más de dos polos, el rotor comprende un núcleo en el que hay radialmente dispuestos unos brazos provistos de expansiones polares, teniendo cada uno de dichos brazos una respectiva bobina del devanado inductor.

En los generadores actuales las chapas magnéticas del rotor y estator están dispuestas coaxialmente y planas al eje, por lo que el flujo magnético se cierra en forma coaxial plano al eje y al número de polos que tenga el generador La alimentación del circuito inductor se realiza por una corriente continua (c. c.) que genera un campo magnético, que al hacerlo girar por medio de una fuerza mecánica exterior, el flujo magnético atraviesa las bobinas del inducido del estator de una forma secuencial, generando así una senoide de fuerza electromotriz (f. e. m.) inducida.

La disposición de los devanados inductor e inducido en elementos mecánicos distintos rotor y estator respectivamente, da lugar a que en el entrehierro de los mismos se generen dos fuerzas magnéticas opuestas, la del inductor generada por la c. c. de excitación en las chapas magnéticas del rotor ; y la inducida al cerrar el circuito eléctrico y pasar una corriente de intensidad variable por las bobinas inducidas del estator hace,

que se genere un flujo magnético en las chapas magnéticas de sentido opuesto en 180° con el consiguiente perjuicio; tener que aplicar grandes fuerzas externas y directamente proporcionales a la intensidad activa que circule por ei inducido, y así poder sostener el giro del rotor y mantener las revoluciones nominales del mismo.

DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN EV objeto de la presente invención es dar a conocer unos generadores de energía eléctrica con una nueva estructura y funcionalidad, que reducen la oposición de las fuerzas magnéticas entre el rotor y estator, reduciendo al mínimo la fuerza mecánica exterior aplicada al rotor para mantener sus revoluciones nominales, asi la fuerza aplicada al rotor deja de ser directamente proporcional a la intensidad activa que circula por el inducido.

El generador de energía eléctrica según la invención, presenta una estructura adecuada para alojar un estator de material ferromagnético y otro no magnético de interior cilindrico hueco; un rotor coaxialmente dispuesto respecto del interior del estator y a una reducida distancia de mismo compuesto por un material ferromagnético y otro no magnético; un devanado inducido en el que se genera la energía eléctrica inducida; y un devanado inductor que es alimentado por una c. c.

El generador de energía eléctrica según la invención, se forma con la colocación de grupos de chapas magnéticas que se colocan paralelas al eje y con separadores, para que forme un conjunto de grupos de chapas magnéticas coaxiales y paralelos al eje. En el rotor se forman grupos de chapas magnéticas paralelas al eje, que unidas a un material antimagnético, dan forma de extensiones para cerrar los campos magnéticos de estator.

En el generador de energía eléctrica de la invención ambos devanados están dispuestos en el estátor parte fija y concéntricamente con el rotor, siendo el devanado inducido de tipo conocido y estando el devanado inductor constituido por una pluralidad de bobinas independientes regularmente distribuidas respecto de devanado inducido.

En el generador de energía eléctrica según la invención, la colocación de las bobinas de inducción genera un campo magnético coaxial con el eje teniendo un poio magnético hacia el interior del estator y el polo opuesto hacia el exterior.

En e ! generador. de energía eléctrica según la invención, la circulación del flujo magnético creado por el devanado inductor al ser alimentado por una corriente continua sigue circuitos cerrados, constituidos por los grupos de chapas magnéticas del estator y de rotor; el flujo generado por las bobinas inductoras del estator, sufre variaciones constantes por la intercesión de los grupos de chapas al hacer girar el rotor, en las

bobinas inducidas que son atravesadas por el interior por dicho flujo se genera una fuerza electromotriz inducida.

En el generador de energía eléctrica según la invención, las fuerzas magnéticas opuestas de los generadores se realiza en la parte fija de estator; las chapas magnéticas de rotor son las que cierran, varían y abren los campos magnéticos generados por la diferencia o suma de las bobinas inductora e inducida del estator.

En el generador de energía eléctrica según la invención la fuerza mecánica exterior aplicada al eje es para producir un deslizamiento del rotor con el estator, abrir, variar, cerrar el campo magnético y mantenerlo a las revoluciones adecuadas de funcionamiento.

En el generador de energía eléctrica según la invención, las fuerzas mecánicas exteriores aplicadas al eje, más la energía eléctrica suministrada a las bobinas de excitación es muy pequeña comparada con la que suministran las bobinas inducidas, cuando el generador se encuentra a las revoluciones necesarias.

En el generador de energía eléctrica según la invención, el flujo magnético menor creado por el inductor se opone en las chapas magnéticas del estator al flujo magnético mayor creado por el inducido, predominando la diferencia del campo magnético mayor. Por consiguiente los campos magnéticos se mantienen siempre coaxialmente en el estator, con un polo en el interior y el opuesto hacia el exterior.

En ei generador de energía eléctrica según la invención, el rotor se encuentra siempre en una posición de deslizamiento, pues al ser el mismo polo magnético coaxial, puede cerrar el campo magnético en cualquier lugar del interior del estator y se necesita muy poca fuerza exterior para moverlo, por no existir la oposición de fuerzas entre la parte fija estator y la parte móvil rotor ; ya que en cualquier posición que se encuentre el rotor con respecto al estator siempre se cumple en este punto la condición de que la diferencia o suma de flujo magnético entre el inductor e inducido se mantiene reducida.

En el generador de energía eléctrica según la invención, las chapas magnéticas del estator forman grupos que, al ir colocados en la vertical del estator y separadas por un material no magnético, se obtienen igual número de huecos para alojar las bobinas del inductor e inducido, formando un grupo coaxial con el eje consiguiendo una mejor ventilación y menor peso.

El generador de energía eléctrica según la invención, tiene la particularidad de que los circuitos de flujo magnético tienen siempre el mismo sentido y la f. e. m. inducida se genera por la variación del flujo magnético producido al mover el rotor por

una fuerza mecánica exterior. Si se desea dar más potencia se aumenta la corriente de excitación o las revoluciones, según las necesidades.

En el generador de energía eléctrica según la invención, al colocar un material no magnético en las diferentes partes de generador se reduce considerablemente el peso del mismo.

El generador de energía eléctrica según la invención, puede trabajar en cualquier posición para los de tamaño pequeño y medio, utilizados en los medios de transporte y máquinas móviles. Los de mayor tamaño y potencia deben de estar en posición vertical u horizontal con respecto al eje del rotor.

En el generador de energía eléctrica según la invención, el eje del rotor no necesita hacer grandes esfuerzos mecánicos, por lo que puede ser de aluminio, reducirse su tamaño diametral y, por consiguiente, su peso.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS Los que se acompañan como ilustración de la presente memoria, representan una explicación de los principios de funcionamiento y el generador de energía eléctrica objeto de la invención. En dichos dibujos : Las figuras 1,2, 3 y 4 presentan esquemas de funcionamiento de la explicación académica; y La figura 5 es una representación esquemática en sección vertical diametral que muestra la circulación y cierre del flujo magnético del generador según la invención ; y La figura 6 es una representación esquemática en sección horizontal que muestra la distribución coaxial de generador de energía según la invención.

EXPLICACIÓN DEL FUNCIONAMIENTO Esta explicación complementaria, en las figuras 1,2, 3 y 4 tiene por objeto dar a conocer los principios básicos de funcionamiento de estos generadores de energía eléctrica, que no crean energía a pesar de producir mucha más energía de la consumida, lo que hacen es pasar una energía de excitación por inducción basada en los principios de Faraday, a otra bobina inducida en la que se genera una fuerza electromotriz inducida, estando ésta en función de la velocidad del movimiento del rotor 7, para variar el flujo magnético.

La figura 1 nos muestra un circuito formado por chapas magnéticas que llamaremos estator 5, una bobina de excitación o inductora 3 que se alimenta con c. c., otra bobina inducida 8 y una parte ferromagnética móvil que llamaremos rotor 7. En esta posición no se genera nada, al introducir el rotor 7, que es atraído por los campos magnéticos A y B se pone de manifiesto una intensidad por la bobina inducida 8 que se

va oponiendo al flujo magnético 9 de la bobina inductora 3 según la Ley de Lenz, cuando llega a la posición de la figura 3, teóricamente el flujo magnético 9 debería ser cero, pero por las pérdidas de inducción se mantiene la polaridad magnética A B de la bobina inductora 3 ; al proceder a retirar el rotor 7 cambia de sentido la intensidad de corriente en la bobina inducida 8, según la Ley de Lenz y esto hace que el flujo magnético 9 se sume al de la bobina inductora 3, por lo que la variación de flujo magnético se hace mayor y se genera una fuerza electromotriz mayor, en este punto al comenzar a salir el rotor 7 es cuando la fuerza de deslizamiento se hace un poco mayor y disminuye rápidamente, pues la intensidad que circula por la bobina inducida 8 comienza a disminuir progresivamente hasta alcanzar el punto mínimo al volver el rotor 7 al lugar de partida. Figura 1.

Según lo anterior, tenemos : que el flujo magnético 9 de excitación de la bobina inductora 3 nos ayuda a hacer girar el rotor 7. Tenemos también que cuando el rotor 7 está cerrando totalmente el circuito magnético 9, figura 3, cambia el sentido de la corriente en la bobina inductora 8 y nos ayuda a excitar más el generador, en este momento también hace algo más de fuerza para salir, cuando esto ocurre otro circuito semejante está en la posición de la figura 1 y nos atrae el rotor 7 hacia dentro. Por consiguiente la fuerza mecánica exterior aplicada al eje para deslizarlo es muy pequeña.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE UN EJEMPLO DE REALIZACIÓN En la descripción que sigue del generador de energía eléctrica según la invención, se hace referencia a las figuras 5 y 6. Dichas figuras muestran esquemáticamente un generador que suministra energía eléctrica para usos industriales, domésticos, etc.

El generador de energía eléctrica según la invención, comprende una estructura 2 para sujetar y dar forma al estator 5 que está formado por grupos de chapas 4 de un material ferromagnético y otro no magnético 11 (aluminio, acero inoxidable, plásticos, etc. ) formando una estructura rígida de forma tubular. En la sección transversal se forma interiormente un conjunto de huecos 12 de igual número que los grupos de chapas 4.

En este ejemplo de realización con veinticuatro grupos de chapas 4 en el estator 5 y colocados en la estructura 2, se forma un conjunto tubular con una regularidad perfectamente distribuida, de grupos de chapas 4, huecos 12, bobinas inductoras 3 y bobinas inducidas 8. En el interior de los huecos 12 de la parte superior se puso el

devanado inductor 3 y perpendicular al mismo en la parte inferior se dispuso el inducido 8.

El devanado inductor 3 está compuesto por veinticuatro bobinas independientes y en este caso colocada en la parte superior del estator 5 y distribuidas individualmente en cada grupo de chapas 4.

El devanado inducido 8 está compuesto por veinticuatro bobinas independientes y en este caso colocadas en la parte inferior de estator 5 y distribuidas individualmente en cada grupo de chapas 4.

El generador de energía eléctrica según la invención comprende también un rotor 6 constituido por grupos de chapas ferromagnéticas 7, otro no magnético 13 al que están sujetas dando forma al rotor 6 con extensiones magnéticas 7. Todo el conjunto del rotor 6 está coaxialmente dispuesto en el interior del conjunto que da forma tubular cilíndrica al estator 5.

En el generador de energía eléctrica según la invención, el conjunto estator 5 se mantiene fijo y el conjunto del rotor 6 tiene capacidad de giro por medio de una fuerza mecánica exterior aplicada al eje 1. Al suministrar una energía eléctrica c. c. a las bobinas inductoras 3 de estator 5, se genera un campo magnético, con un polo en la parte superior y coaxial al entrehierro 10 y al polo opuesto por prolongación de grupo de chapas 4, atraviesa las bobinas inductoras y en la parte inferior forma una coaxial con el entrehierro 10, al girar el eje 1 por medio de una fuerza mecánica exterior que hace mover el rotor 6 que cierra, varía y abre el flujo magnético 9, que circula por los grupos de chapas 4 del estator 5 y por los grupos de chapas 7 de rotor 6, según la Ley de Faraday hace que se induzca en la bobina inducida 8 del estator 5 una fuerza electromotriz y que será directamente proporcional a la variación de las revoluciones del rotor 6.

Se entiende que la disposición de los grupos de chapas 4 del estator 5, como los grupos de chapas 7 del rotor 6; las bobinas inductoras 3 y las bobinas inducidas 8 colocadas en los huecos 12, que resultan de dar forma a los grupos de chapa 4 del estator 5, mostrado en las figuras de las hojas de dibujos de esta memoria es dato únicamente a título de ejemplo, ya que la disposición y número de los mismos puede adoptar cualquier otra forma y número adecuada a cada caso concreto de aplicación.

El generador de energía eléctrica según la invención tiene la particularidad que la corriente activa que pasa por el inducido 8, en su ciclo creciente se va creando un flujo magnético 9 que se opone al flujo creado por la bobina inductora 3; en su ciclo decreciente se genera un flujo magnético 9 que se suma al flujo creado por la bobina inductora 3; esto nos ayuda a tener una mayor diferencia de flujo magnético 9 y por lo tanto una mayor fuerza electromotriz generada. Estas variaciones ayudan y contrarrestan el deslizamiento del rotor.