Pertence a invenção a área da Engenharia Elétrica.

O uso da invenção é aplicável ao setor da Geração de Energia Elétrica.

A Aplicação da invenção consiste em aproveitar a periodicidade do movimento pendular, uma força da natureza descoberta por Galileu Galilei há 400 anos, substituindo o pêndulo constituído apenas de massa, por um pêndulo constituído por um enrolamento utilizado em dentes de rotores de um gerador elétrico. A este componente denominamos de pêndulo-rotor. Este ao passar em seu curso pendular a uma distancia de 4mm de bobinas estatoras (distancia entre- ferros) produz energia elétrica.

a) Os problemas técnicos consistiam em: a) - Como aproveitar esta força da natureza, combinação da força da gravidade, força de tração do cabo de aço pendular e força do peso do pêndulo, para gerar energia elétrica na forma de um Gerador Comercial e não como mais uma curiosidade académica sobre o Pêndulo. (A solução do problema descreve a criação do leque-rotor, um pêndulo em forma de leque com várias bobinas rotoras)

b) - Como construir este Leque-Rotor para que o mesmo conserve as mesmas características de um pêndulo simples preso a um cabo de aço e conserve as mesmas propriedades que a física já estudou e concluiu, tais como a conservação de energia que multiplica o percurso do afastamento inicial em várias vezes. (A solução do problema descreve o desenho do Leque-Rotor que obedece linhas como se fossem "n" pêndulos dispostos um atrás do outro e presos ao mesmo eixo pendular por fios ou cabos de aço)

c) - Como manter contínuo o curso pendular, eliminando o problema da redução gradativa de seu movimento pendular, até a completa paralisação do pêndulo. (A solução do problema descreve a introdução de uma força externa constituída por bobinas eletromagnéticas colocadas ao fim de cada lado do curso do Leque-Rotor, causando sua atração e fazendo com que o curso inicial pendular seja mantido)

d) - Como compensar o momento final do curso pendular de ida ou de volta, onde a velocidade é igual a zero, evitando que isto desestabilize momentaneamente a energia gerada nas bobinas estatoras. (A solução do problema descreve a colocação de mais um Leque-Rotor, sendo que o início de seu curso é defasado em 10°)

e) - Como gastar o mínimo de energia na alimentação dos eletroímãs, colocados em cada lado do curso do movimento pendular. (A solução do problema descreve o momento em que o eletroímã é ligado e desligado) f) - Na parte fixa do Gerador, como manter as bobinas estatoras principais recebendo indução magnética e as bobinas estatoras da excitatriz enviando indução para os rotores da excitatriz, se o percurso deste gerador não é rotativo como são todos os geradores existentes, mas pendular em um arco de 135°. (A solução do problema descreve que se o número de bobinas estatoras, principais e da excitatriz, fosse igual ao número de rotores, haveria momentos em que as estatoras não estariam recebendo, nem enviando nada. Para que isto não ocorra o número de bobinas rotoras é superior ao número das estatoras principais e inferior ao número das estatoras da excitatriz)

As soluções dos problemas técnicos foram obtidas a partir da descrição abaixo:

Solução do problema técnico a):

Multiplicou-se por 15 a ação indutora de energia produzida por um pêndulo-rotor. Quinze rotores principais e outros quinze rotores da excitatriz foram colocados em um conjunto pendular em forma de leque, formando o que se denominou de Leque-Rotor. Quinze rotores principais passarão em frente a 09 bobinas estatoras principais, gerando energia elétrica. Os quinze rotores da excitatriz passarão em frente a 21 bobinas estatoras da excitatriz recebendo destas uma tensão já regulada, (desenho 1).

Solução do problema técnico b):

Foi desenhada uma estrutura de alumínio para que nela fossem alojadas bobinas rotoras principais e bobinas rotoras da excitatriz. Quinze rotores principais, paralelos a outros quinze rotores da excitatriz são dispostos em uma armação de alumínio em forma de leque. O ponto de encontro das linhas imaginárias que vão do centro de cada conjunto de rotores até o centro do eixo de um rolamento preso a esta armação de alumínio, é o ponto fixo do Leque-Rotor o que seria impossível se fossem quinze fios ou cabos de aço, porque um cabo de aço não pode ocupar o mesmo espaço que outro. Se ficassem um a lado do outro, fugiria do ponto fixo do eixo pendular e o resultado seria uma oscilação diferente da de um pêndulo simples já estudado pela Física (desenho 1). Dividiu-se o arco do leque em tantas partes quantas são os rotores (em n° ímpar) que queremos equipar o Gerador Pendular. No ponto central deste arco foi colocado um rotor. Metade do restante foi colocada em um lado do arco e a outra metade no outro lado. Portanto, existe uma eqiiidistância entre os pontos que cortam este arco e que determinam o centro exato de onde os rotores principais e os rotores das excitatrizes (montado logo abaixo de cada rotor principal) serão fixados. Destes mesmos pontos traça-se uma linha indo até ao que seria o ponto fixo do pêndulo simples. O encontro destas linhas determina o local do centro fixo de um rolamento que será incorporado a armação de alumínio em forma de leque e também determina a linha perpendicular com a qual cada conjunto de rotores (principal e da excitatriz) estará alinhado.

Com este desenho, o conjunto de rotores presos na armação de alumínio em forma de um leque, se comportará como se fossem "n" pêndulos pendurados por "n" fios, presos a um ponto fixo e aos quais uma força fosse aplicada fazendo-os percorrer um curso pendular, até a sua completa paralisação.

Solução do problema técnico c):

Foi introduzida uma força externa constituída por bobinas eletromagnéticas colocadas ao fim de cada lado do curso do Leque-Rotor, causando sua atração e fazendo com que o curso inicial pendular seja mantido. Solução do problema técnico d):

Adicionou-se uma segunda armação de alumínio em forma de leque contendo outros 15 rotores principais e outros 15 rotores da excitatriz. Este segundo Leque-Rotor inicia o curso pendular depois do primeiro leque, defasado em 10 graus. Quando o I ^o conjunto chegar ao final de seu curso com a velocidade zero, o 2 ^o conjunto estará passando pelo ponto de mais velocidade do movimento pendular, proporcionando a geração de uma energia mais estável nas bobinas estatoras que serão interligadas de diversas formas, como em qualquer outro gerador.

Solução do problema técnico e):

Reduziu-se o gasto de energia com os eletroímãs, controlando-se o momento do eletroímã ser ligado e desligado. O eletroímã é ligado quando o Pêndulo-Rotor chega a 10 mm do final de seu curso e recebe uma força de atração e em seguida é desligado, seja indo ou vindo. Com isto o Pêndulo-Rotor recebe uma força compensatória da perda da força da periodicidade do movimento pendular que passa a ser ininterrupto, mas com um gasto de energia diminuto em relação à energia produzida pelas bobinas estatoras.

Solução do problema técnico f):

O total de bobinas estatoras e o total das bobinas rotoras não podiam ser os mesmos, pois haveria momentos em que as estatoras não estariam recebendo, nem enviando nada, por razão do percurso dos Pêndulos-Rotores ser feito em um arco de 135°. Para que isto não ocorra, o número de bobinas rotoras é superior ao número das estatoras principais e inferior ao número das estatoras da excitatriz. Desta forma as bobinas estatoras principais sempre estarão recebendo a indução geradora de energia das bobinas rotoras principais, assim como as bobinas rotoras da excitatriz sempre estarão recebendo indução que será repassada às bobinas rotoras principais. É domínio da técnica, a geração de energia a partir de um imã de uma bobina estator da excitatriz que induz corrente em uma bobina rotor da excitatriz que passa várias vezes à sua frente. A bobina rotor da excitatriz fecha circuito com outra bobina rotor principal através de dois diodos. Por ter alimentado a bobina rotor principal com corrente contínua, esta ao passar várias vezes em frente à bobina do estator principal, gera eletricidade alternada (saída do gerador para ligação em série/paralelo e daí para a rede). Esta tensão gerada também entra em um circuito regulador de tensão e passa a alimentar a bobina do estator da excitatriz que passa a induzir uma corrente com tensão regulada no rotor da excitatriz que passa várias vezes à sua frente. Daí repete-se o ciclo marcado acima com um (desenho 2).

É domínio da técnica, gerar energia pelo movimento circulatório de bobinas rotoras em frente a bobinas estatoras dispostas fixamente a 4mm (distancia entre-ferros), por força externa, tais como a força de um motor à combustão, queda de águas de rio represado, ventos e etc.

E domínio da técnica, utilizar o eletromagnetismo para manter o movimento de pêndulo simples através da atração magnética.

A inovação objeto desta patente é:

I ^o - A Utilização do movimento pendular para geração de energia elétrica através da construção de um pêndulo em forma de leque, constituída de bobinas rotoras (principais e da excitatriz).

2° A construção de um Leque Pendular, com um rolamento preso em um ponto fixo. Todos os rotores colocados no arco do Leque Pendular distribuídos no perímetro do arco, em pontos em que linhas imaginárias são traçadas do centro de cada um dos rotores até o centro do rolamento (ponto fixo), com isto o leque metálico resolve o problema insolúvel de termos que ter vários fios ou cabos de aço presos a um único ponto fixo.

3° A utilização de bobinas eletromagnéticas colocadas em cada lado do curso pendular dos dois leques para atraí-los mantendo o curso inicial pendular.

4 ^o A utilização de dois conjuntos de leques (parte móvel do gerador) e de dois conjuntos de bobinas estatoras (parte fixa), para que quando um conjunto esteja com a velocidade zero (fim de cada curso) o outro esteja no ponto de maior velocidade pendular, gerando uma energia mais estável nas bobinas estatoras que serão interligadas de diversos modos, como em qualquer outro gerador.

5 ^o A utilização de um número maior de bobinas rotoras principais (15) que induzirão nas (9) bobinas estatoras principais e a utilização de um número maior de bobinas estatoras da excitatriz (21) que induzirão em (15) bobinas rotoras da excitatriz, permitiu que em nenhum momento estas e também as bobinas estatoras principais ficassem sem receber indução.