Ветроэлектрогенератор

 

Изобретение относится к области ветроэнергетики. Технический результат заключается в уменьшении пускового момента. Ветроэлектрогенератор содержит башню с поворотной траверсой, ветроколеса, устройство установки на ветер, роторы и статоры с обмотками, роторы выполнены в виде аэродинамических шайб (двояковогнутых дисков), закрепленных на концах лопастей, а статор содержит полюсные наконечники, торцы которых магнитно связаны с роторами. При этом лопасти снабжены дополнительными роторами, установленными между центром вращения и концами лопастей, причем дополнительные роторы магнитно связаны с дополнительными статорами, установленными на траверсе. 5 ил.

Изобретение относится к области ветроэнергетики и может быть использовано для получения электроэнергии.

Известен ветроэлектрогенератор, содержащий башню с поворотными ветроколесами, устройство установки на ветер, а также роторы и статоры с обмотками [1].

Недостатком данного устройства является увеличенная масса ротора, который фактически имеет диаметр, равный диаметру самого ветроколеса, что в случае ветроколес большого диаметра практически неприемлемо.

Известен ветроэлектрогенератор, содержащий башню с поворотными ветроколесами, устройство установки на ветер, роторы и статоры с обмотками, отличающийся тем, что роторы выполнены в виде аэродинамических шайб, представляющих собой двояковогнутые диски, закрепленные на концах лопастей, а статор содержит полюсные наконечники, торцы которых магнитно связаны с роторами [2].

Недостатком данного устройства является большой пусковой момент, что ухудшает использование ветроэлектрогенератора при ветрах низкой эффективности.

Технический результат, заключающийся в возможности уменьшения пускового момента, обеспечивается за счет того, что в ветроэлектрогенераторе, содержащем башню с поворотной траверсой с ветроколесами, устройство установки на ветер, роторы и статоры с обмотками, роторы выполнены в виде аэродинамических шайб, представляющих собой двояковогнутые диски, закрепленные на концах лопастей, а статор содержит полюсные наконечники, торцы которых магнитно связаны с роторами, согласно изобретению лопасти снабжены дополнительными роторами, установленными между центром вращения и концами лопастей, причем дополнительные роторы магнитно связаны с дополнительными статорами, установленными на траверсе.

На фиг.1 изображен ветроэлектрогенератор с дополнительными роторами и статором (вид спереди), на фиг.2 - то же (вид сверху), на фиг.3 показаны дополнительные роторы и статоры (вид сбоку), на фиг.4 показан ветроэлектрогенер целиком, вид спереди, на фиг.5 - то же (вид сверху).

Ветроэлектрогенератор имеет нижний полюсный наконечник 1, катушку 2 с сердечником, источник магнитного поля возбуждения 3 (например, постоянный магнит), верхний полюс (верхний полюсный наконечник) 4.

Торцы 5 полюсов 1 и 4 скошены так, чтобы обеспечить минимальный зазор между полюсами 1 и 4 и роторной шайбой 6, которая представляет собой часть сферической оболочки, прикрепленной болтом 7 к концу лопасти 8.

Ветроэлектроэгенератор также включает в себя башню 9 с траверсой 10, на концах которой, в подшипниках 11, установлены поворотные ветроколеса 12, к траверсе 10 прикреплен руль 13 ориентации установки на ветер. Генератор 14 с траверсой 10 установлен на поворотном основании 15.

Шайбы 6 являются частью сферы (т.е. имеют двояковогнутость), а торцы наконечников 1 и 4 магнитно связаны с ферромагнитными шайбами 6 в момент их прохождения мимо наконечников 1 и 4.

Ветроэлектрогенератор дополнительно снабжен роторами 16, магнитосвязанными с дополнительным статором 17. Одно из возможных исполнений статора включает в себя магнитопроводы 18, постоянный магнит 19 и катушку 20.

При вращении колес 12 (лопастей 8) в набегающем потоке воздуха аэродинамические пластины 6 коммутируют магнитный поток, созданный магнитом 3 в магнитной системе. Эти изменения потока воспринимаются катушкой 2 и передаются в сеть. При изменении направления ветра верхняя часть башни 9 вместе с подшипниками 11 и рулем 13 поворачивается в подшипнике 11 поворотной части. Одновременно с этим поворачивается магнитная система генератора 14, таким образом роторы 6 оказываются в зазоре магнитных систем при любой ориентации колеса 12 на ветер. При необходимости обеспечить работу при слабых ветрах катушка 2 отключается, а к нагрузке подключается только катушка 20, то есть генератор, составленный из статора 17 и ротора 16. Поскольку расстояние от оси вращения генератора меньше, чем до генератора с катушкой 2, это обеспечивает меньший пусковой момент и возможность работы системы с ветрами меньшей интенсивности.

Обеспечение этой возможности расширяет функциональные характеристики ветроэлектрогенератора, увеличивает энергоотдачу.

При ветрах повышенной интенсивности возможно подключение катушки 2 и катушки 20, что увеличивает мощность по сравнению с прототипом.

Источники информации

1. GB 2233715 А, мкл. F 03 D 9/00, 16.01.1991.

2. Патент РФ 2184267. А.М.Литвиненко, по заявке №2000128442, от 13.11.2000, опубл. 27.11.2002. Бюл. №18.

Формула изобретения

Ветроэлектрогенератор, содержащий башню с поворотной траверсой с ветроколесами, устройство установки на ветер, роторы и статоры с обмотками, роторы выполнены в виде аэродинамических шайб, представляющих собой двояковогнутые диски, закрепленные на концах лопастей, а статор содержит полюсные наконечники, торцы которых магнитно связаны с роторами, отличающийся тем, что лопасти снабжены дополнительными роторами, установленными между центром вращения и концами лопастей, причем дополнительные роторы магнитно связаны с дополнительными статорами, установленными на траверсе.

РИСУНКИРисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5