Ветроэлектрогенератор
Владельцы патента RU 2337252:
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежский государственный технический университет" (RU)
Изобретение относится к области ветроэнергетики и может быть применено для выработки электроэнергии. Ветроэлектрогенератор содержит башню, поворотную траверсу с ветроколесами, устройство установки на ветер, неподвижный статор с полюсными наконечниками и катушкой возбуждения, а также дополнительные статоры с обмотками и укрепленные на лопастях ротор неподвижного статора и дополнительные роторы. Траверса снабжена направляющими и приводом перемещения дополнительных статоров, подвижно установленных относительно ступицы ветроколеса в направляющих траверсы, а число дополнительных роторов лопасти определяется величиной перемещения дополнительных статоров. Достоинством генератора является наличие цепей возбуждения статоров, что уменьшает массу и габариты, а также уменьшает пусковой момент, поскольку в начальный период раскрутки, из-за относительно малой окружной скорости, уровень линейной скорости невелик по сравнению с номинальным. 4 ил.
Изобретение относится к области ветроэнергетики и может быть применено для выработки электроэнергии.
Известен ветроэлектрогенератор, содержащий башню с поворотными ветроколесами, устройство установки на ветер, а также роторы и статоры с обмотками [1]. При этом 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.
Недостатком данного устройства является большой пусковой момент, что ухудшает использование ветроэлектрогенератора при ветрах низкой эффективности.
Наиболее близким по технической сущности является ветроэлектрогенератор [2], содержащий башню с поворотными ветроколесами, установленными на траверсе, устройство установки на ветер, роторы и статоры с обмотками, причем лопасти снабжены дополнительными роторами, электрически связанными между собой.
Недостатком устройства являются повышенные масса и габариты устройства, связанные с наличием дополнительных статоров.
Технический результат, заключающийся в возможности уменьшения массы и габаритов, обеспечивается за счет того, что в ветроэлектрогенераторе, содержащем башню с поворотной траверсой с ветроколесами, устройство установки на ветер, неподвижный статор с полюсными наконечниками и катушкой возбуждения, дополнительные статоры с обмотками и укрепленные на лопастях ротор неподвижного статора и дополнительные роторы, согласно изобретению траверса снабжена направляющими и приводом перемещения дополнительных статоров, подвижно установленных относительно ступицы ветроколеса в направляющих траверсы, а число дополнительных роторов лопасти определяется величиной перемещения дополнительных статоров.
Уменьшение массы и габаритов связано с тем, что перемещающиеся статоры обеспечивают выработку электроэнергии для случаев различного своего положения относительно ступицы. Например, при слабых ветрах расстояние от статора до центра ступицы минимально, соответственно минимальна линейная скорость перемещения статорного и роторного элементов, соответственно минимальна выработка электроэнергии. При усилении ветра этот же статор перемещается в направлении от ступицы, линейная скорость относительного перемещения статорного и роторного элементов возрастает пропорционально удалению статора от ступицы, соответственно возрастает уровень напряжения, передаваемого в сеть.
Сущность изобретения иллюстрируется чертежами, где на фиг.1 - ветроэлектрогенератор с дополнительными роторами и статорами (вид спереди), на фиг.2 показан ветроэлектрогенератор, вид сверху, на фиг.3 - вид сбоку, на фиг.4 показан разрез по направляющей в увеличенном масштабе.
Ветроэлектрогенератор имеет неподвижный статор 1 с полюсными наконечниками и рабочими катушками 2, подвижные статоры 3 с рабочими катушками, ступицы 5 ветроколес установлены на поворотной траверсе 6, снабженной устройством установки на ветер 7 (хвостом). Возможное перемещение статора 3 показано пунктиром и обозначено позицией 8.
Генератор установлен на башне 9 и снабжен лопастями 10, на лопастях укреплены роторы 11 статора 1, дополнительные роторы 12 и 13, число которых может быть и больше и определяться величиной перемещения статоров 3. Траверса 6 снабжена направляющими, по которым ходят каретки 14 со статорами 3. Привод перемещения содержит ходовой винт 15 с участками разного направления резьбы и двигатель 16. Траверсы имеют отшлифованные угловые участки 17, служащие направляющими, по которым ходят рамки 18, установленные в каретках 14. Статоры 3 снабжены катушками возбуждения 19, а статор 1 катушкой возбуждения 20.
Генератор работает следующим образом. При вращении лопастей в катушках 4 статоров 3 наводится ЭДС под действием поля катушек 19, которая после выпрямления подается в локальную сеть. Катушка 20, а следовательно, и статор 1 отключены. По мере ослабления ветра двигатель 16 переводит статоры 3 из положения 8 в положение, показанное на фиг.1 сплошными линиями, что сопровождается уменьшением линейной скорости. Если же скорость ветра возрастает, статоры 3 перемещаются по направлению к статору 1, который подключается к сети.
Достоинством генератора является наличие перемещающихся статоров 3, которое уменьшает массу и габариты, также уменьшает пусковой момент, поскольку в начальный период раскрутки из-за относительно малой окружной скорости, имеется возможность передвинуть статоры 3 на минимальное расстояние от ступиц 5, а также возможность подключения статора 1.
Обеспечение этой возможности расширяет функциональные характеристики ветроэлектрогенератора, увеличивает энергию отдачи.
Источники информации
1. Патент РФ №2184267 / А.М. Литвиненко, по заявке №2000128442, от 13.11.2000, опубл. 27.11.2002 Бюл. №18.
2. Патент РФ №2246032 / А.М. Литвиненко, по заявке №2003117581/06, от 11.06.2003, опубл. 10.02.2005. Бюл. №4.
Ветроэлектрогенератор, содержащий башню, поворотную траверсу с ветроколесами, устройство установки на ветер, неподвижный статор с полюсными наконечниками и катушкой возбуждения, дополнительные статоры с обмотками и укрепленные на лопастях ротор неподвижного статора и дополнительные роторы, отличающийся тем, что траверса снабжена направляющими и приводом перемещения дополнительных статоров, подвижно установленных относительно ступицы ветроколеса в направляющих траверсы, а число дополнительных роторов лопасти определяется величиной перемещения дополнительных статоров.
