Электрогенерирующее устройство



Электрогенерирующее устройство
Электрогенерирующее устройство
Электрогенерирующее устройство
Электрогенерирующее устройство
Электрогенерирующее устройство
Электрогенерирующее устройство
Электрогенерирующее устройство
Электрогенерирующее устройство
Электрогенерирующее устройство
Электрогенерирующее устройство
Электрогенерирующее устройство
Электрогенерирующее устройство
Электрогенерирующее устройство
Электрогенерирующее устройство
Электрогенерирующее устройство
Электрогенерирующее устройство
Электрогенерирующее устройство
Электрогенерирующее устройство
Электрогенерирующее устройство

 


Владельцы патента RU 2453725:

АРАТЕК ЭНЖЕНАРИА КОНСУЛЬТОРИА Э РЕПРЕЗЕНТАСОЙНС ЛТДА. (BR)

Изобретение относится к электрогенерирующим устройствам и может быть использовано в различных типах гидроэлектростанций. В электрогенерирующем устройстве гидротурбина и синхронный электрогенератор (3) составляют узел, движущийся совместно с ротором (7) генератора. Ротор (7) генератора имеет полюса с постоянными магнитами (1). Гидротурбина выполнена пропеллерного типа или типа Каплана. Лопатки (11) гидротурбины или зафиксированы с возможностью регулировки при установке, или выполнены управляемыми посредством механизмов гидравлических или электрических систем. Центральный вал устройства установлен с возможностью регулировки его положения в продольном и радиальном направлениях относительно указанного узла. Ротор (7) генератора герметизирован и полностью погружен в воду, допуская присутствие воды в зазоре (10) между ротором и статором электрогенератора. Устройство дополнительно содержит внешнее электронное, электромеханическое или гидравлическое оборудование для регулирования электрического напряжения и частоты. Изобретение позволяет упростить техническое обслуживание устройства и уменьшить частоту его проведения. 21 з.п. ф-лы, 19 ил.

 

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к электрогенерирующему устройству, которое, благодаря выбранной конструкции, позволяет упростить техническое обслуживание и уменьшить частоту его проведения и которое может быть использовано в нескольких типах гидроэлектростанций, в частности, микрогидроэлектростанциях, малых гидроэлектростанциях и малоразмерных гидроэлектростанциях.

Уровень техники

Известно несколько типов гидроэлектрогенераторов с турбиной и электрогенератором, как соединенных между собой, так и выполненных в виде единого узла.

Основной недостаток агрегатов, включающих в себя выполненные в виде единого узла турбину и электрогенератор, состоит в необходимости создания электрического поля ротора генератора, для чего необходимо использовать вспомогательные системы, такие как системы возбуждения, щетки, кольца и коллекторы, что затрудняет обеспечение требуемой полной водонепроницаемости ротора.

Один из существующих интегрированных гидроэлектрогенераторов, известный как турбина Страфло, представляет собой ротор генератора, установленный на внешней окружности рабочего колеса или колеса Каплана.

В генераторе Страфло в качестве источника магнитного потока, генерируемого в роторе, используются катушки, питание которых осуществляется от внешнего источника электрического тока; поэтому необходимы механические или гидростатические уплотнения стыков для обеспечения герметичности, чтобы исключить попадание воды в зазор между ротором и статором и в электрические детали ротора.

Другой недостаток турбины такого типа заключается в том, что из-за необходимости в подаче электроэнергии от постороннего источника к ротору для генерирования полезного магнитного потока в каждом полюсе ротора, требуется обеспечение водонепроницаемости цепей, выполняющих такую подачу.

Другой генератор для гидроэлектростанций известен из документа ЕР 1318299, где описана турбина в форме полого шара, в которой используется синхронный генератор с возбуждением от постоянных магнитов с полюсами, образованными постоянными магнитами и установленными на роторе генератора. Охлаждение генератора осуществляется только с помощью потока жидкости, который направляют на внешнюю поверхность шара. Хотя в данном генераторе используется возбуждение с помощью постоянных магнитов, конструкция является сложной, что затрудняет ее практическое применение.

В документе ЕР 0790696 описан электрогенератор, который содержит один статор и один ротор, причем статор включает в себя несколько прямоугольных секторов, на которых расположены магнитные элементы полюсов. Такая компоновка применяется в обычных генераторах с целью уменьшения размеров узла и исключения некоторых недостатков, присущих данным устройствам, однако его невозможно использовать в гидроэлектростанциях, ввиду отсутствия водонепроницаемости и некоторых других вытекающих из этого проблем.

Заявитель уже обладает одним патентом по заявке №PI 0205233-4, относящимся к интегрированному гидрогенератору, в котором турбина и генератор выполнены в виде единого узла, а ротор генератора ограничен внешним диаметром лопаток турбины.

Раскрытие изобретения

Изобретение направлено на устранение недостатков известных устройств путем создания усовершенствованного электрогенерирующего устройства, в частности, относящееся к системам электрогенераторов, в которых элементы преобразования энергии включают в себя:

- гидротурбину для преобразования энергии жидкости в механическую энергию;

- генератор, содержащий статор и ротор, для преобразования механической энергии в электрическую энергию.

Энергия турбины непосредственно передается в электрогенератор, как в случае выполнения ротора с постоянными магнитами за одно целое со ступицей турбины, так и в случае соединения ступицы турбины с ротором электрогенератора посредством вала.

Компоновка электрогенератора представлена двумя основными конфигурациями, а именно: внешний статор генератора и внутренний ротор генератора, как показано на фиг.1-7, 9, 11 и 13 (вариант А); и внутренний статор генератора, и внешний ротор генератора, как показано на фиг.8, 10, 12, и 14-19 (вариант В).

В обоих случаях ротор с постоянными магнитами выполнен либо за одно целое со ступицей турбины, либо соединен с ней посредством вала.

Кроме того, синхронный генератор содержит постоянные магниты, которые могут быть расположены на роторе генератора в двух вариантах, а именно: либо на поверхности ротора, как показано на фиг.3 (вариант А) и на фиг.15 (вариант В), либо внутри ротора, как показано на фиг.4 (вариант А) и на фиг.16 (вариант В).

Для герметизации постоянных магнитов ротора и статора электрогенератора могут использоваться полимеры, композиционные материалы (органические или металлические), керамика или их комбинации.

Герметизация может быть осуществлена различными способами: впрыском, погружением, нанесением капель, наложением пластин, полос, волокон или нанесением покрытия.

Гидротурбина и генератор могут быть выполнены в виде единого узла, при этом ротор электрогенератора может быть непосредственно соединен со ступицей пропеллерной турбины или турбины Каплана, или с валом устройства, и может быть выполнен в виде одной детали или может быть разделен на секции, соединенные между собой, например, фланцами, втулками или муфтами.

Гидротурбина может представлять собой турбину пропеллерного типа или турбину Каплана, при этом ротор электрогенератора с полюсами из постоянных магнитов жестко соединен с ее ступицей или с валом устройства и выполнен или в виде одной детали, или разделенным на несколько частей, соединенных, например, фланцами, втулками или муфтами.

Лопатки турбины могут быть отрегулированы во время сборки, или могут быть выполнены управляемыми с помощью механизмов или гидравлических систем, когда вал устройства установлен соосно турбогенератору.

Ступица гидротурбины может быть цилиндрической, сферической, эллиптической, или может иметь любую другую форму, которая позволяет поворачивать лопатки гидротурбины вокруг оси, перпендикулярной валу турбогенератора.

Если лопатки гидротурбины являются регулируемыми, они имеют возможность поворота относительно ступицы турбины.

Наконец, если постоянные магниты ротора электрогенератора являются устойчивыми к коррозии и абразивному воздействию, они не герметизируются.

Ротор электрогенератора для обеспечения водонепроницаемости может быть герметизирован посредством полимеров, композитных материалов (органических или металлических), керамики или их комбинаций.

Герметизация может быть осуществлена различными способами: впрыском, погружением, нанесением капель, наложением пластин, полос, волокон или нанесением покрытия.

В конечном итоге, можно использовать постоянные не герметизированные магниты, устойчивые к коррозии и абразивному воздействию, при этом не требуется обеспечение водонепроницаемости ротора электрогенератора, что представляет собой один из вариантов выполнения устройства.

Одной из задач настоящего изобретения является создание устройства, в котором герметизированные или негерметизированные магниты ротора электрогенератора погружены в воду, что обеспечивает возможность поступления воды в зазор между ротором генератора и статором генератора (промежуток между ротором электрогенератора и статором генератора).

Другая задача настоящего изобретения заключается в создании устройства, которое при использовании постоянных магнитов 5, выполненных герметизированными или устойчивыми к коррозии и абразивному воздействию, не требует подачи электроэнергии для генерирования поля ротора электрогенератора, что, в свою очередь, делает не нужным применение системы возбуждения, а также не требует обеспечения водонепроницаемости между ротором электрогенератора и неподвижными частями устройства, что способствует теплообмену.

Электрогенерирующее устройство в соответствии с настоящим изобретением позволяет обеспечить полное преобразование гидроэнергии в механическую энергию и в электроэнергию в интегрированном турбогенераторе, в котором используются герметизированные или негерметизированные постоянные магниты, без использования системы электрического возбуждения ротора электрогенератора, в результате чего устраняется необходимость в обеспечении водонепроницаемости, т.е. допускается возможность присутствия воды в зазоре между ротором и статором генератора.

Краткое описание чертежей

Для более полного понимания особенностей настоящего изобретения и в соответствии с предпочтительными вариантами его осуществления представлены две группы чертежей, относящиеся к следующим вариантам:

вариант А - внешний статор генератора и внутренний ротор генератора,

вариант В - внутренний статор генератора и внешний ротор генератора.

На фиг.1 показано электрогенерирующее устройство (вариант А) с турбиной пропеллерного типа или типа Каштана, вид спереди;

на фиг.2 схематично показано устройство, описанное в патентной заявке №PI-02052334, вид сбоку;

на фиг.3 показано расположение постоянных магнитов на поверхности ротора генератора;

на фиг.4 показано расположение постоянных магнитов, вставленных в ротор генератора;

на фиг.5 показано устройство в версии А1 в продольном разрезе в собранном виде (патентная заявка №PI-0205233-4);

на фиг.6 показано устройство в версии А2 в продольном разрезе в собранном виде (патентная заявка №PI-0205233-4);

на фиг.7 показано устройство в версии В1 в продольном разрезе в собранном виде: узел, включающий в себя турбину и ротор электрогенератора, установленный на двух опорах, при этом ротор электрогенератора выполнен в виде единой детали с продолжением ступицы турбины, а постоянные магниты расположены вдоль внешней окружности ротора электрогенератора;

на фиг.8 показано устройство в версии В2 в продольном разрезе в собранном виде: узел, включающий в себя турбину и ротор электрогенератора, установленный на двух опорах, при этом ротор электрогенератора выполнен в виде единой детали с расширенной ступицей турбины, а постоянные магниты расположены вдоль внутренней окружности ротора электрогенератора;

на фиг.9 показано устройство в версии В3 в продольном разрезе в собранном виде: узел, включающий в себя турбину и ротор электрогенератора, установленный на двух опорах, при этом ротор электрогенератора выполнен в виде единой детали с валом устройства, выполненным либо в виде единой детали, либо разделенным на секции, взаимно соединенные фланцами, втулками или муфтами и т.д., а постоянные магниты расположены вдоль внешней окружности ротора электрогенератора;

на фиг.10 показано устройство в версии В4 в продольном разрезе в собранном виде: узел, включающий в себя турбину и ротор электрогенератора, установленный на двух опорах, с электрогенератором, выполненным в виде единой детали с валом устройства, выполненным либо в виде единой детали, либо разделенным на секции, взаимно соединенные фланцами, втулками или муфтами и т.д., а постоянные магниты расположены вдоль внутренней окружности ротора электрогенератора;

на фиг.11 показано устройство в версии В 5 в продольном разрезе в собранном виде: турбина установлена на двух опорах, электрогенератор уравновешен, а постоянные магниты расположены вдоль внешней окружности ротора электрогенератора;

на фиг.12 показано устройство в версии В6 в продольном разрезе в собранном виде: турбина установлена на двух опорах, электрогенератор уравновешен, а постоянные магниты расположены вдоль внутренней окружности ротора электрогенератора;

на фиг.13 показано устройство в версии В7 в продольном разрезе в собранном виде: турбина уравновешена и консольно закреплена на валу устройства, вал выполнен либо в виде единой детали, либо состоит из секций, взаимно соединенных фланцами, втулками или муфтами, и т.д., причем ротор электрогенератора установлен на двух опорах и содержит постоянные магниты, расположенные вдоль внутренней окружности ротора электрогенератора;

на фиг.14 показано устройство в версии В7 в продольном разрезе в собранном виде: турбина уравновешена и консольно закреплена на валу устройства, вал выполнен либо в виде единой детали, либо состоит из секций, взаимно соединенных фланцами, втулками или муфтами, и т.д., причем ротор электрогенератора установлен на двух опорах и содержит постоянные магниты, расположенные вдоль внутренней окружности ротора электрогенератора;

вариант В - внутренний статор генератора и внешний ротор генератора.

На фиг.15 показано расположение постоянных магнитов на поверхности ротора генератора по варианту В;

на фиг.16 показано расположение постоянных магнитов, вставленных в ротор генератора;

на фиг.17 показано в продольном разрезе устройство в версии С1;

на фиг.18 показано в продольном разрезе устройство в версии С2;

на фиг.19 показано устройство в версии С3 (вариант В) в продольном разрезе в собранном виде: узел, включающий в себя турбину и ротор электрогенератора, установлен на двух опорах, при этом электрогенератор объединен с удлиненной ступицей турбины.

Осуществление изобретения

В соответствии с указанными чертежами настоящее изобретение относится к усовершенствованному электрогенерирующему устройству с электрогенератором синхронного типа с полюсами 1, выполненными из постоянных магнитов, при этом устройство содержит (см. фиг.7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 17, 18 и 19):

a. гидротурбину 2 для преобразования энергии жидкости в механическую энергию;

b. узел электрогенератора 3, включающий в себя части 1, 4, 5, 7 и 10, для преобразования механической энергии в электрическую энергию, а именно:

b1. герметизированный статор 4 генератора (фиг.7-14, 17, 18 и 19), конструкция которого аналогична обычно используемым электрическим статорам, с магнитопроводом, называемым сердечником 5 статора, (фиг.3 и 4) и многофазную обмотку 6 (фиг.3, 4, 15 и 16), которая расположена в канавках статора, распределенных и соединенных накоротко для соответствия ожидаемым характеристикам выходного электрического напряжения генератора 3;

b2. ротор 7 генератора (фиг.7-14, 17, 18 и 19), содержащий магнитопровод, называемый сердечником 8 ротора (фиг.3, 4, 15 и 16), и полюса 9 (фиг.3, 4, 15 и 16), выполненные из постоянных магнитов 1 (фиг.7-14, 17, 18 и 19), расположенные в роторе 7 генератора;

с. зазор 10 между статором 4 и ротором 7 генератора (фиг.7-14, 17, 18 и 19).

Статор 4 генератора должен быть полностью герметизирован полимерами, композитными материалами (органическими или металлическими), керамикой или их комбинацией.

Нанесение герметизирующего материала может быть осуществлено различными способами: впрыском, погружением, нанесением капель, наложением пластин, полос, волокон или нанесением покрытия.

Постоянные магниты 1 ротора 7 генератора могут быть негерметизированными, но при этом они должны быть устойчивы к коррозии и абразивному воздействию.

Ротор 7 генератора для обеспечения водонепроницаемости должен быть герметизирован полимерами, композитными материалами (органическими или металлическими), керамикой или их комбинациями.

Герметизированный ротор 7 генератора обычно полностью погружен в воду, в результате чего в зазоре 10 между ротором 7 и статором 4 генератора присутствует вода.

Нанесение герметизирующего материала на ротор 7 генератора может быть осуществлено различными способами: впрыском, погружением, нанесением капель, наложением пластин, полос, волокон или нанесением покрытия.

Расположенные в роторе 7 генератора постоянные магниты 1, действующие как элементы возбуждения (генерирующие полезный магнитный поток для каждого полюса), могут быть установлены на сердечнике ротора двумя способами:

a. постоянные магниты 1 расположены на поверхности ротора 7 генератора, как показано на фиг.3 и 15, с вектором намагниченности, направленным в радиальном направлении R1;

b. постоянные магниты вставлены в сердечник 8 ротора, как показано на фиг.4 и 16, где сердечник 8 ротора выполнен с возможностью вставки постоянных магнитов 1, в результате чего вектор намагниченности направлен в тангенциальном направлении Т1.

Постоянные магниты 1 для каждого полюса 9 могут представлять собой постоянный магнит в виде одного куска, или сочетание малых «таблеток», расположенных подходящим образом на поверхности ротора или вставленных в ротор.

Сердечник 5 статора и сердечник ротора могут быть выполнены из любых подходящих магнитных материалов.

Электрогенерирующее устройство согласно настоящему изобретению содержит следующие узлы: передний поперечный элемент 12 (фиг.7-14, 17, 18 и 19) и задний поперечный элемент 13 (фиг.7-14, 17, 18 и 19), в которых расположены передний направляющий подшипник 14 (фиг.7-14, 17, 18 и 19) и задний направляющий подшипник 15 (фиг.7-14, 17, 18 и 19), а также упорные подшипники 16 (фиг.7-14, 17, 18 и 19) и 17 (фиг.7-14, 17, 18 и 19), которые могут быть расположены либо в переднем подшипнике 14, либо в заднем подшипнике 15.

Подшипники 16, 17 могут представлять собой подшипники скольжения или роликовые подшипники, смазываемые водой, смазкой, маслом, или быть сухими подшипниками.

Тепло, возникающее в результате механического трения в подшипниках, передается в поток воды. В случае, когда подшипники смазываются маслом, рассеивание тепла может осуществляться с использованием внешних теплообменников.

Передний направляющий подшипник 14 и задний направляющий подшипник 15 являются опорами вала 18 устройства (фиг.7-14,17,18 и 19).

На фиг.3 и 15 показаны постоянные магниты 1, расположенные на поверхности ротора 7 генератора.

На фиг.4 и 16 показаны постоянные магниты 1, которые вставлены в ротор 7 генератора.

Турбина генератора может быть турбиной пропеллерного типа или турбиной Каплана.

Лопатки 11 гидротурбины 2, показанные на фиг.7-14, 17, 18 и 19, могут быть выполнены неподвижными, регулируемыми при сборке, или управляемыми с использованием механизмов гидравлических или электрических систем.

Вал 18 устройства имеет возможность радиального и продольного позиционирования при установке.

Ступица 19 турбины, показанная на фиг.7-14, 17, 18 и 19, может быть цилиндрической, сферической, эллиптической или любой другой формы, которая обеспечивает возможность поворота лопаток 11.

Если лопатки 11 гидротурбины являются управляемыми, они имеют возможность поворота относительно ступицы 9 турбины.

Регулирование электрического напряжения и частоты обеспечивается с помощью электронного, электромеханического или гидравлического внешнего оборудования.

Направляющий аппарат с регулируемыми лопатками 11 способствует улучшению эффективности работы оборудования при переменной нагрузке и переменных параметрах потока.

Электрогенерирующее устройство может быть установлено следующим образом:

a. по отдельности:

al=горизонтально (перпендикулярно вертикальной плоскости);

а2=выровнено с вертикальной плоскостью;

а3=наклонено относительно вертикальной плоскости;

b. в виде нескольких устройств, сгруппированных следующим образом:

b1. устройства расположены рядом друг с другом горизонтально и параллельно, причем плоскость общего поперечного сечения роторов турбины расположена перпендикулярно направлению основного потока воды;

b2. одно устройство расположено над другим по вертикали (также параллельно), при этом плоскости серединного поперечного сечения роторов турбины расположены перпендикулярно направлению основного потока воды;

b3. устройства расположены последовательно (вода в устройство поступает из выхода предыдущего устройства)

b4. устройства сгруппированы в один или несколько модулей, которые можно включать и выключать индивидуально или в группах.

Важно понимать, что изобретение не ограничено описанными выше деталями и этапами. В настоящем изобретении могут использоваться некоторые другие методики, и оно может быть осуществлено различным образом, при этом следует понимать, что использованная терминология предназначена для описания, а не для ограничения.

1. Электрогенерирующее устройство, характеризующееся тем, что гидротурбина (2) и синхронный электрогенератор (3) составляют узел, движущийся совместно с ротором (7) генератора, и либо непосредственно соединены со ступицей (19) турбины, либо соединены с центральным валом (СЕ) устройства, выполненным или в виде единой детали, или разделенным на части, взаимно соединенные фланцами, втулками или муфтами, при этом ротор (7) генератора имеет полюса (9) с постоянными магнитами (1), а гидротурбина (2) выполнена пропеллерного типа или типа Каплана, причем лопатки (11) гидротурбины (2) или зафиксированы с возможностью регулировки при установке, или выполнены управляемыми посредством механизмов гидравлических или электрических систем; центральный вал (СЕ) устройства установлен с возможностью регулировки его положения в продольном и радиальном направлениях относительно узла, составленного из гидротурбины и электрогенератора; управляемые лопатки (11) турбины выполнены с возможностью поворота относительно ступицы (19) турбины, которая имеет цилиндрическую, сферическую, эллиптическую или любую другую форму, допускающую поворот лопаток (11); ротор (7) генератора герметизирован и полностью погружен в воду, допуская присутствие воды в зазоре (10) между ротором и статором электрогенератора; при этом устройство содержит внешнее электронное, электромеханическое или гидравлическое оборудование для регулирования электрического напряжения и частоты.

2. Устройство по п.1, характеризующееся тем, что его компоновка в радиальном и продольном направлениях может быть следующей:
a) узел, включающий в себя турбину (2) и ротор (7) генератора, расположен между двумя опорными подшипниками (14) и (15), то есть установлен на двух опорах с одним или несколькими подшипниками (16) и (17) в каждой опоре и содержит направляющий аппарат с управляемыми, фиксированными или регулируемыми лопатками (11), расположенный перед ротором (7), что позволяет располагать направляющий аппарат перед опорой вала (18), расположенной перед ротором (7), или за ней; причем опоры расположены в поперечных элементах (12) и (13), выполненных за одно целое с корпусом устройства;
b) узел, включающий в себя турбину (2) и генератор (3), расположен между двумя опорными подшипниками на двух опорах, причем в одной из опор установлены упорный подшипник (16) и обратный упорный подшипник (17), направляющий аппарат (11) расположен перед ротором (7); а опоры расположены в поперечных элементах (12) и (13), выполненных за одно целое с корпусом устройства;
c) электрогенератор (3) установлен на двух опорах, а гидротурбина (2) уравновешена относительно этих опор, причем в одной из опор расположены упорный подшипник (16) и обратный упорный подшипник (17), а направляющий аппарат (11) расположен перед ротором турбины;
причем опоры расположены в поперечных элементах (12) и (13), выполненных за одно целое с корпусом устройства.

3. Устройство по п.2, характеризующееся тем, что подшипники (16) и (17) представляют собой подшипники скольжения или роликовые подшипники, смазываемые водой, смазкой, маслом, или могут быть сухими подшипниками.

4. Устройство по п.1, характеризующееся тем, что ротор (7) генератора содержит постоянные магниты элемента возбуждения, которые установлены в сердечнике ротора двумя способами:
a) постоянные магниты (1) расположены на поверхности ротора (7) генератора так, что вектор намагниченности направлен в радиальном направлении;
b) постоянные магниты вставлены в сердечник (8) ротора, в котором выполнены пазы для вставки постоянных магнитов (1), причем постоянные магниты вставлены так, что вектор намагниченности направлен в тангенциальном направлении.

5. Устройство по п.2, характеризующееся тем, что ротор (7) генератора содержит постоянные магниты элемента возбуждения, которые установлены в сердечнике ротора двумя способами:
a) постоянные магниты (1) расположены на поверхности ротора (7) генератора так, что вектор намагниченности направлен в радиальном направлении;
b) постоянные магниты вставлены в сердечник (8) ротора, в котором выполнены пазы для вставки постоянных магнитов (1), причем постоянные магниты вставлены так, что вектор намагниченности направлен в тангенциальном направлении.

6. Устройство по п.3, характеризующееся тем, что ротор (7) генератора содержит постоянные магниты элемента возбуждения, которые установлены в сердечнике ротора двумя способами:
a) постоянные магниты (1) расположены на поверхности ротора (7) генератора так, что вектор намагниченности направлен в радиальном направлении;
b) постоянные магниты вставлены в сердечник (8) ротора, в котором выполнены пазы для вставки постоянных магнитов (1), причем постоянные магниты вставлены так, что вектор намагниченности направлен в тангенциальном направлении.

7. Устройство по любому из пп.1-6, характеризующееся тем, что генератор (7) содержит постоянные магниты (1) элемента возбуждения, которые могут быть установлены двумя способами:
постоянные магниты (1) установлены в роторе так, что ротор (7) генератора расположен внутри статора (4) генератора;
постоянные магниты (1) установлены в роторе так, что ротор (7) генератора расположен снаружи статора (4) генератора.

8. Устройство по любому из пп.1-6, характеризующееся тем, что постоянные магниты (1) для каждого полюса (9) представляют собой один постоянный магнит или сочетание малых «таблеток», расположенных на поверхности (7) ротора или вставленных в ротор.

9. Устройство по любому из пп.1-6, характеризующееся тем, что включает в себя несколько модулей, расположенных параллельно, рядом друг с другом горизонтально или вертикально один над другим, причем все они расположены так, что серединная плоскость поперечного сечения узла ротора расположена перпендикулярно основному потоку воды, протекающему через устройство.

10. Устройство по п.7, характеризующееся тем, что включает в себя несколько модулей, расположенных параллельно, рядом друг с другом горизонтально или вертикально один над другим, причем все они расположены так, что серединная плоскость поперечного сечения узла ротора расположена перпендикулярно основному потоку воды, протекающему через устройство.

11. Устройство по п.8, характеризующееся тем, что включает в себя несколько модулей, расположенных параллельно, рядом друг с другом горизонтально или вертикально один над другим, причем все они расположены так, что серединная плоскость поперечного сечения узла ротора расположена перпендикулярно основному потоку воды, протекающему через устройство.

12. Устройство по любому из пп.1-6, 10 и 11, характеризующееся тем, что включает в себя несколько модулей, расположенных последовательно, т.е. с возможностью поступления воды в одно устройство после выхода ее из предыдущего устройства.

13. Устройство по п.7, характеризующееся тем, что включает в себя несколько модулей, расположенных последовательно, т.е. с возможностью поступления воды в одно устройство после выхода ее из предыдущего устройства.

14. Устройство по п.8, характеризующееся тем, что включает в себя несколько модулей, расположенных последовательно, т.е. с возможностью поступления воды в одно устройство после выхода ее из предыдущего устройства.

15. Устройство по п.9, характеризующееся тем, что включает в себя несколько модулей, расположенных последовательно, т.е. с возможностью поступления воды в одно устройство после выхода ее из предыдущего устройства.

16. Устройство по п.8, характеризующееся тем, что включает в себя несколько блоков, образующих один или несколько независимых модулей.

17. Устройство по п.9, характеризующееся тем, что включает в себя несколько блоков, образующих один или несколько независимых модулей.

18. Устройство по любому из пп.10 или 11, характеризующееся тем, что включает в себя несколько блоков, образующих один или несколько независимых модулей.

19. Устройство по п.8, характеризующееся тем, что включает в себя различные блоки и/или модули, включаемые и выключаемые по отдельности.

20. Устройство по п.9, характеризующееся тем, что включает в себя различные блоки и/или модули, включаемые и выключаемые по отдельности.

21. Устройство по п.12, характеризующееся тем, что включает в себя различные блоки и/или модули, включаемые и выключаемые по отдельности.

22. Устройство по любому из пп.10, 11 и 13-15, характеризующееся тем, что включает в себя различные блоки и/или модули, включаемые и выключаемые по отдельности.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к гидроэнергетике и может быть использовано при производстве электроэнергии на малых реках. .

Изобретение относится к установке для выработки электроэнергии, приводимой в действие потоком воды. .

Изобретение относится к турбинам и энергетическим блокам, вырабатывающим электричество из потока текучей среды. .

Изобретение относится к энергетическим установкам, преобразующим кинетическую энергию части водного потока реки в электрическую, и может быть использована в гидроэнергетике.

Изобретение относится к турбинам или силовым установкам, вырабатывающим электричество с использованием потока жидкости, в частности воды, а более конкретно - к таким устройствам, в которых поток жидкости вращает большой ротор типа винта или рабочего колеса, имеющий внешний кольцевой обод, расположенный внутри большого кольцевого корпуса.

Изобретение относится к области энергетического машиностроения и может быть использовано при сооружении низконапорных или безнапорных речных энергетических установок, приливных или ветровых электростанций.

Изобретение относится к гидроэнергетике и может быть использовано в установках для преобразования энергии гидравлического потока в целях снабжения производственных предприятий технологической водой.

Изобретение относится к газонефтяной промышленности, в частности к объектам обустройства морского месторождения углеводородов, преимущественно расположенных на континентальном шельфе.

Изобретение относится к устройствам, преобразующим течение реки в электрическую энергию для конкретного потребителя

Изобретение относится к области энергетического машиностроения и может быть использовано при сооружении низконапорных или безнапорных речных энергетических установок, приливных или ветровых электростанций

Изобретение относится к области возобновляемых энергий. Энергосистема имеет ветросиловую или гидросиловую турбину 1, соединенную с генератором 2. Генератор 2 имеет, по меньшей мере, две обмотки 3 статора. Каждая обмотка 3 статора подсоединена соответственно к одному выпрямительному элементу 4. Каждая обмотка 3 статора соединена со стороной переменного напряжения подсоединенного выпрямительного элемента 4. Каждый выпрямительный элемент 4 подсоединен соответственно к одному контуру 5 аккумулирования энергии. Каждый выпрямительный элемент 4 на стороне постоянного напряжения параллельно соединен с подсоединенным контуром 5 аккумулирования энергии. Контуры 5 аккумулирования энергии последовательно соединены друг с другом. Изобретение направлено на упрощение конструкции и повышение надежности энергосистемы. 23 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к области электроэнергетики, а именно к конструкциям установок для преобразования энергии течения воды в электрическую энергию. Проточный электрогенератор горизонтального типа включает статор и ротор, размещенный на одной оси с турбиной, приводимой в движение силами водного потока. Ротор выполнен полым. Внутренняя полость ротора образована в форме сопла Лаваля. Внутри полости закреплены лопатки турбины, направленные к оси вращения и расположенные на внутренней поверхности ротора по винтовым линиям. Подводная электростанция на стационарной платформе включает группу электрогенераторов, установленных навстречу водному потоку на стационарных опорах. Опоры для установки электрогенераторов имеют оснащенные приемными конусами ложементы и расположены на расстоянии, кратном длине секции электрогенератора. Электрогенераторы установлены на разной глубине от водной поверхности. Изобретение направлено на создание простого и надежного в работе электрогенератора и простой в обслуживании подводной электростанции. 2 н. и 6 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к турбинным установкам, которые могут быть использованы для производства электроэнергии. Турбинная установка содержит облопачивание 11, включающее криволинейные лопатки, внутренний конец каждой из которых заделан в полости 14, открытой с одной стороны; и генератор 20, расположенный в полости 14 и соединенный с облопачиванием 11. Каждая криволинейная лопатка имеет динамическую структуру и выполнена с возможностью увеличения в размерах под действием гидростатического давления и с возможностью сжатия под действием противодавления. Изобретение направлено на создание турбинных установок, характеризующихся простотой конструкции и эффективной работой. 2 н. и 17 з.п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к ветро(гидро)энергетике и может быть использовано в качестве источника электроэнергии. Энергоустановка состоит из одного или нескольких энергоагрегатов, содержащих корпус с диффузором, ветроколесо или рабочее колесо с лопастями, электрогенератор, передачу от ветроколеса к электрогенератору, включающую две пары конических шестерен, первый и второй валы. Каждый энергоагрегат содержит ведущую коническую шестерню, закрепленную на выходном конце первого вала, две ведомые конические шестерни, каждая из которых соединена со своей муфтой обгона, ведомые звенья которых закреплены на втором валу, соединенном через мультипликатор и эластичную муфту с электрогенератором. Мультипликатор может быть выполнен в виде планетарного ряда, водило которого соединено со вторым валом, солнечная шестерня соединена с электрогенератором через эластичную муфту. Установка может быть снабжена ручным и автоматическим регулятором скорости вращения электрогенератора, механическая часть которого выполнена в виде планетарного ряда, солнечная шестерня которого соединена с выходным валом мультипликатора, эпицикл соединен с колесом червячной передачи, червяк которой соединен с исполнительным электродвигателем, а водило планетарного ряда через ряд кинематических звеньев соединено с коническим зубчатым колесом, сидящим подвижно на валу рабочего колеса и находящимся в зацеплении с шестеренками, сидящими на осях и соединенными с лопастями. Установка надежна к перегрузкам при штормовых условиях погоды. 21 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение предназначено для получения электрической энергии. Погружная микрогидроэлектростанция для получения электрической энергии включает в себя гидротурбину с вертикальной осью вращения, соединенную с электрическим генератором, формирователи водяного потока, защитное устройство от плавучих предметов. Нижний конец вала 3 рабочего колеса посредством шлицевого соединения непосредственно связан с валом 17 генератора. Упорный подшипник рабочего колеса гидротурбины жестко заделан в верхней крышке корпуса 15 электрического генератора так, что он одновременно является направляющим подшипником для электрического генератора. Электрический генератор имеет торцовую форму исполнения, выполнен водонаполненным и размещается под гидротурбиной. Корпус 1 гидротурбины и корпус 15 электрического генератора образуют единый конструктивный моноблок. Изобретение направлено на уменьшение габаритов и массы, получение более дешевой электрической энергии за счет отсутствия капиталовложений в строительство станции, упрощение конструкции и технологии монтажных работ, а также на снижение эксплуатационных расходов. 2 ил.

Установка предназначена для выработки электроэнергии за счет энергии гидравлического потока реки, покрытой льдом. Подвод перекачиваемой среды, воздуха, выполнен в виде коленообразной трубы, вертикальная часть которой жестко зафиксирована во льду и сообщена с атмосферой, а горизонтальная часть с диффузором размещена подо льдом по направлению потока воды. При этом к свободному концу вертикальной части коленообразной трубы герметично присоединен воздухозаборник, в полости которого размещен вентилятор с генераторной установкой. Технический результат - создание простой гидроэнергетической установки с возможностью ее использования для выработки электроэнергии за счет энергии гидравлического потока реки, покрытой льдом. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к гидроэнергетике и может быть использовано для выработки электроэнергии. Гидроэлектростанция содержит трубу-водовод 2 с установленной в ней гидротурбиной 6, соединенной с генератором 7. Труба-водовод 2 установлена в водоем и проложена по дну водоема к платформе 8, закрепленной на берегу. Труба-водовод 2 дополнительно снабжена в верхней, возвышающейся над уровнем водоема части, осевым насосом 9 с винтом регулируемого шага. Гидротурбина 6 установлена в нижней части трубы-водовода. Труба-водовод 2 закреплена на дне водоема и имеет отверстия 4 для входа воды. Энергетический комплекс состоит из нескольких гидроэлектростанций, объединенных общей платформой и имеющих необходимую мощность, регулируемую с помощью включения-отключения насосов. Заявленная группа изобретений позволяет вырабатывать электрическую энергию в разных климатических условиях, с возможностью наращивания мощности установки, путем увеличения протяженности напорного фронта ГЭС. 2 н. и 6 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к области гидроэнергетики. Подвижная проточная гидроэлектростанция содержит понтон 1, закрепленный якорями 2, корпус водовода, гидропривод, генератор электрического тока, механизмы управления. Корпус выполнен в форме двух цилиндрических пустотелых трубопроводов 5 и 6, установленных соосно один за другим. Первый из трубопроводов большего сечения повернут своим свободным передним концом навстречу водному потоку, задний конец которого посредством конусной пустотелой вставки 7 соединен с передним концом трубопровода меньшего сечения, второй конец которого открыт. Корпус соединен механически с энергетическим блоком 8, внутри которого размещены гидропривод и генератор электрического тока, валы которых соединены между собой. Корпус и энергетический блок прикреплены к нижней части понтона 1. Внутри корпуса большего сечения установлена напорная труба 46, выполненная в форме трубки Пито, свободный загнутый конец которой повернут в сторону движущегося водного потока, а другой конец через запорный кран 47 соединен с впускным патрубком турбины гидропривода, а ее выпускной патрубок соединен с внутренней полостью корпуса меньшего сечения. Изобретение направлено на упрощение конструкции, повышение КПД, улучшение герметичности и увеличение количества электроэнергии, подаваемой потребителю. 8 ил.
Наверх