Безредукторный ветроагрегат
Владельцы патента RU 2486368:
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежский государственный технический университет" (RU)
Изобретение относится к области ветроэнергетики и может быть применено для выработки электроэнергии. Безредукторный ветроагрегат содержит башню, поворотное ветроколесо, установленное в подшипниковом узле, магнитную систему с обмотками, роторные элементы, закрепленные на концах лопастей ветроколеса. Основание подшипникового узла снабжено кронштейном с дугообразными направляющими, в которых установлен ползун с элементом статора. Ползун посредством пружины соединен с основанием. Изобретение обеспечивает уменьшение пускового момента, а также демпфирование возможных колебаний ветрового колеса вследствие неравномерности ветрового потока. 2 ил.
Изобретение относится к области ветроэнергетики и может быть применено для выработки электроэнергии.
Известна конструкция генераторов с расположением на башне поворотного ветроколеса, снабженного устройством установки на ветер [1]. Также известна конструкция ветроагрегата с фрикционной муфтой [2] для облегчения пуска при слабой скорости ветра.
Данные ветроагрегаты имеют магнитные системы генераторов традиционного типа.
Из известных аналогов наиболее близким к заявляемому по совокупности признаков является ветрогенератор [2], который содержит поворотное ветроколесо, магнитную систему с обмотками, в зазоре которой перемещается ротор, причем магнитная система расположена на основании, размещенном в зоне нижнего положения лопастей, а лопасти снабжены ферромагнитными зубчатыми пластинами, роторные элементы, составляющие ротор, ротор, таким образом, охватывает концы лопастей, пластины проходят через воздушный зазор магнитной системы.
Недостатком данного устройства является увеличенный пусковой момент, что не дает возможность более полно использовать энергию ветровых потоков.
Изобретение направлено на уменьшение пускового момента.
Технического результат достигается тем, что основание подшипникового узла снабжено кронштейном с дугообразными направляющими, в которых установлен ползун с элементом статора, причем ползун посредством пружины соединен с основанием.
Сущность изобретения иллюстрируется чертежом, на котором на фиг.1 изображен безредукторный ветроагрегат, вид спереди, на фиг.2 - вид сбоку.
Безредукторный ветроагрегат содержит магнитную систему, состоящую из катушки 1, источника магнитного поля 2, например постоянного магнита, магнитопроводов 3. Далее в состав агрегата входят: дугообразный ползун 4, пружина 5, дугообразные направляющие 6, кронштейн 7, роторные элементы 8, закрепленные на концах лопастей 9 ветроколеса, имеющего ступицу 10. Подшипниковый узел ветроколеса закреплен на вращающемся основании 11 башни 12. Нижняя часть вращающегося основания 11 скреплена с башней 12 посредством подшипника, а верхняя часть вращающегося основания 11 скреплена со стойкой 13 (показана пунктиром на фиг.1, т.к. она находится за лопасью). Таким образом, стойка 13 снизу прикреплена к вращающемуся основанию, ее верхняя часть является основанием подшипникового узла ветроколеса, в частности ступицы 10. Таким образом, кронштейн 7 установлен на основании подшипникового узла, т.е. в верхней части стойки 13. На нем же, в его нижней части установлены дугообразные направляющие 6, в которые входит ползун 4, к которому консольно прикреплен элемент статора.
Таким образом, в состав дугообразного основания входят дугообразные направляющие 6 и соединяющий их элемент, к которому через пружину 5 присоединен дугообразный ползун 4. Наличие вращающегося основания 11 дает возможность ветроколесу, в частности ступице 10, поворачиваться на ветер, т.е. можно говорить о поворотном ветроколесе. При этом само устройство поворота, например хвост ветроколеса на фиг.1 не показан, поскольку вид его закрывается лопастями 9 ветроколеса, поскольку хвостовое направляющее устройство располагается всегда за ветроколесом, чем и достигается поворот ветроколеса на ветер. Под элементом статора понимается сегмент статора, т.е. элементарная электронная машина, взаимодействующая с роторными элементами 8 и состоящая из катушки 1, источника поля 2, магнитопроводов 3. Данный элемент статора установлен на дугообразном основании, которое состоит из дугообразного ползуна 4, который двигается в дугообразных направляющих 6, при этом ползун перемещается в пределах длины пружины 5.
Безредукторный ветроагрегат работает следующим образом. Под воздействием ветрового потока роторные элементы 8, двигаясь по окружности, перемещают магнитную систему с дугообразным ползуном 4 в направляющих 6 в пределах угла, которая определяется длиной пружины 5. Затем происходит разрыв магнитного потока от источника магнитного поля 2, наведение ЭДС катушки 1. Небольшое дуговое перемещение ползуна с модулем дает возможность ветроколесу под действием сил инерции начать работу с меньшей величины скорости ветра.
Достоинством данного ветроагрегата является пониженная скорость ветра, с которой начинается работа агрегата, а также демпфирование возможных колебаний ветрового колеса вследствие неравномерности ветрового потока.
Источники информации
1. Шефтер Я.И. Использование энергии ветра, М.: Энергоатомиздат, 1983, стр.109-110, рис.5.25, 5.29.
2. Авторское свидетельство СССР №732572 /В.К.Александров, В.М.Мосалов - Ветроагрегат/ опубл. БИ №17, 1980, F03D 3/30.
3. Авторское свидетельство СССР №861716 /И.П.Копылов, Т.В.Лядова - Безредукторный ветроагрегат/ опубл. БИ №11, 1981, F03D 1/100.
Безредукторный ветроагрегат, содержащий башню, поворотное ветроколесо, установленное в подшипниковом узле, магнитную систему с обмотками, роторные элементы, отличающийся тем, что основание подшипникового узла снабжено кронштейном с дугообразными направляющими, в которых установлен ползун с элементом статора, причем ползун посредством пружины соединен с основанием.
