Безредукторный ветроэлектроагрегат

Изобретение относится к области ветроэнергетики и может быть применено для выработки электроэнергии. Безредукторный ветроэлектроагрегат содержит башню, поворотное основание, снабженное ветроколесом с сегментными роторными элементами и установленной в подшипники втулкой, кронштейном со статорными элементами, в состав которых входят наконечники, рабочие катушки, источник возбуждения и хвостовой направляющий элемент. Сегментные роторные элементы выполнены в виде уголков, горизонтальные полки которых соединены с ободом ротора, вертикальные полки соединены с лопастями, первые полюсные наконечники установлены в зоне аксиального воздушного зазора с горизонтальными полками уголков, а вторые полюсные наконечники размещены в зоне торцевого воздушного зазора с вертикальными полками уголков. Преимуществом заявленного изобретения является высокая технологичность, обусловленная простой формой статорных элементов, а также улучшенные характеристики воздушного зазора, имеющего как аксиальную, так и торцевую компоненты, что увеличивает общую протяженность воздушного зазора, а это в свою очередь приводит к уменьшению магнитного сопротивления и, следовательно, массы габаритных показателей статорного элемента при той же стоимости, что в результате повышает энергоотдачу. 1 ил.

 

Изобретение относится к области ветроэнергетики и может быть применено для выработки электроэнергии.

Известен агрегат [патент РФ №2208700 /А.М. Литвиненко, В.А. Баркалов. - Безредукторный ветроэлектроагрегат./ Опубл. Бюл. №20, 2003, заявка 2001129401/06 от 31.10.01, МПК 7 F03D 9/00], который содержит башню, поворотное основание, снабженное хвостом и сегментным элементом, и концевые сегментные роторные элементы, ветроколесо со ступицей, установленной в подшипнике на роторной оси, и лопастями с сегментными элементами.

Недостатком данного устройства является неудовлетворительная развесовка относительно вертикальной оси башни, связанная с большой массой статора и необходимостью ее компенсации путем увеличения массы хвоста.

Из известных аналогов, наиболее близких к заявляемому по совокупности существенных признаков является безредукторный ветроэлектроагрегат [патент РФ №2390б53 / А.М. Литвиненко, заявка №2008143885/06 от 05.11.2008, Опубл. 27.05.2010, Бюл. №15]. Безредукторный ветроэлектроагрегат содержит башню, поворотное основание, снабженное ветроколесом с сегментными роторными "элементами и установленной в подшипники ступицей, кронштейном с сегментным статорным элементом и хвостовым направляющим элементом; Поворотное основание дополнительно снабжено кронштейном с сегментным статорным элементом. Ветроколесо выполнено со спицами и ободом, на котором укреплены сегментные роторные элементы торцевого типа, имеющие магнитный контакт через воздушный зазор с сегментными статорными элементами, между которыми расположена башня ветроэлектроагрегата. В состав каждого статорного элемента входят: два полюсных наконечника, источник возбуждения, например, постоянный магнит, рабочая катушка.

Могут наличествовать также вспомогательные магнитопроводы и крепежные элементы (хомуты, планки, снобы).

Недостатком данного устройства являются относительно большие массы и габариты, вызванные торцевым исполнением магнитной системы генератора агрегата.

Изобретение направлено на улучшение характеристик воздушного зазора генератора.

Это достигается за счет того, что безредукторный ветроэлектроагрегат, содержащий башню, поворотное основание, снабженное ветроколесом с сегментными роторными элементами и установленной в подшипники втулкой, кронштейном со статорными элементами, в состав которых входят наконечники, рабочие катушки, источник возбуждения и хвостовой направляющий элемент согласно изобретению, содержит сегментные роторные элементы выполнены в виде уголков, горизонтальные, полки которых соединены с ободом ротора, вертикальные полки соединены с лопастями, первые полюсные наконечники установлены в зоне аксиального воздушного зазора с горизонтальными полками уголков, а вторые полюсные наконечники размещены в зоне торцевого воздушного зазора с вертикальными полками уголков.

Сущность изобретения иллюстрируется чертежом, где показан безредукторный ветроэлектроагрегат, вид с боку в частичном разрезе.

Технический результат достигается за счет использования как торцевой, так и аксиальных конфигураций воздушного зазора.

Безредукторный ветроэлектроагрегат включает в себя башню 1, лопасти 2 ветроколеса, поворотное основание 3, ветроколесо имеет втулку 4, спицы 5, обод 6, на ободе закреплены сегментные роторные элементы, выполненные в виде уголков, горизонтальные полки 7 которых соединены с ободом ротора посредством болтов 8 с гайками, вертикальные полки 9 соединены с лопастями. Статорные элементы содержат: магнитопроводы 10, имеющие магнитный контакт через аксиальный воздушный зазор с горизонтальной 7 полкой уголков, магнитопроводов 11, имеющих магнитый контакт через торцевой воздушный зазор с вертикальной 9 полкой уголка, данные магнитопроводы соединены с источником возбуждения - постоянным магнитом 12, один из магнитопроводов охвачен катушкой 13, с помощью проставок 14 и болтов с гайками статорные элементы прикреплены к конусному дискообразному основанию 15, которое прикреплено к элементу 16 осью 17, на которой также укреплена втулка 4. Уголковый элемент 16 укреплен на поворотном основании 3, на котором также укреплен стержень 18 с хвостовым направляющим элементом 19 (плоскостью).

Безредукторный ветроэлектроагрегат работает следующим образом. При направлении ветрового потока слева направо (см. чертеж) ветроколесо приводится во вращение. При этом уголки с полками 7 и 9 периодически замыкают магнитную цепь: полка 9 - торцевой воздушный зазор-постоянный магнит 11 - магнитопровод 10 - аксиальный воздушный зазор-полка 7 уголка. В результате в катушке 13 статора генератора наводится ЭДС, которая дальше передается потребителю.

Технико-экономическим преимуществом заявленного изобретения является, во-первых, высокая технологичность, обусловленная простой формой статорных элементов, во-вторых, улучшенные характеристики воздушного зазора, имеющего как аксиальную, так и торцевую компоненты, что увеличивает общую протяженность воздушного зазора, что видно по скошенным концам магнитопроводов 10 и 11, показанных на чертеже, а это в свою очередь приводит к уменьшению магнитного сопротивления и, следовательно, массы габаритных показателей статорного элемента при той же стоимости, что в результате повышает энергоотдачу. При этом общая площадь воздушного зазора увеличена по сравнению с прототипом за счет наклона полюсных наконечников примерно на 45° по отношению к сопрягаемым (через воздушный зазор) соответствующим плоскостям. Это соответствует увеличению площади зазора в 1,4 раза, что в свою очередь, уменьшает его магнитное сопротивление, увеличивает интенсивность индукции, следовательно, и амплитуду ЭДС, вырабатываемой рабочей катушкой.

Безредукторный ветроэлектроагрегат, содержащий башню, поворотное основание, снабженное ветроколесом с сегментными роторными элементами и установленной в подшипники втулкой, кронштейном со статорными элементами, в состав которых входят наконечники, рабочие катушки, источник возбуждения и хвостовой направляющий элемент, отличающийся тем, что сегментные роторные элементы выполнены в виде уголков, горизонтальные полки которых соединены с ободом ротора, вертикальные полки соединены с лопастями, первые полюсные наконечники установлены в зоне аксиального воздушного зазора с горизонтальными полками уголков, а вторые полюсные наконечники размещены в зоне торцевого воздушного зазора с вертикальными полками уголков.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в ветроэнергетической установке. Технический результат изобретения заключается в получении более эффективного охлаждения кольцевого генератора.

Группа изобретений относится к области авиации. Высотная платформа включает связку из летательных аппаратов, которые соединены между собой посредством гибкого кабель-троса, обеспечивающего передачу усилий и содержащего каналы передачи электроэнергии и информационного управляющего сигнала от одного аппарата к другому.

Изобретение относится к ветроэнергетике и может быть использовано для получения механической или электрической энергии. Ветроустановка содержит неподвижный несущий корпус, вертикальную ось, соединенную с ротором в верхней части, электрогенератором и побудителем тяги в основании корпуса, выполненным в виде кольцевой камеры ввода горячего воздуха от дополнительно введенного и расположенного в потоке теплообменника «вода-воздух».

Изобретение относится к области энергетики, в частности к ветроэлектрогенераторам преимущественно сегментного типа. Ротор содержит зубцы, пазы, обод, спицы и ступицу.

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.

Изобретение относится к области альтернативной энергетики с использованием возобновляемых источников энергии. Ветроэнергетическая установка содержит ротор, промежуточный редуктор, гидравлическую систему, гидравлический насос, гидравлический мотор, регулятор оборотов гидравлического мотора и генератор электрического тока.

Изобретение относится к устройствам, предназначенным для выработки электроэнергии. Аэроэлектростанция для использования энергии ветра содержит горизонтальный воздуховод, вертикальный воздуховод и электрогенераторы, которые кинематически соединены с рамами, последовательно установленными в плоскостях поперечного сечения воздуховодов с возможностью возвратно-поступательного движения, ограниченного упругими упорами.

Изобретение относится к области энергетики, а именно к ветроэнергетическим установкам, передача энергии от ветротурбины к электрогенератору в которых происходит посредством гидропривода.

Изобретение относится к области энергетики, в частности к ветроэлектрогенераторам преимущественно сегментного типа. Ротор сегментного ветроэлектрогенератора содержит зубцы, пазы, обод, спицы и ступицу.

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано для отопления и горячего водоснабжения помещений. .

Изобретение относится к ветроэнергетике и может быть использовано для питания электроэнергией различных потребителей, в частности, работающих на постоянном токе. Ветроэнергетическая установка содержит карусельный ветродвигатель с пьезопреобразователями, генератор постоянного тока, электрощиток с сумматором, аккумуляторы и тяговый электродвигатель. Сумматор тока электрощитка связан электрически через 2-жильный кабель и переключатель с аккумуляторами, которые через другой переключатель и регулятор скорости связаны с тяговым электродвигателем. Вертикальный вал ветродвигателя проходит через верхний опорный и нижний опорно-упорный подшипники, установленные в раме ветродвигателя, и станину, механически через муфту соединен с генератором постоянного тока, размещенным в стакане, прикрепленном снизу станины, электрически через кабель соединен с сумматором тока электрощитка, который также соединен через кабель с пьезопреобразователями ветродвигателя. Предлагаемая ветроэнергетическая установка при наличии ветра достаточной силы обеспечит увеличение электрической мощности путем повышения эффективности работы, например обеспечит электромобиль через аккумуляторы оптимальным движением его без забора электрической энергии извне. 1 ил.

Вертикальный ветровой электрогенератор содержит опорную колонну (1), по крайней мере один генераторный блок (2), по крайней мере две лопасти (3), устройство контроля возбуждения, выпрямительное устройство, реверсивный частотный преобразователь, фланцы, опоры, систему охлаждения, подъемный механизм (80) и подъемную систему. Генераторный блок (2) содержит фиксатор, генератор и возбудитель. Фиксатор содержит внешний фиксатор и внутренний фиксатор. Генератор содержит статор и ротор. Возбудитель содержит статор и ротор. Вертикальный ветровой электрогенератор может быть изготовлен со снижением его стоимости, быстро запущен, увеличивает эффективность использования ветровой энергии, имеет более высокую эффективность охлаждения генератора, увеличивая тем самым срок его службы и снижая стоимость и время, затраченные на его техобслуживание. 16 з.п. ф-лы, 32 ил.

Изобретение относится к области ветроэнергетики. Изобретение направлено на увеличение степени использования стоек U-образных магнитопроводов. Статор ветроэлектрогенератора содержит источник магнитного поля, U-образные магнитопроводы, катушки и крепежные элементы, источники возбуждения установлены снаружи стоек основного U-образного магнитопровода, а к внешним сторонам источника возбуждений обращены внутренние стойки со скосами дополнительных U-образных магнитопроводов, также на внешних сторонах дополнительных U-образных магнитопроводов установлены стягивающие крепежные элементы. Техническим результатом является повышение технологичности, а также повышение виброустойчивости. 1 ил.

Изобретение относится к области электрических машин, в частности к генераторам ветроэнергетических установок. Техническим результатом является упрощение технологии, уменьшение стоимости. Статор электрической машины содержит обмотку, активные и пассивные электромагнитные элементы, крепежные элементы и полюсные наконечники, полюсные наконечники выполнены в виде витков многожильного троса, намотанных на каркас угловой формы, причем одна сторона угла обращена к электромагнитным элементам, а другая - к воздушному зазору. 5 ил.

Изобретение относится к области ветроэнергетики и может быть использовано для получения электроэнергии. Ветроэлектрогенератор сегментного исполнения содержит башню, поворотное основание, траверсы, статорные элементы, первую и верхнюю вторую стойки с ветроколесами и роторными элементами. Лопасти ветроколес выполнены с радиусом, превышающим радиус роторного элемента. С противоположной стороны башни на поворотном основании установлена траверса, на которой располагается аналогичный статор, аналогичные стойки и ветроколеса с лопастями и роторными элементами, отличающиеся тем, что нижнее колесо расположено за статором, а верхнее перед статором, т.е. наоборот, по отношению к противоположной паре. Поворотное основание снабжено хвостовой балкой 16 с хвостовой плоскостью 17, обеспечивающее ориентир на ветер. Изобретение обеспечивает повышение эффективности путем увеличения ометаемой площади при симметричном нагружении статоров, а следовательно, и повышение мощности ветроэлектрогенератора. 2 ил.

Изобретение относится к области ветроэнергетики. Ротор ветроэлектрогенератора содержит ступицу, лопасти, спицы, обод и ферромагнитные тела, установленные на ободе. Ферромагнитные тела выполнены в виде отрезков труб круглого сечения. Средняя часть отрезков труб имеет выборку, обращенную наружу и снабженную крепежными отверстиями, а между торцами отрезков труб и ободом установлены прокладки. Изобретение позволяет понизить массу и габариты сегментного ротора при минимизации его стоимости. 3 ил.

Изобретение относится к области ветроэнергетики и может быть применено для выработки электроэнергии. Изобретение направлено на уменьшение массы и габаритов установки. Это достигается тем, что ветроэнергетическая установка, содержащая башню, поворотное основание, направляющий киль, статор, вращающееся колесо с втулкой, лопастями и ободом, согласно изобретению дополнительно снабжена кольцом, к которому присоединены нижние концы труб, составляющих переднюю и заднюю кромку лопасти, а в средней части данные трубы соединены с ободом с помощью болтов, выполненных в виде роторных элементов. Головки болтов, крепящих трубы лопастей в их средней части, одновременно являются роторными элементами и демпфирующими обмотками, так как они выполнены не шихтованными. Использование данной ветроэнергетической установки обеспечит улучшение массогабаритных показателей. 5 ил.

Использование: в области электротехники. Технический результат - повышение надежности. Согласно способу, когда есть ветер, который имеет скорость выше начальной скорости и ниже скорости отключения, ветровая энергетическая установка поставляет электрическую энергию в сеть электроснабжения, при этом при работе ветровой энергетической установки выше номинального значения или соответственно ниже скорости отключения ротор ветровой энергетической установки вращается. С ротором соединен генератор для генерирования электрической энергии. Ветровая энергетическая установка имеет средства для измерения имеющейся в сети электроснабжения частоты, которые соединены с управляющим устройством для управления работой ветровой энергетической установки. В соответствии с изобретением предлагается, что отдаваемую генератором ветровой энергетической установки в сеть мощность быстро и в течение короткого времени повышают выше текущей мощности ветровой энергетической установки, когда частота электрической сети лежит на заданное значение ниже желаемой номинальной частоты сети. 4 н. и 11 з.п. ф-лы, 9 ил., 1 табл.

Изобретение относится к области ветроэнергетики. Сегментный ротор содержит ступицу, лопасти, спицы, обод и ферромагнитные тела, установленные на ободе с помощью элементов крепления. Ферромагнитные тела изготовлены в виде коротких труб, средняя часть которых снабжена выборкой, обращенной к ободу, а элементы крепления выполнены в виде стягивающих ленточных хомутов. Изобретение позволяет понизить массу и габариты сегментного ротора при минимизации его стоимости. 1ил.

Изобретение относится к области электротехники и ветроэнергетики. Предлагаемый статор ветроэлектроагрегата содержит магнитопроводы, систему возбуждения, стяжные элементы и обмотку, при этом согласно изобретению статор выполнен в виде П-образной скобы и пакета пластин, на которых установлены сердечники с рабочей катушкой и катушкой возбуждения, а средняя часть указанного пакета жестко связана со средней частью указанной П-образной скобы. Технический результат - высокая технологичность статора ветроэлектроагрегата, достигаемая за счет обеспечения возможности регулировать кривизну воздушного зазора, подстраивая данный статор к различным роторам путем прижатия середины пакета пластин к средней части указанной П-образной скобы, а также уменьшение затрат на изготовление статора путем уменьшения количества магнитопроводов и стяжных элементов статора ветроэлектроагрегата. 1 ил.

Изобретение относится к области ветроэнергетики и может быть применено для выработки электроэнергии. Безредукторный ветроэлектроагрегат содержит башню, поворотное основание, снабженное ветроколесом с сегментными роторными элементами и установленной в подшипники втулкой, кронштейном со статорными элементами, в состав которых входят наконечники, рабочие катушки, источник возбуждения и хвостовой направляющий элемент. Сегментные роторные элементы выполнены в виде уголков, горизонтальные полки которых соединены с ободом ротора, вертикальные полки соединены с лопастями, первые полюсные наконечники установлены в зоне аксиального воздушного зазора с горизонтальными полками уголков, а вторые полюсные наконечники размещены в зоне торцевого воздушного зазора с вертикальными полками уголков. Преимуществом заявленного изобретения является высокая технологичность, обусловленная простой формой статорных элементов, а также улучшенные характеристики воздушного зазора, имеющего как аксиальную, так и торцевую компоненты, что увеличивает общую протяженность воздушного зазора, а это в свою очередь приводит к уменьшению магнитного сопротивления и, следовательно, массы габаритных показателей статорного элемента при той же стоимости, что в результате повышает энергоотдачу. 1 ил.

Наверх