Вертикально-осевая ветроустановка



Вертикально-осевая ветроустановка
Вертикально-осевая ветроустановка
Вертикально-осевая ветроустановка
Вертикально-осевая ветроустановка
Вертикально-осевая ветроустановка
Вертикально-осевая ветроустановка
Вертикально-осевая ветроустановка

 


Владельцы патента RU 2548697:

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Дальневосточный федеральный университет" (ДВФУ) (RU)

Изобретение относится к области ветроэнергетики и электротехники и, в частности, к электромашиностроению. Вертикально-осевая ветроустановка содержит ступицу, в которой скомпонован электрогенератор и ротор, включающий ряд вращающихся вокруг вертикальной оси вертикальных лопастей. На ступице установлен статор, внешней поверхности которого придана цилиндрическая форма, при этом он охвачен цилиндрической полостью ротора. Пазы статора, в которых уложены катушки обмотки, размещены с внешней стороны статора и открыты к обращенной к ним поверхности цилиндрической полости ротора. Внутренняя поверхность полости ротора, обращенная к статору, снабжена кольцевым выступом с пазом, в котором смонтирован индуктор, содержащий планки, ориентированные вдоль продольной оси ротора, выполненные из постоянных магнитов, с образованием составного магнитного кольца. При этом планки намагничены так, что между радиально намагниченными магнитами размещены тангенциально намагниченные, с возможностью образования магнитной схемы Хальбаха. Подшипниковый узел электромашины содержит магнитные радиальные подшипники, размещенные в зазорах между кромками торцевых щитов электрогенератора и обращенных к ним поверхностях ротора, а также содержит магнитные упорные подшипники, размещенные в зазорах между поверхностями торцевых щитов электрогенератора и обращенных к ним поверхностях выступа ротора. Использование изобретения приводит к повышению ресурса ветроустановки и ее электрогенератора, уменьшению трения в подшипниках, увеличению окружной скорости индуктора электрогенератора, самораскрутке ротора при низких скоростях ветра. 4 з.п. ф-лы, 7 ил.

 

Изобретение относится к области ветроэнергетики и электротехники и, в частности, к электромашиностроению.

Известна вертикально-осевая ветроустановка (Н-ротор Дарье), содержащая вертикальный вал, горизонтальные траверсы, соединенные с валом, и вертикальные лопасти крыльевого профиля, установленные параллельно валу на концах траверс (WO 95/09304 A1, МПК F03D 7/06, 1995 г.).

Недостатком известного технического решения является то, что установка имеет низкий аэродинамический крутящий момент при выходе из состояния покоя. Для начала вращения ротора при минимальной скорости ветра 2,5…4 м/с используются выдвижные поворотные щитки, дополнительно увеличивающие площадь взаимодействия лопастей ротора с ветровым потоком, которые для создания дополнительной тянущей силы должны циклически принимать то вертикальное, то горизонтальное положение ветродвигателя в целом. Более того, при небольшой скорости вращения, когда линейная скорость лопастей близка к скорости ветра, возможен тормозящий момент со стороны потока воздуха, и тогда самораскрутка ротора становится практически невозможной. При этом для циклического изменения угла поворота щитков применяется сложное устройство, а именно гидравлический или электрогидравлический привод с автоматическим управлением, что усложняет конструкцию и изготовление, снижает надежность и затрудняет эксплуатацию.

Наиболее близким решением является вертикально-осевая ветроустановка, содержащая ротор, включающий ряд вращающихся вокруг вертикальной оси вертикальных лопастей и ступицу, жестко зафиксированную в пространстве, располагаемую в центре вращения, в которой скомпонован электрогенератор (см. патент №2347104, F03D 3/06, 2009 г.).

Недостатком данного изобретения является высокая скорость ветра для самораскрутки ротора, высокие потери на трение в подшипниках, невысокий КПД генератора.

Задачей, на решение которой направлено предлагаемое техническое решение, является повышение ресурса ветроустановки и ее электрогенератора, повышение надежности работы, упрощение конструкции.

Технический результат, который достигается при решении поставленной задачи, выражается в повышении ресурса ветроустановки и ее электрогенератора, существенном уменьшении трения в подшипниках, увеличении окружной скорости индуктора электрогенератора, в самораскрутке ротора при низких скоростях ветра, повышении КПД генератора, снижении массы ветроустановки.

Поставленная задача решается тем, что вертикально-осевая ветроустановка, содержащая ротор, включающий ряд вращающихся вокруг вертикальной оси вертикальных лопастей и ступицу, жестко зафиксированную в пространстве, располагаемую в центре вращения, в которой скомпонован электрогенератор, отличается тем, что внешней поверхности статора придана цилиндрическая форма, при этом он охвачен цилиндрической полостью ротора, установленного соосно с продольной осью статора, с возможностью вращения вокруг него, при этом пазы статора, в которых уложены катушки обмотки, размещены с внешней стороны статора и открыты к обращенной к ним поверхности цилиндрической полости ротора, причем обмотки зафиксированы в пазах статора клиньями, кроме того, сердечник статора выполнен с отверстием, соосным с его продольной осью, которым он надет на ступицу, выполненную предпочтительно из немагнитного материала, с внешней поверхностью которой сердечник статора жестко скреплен, кроме того, на верхней и нижней кромках ступицы закреплены кольцеобразные торцевые щиты электрогенератора, при этом ротор выполнен предпочтительно из немагнитного материала, кроме того, внутренняя поверхность полости ротора, обращенная к статору, снабжена кольцевым выступом с пазом, в котором смонтирован индуктор, содержащий планки, ориентированные вдоль продольной оси ротора, выполненные из постоянных магнитов, с образованием составного кольца, при этом планки намагничены с возможностью образования магнитной схемы Хальбаха или с радиальным, или тангенциальным намагничиванием, кроме того, внешняя поверхность составного магнитного кольца уперта в дно паза кольцевого выступа ротора, кроме того, подшипниковый узел электромашины содержит магнитные радиальные подшипники, размещенные в зазорах между кромками торцевых щитов электрогенератора и обращенных к ним поверхностях ротора, а также содержит магнитные упорные подшипники, размещенные в зазорах между поверхностями торцевых щитов электрогенератора и обращенных к ним поверхностях выступа ротора, для чего на названных поверхностях жестко закреплены составные постоянные магниты, намагниченные с возможностью образования магнитной схемы Хальбаха, причем для формирования составных магнитов использованы постоянные магниты, число, размеры, местоположение и направление намагниченности которых подобны числу, размерам, местоположению и направлению намагниченности постоянных магнитов, закрепленных с возможностью магнитного взаимодействия с ними, кроме того, вертикальные оси вертикальных лопастей жестко скреплены с ротором. Кроме того, составное кольцо содержит планки, выполненные из постоянных магнитов, с образованием магнитного кольца, при этом планки намагничены так, что между радиально намагниченными магнитами размещены тангенциально намагниченные, с возможностью образования магнитной схемы Хальбаха. Кроме того, составное кольцо содержит планки, выполненные из постоянных магнитов, чередующиеся с планками из немагнитного материала, или планки, выполненные из постоянных магнитов, отделенные друг от друга воздушными зазорами, с возможностью образования магнитной схемы с радиальным намагничиванием. Кроме того, составное кольцо содержит планки, выполненные из постоянных магнитов, чередующиеся с планками из материала с высокой магнитной проницаемостью, с возможностью образования магнитной схемы с тангенциальным намагничиванием. Кроме того, между составным магнитным кольцом и внутренней поверхностью ротора размещена цилиндрическая втулка, разрезанная как минимум на две продольные части.

Сопоставительный анализ существенных признаков предлагаемого технического решения и существенных признаков прототипа и аналогов свидетельствует о его соответствии критерию «новизна».

При этом существенные признаки отличительной части формулы изобретения решают следующие функциональные задачи.

Признак, указывающий, что внешней поверхности статора «придана цилиндрическая форма, при этом он охвачен цилиндрической полостью ротора, установленного соосно с продольной осью статора, с возможностью вращения вокруг него» позволяет создать машину с внутренним статором и внешним ротором.

Признаки «…пазы статора, в которых уложены катушки обмотки, размещены с внешней стороны статора и открыты к обращенной к ним поверхности цилиндрической полости ротора, причем обмотки зафиксированы в пазах статора клиньями…» позволяют упростить технологию изготовления обмотки статора.

Признаки «…сердечник статора выполнен с отверстием, соосным с его продольной осью, которым он надет на ступицу, выполненную предпочтительно из немагнитного материала, с внешней поверхностью которой сердечник статора жестко скреплен…» позволяют сориентировать статор в ветроустановке и закрепить сердечник статора на мачте.

Признак, указывающий, что «на верхней и нижней кромках ступицы закреплены кольцеобразные торцевые щиты электрогенератора», позволяет сформировать ступицу статора.

Признак, указывающий что ротор «выполнен предпочтительно из немагнитного материала, кроме того, внутренняя поверхность полости ротора, обращенная к статору, снабжена кольцевым выступом с пазом, в котором смонтирован индуктор», обеспечивает рациональное размещение индуктора в электрогенераторе.

Признак, указывающий, что индуктор содержит «планки, ориентированные вдоль продольной оси ротора, выполненные из постоянных магнитов, с образованием составного магнитного кольца, при этом планки намагничены с возможностью образования магнитной схемы Хальбаха или с радиальным, или тангенциальным намагничиванием» обеспечивает рациональные пути замыкания магнитных потоков индуктора, создание сильного магнитного поля, что способствует уменьшению массы электрогенератора.

Признак, указывающий, что «внешняя поверхность составного магнитного кольца уперта в дно паза кольцевого выступа ротора», позволяет предотвратить деформацию индуктора под действием центробежных сил, и обеспечивает прочность индуктора.

Признак, указывающий, что подшипниковый узел электромашины «содержит магнитные радиальные подшипники, размещенные в зазорах между кромками торцевых щитов электрогенератора и обращенных к ним поверхностях ротора», позволяет организовать радиальные магнитные подшипниковые узлы электрогенератора и ветроустановки.

Признак, указывающий, что магнитные упорные подшипники размещены «в зазорах между поверхностями торцевых щитов электрогенератора и обращенных к ним поверхностях выступа ротора, для чего на названных поверхностях жестко закреплены составные постоянные магниты, намагниченные с возможностью образования магнитной схемы Хальбаха», позволяют сформировать эффективные упорные магнитные подшипники ветроустановки.

Признак, указывающий, что для формирования составных магнитов «использованы постоянные магниты, число, размеры, местоположение и направление намагниченности которых подобны числу, размерам, местоположению и направлению намагниченности постоянных магнитов, закрепленных с возможностью магнитного взаимодействия с ними» позволяют сформировать эффективные радиальные и упорные магнитные подшипники ветроустановки.

Признак «…вертикальные оси вертикальных лопастей жестко скреплены с ротором…» обеспечивает передачу крутящего момента ротору электрогенератора от ветроколеса.

Признаки второго-четвертого дополнительных пунктов формулы изобретения конкретизируют возможные рациональные пути замыкания магнитных потоков индуктора, создание сильного магнитного поля, что способствует уменьшению массы электрогенератора.

Признаки пятого дополнительного пункта формулы изобретения позволяют использовать цилиндрическую втулку в качестве ярма индуктора, обеспечивают рациональные пути замыкания магнитных потоков и создание сильного магнитного поля индуктора при радиальном намагничивании магнитов.

На фиг. 1 показан продольный разрез ветрогенератора по оси вращения, а на фиг. 2 - местный вид продольного разреза электрогенератора, на фиг. 3 и 4 показаны поперечные разрезы по электрогенератору и лопастям ветротурбины, на фиг. 5 - местный вид продольного разреза электрогенератора с индуктором, намагниченным по схеме Хальбаха, на фиг. 6 - местный вид продольного разреза электрогенератора с тангенциальным намагничиванием индуктора и на фиг. 7 - местный вид продольного разреза электрогенератора с радиальным намагничиванием индуктора.

На чертежах показаны ступица 1 с силовым каркасом, ротор 2, лопасти 3 верхнего и 4 нижнего яруса, пакет сердечника статора 5, пазы 6, катушки 7 обмотки, клинья 8, торцевые щиты 9, 10, разрезное кольцо 11, мачта 12, кольцевой выступ 13 с пазом 14 ротора 2, цилиндрическая втулка 15, постоянные магниты индуктора 16, 17, 18, 20, полюса 19, немагнитные вставки 21, постоянные магниты 22, 23, 26, 27 радиальных магнитных подшипников, кольцевые постоянные магниты 24, 25, 28, 29 упорных магнитных подшипников, кольцо 30, пластины 31 и 32, фланец 33, крышка 34.

Вертикально-осевая ветроустановка содержит ступицу 1, жестко зафиксированную в пространстве, располагаемую в центре вращения, в которой скомпонован электрогенератор и ротор 2, включающий ряд вращающихся вокруг вертикальной оси вертикальных лопастей 3 верхнего и 4 нижнего яруса. На ступице 1 установлен статор, внешней поверхности которого придана цилиндрическая форма, при этом он охвачен цилиндрической полостью ротора 2, установленного соосно с продольной осью статора, с возможностью вращения вокруг него. Статор состоит из шихтованного сердечника 5, в пазах 6 которого уложены катушки 7 обмотки, зафиксированные клиньями 8. Пазы 6 размещены с внешней стороны статора и открыты к обращенной к ним поверхности цилиндрической полости ротора 2. Сердечник 5 статора выполнен с отверстием соосным с его продольной осью, которым он надет на ступицу 1, с внешней поверхностью которой, сердечник статора 5 жестко скреплен. При этом на верхней и нижней кромках ступицы 1 закреплены кольцеобразные торцевые щиты 9, 10 электрогенератора, снабженные ребрами жесткости.

Сердечник 5 статора с одной стороны опирается на выступ ступицы 1, а с другой стороны зафиксирован разрезным кольцом 11. Ветрогенератор имеет вертикальное (см. фиг. 1) исполнение. Ступица 1 ветрогенератора соединена с силовым каркасом, например, сваркой, который в свою очередь соединен с мачтой 12.

Внутренняя поверхность полости ротора 2, обращенная к статору, снабжена кольцевым выступом 13 с пазом 14, в котором смонтирован индуктор, содержащий планки, ориентированные вдоль продольной оси ротора, выполненные из постоянных магнитов, с образованием составного кольца. Между составным магнитным кольцом и внутренней поверхностью ротора размещена цилиндрическая втулка 15, разрезанная как минимум на две продольные части. Планки выполнены из постоянных магнитов 16, 17 с тангенциальным и радиальным намагничиванием и в совокупности образующих магнитную систему Хальбаха (фиг. 5). Магниты 16, 17 приклеены к внутренней поверхности цилиндрической втулки 15. Внешняя поверхность составного магнитного кольца уперта в дно паза 14 кольцевого выступа 13 ротора 2.

При тангенциальном намагничивании индуктор состоит из магнитных планок 18 намагниченных в тангенциальном встречном направлении и планок (полюсов) 19 из материала с высокой магнитной проницаемостью (фиг. 6), причем цилиндрическая втулка 15 выполнена из немагнитного материала. При радиальном намагничивании индуктор состоит из продольных магнитных планок 20, намагниченных в радиальном направлении, чередующихся по окружности с немагнитными планками 21 (фиг. 7), при этом цилиндрическая втулка 15 выполнена, из материала с высокой магнитной проницаемостью. Магнитные планки 16, 17, 18, 20 выполнены из материала неодим-железо-бор.

Подшипниковый узел электромашины содержит магнитные радиальные подшипники, размещенные в зазорах между кромками торцевых щитов 9, 10 электрогенератора и обращенных к ним поверхностях ротора 2, а также содержит магнитные упорные подшипники, размещенные в зазорах между поверхностями торцевых щитов 9, 10 электрогенератора и обращенных к ним поверхностях выступа 13 ротора 2.

На торцах ротора 2 электрогенератора выполнены цилиндрические втулки, на внутренней поверхности которых размещены постоянные магниты радиальных магнитных подшипников 22 и 23. На торцевых поверхностях индуктора с двух сторон выполнены кольцевые полости, в которых размещены подвижные части 24 и 25 упорных магнитных подшипников.

На наружной цилиндрической поверхности торцевых щитов 9 и 10 электрогенератора расположены неподвижные части 26 и 27 кольцевых радиальных магнитных подшипников. Торцевые щиты 9 и 10, кроме того, снабжены кольцевой полостью, в которой располагаются кольцевые магниты 28 и 29 неподвижной части упорного магнитного подшипника. Подвижные 22, 23 и 24, 25 и неподвижные 26, 27 и 28, 29 части каждого магнитного подшипника расположены напротив друг друга с некоторым зазором. Магниты всех магнитных подшипников намагничены в осевом и радиальном направлениях по схеме Хальбаха. Вследствие действия отталкивающих сил осевого и радиальных магнитных подшипников ротор 2 электрогенератора располагается симметрично статору с зазором без механического контакта.

На наружной цилиндрической поверхности ротора 2 выполнено кольцо 30, к которому крепят вверх и вниз вертикальные лопасти 3 верхнего и 4 нижнего яруса ротора ветроустановки. При этом лопасти 3 верхнего яруса сдвинуты в угловом направлении по отношению к лопастям 4 нижнего яруса на величину половины угла между соседними лопастями в одном ярусе. Такая компоновка обеспечивает возможность самораскрутки ротора 2 при не очень качественных лопастях. Торцевые поверхности концов лопастей 3 и 4 покрыты пластинами 31 и 32, которые уменьшают вихреобразование и повышают прочность лопастей от действия центробежных сил. Лопасти 3 и 4 соединены с пластинами 31 и 32, а также с ротором 2 электрогенератора гайками.

Изготовление и сборку ветроустановки производят следующим способом. Набирают пакет сердечника статора 5 из штампованных листов электротехнической стали и сваривают по внутренним канавкам. В изолированные пазы 6 укладывают катушки 7 обмотки статора и заклинивают их пазовыми клиньями 8. Обмотку 7 статора подвергают пропитке компаундами и сушке.

Из немагнитного материала изготавливают ступицу 1 ротора 2 и в его кольцевой паз 14 устанавливают на клей индуктор, выполненный либо по схеме Хальбаха согласно фиг. 5, либо с тангенциальным намагничиванием согласно фиг. 6, либо с радиальным намагничиванием согласно фиг. 7. При тангенциальном намагничивании между планками постоянных магнитов 18 устанавливают полюсы 19 из материала с высокой магнитной проницаемостью, например из сплава 48КНФ, а цилиндрическую втулку 15 изготавливают из немагнитного материала, например алюминиевого сплава. При радиальном намагничивании между планками постоянных магнитов 20 устанавливают немагнитные планки 21, а на дно паза 14 ротора 2 - цилиндрическую втулку 15 из материала с высокой магнитной проницаемостью, например, из сплава 48КНФ.

На свободные участки внутренних цилиндрических поверхностей ротора 2 и на внешние цилиндрические поверхности щитов 9, 10 устанавливают на клей сборные кольцевые радиальные магнитные подшипники 22, 23 и 26, 27, а на торцевые внутренние поверхности щитов 9, 10 и наружную торцевую поверхность ротора 2 устанавливают на клей упорные магнитные подшипники 24, 25 и 28, 29, изготовленные из материала неодим-железо-бор и намагниченные по схеме Хальбаха.

На ступицу 1 устанавливают ротор 2, устанавливают щиты 9, 10 и фиксируют их винтами, контролируя при этом, чтобы число, размеры, местоположение и направление намагниченности магнитов 26, 27 на щитах 9, 10 совпадали с числом, размерами, местоположением и направлением намагниченности постоянных магнитов 22, 23, закрепленных на роторе 2.

Из стальной трубы изготавливают мачту 12 с проточкой для установки ступицы 1, с фланцем 33 для установки на фундаменте.

Изготавливают пластины 31 и 32, например, из алюминиевого сплава. Из углепластика или алюминиевого сплава изготавливают вертикальные лопасти 3 и 4 и фиксируют их под углом установки на пластинах 31 и 32 и кольце 30 ротора 2 в два яруса. Ротор 2 ветроустановки балансируют. Мачту 12 устанавливают на фундамент в вертикальном положении и закрепляют фланец 33. Полученную конструкцию из пластин 31 и 32, электрогенератора и вертикальных лопастей 3, 4 надевают на мачту 12 и закрепляют болтами.

При вращении ветроколеса и, следовательно, ротора бесконтактного синхронного электрогенератора вырабатывается электроэнергия, которую можно использовать непосредственно для нетребовательных потребителей. Для получения электроэнергии стандартных параметров потребуется использовать полупроводниковый преобразователь частоты и напряжения.

1. Вертикально-осевая ветроустановка, содержащая ротор, включающий ряд вращающихся вокруг вертикальной оси вертикальных лопастей и ступицу, жестко зафиксированную в пространстве, располагаемую в центре вращения, в которой скомпонован электрогенератор, отличающаяся тем, что внешней поверхности статора придана цилиндрическая форма, при этом он охвачен цилиндрической полостью ротора, установленного соосно с продольной осью статора, с возможностью вращения вокруг него, при этом пазы статора, в которых уложены катушки обмотки, размещены с внешней стороны статора и открыты к обращенной к ним поверхности цилиндрической полости ротора, причем обмотки зафиксированы в пазах статора клиньями, кроме того, сердечник статора выполнен с отверстием соосным с его продольной осью, которым он надет на ступицу, выполненную предпочтительно из немагнитного материала, с внешней поверхностью которой сердечник статора жестко скреплен, кроме того, на верхней и нижней кромках ступицы закреплены кольцеобразные торцевые щиты электрогенератора, при этом ротор выполнен предпочтительно из немагнитного материала, кроме того, внутренняя поверхность полости ротора, обращенная к статору, снабжена кольцевым выступом с пазом, в котором смонтирован индуктор, содержащий планки, ориентированные вдоль продольной оси ротора, выполненные из постоянных магнитов, с образованием составного магнитного кольца, при этом планки намагничены с возможностью образования магнитной схемы Хальбаха или с радиальным, или тангенциальным намагничиванием, кроме того, внешняя поверхность составного магнитного кольца уперта в дно паза кольцевого выступа ротора, кроме того, подшипниковый узел электромашины содержит магнитные радиальные подшипники, размещенные в зазорах между кромками торцевых щитов электрогенератора и обращенных к ним поверхностях ротора, а также содержит магнитные упорные подшипники размещенные в зазорах между поверхностями торцевых щитов электрогенератора и обращенных к ним поверхностях выступа ротора, для чего на названных поверхностях жестко закреплены составные постоянные магниты, намагниченные с возможностью образования магнитной схемы Хальбаха, причем для формирования составных магнитов использованы постоянные магниты, число, размеры, местоположение и направление намагниченности которых подобны числу, размерам, местоположению и направлению намагниченности постоянных магнитов, закрепленных с возможностью магнитного взаимодействия с ними, кроме того, вертикальные оси вертикальных лопастей жестко скреплены с ротором.

2. Вертикально-осевая ветроустановка по п. 1, отличающаяся тем, что составное кольцо содержит планки, выполненные из постоянных магнитов, с образованием магнитного кольца, при этом планки намагничены так, что между радиально намагниченными магнитами размещены тангенциально намагниченные, с возможностью образования магнитной схемы Хальбаха.

3. Вертикально-осевая ветроустановка по п. 1, отличающаяся тем, что составное кольцо содержит планки, выполненные из постоянных магнитов, чередующиеся с планками из немагнитного материала, или планки, выполненные из постоянных магнитов, отделенные друг от друга воздушными зазорами, с возможностью образования магнитной схемы с радиальным намагничиванием.

4. Вертикально-осевая ветроустановка по п. 1, отличающаяся тем, что составное кольцо содержит планки, выполненные из постоянных магнитов, чередующиеся с планками из материала с высокой магнитной проницаемостью, с возможностью образования магнитной схемы с тангенциальным намагничиванием.

5. Вертикально-осевая ветроустановка по п. 1, отличающаяся тем, что между составным магнитным кольцом и внутренней поверхностью ротора размещена цилиндрическая втулка, разрезанная как минимум на две продольные части.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к ветроэнергетическим установкам и способам производства электроэнергии. Основным элементом ветроэнергетической установки является аэродинамическая поверхность в форме крыла, в теле которого выполнен канал, соединяющий противоположные поверхности крыла.

Изобретение относится к ветроэнергетике и может быть использовано в электромашиностроении. Вертикально-осевая ветроустановка содержит ступицу, жестко зафиксированную в пространстве, располагаемую в центре вращения, в которой скомпонованы электрогенератор и ротор.

Изобретение относится к области возобновляемой энергетики и может быть использовано для преобразования кинетической энергии воздушного потока в механическую и электрическую энергию.

Изобретение относится к энергетическим установкам, а более конкретно к вихревым энергетическим установкам газоперекачивающих агрегатов компрессорных станций магистральных газопроводов.

Изобретение относится к ветроэнергетике, в частности к конструкциям ветроприемных устройств с осью вращения ротора, перпендикулярной к направлению ветра. Установка содержит ветроприемное устройство, выполненное в виде ветроколеса, установленного с возможностью вращения вокруг вертикальной оси, и имеет лопасти, расположенные на ободе ветроколеса и установленные на валах, находящихся на оси симметрии лопастей.

Изобретение относится к ветроэнергетическим комплексам и может быть использовано в народном хозяйстве. Ветроэнергетический комплекс содержит электрогенераторы, вращаемые одной или несколькими аэротурбинами с вертикальной осью вращения.

(57) Изобретение относится к устройству для генерации электроэнергии из энергии ветра, содержащему лопаточный блок (5), блок (6) сбора ветра и блок (8) управления. Лопаточный блок (5) содержит вертикальный вал (51), установленный с возможностью вращения на основании (4), и множество лопаток (521), неподвижно прикрепленных вокруг вала (51) и приводимых во вращение ветром.

Изобретение относится к ветроэнергетике и позволяет регулировать скорость вращения ротора ветродвигателя, а также защитить его от наледи и налипания снега. Конструкция ветродвигателя отличается тем, что снабжена механизмом поворота экрана, позволяющим принудительно повернуть его вокруг своей оси и полностью или частично перекрыть ротор ветродвигателя от потока ветра и других атмосферных воздействий.

Изобретение направлено на улучшение пространственной устойчивости конструкции для получения электроэнергии больших и крупных мощностей от ветра в высотных скоростных слоях атмосферы над внутриконтинентальными регионами.

Изобретение позволяет надежно и устойчиво получать электроэнергию сверхкрупной мощности от ветра в высотных скоростных слоях атмосферы, прежде всего на материковых территориях.

Изобретение относится к области энергетики и может быть использовано в ветроэлектрогенераторах с вертикальной осью вращения. Вертикальный ротор содержит вертикальный вал, активные лопасти, соединенные гибкими связями с валом. Места крепления лопастей соединяются между собой дополнительными гибкими связями. Преимуществом данного ротора является его простота, надежность и технологичность, которые обусловлены доступностью основных компонентов. 2 ил.

Изобретение относится к ветроэнергетике и может быть использовано для получения механической и электрической энергии. Ветродвигатель с вертикальной осью вращения содержит ветровую турбину. Ветровая турбина состоит, по меньшей мере, из одной секции. В секции установлены лопасти S-образной формы. Секция снабжена каркасом в виде многоугольной призмы с поворотными ветронаправляющими экранами. Ветронаправляющие экраны установлены на каждой стороне многоугольной призмы с возможностью обеспечения плавного перетекания воздуха с них на лопасти S-образной формы ветровой турбины. Ветродвигатель выполнен в виде башни. Ветронаправляющие экраны выполнены поворотными с углом поворота от 0 до 90° с возможностью выполнения функции жалюзи и прикрытия каждой стороны каркаса. По углам ветронаправляющие экраны снабжены замками. В нижней части башни установлены машинный зал и операторское помещение. Технический результат заключается в повышении прочности конструкции, увеличении мощности ветродвигателя и снижении шума. 3 ил.

Изобретение может быть использовано для строительства ветроэнергетических установок с горизонтальной осью вращения и набегающим воздушным потоком. Ветродвигатель содержит горизонтальный вал, закрепленное на нем многолопастное колесо с внутренней и наружной обечайками, между которыми расположены основные лопасти первого энергетического уровня. Количество основных лопастей первого энергетического уровня равно диаметру наружной обечайки в метрах, а на внутренней поверхности наружной обечайки между основными лопастями дополнительно закреплены лопасти промежуточного энергетического уровня, связанные блокирующим кольцом. Использование изобретения позволяет значительно уменьшить диаметр ветроколеса в расчете на установленную мощность ветроэнергетической установки. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к области энергетики и может быть использовано как ветро(гидро)генератор, не имеющий лопастей. Изобретение основано на новом принципе построения энергетической установки на базе аэродинамического элемента (1) в виде крыла. Аэродинамический элемент (1) имеет симметричный профиль с эжекционными щелями (2) на его выпуклых поверхностях. Внутри аэродинамического элемента (1) сформирован канал с входом (3) на его торцевой поверхности, соединенный с эжекционными щелями (2). Канал выполнен с возможностью подачи проходящего по нему потока воздуха на турбину, соединенную с одним или несколькими электрогенераторами. Техническим результатом изобретения является уменьшение отрицательного влияния на окружающую среду со стороны энергетической установки. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к ветроэлектрогенераторам. Ротор сегментного ветроэлектрогенератора содержит вал и полюсообразующие элементы. Полюсообразующие элементы выполнены в виде крестообразно расположенных параллелепипедов, в середине каждого из которых выполнено отверстие под вал. Нижний параллелепипед расположен в зоне нижнего статора, а верхний - в зоне верхнего статора. Технико-экономическим преимуществом ротора является технологичность, обусловленная тем, что полюсообразующие элементы - магнитопроводы - могут выполняться как из полос электротехнической стали, так и путем отсечения боковых поверхностей у роторов двигателей. 3 ил.

Изобретение относится к области ветровых электростанций. Ветровая электростанция включает полимерную аэродинамическую трубу, армированную полимерными обручами и подвешенную на тросах к воздушному шару, систему подземных туннелей, соединенных с аэродинамической трубой через диафрагму. В туннелях находятся источники ветровой электрической энергии. В качестве источника электроэнергии используется ротор ветровой турбины, соединенный через редуктор с электрогенератором. Электрогенератор в свою очередь с другой стороны подключен через редуктор с ракетно-турбинным двигателем, реактивная газовая струя которого используется для продувки воздуха в аэродинамической трубе. Изобретение направлено на повышение производительности ветровых электростанций. 5 ил.

Изобретение относится к области ветроэнергетики. Изобретение обеспечивает упрощение конструкции ветродвигателя и повышение его надежности. Роторный вертикальный ветродвигатель содержит вращающиеся основания, траверсы, приемники энергии, центральную стойку с поворотным основанием. Каждая пара приемников энергии выполнена в виде перекрещивающихся Λ-образных стоек, установленных на вращающихся основаниях нижних траверс. К вершинам стоек прикреплена верхняя траверса. Между торцами траверс установлены вертикальные стойки. К вертикальным стойкам прикреплены ветроприемные поверхности, между которыми размещены стягивающие пружины с поводками. 2 ил.

Изобретение относится к установкам для выработки электрической энергии от действия ветрового потока. Ветросиловая установка содержит беговую дорожку в виде кольцевого рельсового пути. На кольцевом рельсовом пути установлены тележки с устройствами приема кинетической энергии ветра, соединенные поводками с приводом вала генератора электрического тока. Каждое устройство приема кинетической энергии ветра выполнено в виде закрепленных на тележках двух стоек. Одна стойка соединена с вертикальными балками поперечными балками. Другая стойка соединена с вертикальными балками горизонтальными перемычками, расположенными под острым углом по направлению движения тележек. Вертикальные балки снабжены сверху коническими редукторами, шестерни которых соединены с крыльчатками и с намоточными барабанами. Намоточные барабаны установлены свободными концами в подшипниковом узле, закрепленном на другой стойке. На намоточных барабанах закреплены полотнища парусов. Полотнища парусов снабжены снизу противовесами в виде горизонтальных балок, входящих концами в направляющие, образованные на другой стойке и вертикальных балках. Изобретение направлено на защиту установки от порывов ветра и обеспечение равномерной частоты вращения вала генератора электрического тока при изменениях скорости ветра. 3 ил.

Изобретение относится к области ветроэнергетики. Вертикально-осевая ветроустановка состоит из опорных колец с приваренными к ним вертикальными лопастями, ступицы, жестко зафиксированной на мачте. Среднее опорное кольцо соединено радиальными стержнями с внешней поверхностью корпуса ротора электрогенератора. Сердечник статора электрогенератора жестко скреплен с внешней поверхностью ступицы. Статор размещен в цилиндрической полости ротора, установленного соосно со статором с возможностью вращения вокруг него. Пазы статора, в которых уложены катушки обмотки, размещены с внешней стороны статора. На верхней и нижней кромках ступицы закреплены кольцеобразные торцевые щиты электрогенератора. Внутренняя поверхность корпуса ротора, обращенная к статору, снабжена кольцевым выступом с пазом. В полости паза смонтирована магнитная система в виде составного кольца. Первый радиальный магнитный подшипник ветроустановки размещен в электрогенераторе по меньшей мере в одном из зазоров между кромкой торцевых щитов и обращенной к ней поверхностью корпуса ротора. На уровне нижнего опорного кольца размещена подшипниковая обойма в виде цилиндрического стакана. Второй радиальный магнитный подшипник сформирован в зазоре между стенкой мачты и обращенной к ней поверхностью цилиндрического стакана. Упорный подшипник сформирован в зазоре между кольцевым выступом мачты и обращенной к нему поверхностью дна цилиндрического стакана. На названных поверхностях жестко закреплены составные постоянные магниты, намагниченные с возможностью образования магнитной схемы Хальбаха. Изобретение направлено на уменьшение трения в подшипниках и повышение надежности ветроустановки. 2 з.п. ф-лы, 9 ил.

Изобретение относится к ветротехнике. Карусельный ветродвигатель содержит вертикальный вал, опорную плиту, верхние и нижние горизонтальные поворотные лопасти. Опорная плита закреплена на вертикальном валу. Верхние горизонтальные поворотные лопасти и нижние горизонтальные поворотные лопасти установлены на горизонтальных поворотных валах верхних и нижних подпружиненных поворотных рамок со смещением относительно центральной оси лопасти. Верхние и нижние подпружиненные поворотные рамки установлены на кронштейнах, которые закреплены на опорной плите. На опорной плите установлен полый вал, на кронштейнах которого закреплены вертикальные поворотные валы, на которых установлены вертикальные поворотные лопасти со смещением относительно центральной оси лопасти. Вертикальный вал сочленен с электрогенератором через редуктор и зафиксирован подшипниками качения на неподвижном основании, служащем опорой ветродвигателя. Изобретение направлено на увеличение скорости и стабильности вращения, надежности в работе, уменьшение металлоемкости, мощности ветродвигателя. 5 ил.
Наверх