Статор электрогенератора

Изобретение относится к области ветроэнергетики, в частности к статорам электрогенератора, входящего в состав ветроагрегата.

Cтатор электрогенератора содержит магнитопроводы, перемычки, установленные между ними, рабочие и возбуждающие катушки и крепежные элементы. Магнитопроводы выполнены в виде треугольных пластин, одна из коротких сторон которых выполнена вертикально, а другая - горизонтально. Перемычки выполнены в виде призм с непараллельными плоскими гранями. Вертикальные стороны магнитопровода установлены в зоне осевых роторных элементов, а горизонтальные стороны - в зоне торцевых роторных элементов. Изобретение направлено на повышение производительности. 7 ил.

 

Известен статор ветроэлектрогенератора [Патент РФ №2361112/ А.М. Литвиненко, А.С. Голубов, С.Ю. Сафонова, А.А. Швачко - Статор ветроэлектрогенератора. / Опубл. БИ №19, от 10.07.2009, заявка №2007141245/06 от 06/11/2001, МПК F03D 9/00], который содержит источник магнитного поля, U -образные магнитопроводы с рабочими катушками и крепежные элементы. Магнитопроводы размещены параллельно относительно друг друга, причем между одной парой стержней магнитопроводов установлен источник возбуждения, а вторая пара стержней магнитопроводов обращена к рабочему воздушному зазору.

Известны также статор ветроэлектроагрегата [Патент РФ №2298687 / А.М. Литвиненко - Статор ветроэлектроагрегата. / Опубл. БИ №13, от 10.05.2007, заявка №2006104645/06 от 14.02.2006, МПК F03D 9/00], который содержит катушку, источник возбуждения и магнитопроводы, причем магнитопроводы установлены на противоположных сторонах катушки, а воздушные зазоры магнитопроводов ориентированы в противоположных направлениях и статор ветроэлектроагрегата [Патент РФ №2383780 / А.М.Литвиненко, - Статор ветроэлектроагрегата. / Опубл. БИ №7, от 10.03.2010, заявка №2008128747/06 от 14.07.2008, МПК F03D 9/00], который снабжен на лопастях ветроколес роторными элементами, содержит источник магнитного поля, магнитопроводы, катушку и крепежные элементы, подвижное основание с ползуном; а также статор ветроэлектроагрегата [Патент РФ №2383779/ А.М. Литвиненко, М.А. Грибкова - Статор ветроэлектроагрегата./ Опубл. БИ №7, от 10.03.2010, заявка №2008112386/06 от 31.03.2008, МПК F03D 9/00], который содержит катушку, источник возбуждения и магнитопроводы, которые установлены на катушке, установленной в плоскости, параллельной плоскостям вращения ветроколес, причем воздушные зазоры магнитопроводов ориентированы в противоположных направлениях от центра катушки к ее периферии.

Недостатком данных статоров являются недостаточно высокие массогабараритные показатели. Этот недостаток частично устранен в прототипе.

Прототипом по совокупности существенных признаков является статор электрогенератора [Патент РФ №2395714 / А.М. Литвиненко. - Статор электрогенератора. / Опубл. Бюл. №21, от 27.07.2010, заявка №2008147620/06 от 02.12.2008, МПК F03D 9/00], функционирующий при вращении роторных элементов, соединенных с осью ветроколес, содержащий магнитопроводы, перемычки, установленную между ними, рабочую и возбуждающую катушки и крепежные элементы.

Недостатком данного статора электрогенератора являются невысокие массогабаритные показатели на единицу вырабатываемой эдс.

Изобретение направлено на повышение эффективности генератора при минимизации его стоимости.

Это достигается тем, что у статора электрогенератора, функционирующего при вращении роторных элементов, соединенных с осью ветроколес, содержащего магнитопроводы, перемычки, установленные между ними, рабочие и возбуждающие катушки и крепежные элементы, согласно изобретению, магнитопроводы выполнены в виде треугольных пластин, одна из коротких сторон которых выполнена вертикально, а другая горизонтально, перемычки выполнены в виде призм с непараллельными плоскими гранями, образующие плоскости которых имеют теоретическую линию пересечения, совпадающую с осью ветроколес, при этом вертикальные стороны магнитопровода установлены в зоне осевых роторных элементов, а горизонтальные стороны - в зоне торцевых роторных элементов.

Сущность изобретения иллюстрируется чертежами, где на фиг. 1 схематично показан ветроэлектрогенератор вертикального типа с двумя роторами в разрезе; на фиг. 2 - этот же ветроэлектрогенератор, вид сверху; на фиг. 3 - схема замыкания магнитного потока для осевого ротора; на фиг. 4 - схема замыкания магнитного потока для торцевого ротора; на фиг. 5 - форма магнитопроводов с зонами перемычек и катушек в увеличенном масштабе; на фиг. 6 - схематично изображена перемычка; на фиг. 7 - изображено теоретическое положение плоскостей, образующих ее боковые стороны.

Статор ветроэлектрогенератора входит в состав электрогенератора, а электрогенератор, в свою очередь, в состав ветроагрегата, который содержит основание 1, магнитопроводы 2, вертикальную направляющую 3, тихоходное ветроколесо 4, быстроходное ветроколесо 5, вертикальный вал 6, верхний упорный подшипник 7, тихоходный ротор с торцевыми элементами 8 торцевого типа, нижний упорный подшипник 10. Ветроколеса снабжены лопастями 11, при этом, например, верхнее быстроходное ветроколесо 5 имеет три лопасти, а нижнее тихоходное ветроколесо 4 имеет четыре лопасти (см. фиг. 2). Между магнитопроводами установлена перемычка 12, которая охватывается рабочей катушкой 13 и возбуждающей катушкой 14. Путь потока для осевого ротора показан на фиг. 3 и содержит участки: первый воздушный зазор 15 - магнитопровод 2 - перемычка 12 - магнитопровод 16 - второй воздушный зазор 17 - роторный элемент 9 быстроходного ротора (фиг. 3). Прохождение торцевого потока аналогично и показано на фиг. 4, при этом отличие от фиг. 3 состоит лишь в наличии торцевых элементов 8 тихоходных роторов. Каждый из магнитопроводов имеет короткую вертикальную сторону 18 и горизонтальную сторону 19 (см. фиг. 5). Перемычка в увеличенном масштабе показана на фиг. 6, выполнена в виде призмы с непараллельными плоскими гранями 20 и 21. При этом их образующие плоскости АБВГ, ДЕЖЗ, имеют теоретическую линию пересечения, совпадающую с осью вертикального вала 6 ветроколес ИК, на которой расположены оси ВГ, ЖЗ. Вертикальные стороны 18 установлены в зоне осевых роторных элементов 9, а горизонтальные стороны 19 в зоне торцевых роторных элементов 8. Весь статор состоит из нескольких модулей, в состав каждого входит два магнитопровода и перемычка. Статор электрогенератора работает следующим образом. При наличии ветрового потока тихоходное ветроколесо 4 и быстроходное ветроколесо 5 приходят во вращение, вращая соответствующий вал и соответствующий ротор. При этом происходит замыкание магнитного потока в соответствии с фиг. 3 и фиг. 4 по пути: первый воздушный зазор 15 - магнитопровод 2 - перемычка 12 - магнитопровод 16 - второй воздушный зазор 17 - роторный элемент 9 ротора. В результате происходит изменение потока, который индуцируется возбуждающей катушкой под действием двух факторов: осевых роторных элементов 9 и торцевых роторных элементов 8, что теоретически удваивает производительность генератора.

Технико-экономическим преимуществом данного электрогенератора является, помимо его высокой производительности, его высокие технико-экономические показатели, поскольку та часть, которая показана на фиг. 5 пунктиром, может быть вырублена из заготовки и использована для магнитопровода 16, т.е. из одной квадратной заготовки можно получить две.

Статор электрогенератора, функционирующий при вращении роторных элементов, соединенных с осью ветроколес, содержащий магнитопроводы, перемычки, установленные между ними, рабочие и возбуждающие катушки и крепежные элементы, отличающийся тем, что магнитопроводы выполнены в виде треугольных пластин, одна из коротких сторон которых выполнена вертикально, а другая горизонтально, перемычки выполнены в виде призм с непараллельными плоскими гранями, образующие плоскости которых имеют теоретическую линию пересечения, совпадающую с осью ветроколес, при этом вертикальные стороны магнитопровода установлены в зоне осевых роторных элементов, а горизонтальные стороны - в зоне торцевых роторных элементов.