СПОСОБ РАБОТЫ ВЕТРОЭЛЕКТРОГЕНЕРАТОРА И ВЕТРОЭЛЕКТРОГЕНЕРАТОР Российский патент 2010 года по МПК F03D9/00 H02K7/00 

Изобретение относится к области ветроэнергетики, в частности к способу работы ветроэлектрогенератора и самому ветроэлектрогенератору, которые предназначены для преобразования кинетической энергии ветрового потока в электрическую, в частности при повышении скорости ветрового потока выше номинальной, с использованием как с вертикальной, так и с горизонтальной осью вращения роторов, как с осевой центровкой роторов посредством вала, так и кольцевых (с внеосевой центровкой) роторов.

Наиболее близкими к заявляемым решениям по технической сущности и достигаемому техническому результату являются:

- Способ работы ветроэлектрогенератора, который раскрыт в заявке США №2006033393, опубл.2006.02.16 (патент №7081696), МПК H02K 7/108, заключающийся в том, что посредством ветроколеса вращают вокруг оси вращения основной ротор и, по крайней мере, первый дополнительный ротор относительно соответствующих им статоров, при увеличении скорости ветрового потока выше номинальной увеличивают взаимодействие по магнитному потоку, по крайней мере, первого дополнительного ротора с соответствующим ему дополнительным статором, а при снижении скорости ветрового потока ниже номинальной взаимодействие по магнитному потоку, по крайней мере, первого дополнительного ротора с соответствующим ему дополнительным статором уменьшают. Дополнительные роторы приводят последовательно во вращение путем последовательного зацепления их ступиц через соответствующие центробежные муфты. При этом смещают вдоль оси вращения дополнительным двигателем вал, шлицевая часть которого входит в зацепление с центробежной муфтой.

- Ветроэлектрогенератор по заявке США №2006033393, опубл. 2006.02.16 (патент №7081696), МПК H02K 7/108, содержит ветроколесо, основной и, по крайней мере, первый дополнительный электрогенераторы, роторы которых расположены на первом валу, при этом ветроколесо посредством первого вала взаимодействует с основным ротором и, по крайней мере, с первым дополнительным ротором. В этой установке все дополнительные роторы находятся в зацеплении через соответствующие центробежные муфты с валом, смещаемая шлицевая часть которого входит в зацепление с указанными центробежными муфтами.

Основным недостатком данного способа работы ветроэлектрогенератора и самого ветроэлектрогенератора, в котором осуществлен этот способ, является зависимость подключения к вращению дополнительных роторов от скорости вращения вала с ветроколесом и скорости вращения соответствующей центробежной муфты. При таком подключении к вращению роторов возникают дополнительные нагрузки от подключенных роторов, что приводит к снижению скорости вращения вала с ветроколесом и ответного отключения соответствующих муфт и роторов. Появляется цикличность подключения к вращению роторов, что снижает эффективность работы такого ветроэлектрогенератора.

В основу изобретения положена задача создания эффективного способа работы ветроэлектрогенератора и самого ветроэлектрогенератора, в котором осуществлен этот способ. Это обеспечивается путем использования, для подключения к вращению дополнительных роторов, давления ветрового потока (величины его напора) и, в зависимости от величины этого давления, соответствующего смещения дополнительных роторов для увеличения их взаимодействия по магнитному потоку с соответствующими им статорами. А это обеспечит повышение отбора мощности ветрового потока и соответственно повышение выработки электроэнергии при повышении давления ветрового потока в широком диапазоне скоростей ветрового потока. Кроме того, обеспечит сохранение скорости вращения электрогенератора, а соответственно и частоты вырабатываемой им электроэнергии.

Поставленная задача решается тем, что способ работы ветроэлектрогенератора заключается в том, что посредством ветроколеса вращают вокруг оси вращения основной ротор и, по крайней мере, первый дополнительный ротор относительно соответствующих им статоров, при увеличении скорости ветрового потока выше номинальной увеличивают взаимодействие по магнитному потоку, по крайней мере, первого дополнительного ротора с соответствующим ему дополнительным статором, а при снижении скорости ветрового потока ниже номинальной взаимодействие по магнитному потоку, по крайней мере, первого дополнительного ротора с соответствующим ему дополнительным статором уменьшают. При этом для увеличения взаимодействия по магнитному потоку указанных, по крайней мере, первого дополнительного ротора и соответствующего ему статора смещают вдоль оси вращения, по крайней мере, первый дополнительный ротор относительно соответствующего ему статора, а для уменьшения взаимодействия по магнитному потоку указанных, по крайней мере, первого дополнительного ротора и соответствующего ему статора смещают вдоль оси вращения в обратном порядке, по крайней мере, первый дополнительный ротор относительно соответствующего ему статора. Кроме того, при увеличении скорости ветрового потока выше номинальной смещают вдоль оси вращения указанный, по крайней мере, первый дополнительный ротор относительно соответствующего ему статора посредством датчика давления ветрового потока (ДВП), а при снижении скорости ветрового потока ниже номинальной смещают вдоль оси вращения в обратном порядке указанный, по крайней мере, первый дополнительный ротор относительно соответствующего ему статора посредством упругого элемента. Также первый и последующие дополнительные роторы смещают последовательно вдоль оси вращения относительно соответствующих им статоров посредством датчика ДВП по мере увеличения скорости ветрового потока выше номинальной, а при снижении скорости ветрового потока ниже номинальной смещение вдоль оси вращения первого и последующих дополнительных роторов относительно соответствующих им статоров выполняют последовательно в обратном порядке посредством упругих элементов с различной степенью упругости.

Поставленная задача также решается тем, что ветроэлектрогенератор содержит ветроколесо, основной и, по крайней мере, первый дополнительный электрогенераторы, роторы которых расположены на первом валу, при этом ветроколесо посредством первого вала взаимодействует с основным ротором и, по крайней мере, с первым дополнительным ротором. При этом, по крайней мере, первый дополнительный ротор соединен первым средством зацепления с первым валом с возможностью смещения, по крайней мере, первого дополнительного ротора вдоль оси первого вала посредством первого датчика давления ветрового потока (ДВП) при изменении скорости ветрового потока. Первое средство зацепления выполнено в виде шлицевого соединения. Кроме того, первое средство зацепления в виде шлицевого соединения может быть выполнено спиралеобразным вокруг оси первого вала. При этом вдоль вектора ветрового потока направление спиралеобразного шлицевого соединения выполнено противоположным направлению вращения ветроколеса. Также, по крайней мере, первый дополнительный ротор взаимодействует с соответствующим упругим элементом для обеспечения возможности упругого смещения первого дополнительного ротора вдоль оси первого вала. Также первым датчиком ДВП может быть ветроколесо, при этом ветроколесо взаимодействует, по крайней мере, с первым дополнительным ротором соответствующего дополнительного электрогенератора посредством второго вала, который выполнен полым и посредством второго средства зацепления взаимодействует с первым валом, при этом ветроколесо соединено со вторым валом. Также первый датчик ДВП соединен вторым валом, который выполнен полым, по крайней мере, с первым дополнительным ротором соответствующего дополнительного электрогенератора, а второй вал посредством второго средства зацепления взаимодействует с первым валом, при этом ветроколесо, в местах его закрепления к первому валу, расположено в продольных прорезях второго вала. Также вдоль вектора ветрового потока сначала может быть расположен первый датчик ДВП, по крайней мере, первый дополнительный электрогенератор и основной электрогенератор, а затем ветроколесо, которое закреплено на первом валу, при этом датчик ДВП соединен вторым валом, который выполнен полым, по крайней мере, с первым дополнительным ротором соответствующего дополнительного электрогенератора, при этом второй вал посредством второго средства зацепления взаимодействует с первым валом. А второе средство зацепления выполнено в виде шлицевого соединения. Второе средство зацепления в виде шлицевого соединения может быть выполнено спиралеобразным вокруг оси первого вала. А вдоль вектора ветрового потока направление спиралеобразного шлицевого соединения выполнено противоположным направлению вращения ветроколеса. Кроме того, основной ротор и, по крайней мере, первый дополнительный ротор расположены концентрично к соответствующим статорам, при этом диаметр основного ротора, по крайней мере, первого дополнительного ротора и соответствующих им статоров в направлении от оси первого вала ступенчато увеличивается от основного к последнему электрогенератору. При этом основной ротор и, по крайней мере, первый дополнительный ротор расположены с внешней стороны соответствующих им статоров. Также основной ротор и, по крайней мере, первый дополнительный ротор могут быть расположены концентрично к соответствующим статорам, при этом диаметр основного ротора, по крайней мере, первого дополнительного ротора и соответствующих им статоров в направлении к оси первого вала ступенчато уменьшается от основного к последнему электрогенератору. А основной ротор и, по крайней мере, первый дополнительный ротор могут быть расположены с внешней стороны соответствующих им статоров. Также электрогенераторы могут быть выполнены с торцевым расположением основного ротора и, по крайней мере, первого дополнительного ротора относительно соответствующих им статоров, при этом диаметр основного ротора, по крайней мере, первого дополнительного ротора и соответствующих им статоров в направлении от оси первого вала увеличивается от основного к последнему электрогенератору. Также электрогенераторы могут быть выполнены с торцевым расположением основного ротора и, по крайней мере, первого дополнительного ротора относительно соответствующих им статоров, при этом диаметр основного ротора, по крайней мере, первого дополнительного ротора и соответствующих им статоров в направлении к оси первого вала уменьшается от основного к последнему электрогенератору. Кроме того, ветроэлектрогенератор дополнительно может содержать второй датчик ДВП, а по направлению вектора ветрового потока, за основным электрогенератором, может быть расположен один из дополнительных электрогенераторов, дополнительный ротор которого расположен с возможностью смещения вдоль оси первого вала, при этом второй датчик ДВП соединен кинематической цепью с указанным дополнительным ротором одного из дополнительных электрогенераторов для обеспечения его смещения в направлении навстречу вектора ветрового потока. При этом второй датчик ДВП выполнен двусторонним относительно вектора направления ветрового потока, при этом второй датчик ДВП одновременно является флюгером. Кроме того, основной ротор и, по крайней мере, первый дополнительный ротор с соответствующими им статорами, при максимальном их взаимодействии, могут быть расположены концентрично в одной плоскости, в которой промежуточно расположенные статоры и роторы выполнены с полюсами, которые обращены соответственно к полюсам соседних роторов и статоров. При этом основной ротор и, по крайней мере, первый дополнительный ротор расположены с внешней стороны соответствующих им статоров, при этом диаметр основного ротора, по крайней мере, первого дополнительного ротора и соответствующих им статоров в направлении от оси первого вала увеличивается от основного к последнему электрогенератору. Также основной ротор и, по крайней мере, первый дополнительный ротор могут быть расположены с внешней стороны соответствующих им статоров, при этом диаметр основного ротора, по крайней мере, первого дополнительного ротора и соответствующих им статоров в направлении к оси первого вала уменьшается от основного к последнему электрогенератору. Также основной ротор и, по крайней мере, первый дополнительный ротор могут быть расположены с внутренней стороны соответствующих им статоров, при этом диаметр основного ротора, по крайней мере, первого дополнительного ротора и соответствующих им статоров в направлении от оси первого вала увеличивается от основного к последнему электрогенератору. Также основной ротор и, по крайней мере, первый дополнительный ротор могут быть расположены с внутренней стороны соответствующих им статоров, при этом диаметр основного ротора, по крайней мере, первого дополнительного ротора и соответствующих им статоров в направлении к оси первого вала уменьшается от основного к последнему электрогенератору. Кроме того, ветроэлектрогенератор также может содержать первый дополнительный ротор и, по крайней мере, первый дополнительный статор. Также в ветроэлектрогенераторе основным ротором может являться часть первого дополнительного ротора, которая постоянно взаимодействует по магнитному потоку с основным статором, при этом первый дополнительный ротор закреплен на первом валу с возможностью смещения вдоль оси первого вала посредством первого средства зацепления. Также ветроэлектрогенератор может содержать второй дополнительный ротор, который выполнен с торцевым расположением относительно соответствующего ему торцевого дополнительного статора, при этом первый дополнительный ротор расположен концентрически относительно, по крайней мере, первого дополнительного статора. При этом первый дополнительный ротор может быть расположен с внешней стороны, по крайней мере, первого дополнительного статора. Также вдоль вектора ветрового потока сначала может быть расположено ветроколесо, основной электрогенератор, по крайней мере, первый дополнительный статор, а также первый дополнительный ротор, а затем первый датчик ДВП, который в этом случае соединен кинематической цепью с указанным первым дополнительным ротором для обеспечения его смещения в направлении навстречу вектора ветрового потока. При этом первый датчик ДВП выполнен двусторонним относительно вектора направления ветрового потока, при этом первый датчик ДВП одновременно является флюгером.

В соответствии с указанными способом и ветрогенератором смещение вдоль оси вращения, например, первого вала, по крайней мере, первого дополнительного ротора относительно соответствующего статора позволяет уменьшать зазор между ними (расположить ротор в рабочее положение относительно соответствующего статора) для увеличения их взаимодействия по магнитному потоку при увеличении скорости (и соответственно давления) ветрового потока относительно номинальной его величины. Известно, что давление ветрового потока (скоростной напор) прямо пропорционально квадрату его скорости. Поэтому смещение дополнительных роторов посредством непосредственного их механического смещения от смещения датчика ДВП или электромеханическим приводом с использованием датчика ДВП позволяет обеспечить стабильную работу ветроэлектрогенератора при повышении скорости ветрового потока. А соответствующее смещение, по крайней мере, первого дополнительного ротора относительно соответствующего статора для увеличения зазора между ними (перевод ротора в нерабочее положение) позволяет уменьшать их взаимодействие по магнитному потоку при уменьшении скорости (и соответственно давления) ветрового потока относительно номинальной его величины. Тем самым, при таком смещении дополнительных роторов, обеспечивается максимальный отбор мощности ветрового потока и соответственно повышается выработка электроэнергии при повышении скорости (и соответственно давления) ветрового потока. При этом не требуется отключать вращение ветроколеса ветроэнергетической установки или переводить его лопасти во флюгерное положение во избежание поломки ветроэнергетической установки при сильном давлении ветрового потока. Кроме того, обеспечивается сохранение скорости вращения роторов электрогенераторов, а соответственно и частоты вырабатываемой ими электроэнергии при повышении давления ветрового потока выше номинального.

А прямое или обратное смещение вдоль оси вращения, по крайней мере, первого дополнительного ротора относительно соответствующего ему статора с помощью датчика ДВП позволяет обеспечить стабильный режим работы ветроэлектрогенератора при увеличении или снижении скорости ветрового потока относительно номинальной ее величины. Это объясняется тем, что смещение дополнительных роторов не зависит от скорости вращения вала и соответственно ветроколеса (которая может изменяться при подключении к вращению ряда дополнительных роторов, что создает дополнительную нагрузку для ветроколеса), а зависит только от величины силы давления ветрового потока.

Последовательное смещение, в соответствии с указанными способом и ветрогенератором, первого и последующих дополнительных роторов вдоль оси вращения по мере увеличения скорости ветрового потока выше номинальной и соответствующее последовательное смещение их в обратном порядке при снижении скорости ветрового потока ниже номинальной позволяет последовательно повышать отбор мощности ветрового потока до его максимальной величины и соответственно повышать выработку электроэнергии при повышении скорости ветрового потока. Также обеспечивается сохранение скорости вращения роторов электрогенераторов, а соответственно и частоты вырабатываемой ими электроэнергии.

Выполнение указанных средств зацепления в виде шлицевых соединений позволяет обеспечить как осевую передачу смещения датчика ДВП и/или соответствующих роторов, так и одновременную передачу на них вращающего момента от ветроколеса. В качестве указанных средств зацепления могут быть применены и другие известные средства зацепления, которые выполняют такую же функцию, как и шлицевые соединения.

Выполнение указанных средств зацепления в виде шлицевых соединений, которые выполнены спиралеобразными вокруг оси первого вала, позволяет обеспечить плавное смещение датчика ДВП и/или соответствующих роторов вдоль оси вращения ветроэлектрогенератора.

Выполнение направления спиралеобразности шлицевых соединений, вдоль вектора ветрового потока, противоположным направлению вращения ветроколеса позволяет снизить усилие обратного смещения дополнительных роторов при снижении скорости ветрового потока до его номинальной величины.

Использование в качестве датчика ДВП ветроколеса позволяет обеспечить выполнение ветроэлектрогенератора с малой и средней мощностью, которые имеют относительно меньшие размеры.

Расположение первого датчика ДВП на втором валу, который выполнен полым и со средствами зацепления с первым валом, при этом ветроколесо, в местах его закрепления к первому валу, расположено в продольных прорезях второго вала, позволяет обеспечить выполнение ветроэлектрогенератора с большой и средней мощностью, которые имеют относительно большие размеры.

Расположение в ветроэлектрогенераторе первого датчика ДВП, по крайней мере, перед первым дополнительным и основным электрогенераторами, а за ними - ветроколеса, позволяет упростить конструкцию выполнения ветроэлектрогенератора и повысить соответственно надежность его работы. А также использовать такую конструкцию ветроэлектрогенератора при различной его мощности (малой, средней и большой).

Выполнение в ветроэлектрогенераторе (с концентрическим, торцевым и расположением роторов и статоров в одной плоскости или в их сочетаниях) диаметров основного ротора и, по крайней мере, первого дополнительного ротора и соответствующих им статоров в направлении от оси вала ступенчато увеличивающимися от основного к последнему электрогенератору позволяет обеспечить вариант ступенчатого увеличения вырабатываемой электроэнергии при значительных величинах изменения скорости ветрового потока.

Выполнение в ветроэлектрогенераторе (с концентрическим, торцевым и расположением в одной плоскости роторов и статоров или в их сочетаниях) диаметров основного ротора и, по крайней мере, первого дополнительного ротора и соответствующих им статоров в направлении к оси вала ступенчато уменьшающимися от основного к последнему электрогенератору позволяет обеспечить вариант ступенчатого увеличения вырабатываемой электроэнергии при небольших величинах изменения скорости ветрового потока.

Расположение в ветроэлектрогенераторе основного ротора и, по крайней мере, первого дополнительного ротора с соответствующими им статорами концентрично в одной плоскости, с двусторонним расположением полюсов (обращены соответственно к полюсам соседних роторов и статоров) промежуточных статоров и роторов, позволяет как выполнить компактное исполнение электрогенераторов ветроустановки по оси их вращения, так и обеспечить работу каждого промежуточного смещаемого ротора одновременно на внутренний и внешний статор.

При этом расположение в ветроэлектрогенераторе основного ротора и, по крайней мере, первого дополнительного ротора с внешней стороны соответствующих им статоров позволяет, за счет их большего диаметра относительно соответствующих статоров, значительно снизить момент трогания этих роторов.

Выполнение ветроэлектрогенератора с одним первым дополнительным ротором и несколькими первыми дополнительными статорами позволяет значительно упростить конструкцию ветроэлектрогенератора и соответственно повысить надежность его работы, в частности для ветроэлектрогенераторов с горизонтальной осью вращения.

Выполнение ветроэлектрогенератора, в котором основным ротором может являться часть смещаемого первого дополнительного ротора, которая постоянно взаимодействует по магнитному потоку с этим основным статором, позволяет увеличивать или уменьшать их взаимодействие по магнитному потоку при уменьшении скорости (и соответственно давления) ветрового потока относительно номинальной его величины. А также позволяет значительно упростить конструкцию ветроэлектрогенератора и соответственно повысить надежность его работы, в частности для ветроэлектрогенераторов с горизонтальной осью вращения.

Выполнение ветроэлектрогенератора, который может содержать вторые дополнительные ротор и статор с торцевым их расположением, а одного первого дополнительного ротора и нескольких первых дополнительных статоров с концентрическим их расположением, позволяет обеспечить комбинированную и упрощенную конструкцию ветроэлектрогенератора, что повышает эффективность и надежность его работы.

При этом выполнение ветроэлектрогенератора с расположением одного первого дополнительного ротора с внешней стороны, по крайней мере, первого дополнительного статора также позволяет значительно снизить момент трогания этого ротора.

Выполнение ветроэлектрогенератора, в котором вдоль вектора ветрового потока сначала расположено ветроколесо, основной электрогенератор, по крайней мере, первый дополнительный статор, а также один первый дополнительный ротор, а затем первый датчик ДВП, позволяет обеспечить смещение одного из первых дополнительных роторов в направлении навстречу вектора ветрового потока. А это как упрощает конструкцию в зоне ветроколеса, так и обеспечивает использование в этом случае боковой поверхности первого датчика ДВП также в качестве флюгерной поверхности. При этом может быть использовано два симметрично расположенных, относительно оси вращения ветроэлектрогенератора, первых датчиков ДВП с такой конструкцией.

Изложенное выше подтверждает наличие причинно-следственных связей между совокупностью существенных признаков заявляемого изобретения и достигаемым техническим результатом.

Данная совокупность существенных признаков по сравнению с прототипом по способу работы ветроэлектрогенератора и самого ветроэлектрогенератора, в котором осуществлен этот способ, позволяет повысить эффективность работы ветроэлектрогенератора путем повышения стабильного отбора мощности ветрового потока и соответственно повышение выработки электроэнергии при повышении скорости (и соответственно давления) ветрового потока. Кроме того, позволяет обеспечить сохранение скорости вращения электрогенераторов, а соответственно и частоты вырабатываемой ими электроэнергии.

По мнению авторов, заявляемое техническое решение отвечает критериям изобретения «новизна» и «изобретательский уровень» потому, что совокупность существенных признаков, которые характеризуют способ работы ветроэлектрогенератора и самого ветроэлектрогенератора, в котором осуществлен этот способ, является новой и не вытекает явно из известного уровня техники.

Заявленное изобретение поясняется чертежами ветроэлектрогенератора, в которых осуществлен заявляемый способ работы ветроэлектрогенератора. На чертежах на фиг.1 изображена схема ветроэлектрогенератора со смещением дополнительных роторов с одной стороны основного электрогенератора, первоначальное положение дополнительных роторов, с торцевым расположением роторов и статоров, общий вид, вертикальный разрез; фиг.2 - то же, что на Фиг.1, со смещенным положением дополнительных роторов; фиг.3 - схема первоначального положения дополнительных роторов по фиг.1, вертикальный разрез; фиг.4 - схема смещенного положения дополнительных роторов по фиг.1, вертикальный разрез; фиг.5 - схема ветроэлектрогенератора со смещением дополнительных роторов с двух сторон основного электрогенератора, первоначальное положение дополнительных роторов, с торцевым расположением роторов и статоров, общий вид, вертикальный разрез; фиг.6 - то же, что на фиг.5, со смещенным положением дополнительных роторов; фиг.7 - схема первоначального положения дополнительных роторов по фиг.5, вертикальный разрез; фиг.8 - схема смещенного положения дополнительных роторов по фиг.5, вертикальный разрез; фиг.9 - схема первоначального положения дополнительных роторов с концентрическим расположением роторов (при внутреннем их расположении) и статоров, вертикальный разрез; фиг.10 - схема смещенного положения дополнительных роторов по фиг.9, вертикальный разрез; фиг.11 - схема первоначального положения дополнительных роторов с концентрическим расположением всех роторов (при внешнем их расположении) и статоров, вертикальный разрез; фиг.12 - схема смещенного положения дополнительных роторов по фиг.11, вертикальный разрез; фиг.13 - схема первоначального положения дополнительных роторов с комбинированным (концентрическим и торцевым) расположением всех роторов и статоров, вертикальный разрез; фиг.14 - схема смещенного положения дополнительных роторов по фиг.13, вертикальный разрез; фиг.15 - схема первоначального положения одного смещаемого первого дополнительного ротора относительно нескольких первых дополнительных статоров, с основным электрогенератором, общий вид, вертикальный разрез; фиг.16 - то же, что на фиг.15, со смещенным положением одного первого дополнительного ротора; фиг.17 - схема первоначального положения одного смещаемого первого дополнительного ротора относительно нескольких первых дополнительных статоров, с использованием части первого дополнительного ротора в качестве основного ротора основного электрогенератора, общий вид, вертикальный разрез; фиг.18 - то же, что на фиг.17, со смещенным положением одного первого дополнительного ротора; фиг.19 - комбинированная схема первоначального положения смещаемого одного первого дополнительного ротора и торцевого ротора относительно нескольких первых дополнительных статоров и торцевого дополнительного статора, с использованием основного электрогенератора, общий вид, вертикальный разрез; фиг.20 - то же, что на фиг.19, со смещенным положением первого дополнительного ротора; фиг.21 - схема первоначального положения одного смещаемого первого дополнительного ротора, который смещается первым датчиком ДВП в направлении, обратном вектору ветрового потока, общий вид, вертикальный разрез; фиг.22 - то же, что на фиг.21, со смещенным положением первого дополнительного ротора и первого датчика ДВП.

Способ работы ветроэлектрогенератора осуществляется следующим образом.

При повышении скорости ветрового потока и соответственно величины силы его давления выше номинальной, при которых обеспечивается номинальная мощность вырабатываемой электроэнергии, последовательно посредством датчика ДВП смещают вдоль оси вращения, относительно соответствующих статоров, первый и последующие дополнительные роторы до полного их взаимодействия по магнитному потоку с соответствующими статорами в каждом дополнительном электрогенераторе. А при снижении скорости ветрового потока и соответственно величины силы его давления ниже номинальной производят, посредством соответствующих упругих элементов, последовательное обратное смещение дополнительных роторов вдоль оси вращения до прерывания их взаимодействия по магнитному потоку с соответствующими статорами в каждом дополнительном электрогенераторе.

Кроме того, указанное смещение в прямом и обратном направлениях может быть выполнено с различной степенью упругости от первого до последнего из дополнительных роторов. Также указанное смещение может быть выполнено посредством регулируемых приводов, которые приводят в действие от датчиков скорости или датчиков величины давления ветрового потока.

При этом ветроэнергетические установки, в которых воплощен заявляемый способ работы ветроэлектрогенератора, могут работать как с горизонтальной, так и с вертикальной осью вращения ветроколеса. Как с осевой центровкой роторов посредством вала, так с внеосевой центровкой кольцевых роторов электрогенераторов. А также как с концентрическим расположением роторов и соответствующих статоров, так и с торцевым их расположением или их комбинацией.

Один из предпочтительных ветроэлектрогенераторов, в котором осуществлен заявленный способ работы ветроэлектрогенератора, выполнен в соответствии с Фиг.1-4 с торцевым расположением роторов и статоров. При этом ветроэлектрогенератор содержит закрепленные в корпусе 1, концентрически расположенные в одной плоскости, основной статор 2, первый дополнительный статор 3, второй дополнительный статор 4, полюса которых выполнены торцевыми. Указанная плоскость расположена перпендикулярно оси 5 вращения первого вала 6. На первом валу 6 неподвижно закреплен основной ротор 7 и с возможностью смещения вдоль оси 5 посредством первых средств зацепления, в виде шлицевых соединений 8, 9, соответственно первый дополнительный ротор 10 и второй дополнительный ротор 11. Торцевые полюса указанных роторов расположены опозитно к торцевым полюсам соответствующих статоров. На втором валу 12, который выполнен полым, с одной стороны закреплено ветроколесо 13, а другая сторона второго вала 12 соединена со вторым дополнительным ротором 11. При этом второй вал 12 посредством вторых средств зацепления, в виде шлицевого соединения 14, закреплен с возможностью смещения вдоль оси 5 первого вала 6. Первый 10 и второй 11 дополнительные роторы упруго смещаются вдоль оси 5 посредством соответствующих пружин 15, 16. Усилие смещения пружины 16 выше, чем у пружины 15. Все вращаемые части ветроэлектрогенератора закреплены в корпусе 1 посредством подшипников 17.

В другом воплощении этот предпочтительный ветроэлектрогенератор может быть выполнен с первым датчиком ДВП, который функционирует независимо от ветроколеса. При этом первый датчик ДВП соединен вторым валом, который выполнен полым, по крайней мере, с первым дополнительным ротором соответствующего дополнительного электрогенератора (или последним из ряда дополнительных роторов соответствующих электрогенераторов). А второй вал посредством второго средства зацепления, в виде шлицевого соединения, взаимодействует с первым валом, на котором закреплен основной ротор основного электрогенератора. При этом ветроколесо, в местах его закрепления к первому валу, расположено в продольных прорезях второго вала.

Также в одном из воплощений этот предпочтительный ветроэлектрогенератор может быть выполнен таким, что вдоль вектора ветрового потока сначала расположен первый датчик ДВП, по крайней мере, первый дополнительный электрогенератор и основной электрогенератор, а затем ветроколесо, которое закреплено на первом валу. При этом первый датчик ДВП соединен вторым валом, который выполнен полым, по крайней мере, с первым дополнительным ротором соответствующего дополнительного электрогенератора (или последним из ряда дополнительных роторов соответствующих электрогенераторов). Второй вал посредством второго средства зацепления, в виде шлицевого соединения, взаимодействует с первым валом.

Другой из предпочтительных ветроэлектрогенераторов, в котором осуществлен заявленный способ работы ветроэлектрогенератора, выполнен со смещением дополнительных роторов с двух сторон основного электрогенератора. И в соответствии с Фиг.5-8 выполнен с торцевым расположением роторов и статоров. При этом ветроэлектрогенератор содержит закрепленные в корпусе 18, концентрически расположенные в одной плоскости, основной статор 19 основного электрогенератора, первый дополнительный статор 20 первого дополнительного электрогенератора. Указанная плоскость расположена перпендикулярно оси 21 вращения первого вала 22. А по направлению вектора ветрового потока (показанный стрелками) за основным электрогенератором расположен второй дополнительный статор 23 одного (в данном примере второго) из дополнительных электрогенераторов. На первом валу 22 неподвижно закреплен основной ротор 24 и с возможностью смещения вдоль оси 21, по направлению вектора ветрового потока, посредством первых средств зацепления, в виде шлицевого соединения 25, соответственно первый дополнительный ротор 26. При этом второй дополнительный ротор 27 расположен с возможностью смещения вдоль оси 21 перового вала 22, навстречу направлению вектора ветрового потока, посредством третьих средств зацепления, в виде шлицевого соединения 28, и второго датчика 29 ДВП. Второй датчик 29 ДВП соединен кинематической цепью в виде первого 30 и второго 31 шарнирно соединенных элементов звена. При этом первый элемент 30 поворачивается вокруг оси 32, а второй элемент 31 толкает втулку 33 второго дополнительного ротора 27, который подпружинен пружиной 34. Торцевые полюса указанных роторов расположены опозитно к торцевым полюсам соответствующих статоров. На втором валу 35, который выполнен полым, с одной стороны закреплено ветроколесо 36, а другая сторона второго вала 35 соединена с первым дополнительным ротором 26. При этом второй вал 35 посредством вторых средств зацепления, в виде шлицевого соединения 37, закреплен с возможностью смещения вдоль оси 21 первого вала 22. Первый дополнительный ротор 26 упруго смещают вдоль оси 21 вала 22 с преодолением упругости пружины 38. Все вращаемые части ветроэлектрогенератора закреплены в корпусе 18 посредством подшипников 39. Второй датчик 29 ДВП одновременно является флюгером и имеет переднюю поверхность (может быть вогнутой) для восприятия давления ветрового потока по его вектору и боковую поверхность для флюгерного смещения ветроэлектрогенератора по вектору ветрового потока. Также второй датчик 29 ДВП может быть выполнен двусторонним относительно вектора направления ветрового потока.

В обоих указанных предпочтительных ветроэлектрогенераторов все средства зацепления, в виде соответствующих шлицевых соединений 8-9, 25, 28, 37, выполнены спиралеобразными вокруг оси первого вала. При этом вдоль вектора ветрового потока направление каждого спиралеобразного шлицевого соединения выполнено противоположным направлению вращения ветроколеса в соответствующих исполнениях ветроэлектрогенераторов. Иными словами, если смотреть со стороны ветроколеса, то при вращении ветроколеса против направления движения часовой стрелки спиралеобразность шлицевого соединения будет по направлению движения часовой стрелки.

В обоих из предпочтительных ветроэлектрогенераторах могут быть применены необходимое и достаточное количество дополнительных электрогенераторов со смещаемыми дополнительными роторами.

Также, в соответствии с Фиг.9-14, в обоих из предпочтительных ветроэлектрогенераторов могут быть применены различные схемы расположения как дополнительных (смещаемых) роторов, так и основного ротора относительно соответствующих им статоров. Например, в соответствии с Фиг.9-10, основной ротор 40 и, по крайней мере, первый дополнительный ротор (например, первый 41 и второй 42) могут быть расположены концентрично к соответствующим статорам 43, 44, 45. При этом диаметр основного ротора 40, по крайней мере, первого дополнительного ротора (41, 42) и соответствующих им статоров 43, 44, 45 в направлении от оси 46 первого вала 47 ступенчато увеличивается от основного к последнему электрогенератору.

В соответствии с Фиг.11-12 основной ротор 48 и, по крайней мере, первый дополнительный ротор (например, первый 49 и второй 50) также могут быть расположены с внешней стороны соответствующих им статоров 51, 52, 53, диаметр которых ступенчато увеличивается от основного к последнему электрогенератору в направлении от оси 54 первого вала 55.

Схемы расположения как дополнительных (смещаемых) роторов, так и основного ротора относительно соответствующих им статоров могут быть в виде комбинации их концентрического и торцевого расположения. Так, в соответствии с Фиг.13-14, основной ротор 56 и первый дополнительный ротор 57 с соответствующими статорами 58, 59 расположены в концентрическом исполнении, а второй дополнительный ротор 60 и соответствующий статор 61 расположены в торцевом исполнении относительно оси 62 первого вала 63.

Также возможны следующие схемы (не показаны) расположения как дополнительных (смещаемых) роторов, так и основного ротора относительно соответствующих им статоров:

- основной ротор и, по крайней мере, первый дополнительный ротор расположены концентрично к соответствующим статорам. При этом диаметр основного ротора, по крайней мере, первого дополнительного ротора и соответствующих им статоров в направлении к оси первого вала ступенчато уменьшается от основного к последнему электрогенератору. Основной ротор и, по крайней мере, первый дополнительный ротор также могут быть расположены с внешней стороны соответствующих им статоров;

- электрогенераторы выполнены с торцевым расположением основного ротора и, по крайней мере, первого дополнительного ротора относительно соответствующих им статоров. При этом диаметр основного ротора, по крайней мере, первого дополнительного ротора и соответствующих им статоров в направлении от оси первого вала увеличивается от основного к последнему электрогенератору;

- электрогенераторы выполнены с торцевым расположением основного ротора и, по крайней мере, первого дополнительного ротора относительно соответствующих им статоров. При этом диаметр основного ротора, по крайней мере, первого дополнительного ротора и соответствующих им статоров в направлении к оси первого вала уменьшается от основного к последнему электрогенератору.

Кроме того, возможна схема (не показана), когда основной ротор и, по крайней мере, первый дополнительный ротор с соответствующими им статорами, при максимальном их взаимодействии, расположены концентрично в одной плоскости. В этой плоскости промежуточно расположенные статоры и роторы выполнены с полюсами, которые обращены соответственно к полюсам соседних роторов и статоров. При этом возможны следующие вариации этой схемы:

- основной ротор и, по крайней мере, первый дополнительный ротор расположены с внешней стороны соответствующих им статоров. А диаметр основного ротора, по крайней мере, первого дополнительного ротора и соответствующих им статоров в направлении от оси первого вала увеличивается от основного к последнему электрогенератору;

- основной ротор и, по крайней мере, первый дополнительный ротор расположены с внешней стороны соответствующих им статоров. А диаметр основного ротора, по крайней мере, первого дополнительного ротора и соответствующих им статоров в направлении к оси первого вала уменьшается от основного к последнему электрогенератору;

- основной ротор и, по крайней мере, первый дополнительный ротор расположены с внутренней стороны соответствующих им статоров. А диаметр основного ротора, по крайней мере, первого дополнительного ротора и соответствующих им статоров в направлении от оси первого вала увеличивается от основного к последнему электрогенератору;

- основной ротор и, по крайней мере, первый дополнительный ротор расположены с внутренней стороны соответствующих им статоров. А диаметр основного ротора, по крайней мере, первого дополнительного ротора и соответствующих им статоров в направлении к оси первого вала уменьшается от основного к последнему электрогенератору.

Также, в соответствии с Фиг.15-22, ветроэлектрогенератор также может содержать один первый дополнительный ротор и, по крайней мере, первый дополнительный статор. При этом вдоль вектора ветрового потока сначала может быть расположено на втором полом валу ветроколесо (не показано), равно как и первый датчик ДВП, а затем первый дополнительный ротор и базовый ротор с соответствующими статорами. Ветроколесо также может быть расположено и позади указанных роторов и статоров (но уже на первом валу). А первый дополнительный ротор может быть расположен как с внутренней, так и с внешней сторон, по крайней мере, первого дополнительного статора. При этом также могут быть применены следующие различные схемы расположения как одного дополнительного (смещаемого) ротора относительно соответствующих ему нескольких статоров;

- в соответствии с Фиг.15-16 ветроэлектрогенератор содержит закрепленные в корпусе 64 основной статор 65, а также три первых дополнительных статора 66.1-66.3. При этом на оси 67 первого вала 68 концентрически и соответственно расположены основной ротор 69. А также с возможностью смещения вдоль оси 67 первого вала 68 - один первый дополнительный ротор 70, который первым средством зацепления, в виде шлицевого соединения 71, соединен с первым валом 68;

- в соответствии с Фиг.17-18 ветроэлектрогенератор содержит закрепленные в корпусе 72 основной статор 73, а также три первых дополнительных статора 74.1-74.3. При этом с возможностью смещения вдоль оси 75 первого вала 76, посредством первого средства зацепления, в виде шлицевого соединения 77 и концентрически к указанным статорам, расположен один первый дополнительный ротор 78, часть (на Фиг.17 показана как 79, а на Фиг.18 - как 80) которого является основным ротором и постоянно взаимодействует по магнитному потоку с основным статором 73;

- также, в соответствии с Фиг.19-20, ветроэлектрогенератор может содержать закрепленные в корпусе 81 основной статор 82, а также четыре первых дополнительных статора 83.1-83.4 и торцевой дополнительный статор 84. При этом на первом валу 85 закреплен основной ротор 86 и с возможностью смещения вдоль оси 87 первого вала 85, посредством первого средства зацепления, в виде шлицевого соединения 88 и концентрически к указанным статорам, расположен один первый дополнительный ротор 89, а также один второй дополнительный ротор 90, который выполнен с торцевым расположением относительно соответствующего ему торцевого дополнительного статора 84. При этом первый дополнительный ротор 89 расположен концентрически относительно первых дополнительных статоров 83.1-83.4;

- в соответствии с Фиг.21-22 в ветроэлектрогенераторе вдоль вектора ветрового потока сначала может быть расположено ветроколесо (не показано), основной электрогенератор (не показан), а затем в корпусе 91, по крайней мере, первый дополнительный статор 92. При этом с возможностью смещения вдоль оси 93 первого вала 94, посредством первого средства зацепления, в виде шлицевого соединения 95 и концентрически к указанному статору 92, расположен один первый дополнительный ротор 96. А затем первый датчик 97 ДВП, который соединен кинематической цепью в виде первого 98 и второго 99 шарнирно соединенных элементов звена с первым дополнительным ротором 96. При этом первый элемент 98 поворачивается вокруг оси 100, а второй элемент 99 толкает втулку 101 первого дополнительного ротора 96 для обеспечения его смещения в направлении навстречу вектора ветрового потока. При этом первый датчик 97 ДВП может одновременно являться флюгером и имеет переднюю поверхность (может быть вогнутой) для восприятия давления ветрового потока по его вектору и боковую поверхность для флюгерного смещения ветроэлектрогенератора по вектору ветрового потока. Также первый датчик 97 ДВП может быть выполнен двусторонним относительно вектора направления ветрового потока.

Во всех воплощениях ветроэлектрогенератора вместо упругих элементов в виде механических пружин могут быть использованы гидропружины, которые представляют собой заполненные жидкостью и газом гидроцилиндры с соответствующими поршнями.

Также в ветроэлектрогенераторах могут быть использованы наклонные (расположенные под углом к оси вращения ветроэлектрогенератора) полюса в роторах и в соответствующих им статорах.

Также в роторах ветроэлектрогенераторов могут быть использованы как постоянные магниты, так и электромагниты. При выполнении роторов с электромагнитами могут быть применены известные бесщеточные системы самовозбуждения, например, с использованием обращенного вспомогательного электрогенератора и выпрямителя для питания обмоток электромагнитов ротора.

Способ работы ветроэлектрогенератора, в соответствии с Фиг.1-4 и с торцевым расположением роторов и статоров, осуществляется следующим образом.

При номинальном давлении ветрового потока (номинальной его скорости) ветроэлектрогенератор работает в обычном режиме вырабатывания номинальной мощности электроэнергии. Эта номинальная мощность обеспечивается работой только основного электрогенератора с вращением основного ротора 7 от ветроколеса 13. При этом вращаются и первый 10 и второй 11 дополнительные роторы, но без магнитного взаимодействия с соответствующими статорами. И в этом режиме они функционируют как маховики для обеспечения запаса механической энергии в них. В случае повышения давления ветрового потока, при повышении его скорости выше номинальной, к вращению основного ротора 7 основного электрогенератора последовательно подключают первый 10 и второй 11 дополнительные роторы соответственно первого и второго дополнительных электрогенераторов. Это обеспечивается тем, что при повышении давления ветрового потока на датчик ДВП выше номинального, датчик ДВП в виде ветроколеса 13 смещается вдоль оси 5 первого вала 6. При этом вместе с датчиком ДВП в виде ветроколеса 13 смещается второй вал 12 вдоль шлицевого соединения 14, который тем самым смещает и первый 10 и второй 11 дополнительные роторы. За счет меньшей упругости пружины 15 относительно упругости пружины 16 сначала входит во взаимодействие по магнитному потоку с соответствующим первым дополнительным статором 3 первый дополнительный ротор 10, а затем, при дальнейшем увеличении скорости ветрового потока, входит во взаимодействие по магнитному потоку с соответствующим вторым дополнительным статором 4 второй дополнительный ротор 11. В этом режиме работы ветроэлектрогенератор функционирует с максимально возможной выходной мощностью. А при снижении скорости ветрового потока и соответственно снижении оказываемого им давления на датчик ДВП в виде ветроколеса 13 происходит последовательный обратный выход из магнитного взаимодействия с соответствующими статорами 4 и 3 сначала второго 11, а затем первого 10 дополнительных роторов. При этом ветроэлектрогенератор переходит в свой номинальный режим работы только с основным электрогенератором.

А в соответствии с Фиг.5-8 при увеличении скорости ветрового потока ветроэлектрогенератор работает со смещением первого дополнительного ротора 26, посредством датчика ДВП в виде ветроколеса 36 и второго вала 35 и шлицевого соединения 37, до обеспечения взаимодействия по магнитному потоку первого дополнительного ротора 26 с первым дополнительным статором 20. При дальнейшем повышении скорости ветрового потока оказываемое им давление смещает второй датчик 29 ДВП, смещение которого через кинематическую цепь в виде первого 30 и второго 31 звеньев смещают втулку 33 и соответственно второй дополнительный ротор 27 в направлении, обратном вектору ветрового потока. При этом обеспечивается взаимодействие по магнитному потоку второго дополнительного ротора 27 с соответствующим вторым дополнительным статором 23 при максимальной выходной мощности ветроэлектрогенератора. А при снижении скорости ветрового потока происходит последовательное обратное смещение второго 27 и первого 20 дополнительных роторов с переходом в режим работы с номинальной мощностью только от основного электрогенератора с основными ротором 24 и статором 19. При таком исполнении ветроэлектрогенератора возможно одновременное смещение первого 26 и второго 27 дополнительных роторов с обеспечением их магнитного взаимодействия с соответствующими первым 20 и вторым 23 дополнительными статорами. При этом пружины 38 и 34 выполнены с упругостью, которая обеспечивает такое одновременное смещение. Также второй датчик 29 ДВП дополнительно функционирует, в этом воплощении изобретения, как флюгер для обеспечения разворота ветроэлектрогенератора вдоль вектора ветрового потока.

В соответствии с Фиг.15-16 ветроэлектрогенератор работает в номинальном режиме с основным электрогенератором, с основными ротором 69 и статором 65. А при увеличении скорости ветрового потока ветроэлектрогенератор работает со смещением вдоль оси 67 первого вала 68 одного первого дополнительного ротора 70, посредством датчика ДВП, выполненного в частности в виде ветроколеса, второго вала и шлицевого соединения 71. При этом обеспечивается последовательное взаимодействие по магнитному потоку одного первого дополнительного ротора 70 с несколькими первыми дополнительными статорами 66.1- 66.3. В соответствии с Фиг.17-18 функцию основного ротора выполняет часть (например, обозначенная как 79 или 80) одного первого дополнительного ротора 70, которая постоянно взаимодействует с базовым статором 73.

В соответствии с Фиг.19-20 ветроэлектрогенератор по Фиг.15-16 дополнен торцевым электрогенератором с торцевым ротором 90 и торцевым статором 84, которые вступают в магнитное взаимодействие после полного смещения одного первого дополнительного ротора 89 относительно нескольких последовательно расположенных первых дополнительных статоров 83.1-83.4. При этом в номинальном режиме работает только основной электрогенератор с основными ротором 86 и статором 82.

В соответствии с Фиг.21-22 первый датчик 97 ДВП своей передней поверхностью работает для смещения, посредством кинематической цепи в виде первого 98 и второго 99 шарнирно соединенных элементов звена, а также втулки 101, одного первого дополнительного ротора 96 в направлении навстречу вектору ветрового потока. При этом первый датчик 97 ДВП своей боковой поверхностью работает как флюгер для разворота ветроэлектрогенератора вдоль вектора ветрового потока.

Хотя здесь показаны и описаны варианты, которые признаны лучшими для осуществления настоящего изобретения, специалистам в данной области техники будет понятно, что можно осуществлять разнообразные изменения и модификации, и элементы можно заменять на эквивалентные, не выходя при этом за пределы объема притязаний настоящего изобретения. В частности такие термины, как „первый”, „второй”, „третий” приведены в настоящей заявке из соображений удобства и не являются терминами, которые ограничивают объем прав по заявке. При этом термин «соответствующие» следует понимать как первый элемент установки с другим первым элементом, второй - со вторым и т.д. А термин «последний» следует понимать как конечные элементы в ряду, начиная от первого к последнему. А термин «соседний» следует понимать как рядом стоящие элементы в ряду, начиная от первого к последнему.

Соответствие заявляемого технического решения критерию изобретения «промышленная применимость» подтверждается указанными примерами выполнения способа работы ветроэлектрогенератора и самого ветроэлектрогенератора.

Изобретение относится к ветроэнергетике и может быть использовано для преобразования кинетической энергии ветра в электрическую. В предпочтительном варианте способа работы ветроэлектрогенератора при повышении скорости ветрового потока и соответственно величины силы его давления выше номинальной последовательно смещают вдоль оси вращения относительно соответствующих статоров первый и последующие роторы до полного их взаимодействия по магнитному потоку с соответствующими статорами в каждом дополнительном электрогенераторе. А при снижении скорости ветрового потока и соответственно величины силы его давления ниже номинальной производят последовательное обратное смещение дополнительных роторов вдоль оси вращения до прерывания их взаимодействия по магнитному потоку с соответствующими статорами в каждом дополнительном электрогенераторе посредством датчика давления ветрового потока ДВП. При этом датчиком ДВП может быть отдельно расположенный датчик или ветроколесо. Использование изобретения обеспечивает повышение отбора мощности ветрового потока и соответственно повышение выработки электроэнергии при повышении скорости (и соответственно давления) ветрового потока и, кроме того, позволяет обеспечить сохранение скорости вращения электрогенераторов, а соответственно и частоты вырабатываемой ими электроэнергии. 2 н. и 31 з.п. ф-лы, 22 ил.

1. Способ работы ветроэлектрогенератора, заключающийся в том, что посредством ветроколеса вращают вокруг оси вращения основной ротор и, по крайней мере, первый дополнительный ротор относительно соответствующих им статоров, при увеличении скорости ветрового потока выше номинальной увеличивают взаимодействие по магнитному потоку, по крайней мере, первого дополнительного ротора с соответствующим ему дополнительным статором, а при снижении скорости ветрового потока ниже номинальной взаимодействие по магнитному потоку, по крайней мере, первого дополнительного ротора с соответствующим ему дополнительным статором уменьшают, отличающийся тем, что для увеличения взаимодействия по магнитному потоку указанных, по крайней мере, первого дополнительного ротора и соответствующего ему статора смещают вдоль оси вращения, по крайней мере, первый дополнительный ротор относительно соответствующего ему статора, а для уменьшения взаимодействия по магнитному потоку указанных, по крайней мере, первого дополнительного ротора и соответствующего ему статора смещают вдоль оси вращения в обратном порядке, по крайней мере, первый дополнительный ротор относительно соответствующего ему статора.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что при увеличении скорости ветрового потока выше номинальной смещают вдоль оси вращения указанный, по крайней мере, первый дополнительный ротор относительно соответствующего ему статора посредством датчика давления ветрового потока (ДВП), а при снижении скорости ветрового потока ниже номинальной смещают вдоль оси вращения в обратном порядке указанный, по крайней мере, первый дополнительный ротор относительно соответствующего ему статора посредством упругого элемента.

3. Способ по п.2, отличающийся тем, что первый и последующие дополнительные роторы смещают последовательно вдоль оси вращения относительно соответствующих им статоров посредством датчика ДВП по мере увеличения скорости ветрового потока выше номинальной, а при снижении скорости ветрового потока ниже номинальной смещение вдоль оси вращения первого и последующих дополнительных роторов относительно соответствующих им статоров выполняют последовательно в обратном порядке посредством упругих элементов с различной степенью упругости.

4. Ветроэлектрогенератор, содержащий ветроколесо, основной и, по крайней мере, первый дополнительный электрогенераторы, роторы которых расположены на первом валу, при этом ветроколесо посредством первого вала взаимодействует с основным ротором и, по крайней мере, с первым дополнительным ротором, отличающийся тем, что, по крайней мере, первый дополнительный ротор соединен первым средством зацепления с первым валом с возможностью смещения, по крайней мере, первого дополнительного ротора вдоль оси первого вала посредством первого датчика давления ветрового потока (ДВП) при изменении скорости ветрового потока.

5. Ветроэлектрогенератор по п.4, отличающийся тем, что первое средство зацепления выполнено в виде шлицевого соединения.

6. Ветроэлектрогенератор по п.5, отличающийся тем, что первое средство зацепления в виде шлицевого соединения выполнено спиралеобразным вокруг оси первого вала.

7. Ветроэлектрогенератор по п.6, отличающийся тем, что вдоль вектора ветрового потока направление спиралеобразного шлицевого соединения выполнено противоположным направлению вращения ветроколеса.

8. Ветроэлектрогенератор по п.4, отличающийся тем, что, по крайней мере, первый дополнительный ротор взаимодействует с соответствующим упругим элементом для обеспечения возможности упругого смещения первого дополнительного ротора вдоль оси первого вала.

9. Ветроэлектрогенератор по п.4, отличающийся тем, что первым датчиком ДВП является ветроколесо, при этом ветроколесо взаимодействует, по крайней мере, с первым дополнительным ротором соответствующего дополнительного электрогенератора посредством второго вала, который выполнен полым и посредством второго средства зацепления взаимодействует с первым валом, при этом ветроколесо соединено со вторым валом.

10. Ветроэлектрогенератор по п.4, отличающийся тем, что первый датчик ДВП соединен вторым валом, который выполнен полым, по крайней мере, с первым дополнительным ротором соответствующего дополнительного электрогенератора, а второй вал посредством второго средства зацепления взаимодействует с первым валом, при этом ветроколесо, в местах его закрепления к первому валу, расположено в продольных прорезях второго вала.

11. Ветроэлектрогенератор по п.4, отличающийся тем, что вдоль вектора ветрового потока сначала расположен первый датчик ДВП, по крайней мере, первый дополнительный электрогенератор и основной электрогенератор, а затем ветроколесо, которое закреплено на первом валу, при этом первый датчик ДВП соединен вторым валом, который выполнен полым, по крайней мере, с первым дополнительным ротором соответствующего дополнительного электрогенератора, при этом второй вал посредством второго средства зацепления взаимодействует с первым валом.

12. Ветроэлектрогенератор по любому из пп.9-11, отличающийся тем, что второе средство зацепления выполнено в виде шлицевого соединения.

13. Ветроэлектрогенератор по п.12, отличающийся тем, что второе средство зацепления в виде шлицевого соединения выполнено спиралеобразным вокруг оси первого вала.

14. Ветроэлектрогенератор по п.13, отличающийся тем, что вдоль вектора ветрового потока направление спиралеобразного шлицевого соединения выполнено противоположным направлению вращения ветроколеса.

15. Ветроэлектрогенератор по п.4, отличающийся тем, что основной ротор и, по крайней мере, первый дополнительный ротор расположены концентрично к соответствующим статорам, при этом диаметр основного ротора, по крайней мере, первого дополнительного ротора и соответствующих им статоров в направлении от оси первого вала ступенчато увеличивается от основного к последнему электрогенератору.

16. Ветроэлектрогенератор по п.15, отличающийся тем, что основной ротор и, по крайней мере, первый дополнительный ротор расположены с внешней стороны соответствующих им статоров.

17. Ветроэлектрогенератор по п.4, отличающийся тем, что основной ротор и, по крайней мере, первый дополнительный ротор расположены концентрично к соответствующим статорам, при этом диаметр основного ротора, по крайней мере, первого дополнительного ротора и соответствующих им статоров в направлении к оси первого вала ступенчато уменьшается от основного к последнему электрогенератору.

18. Ветроэлектрогенератор по п.17, отличающийся тем, что основной ротор и, по крайней мере, первый дополнительный ротор расположены с внешней стороны соответствующих им статоров.

19. Ветроэлектрогенератор по п.4, отличающийся тем, что электрогенераторы выполнены с торцевым расположением основного ротора и, по крайней мере, первого дополнительного ротора относительно соответствующих им статоров, при этом диаметр основного ротора, по крайней мере, первого дополнительного ротора и соответствующих им статоров в направлении от оси первого вала увеличивается от основного к последнему электрогенератору.

20. Ветроэлектрогенератор по п.4, отличающийся тем, что электрогенераторы выполнены с торцевым расположением основного ротора и, по крайней мере, первого дополнительного ротора относительно соответствующим им статорам, при этом диаметр основного ротора, по крайней мере, первого дополнительного ротора и соответствующих им статоров в направлении к оси первого вала уменьшается от основного к последнему электрогенератору.

21. Ветроэлектрогенератор по любому из пп.4-11 и 15-20, отличающийся тем, что дополнительно содержит второй датчик ДВП, а по направлению вектора ветрового потока за основным электрогенератором расположен один из дополнительных электрогенераторов, дополнительный ротор которого расположен с возможностью смещения вдоль оси первого вала, при этом второй датчик ДВП соединен кинематической цепью с указанным дополнительным ротором одного из дополнительных электрогенераторов для обеспечения его смещения в направлении навстречу вектора ветрового потока.

22. Ветроэлектрогенератор по п.21, отличающийся тем, что второй датчик ДВП выполнен двусторонним относительно вектора направления ветрового потока, при этом второй датчик ДВП одновременно является флюгером.

23. Ветроэлектрогенератор по п.4, отличающийся тем, что основной ротор и, по крайней мере, первый дополнительный ротор с соответствующими им статорами при максимальном их взаимодействии расположены концентрично в одной плоскости, в которой промежуточно-расположенные статоры и роторы выполнены с полюсами, которые обращены соответственно к полюсам соседних роторов и статоров.

24. Ветроэлектрогенератор по п.23, отличающийся тем, что основной ротор и, по крайней мере, первый дополнительный ротор расположены с внешней стороны соответствующих им статоров, при этом диаметр основного ротора, по крайней мере, первого дополнительного ротора и соответствующих им статоров в направлении от оси первого вала увеличивается от основного к последнему электрогенератору.

25. Ветроэлектрогенератор по п.23, отличающийся тем, что основной ротор и, по крайней мере, первый дополнительный ротор расположены с внешней стороны соответствующих им статоров, при этом диаметр основного ротора, по крайней мере, первого дополнительного ротора и соответствующих им статоров в направлении к оси первого вала уменьшается от основного к последнему электрогенератору.

26. Ветроэлектрогенератор по п.23, отличающийся тем, что основной ротор и, по крайней мере, первый дополнительный ротор расположены с внутренней стороны соответствующих им статоров, при этом диаметр основного ротора, по крайней мере, первого дополнительного ротора и соответствующих им статоров в направлении от оси первого вала увеличивается от основного к последнему электрогенератору.

27. Ветроэлектрогенератор по п.23, отличающийся тем, что основной ротор и, по крайней мере, первый дополнительный ротор расположены с внутренней стороны соответствующих им статоров, при этом диаметр основного ротора, по крайней мере, первого дополнительного ротора и соответствующих им статоров в направлении к оси первого вала уменьшается от основного к последнему электрогенератору.

28. Ветроэлектрогенератор по любому из пп.4-10, отличающийся тем, что содержит первый дополнительный ротор и, по крайней мере, первый дополнительный статор.

29. Ветроэлектрогенератор по п.28, отличающийся тем, что основным ротором является часть первого дополнительного ротора, которая постоянно взаимодействует по магнитному потоку с основным статором, при этом первый дополнительный ротор закреплен на первом валу с возможностью смещения вдоль оси первого вала посредством первого средства зацепления.

30. Ветроэлектрогенератор по п.28, отличающийся тем, что содержит второй дополнительный ротор, который выполнен с торцевым расположением относительно соответствующего ему торцевого дополнительного статора, при этом первый дополнительный ротор расположен концентрически относительно, по крайней мере, первого дополнительного статора.

31. Ветроэлектрогенератор по п.28, отличающийся тем, что первый дополнительный ротор расположен с внешней стороны, по крайней мере, первого дополнительного статора.

32. Ветроэлектрогенератор по п.28, отличающийся тем, что вдоль вектора ветрового потока сначала расположено ветроколесо, основной электрогенератор, по крайней мере, первый дополнительный статор, а также первый дополнительный ротор, первый датчик ДВП, который соединен кинематической цепью с указанным первым дополнительным ротором для обеспечения его смещения в направлении навстречу вектора ветрового потока.

33. Ветроэлектрогенератор по п.32, отличающийся тем, что первый датчик ДВП выполнен двусторонним относительно вектора направления ветрового потока, при этом первый датчик ДВП одновременно является флюгером.