ВЕТРОЭЛЕКТРОГЕНЕРАТОР СЕГМЕНТНОГО ИСПОЛНЕНИЯ Российский патент 2014 года по МПК F03D9/00 

Изобретение относится к области ветроэнергетики и может быть использовано для получения электроэнергии.

Известны вертроэлектрогенераторы, содержащие башню с поворотными ветроколесами, устройство установки на ветер, а также роторы и статор с обмотками [1] Патент РФ 2184267 - Ветрогенератор / А.М. Литвиненко, заявка №20000128442, от 13.11.2000, опубл. 27.06.2002 Бюл. №18. [2] Патент РФ 2211948 - Контрроторный ветроэлектрогенератор / А.М. Литвиненко, заявка №2001129415/06 от 31.10.2001, опубл. 10.09.2003, Бюл. №25. [3] Копылов И.П., Клоков В.К., Морозкин В.П., Токарев Б.Ф. Проектирование электрических машин, учебное пособие для вузов, 2 тома. Под ред. Копылова И.П., 2-е издание. М.: Энергоатомиздат, 1993 г. [4] Игнатов В.А., Вильданов К.А. Торцевые асинхронные электродвигатели интегрального изготовления - М.: Энергоатомиздат, 1988 г.

Недостатком данных устройств является увеличенная масса ротора, который для увеличения производительности должен иметь большое количество лопастей с роторными элементами, что в случае ветроколес большого диаметра практически неприемлемо.

Наиболее близким к заявленному по совокупности существенных признаков является ветроэлектрогенератор [5] Патент РФ 2267028 - Ветроэлектрогенератор сегментного исполнения / А.М. Литвиненко, заявка №2004120896/06 от 08.07.2004, 27.12.3005, Бюл. №36, содержащий башню с поворотным основанием, ветроколеса, устройство установки на ветер, роторы и статоры с обмотками, роторы выполнены в виде аэродинамических шайб, а ветроколеса связаны с гибким элементом, что позволяет осуществлять последовательную работу каждого из колес на один статор. На поворотном основании укреплена траверса, на концах которой на вертикальных стойках установлены первые ветроколеса, статорные элементы (статоры с обмотками), ветроколеса, имеющие лопасти, ступичные узлы, и роторные элементы.

Недостатком данного устройства является то, что диаметр лопастей не может быть больше диаметра обода с роторными элементами, т.к. в ином случае будет происходить задевание роторных элементов или лопастей за конструктивные элементы. Кроме того, это ведет к утяжелению ветроколеса.

Технический результат, заключающийся в повышении эффективности, достигается за счет того, что радиус лопастей выполняется большим, чем радиус роторного элемента.

Это достигается тем, что у ветроэлектрогенератора сегментного исполнения, содержащего башню, поворотное основание, траверсы, статорные элементы, первую и верхнюю вторую стойки с ветроколесами и роторными элементами, согласно изобретению лопасти ветроколес выполнены с радиусом, превышающим радиус роторного элемента, а с противоположной стороны башни установлена траверса, на которой располагается аналогичный статор, аналогичные стойки и ветроколеса с лопастями и роторными элементами.

Сущность изобретения иллюстрируется чертежом, где на фиг.1 показан ветроэлектрогенератор вид спереди, на фиг.2 - вид сбоку.

Ветроэнергогенератор состоит из башни 1, укрепленной на основании, лопастей 2 первого по потоку ветроколеса (далее описание будет происходить на примере левой пары ветроколес фиг.1). Ветроколесо имеет спицу 3, роторную лопасть 4 с роторным элементом 5, установленным перед статором по потоку. Статор 6 установлен за роторным элементом 5 по потоку, а в свою очередь за статорным элементом установлена стойка 7 второго ветроколеса (верхнего), которое в свою очередь снабжено лопастями 8, ступицами 9, роторной лопастью 10 с роторными элементами 11. На башне установлена стойка 12, несущая нагрузочное устройство 13, например фонарь уличного освещения на башне. На башне установлено поворотное основание 14 с траверсами 15, на которых (справа на фиг.1) располагается статор, аналогичный статору 6, стойки, аналогичные стойке 7, и ветроколеса с лопастями и роторными элементами, отличающиеся от левой пары ветроколес лишь тем, что нижнее колесо расположено за статором, а верхнее перед статором, т.е. наоборот, по отношению к левой паре. Поворотное основание снабжено хвостовой балкой 16 с хвостовой плоскостью 17, обеспечивающее ориентир на ветер. Такое расположение ветроколес обеспечивает симметричное нагружение статоров, каждый из них практически одновременно испытывает нагружение то сверху, то снизу, причем эти нагружения на траверсе 15 чередуются, но все время симметрично нагружая траверсу. Что касается исполнения статоров, то оно предпочтительно торцевого типа, однако не исключен и цилиндрический (обычный). Торцевые статоры описаны, например, в книге 4. Цилиндрические статоры также хорошо известны и описаны в 5, там же описаны и сегментные роторные элементы. Таким образом, с противоположной стороны башни установлены траверсы, на которых располагается аналогичный статор, аналогичные стойки и ветроколеса с лопастями и роторными элементами.

Устройство работает следующим образом. При воздействии ветрового потока ветроколеса приводятся во вращение. При этом их роторные элементы поочередно вступают в магнитное взаимодействие с полюсными наконечниками статора и, в соответствии с принципом работы индукторного генератора, коммутируют магнитный поток источников поля, в результате чего в рабочей обмотке наводятся ЭДС. В случае классического исполнения на роторных элементах 5 и 11 устанавливаются источники возбуждения, например постоянные магниты, также наводят ЭДС в катушках статоров.

Техническим преимуществом данного ветроэлектрогенератора является то, что, как видно на фиг.3, лопасти 2 и 8 могут быть выполнены большим радиусом, чем роторные лопасти 4 и 10 с роторными элементами 5 и 11, что в конечном итоге увеличивает ометаемую площадь, а следовательно, и мощность ветроэлектрогенератора.

Источники информации

1. Патент РФ 2184267 - Ветрогенератор / А.М. Литвиненко, заявка №20000128442, от 13.11.2000, опубл. 27.06.2002, Бюл. №18.

2. Патент РФ 2211948 - Контрроторный ветроэлектрогенератор / А.М. Литвиненко, заявка №2001129415/06 от 31.10.2001, опубл. 10.09.2003, Бюл. №25.

3. Патент РФ 2267028 - Ветроэлектрогенератор сегментного исполнения / А.М. Литвиненко, заявка №2004120896/06 от 08.07.2004, 27.12.2005, Бюл. №36.

4. Игнатов В.А., Вильданов К.А. Торцевые асинхронные электродвигатели интегрального изготовления - М.: Энергоматиздат, 1988 г.

5. Копылов И.П., Клоков В.К., Морозкин В.П., Токарев Б.Ф. Проектирование электрических машин: учебное пособие для вузов, 2 тома. Под ред. Копылова И.П., 2-е издание. М.: Энергоатомиздат, 1993 г.

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

Ветроэлектрогенератор сегментного исполнения, содержащий башню, поворотное основание, траверсы, статорные элементы, первую и верхнюю вторую стойки с ветроколесами и роторными элементами, отличающийся тем, что лопасти ветроколес выполнены с радиусом, превышающим радиус роторного элемента, а с противоположной стороны башни установлена траверса, на которой располагается аналогичный статор, аналогичные стойки и ветроколеса с лопастями и роторными элементами.