СТАТОР ГЕНЕРАТОРА Российский патент 2015 года по МПК H02K1/12 F03D9/00 

Изобретение относится к области ветроэнергетики, а именно к ветроэлектрогенераторам с вертикальной осью вращения.

Известны статоры ветроэлектрогенераторов сегментного типа [Патент РФ №2204734/ A.M.Литвиненко. - Статор ветроэлектрогенератора./ Опубл. Бюл. №14, 20.05.2003, заявка №2001129417/06 от 30.10.2001, MKU F 03D9/00]. Статор содержит первое ротор-ветроколесо с роторными элементами, установленными на концах лопастей. Катушка статора выполнена в виде первого цилиндрического участка и второго цилиндрического участка, которые обращены выпуклостями друг к другу и соединены между собой прямыми участками. Участки охвачены магнитопроводами с источниками магнитного поля. При этом магнитопроводы, расположенные на участке, обращены к роторным элементам, а магнитопроводы, охватывающие участок, расположены с возможностью магнитного контактирования с роторными элементами второго ветроколеса. Магнитопроводы соединены между собой источниками магнитного поля.

Недостатком данного статора являются большие габариты катушки и, следовательно, большой расход меди.

Из всех известных аналогов наиболее близким к заявляемому по совокупности существенных признаков является статор ветроэлектрогенератора [Патент РФ №2253042/ A.M.Литвиненко. - Ветроэлектрогенератор/ Опубл. Бюл. №15, 27.05.2005, заявка №2003130050/06 от 09.10.2003] сегментного типа, который содержит магнитопроводы, источники возбуждения, крепежные элементы, основание и рабочую катушку, согласно изобретению, статор выполнен в виде двух пар П-образных магнитопроводов, верхняя пара которых ориентирована перемычками вниз, между смежными стойками установлена система возбуждения, нижняя пара ориентирована перемычками вверх и охвачена катушкой, которая расположена между смежными стойками.

Недостатком данного изобретения является наличие только радиального зазора, что снижает эффективность конструкции.

Изобретение направлено на обеспечение не только радиального, но и торцевого зазоров, что увеличивает протяженность зазора, уменьшает магнитное сопротивление.

Это достигается тем, что у статора генератора, содержащего источники возбуждения, магнитопроводы, рабочую катушку и основания с крепежными элементами, согласно изобретению, магнитопроводы выполнены в виде верхней и нижней групп, каждая группа включает в себя три уголка, полки которых соединены последовательно через катушки с сердечниками, причем первый уголок обращен горизонтальной полкой к торцу роторного элемента, второй уголок установлен в зоне внешнего угла роторного элемента, а третий уголок установлен вертикальной полкой в зоне радиального зазора.

Сущность изобретения иллюстрируется чертежом, где показан вертикальный разрез статора и ротора на половине генератора.

Статор генератора состоит из основания 1 в виде кольца, в средней части которого установлен опорный подшипник 2, являющийся нижней опорой вертикального вала 3 ротора, который в верхней части имеет подшипник 4, установленный в верхнем основании 5. Ротор снабжен роторными элементами 6 (прямоугольными пластинами, выполняющими роль зубцов). В зоне торца роторного элемента, а именно около торцевого зазора 7, установлена полка 8 первого уголка, которая обращена к торцу роторного элемента. Эта полка через проставку 9 прикреплена к верхнему основанию. Последовательно с вертикальной полкой 10 первого уголка соединен сердечник 11 с катушкой 12. Таким образом, правым концом сердечник 11 соединен со вторым уголком 13, который установлен в зоне внешнего угла роторного элемента. К горизонтальной полке второго уголка 13 последовательно присоединен сердечник 14 с катушкой 15 и третий уголок 16, вертикальная полка которого установлена в зоне 17 радиального воздушного зазора. Нижняя группа магнитопроводов устроена аналогично. Группа через проставку 18 и болт 19 соединена с основанием 1.

Работа статора генератора происходит следующим образом. При вращении ротора происходит коммутация в магнитной цепи: роторный элемент 6 - торцевой зазор 7 - полка 8 - вертикальная полка 10 - сердечник 11 - уголок 13 - сердечник 14 - уголок 16 - зазор 17 - роторный элемент 6. В результате, в рабочей катушке будет наводиться электродвижущая сила, которая приведет к появлению напряжения, если к катушке 15 будет подведено напряжение возбуждения.

Технико-экономическим преимуществом данного статора является его высокая эффективность, которая обусловлена тем, что используются не только радиальные, но и торцевые зазоры.

Изобретение относится к области электротехники и ветроэнергетики, а именно к ветроэлектрогенераторам с вертикальной осью вращения. В предлагаемом статоре генератора, содержащем источники возбуждения, магнитопроводы, рабочую катушку и основания с крепежными элементами, согласно изобретению, магнитопроводы выполнены в виде верхней и нижней групп, каждая группа включает в себя три уголка, полки которых соединены последовательно через катушки с сердечниками, причем первый уголок обращен горизонтальной полкой к торцу роторного элемента, второй уголок установлен в зоне внешнего угла роторного элемента, а третий уголок установлен вертикальной полкой в зоне радиального зазора. Технический результат, достигаемый при использовании изобретения, состоит в уменьшении магнитного сопротивления и обеспечении не только радиального, но и торцевого зазоров, за счет чего увеличивается протяженность используемого зазора в целом и, тем самым, повышается эффективность генератора. 1 ил.

Статор генератора, содержащий источники возбуждения, магнитопроводы, рабочую катушку и основания с крепежными элементами, отличающийся тем, что магнитопроводы выполнены в виде верхней и нижней групп, каждая группа включает в себя три уголка, полки которых соединены последовательно через катушки с сердечниками, причем первый уголок обращен горизонтальной полкой к торцу роторного элемента, второй уголок установлен в зоне внешнего угла роторного элемента, а третий уголок установлен вертикальной полкой в зоне радиального зазора.