СТАТОР СИНХРОННОГО ГЕНЕРАТОРА И СИНХРОННЫЙ ГЕНЕРАТОР Российский патент 2017 года по МПК H02K1/18 H02K1/20 H02K9/20 H02K7/18 H02K15/02 

Данное изобретение относится к статору синхронного генератора и к синхронному генератору.

Синхронные генераторы применяются, например, в ветроэнергетических установках и имеют статор генератора и якорь генератора или ротор генератора. Статор генератора обычно соединен неподвижно с гондолой ветроэнергетической установки, и ротор генератора соединен непосредственно или опосредованно (через редуктор) с ротором ветроэнергетической установки. При вращении ротора ветроэнергетической установки вращается ротор синхронного генератора, так что синхронный генератор генерирует электрическую энергию.

Задачей изобретения является создание синхронного генератора для ветроэнергетической установки, который обеспечивает возможность уменьшения излучения звука.

Эта задача решена с помощью статора синхронного генератора по п. 1 и синхронного генератора по п. 4 формулы изобретения.

Предусмотрен статор синхронного генератора, содержащий статорное кольцо, статорный листовой пакет, окружной зазор между статорным кольцом (соответственно, его внутренним и наружным контуром) и статорным листовым пакетом (соответственно, его внутренним и наружным контуром), а также множество блоков развязки в зазоре.

Блок развязки имеет первый лист, который согласован с (наружным) контуром статорного листового пакета, и второй лист, который согласован с (внутренним) контуром статорного кольца. Между первым и вторым листом предусмотрен мат с полым пространством и впускным клапаном.

Зазор может быть выполнен в виде кольцеобразного зазора.

Предусмотрена возможность заполнения полого пространства через впускной клапан рабочей средой.

Согласно одному аспекту данного изобретения, мат выполнен в виде вулканизированного резинового нажимного мата.

Изобретение относится также к синхронному генератору со статором синхронного генератора, согласно изобретению.

Изобретение относится также к способу монтажа статора синхронного генератора, который имеет статорное кольцо и статорный листовой пакет. Статорный листовой пакет вводится в статорное кольцо, так что имеется окружной зазор между контуром статорного кольца и контуром статорного листового пакета. В зазор вводится множество блоков развязки.

Согласно другому аспекту данного изобретения, рабочая среда вводится через впускной клапан в блок развязки, с целью заполнения полого пространства мата между первым и вторым листом, после ввода множества блоков развязки в зазор.

Изобретение относится также к ветроэнергетической установке, содержащей синхронный генератор со статором синхронного генератора, согласно изобретению.

Изобретение основано на идее предусмотрения статора синхронного генератора, который имеет в зазоре между статорным кольцом и статорным листовым пакетом множество блоков развязки. Эти блоки развязки могут быть предусмотрены для предотвращения передачи вибраций или корпусного шума от статорного листового пакета в статорное кольцо.

Согласно одному аспекту изобретения, элемент развязки имеет наружный и внутренний лист, а также гибкий мат, такой как резиновый нажимной мат, между ними.

Синхронный генератор может быть выполнен в виде генератора с внутренним ротором, т.е. якорь или ротор генератора предусмотрен внутри статора.

Мат между обоими листами блока развязки может иметь полое пространство, так что в это полое пространство можно вводить рабочую среду. Таким образом, элементы развязки можно сначала вводить без рабочей среды в зазор между статорным кольцом и статорным листовым пакетом, а затем вводить рабочую среду, так что элементы развязки заполняют зазор между статорным кольцом и статорным листовым пакетом (с увеличением толщины).

Другие варианты выполнения являются предметом зависимых пунктов формулы изобретения.

Ниже приводится более подробное пояснение преимуществ и примеров выполнения изобретения со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых схематично изображено:

фиг. 1 - ветроэнергетическая установка, согласно изобретению;

фиг. 2 – статор синхронного генератора, согласно первому примеру выполнения изобретения, в изометрической проекции;

фиг. 3А и 3В – блок развязки для статора синхронного генератора, согласно первому примеру выполнения, в изометрической проекции;

фиг. 4 – часть синхронного генератора, согласно первому примеру выполнения, в изометрической проекции;

фиг. 5 – часть синхронного генератора, согласно первому примеру выполнения, в другой изометрической проекции;

фиг. 6 – разрез статора синхронного генератора, в изометрической проекции.

На фиг. 1 схематично показана ветроэнергетическая установка, согласно изобретению. Ветроэнергетическая установка 100 имеет башню 102 и гондолу 104. На гондоле 104 предусмотрен ротор 106 с тремя роторными лопастями 108 и обтекателем 110. Ротор 106 во время работы приводится во вращательное движение и тем самым вращает также ротор или якорь синхронного генератора в гондоле 104. Угол установки роторных лопастей 108 можно изменять с помощью электродвигателей на комлевой части соответствующих роторных лопастей 108.

Статор синхронного генератора обычно неподвижно соединен с гондолой ветроэнергетической установки, в то время как ротор синхронного генератора непосредственно (или через редуктор) соединен с аэродинамическим ротором ветроэнергетической установки, так что ротор генератора вращается, когда вращается аэродинамический ротор ветроэнергетической установки.

Ниже приводится описание варианта выполнения для внутреннего ротора. При наружном роторе «внутри» и «снаружи» следует поменять местами.

На фиг. 2 показан в изометрической проекции статор синхронного генератора, согласно первому примеру выполнения. Статор имеет наружное статорное кольцо 300, лежащий внутри статорный листовой пакет 400, а также окружной зазор 310 между наружной стороной статорного листового пакета 400 и внутренней стороной статорного кольца 300. В этом окружном зазоре предусмотрено множество блоков 500 развязки. Эти блоки 500 развязки служат для развязки по вибрациям и/или корпусному шуму между статорным листовым пакетом 400 и статорным кольцом 300.

На фиг. 3А и 3В показан в изометрической проекции блок развязки для статора синхронного генератора, согласно первому примеру выполнения. Блок 500 развязки имеет первый и второй лист 510, 530, а также мат 520 между первым и вторым листом 510, 530. Первый лист 510 согласован с наружным контуром статорного листового пакета 400. Второй лист 530 согласован с внутренним контуром статорного кольца 300. Блоки 500 развязки расположены в виде круговых сегментов в окружном зазоре 310. На первом листе 510 могут быть предусмотрены, например, две крепежные лапки 511, а на втором листе – две крепежные лапки 531. Эти лапки 511, 531 предусмотрены на торцевой стороне блока 500 развязки. Мат 520 между первым и вторым листом 510, 530 может иметь полое пространство, которое предназначено для заполнения рабочей средой через впускной клапан 540 на торцевой стороне блока 500 развязки.

Согласно одному аспекту данного изобретения, первый и второй лист имеет толщину примерно 2 мм, и мат 520 представляет вулканизированный резиновый нажимной мат.

На фиг. 4 показана в изометрической проекции часть синхронного генератора, согласно первому примеру выполнения. В частности, на фиг. 4 показана установка блока 500 развязки в окружном зазоре 310 между статорным кольцом 300 и статорным листовым пакетом 400. При этом блок 500 развязки введен в зазор 310. При этом, не обязательно, мат 520 может быть предусмотрен, например, между первым и вторым листом 510, 530, без предусмотрения рабочей среды, так что обеспечивается возможность более простой конструкции.

На фиг. 5 показана в другой изометрической проекции часть статора синхронного генератора, согласно первому примеру выполнения. Статор синхронного генератора имеет статорное кольцо 300 и статорный листовой пакет 400, а также окружной зазор 310 между статорным кольцом 300 и статорным листовым пакетом 400. В этот зазор введено множество блоков 500 развязки. После ввода блоков 500 развязки в окружной зазор 310, можно с помощью впускного клапана 540 вводить рабочую среду в полое пространство мата 520. Это приводит к тому, что увеличивается расстояние между первым и вторым листом 510, 530, пока первый лист не будет прилегать к наружному контуру статорного листового пакета 400, а второй лист 530 – к внутреннему контуру статорного кольца 300.

На фиг. 4 показан в изометрической проекции разрез статора синхронного генератора, согласно первому примеру выполнения. Статор синхронного генератора имеет статорное кольцо 300, статорный листовой пакет 400, а также зазор 310 между статорным кольцом 300 и статорным листовым пакетом 400. В этом зазоре 310 предусмотрено множество блоков 500 развязки. Блок 500 развязки имеет первый и второй лист 510, 530 и мат 520 между ними. Выполнение блоков развязки, согласно фиг. 6, может основываться на выполнении блока развязки, согласно фиг. 3А и 3В.

Таким образом, блоки 500 развязки предусмотрены между статорным листовым пакетом 400 и статорным кольцом 300.

С помощью впускного клапана 540 можно в полое пространство мата вводить рабочую среду, так что заполняется зазор между статорным кольцом 300 и статорным листовым пакетом 400 и может быть запрессован для передачи крутящего момента. Также с помощью элементов развязки можно устанавливать воздушный зазор генератора.

Согласно изобретению, за счет применения блоков развязки в зазоре между статорным кольцом 300 и статорным листовым пакетом может быть предусмотрена развязка по корпусному шуму и/или развязка по вибрациям, так что может быть значительно уменьшено излучение звука синхронного генератора.

Синхронный генератор, согласно изобретению, представляет медленно вращающийся синхронный генератор и, в частности, кольцевой генератор для ветроэнергетической установки или гидросиловой установки. Синхронный генератор имеет номинальную мощность больше 1 МВт.

Синхронный генератор имеет скорость вращения меньше 40 об/мин и, в частности, меньше 20 об/мин.

Согласно изобретению, предусмотрен синхронный генератор, который имеет диаметр больше 4 м. Кроме того, синхронный генератор выполнен в виде синхронного генератора с независимым возбуждением.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в синхронных генераторах ветровых установок. Техническим результатом является уменьшение излучения звука. Статор синхронного генератора содержит статорное кольцо (300), статорный листовой пакет (400), окружной зазор (310) между статорным кольцом (300) и статорным листовым пакетом (400), а также множество блоков (500) развязки в зазоре (310), при этом блок (500) развязки имеет первый лист (510), который согласован с контуром статорного листового пакета (400), и второй лист (530), который согласован с контуром статорного кольца (300), при этом между первым и вторым листом (510, 530) предусмотрен мат (520) с полым пространством и впускным клапаном (540). 3 н. и 2 з.п. ф-лы, 7 ил.

1. Статор синхронного генератора, содержащий

статорное кольцо (300),

статорный листовой пакет (400),

окружной зазор (310) между статорным кольцом (300) и статорным листовым пакетом (400), и

множество блоков (500) развязки в зазоре (310), при этом

блок (500) развязки имеет первый лист (510), который согласован с контуром статорного листового пакета (400), и второй лист (530), который согласован с контуром статорного кольца (300),

при этом между первым и вторым листом (510, 530) предусмотрен мат (520) с полым пространством и впускным клапаном (540).

2. Статор синхронного генератора по п. 1, в котором мат (520) выполнен в виде вулканизированного резинового нажимного мата.

3. Синхронный генератор, содержащий

статор синхронного генератора, который имеет

статорное кольцо (300),

статорный листовой пакет (400),

окружной зазор (310) между статорным кольцом (300) и статорным листовым пакетом (400), и

множество блоков (500) развязки в зазоре (310), при этом

блок (500) развязки имеет первый лист (510), который согласован с контуром статорного листового пакета (400), и второй лист (530), который согласован с контуром статорного кольца (300),

при этом между первым и вторым листом (510, 530) предусмотрен мат (520) с полым пространством и впускным клапаном (540).

4. Ветроэнергетическая установка, содержащая синхронный генератор по п. 3.

5. Способ монтажа статора синхронного генератора, который имеет статорное кольцо (300) и статорный листовой пакет (400), содержащий стадии:

введения статорного листового пакета (400) в статорное кольцо (300), так что имеется окружной зазор (310) между статорным кольцом (300) и статорным листовым пакетом (400),

введения множества блоков (500) развязки в зазор (310), при этом

блок (500) развязки имеет первый лист (510), который согласован с контуром статорного листового пакета (400), и второй лист (530), который согласован с контуром статорного кольца (300),

при этом между первым и вторым листом (510, 530) предусмотрен мат (520) с полым пространством и впускным клапаном (540), при этом предусмотрена дополнительная стадия

введения рабочей среды через впускной клапан (540) в блок (500) развязки, с целью заполнения полого пространства мата (520) между первым и вторым листом (510, 530), после ввода множества блоков (500) развязки в зазор (310).