Безредукторный ветроэлектроагрегат Российский патент 2024 года по МПК F03D17/00 F03D1/06 F03D7/02 

Изобретение относится к ветроэнергетике, а именно к устройствам, преобразовывающим энергию ветра в электрическую или другие виды энергии с помощью ветроэлектрогенераторов сегментного типа.

Известен безредукторный ветроэлектроагрегат на базе ветроустановки [Пат.РФ №2187019, опубл. 10.08.2002, бюл. №22, з-ка 2001101581/06, 16.01.2001], в которой технический результат, заключающийся в повышении эксплуатационных характеристик установки за счет придания установке бурезащитных свойств, обеспечивается за счет того, что ветроэнергетическая установка содержит две соединенные под углом рамы, связанные с опорой в местах соединения с центральным опорным узлом, ветроколеса, установленные на стойках рам, поддерживающие тележки, согласно изобретению рамы снабжены шарнирами, установленными в центральном опорном узле, и имеют направляющие механизмы и синхронизирующее устройство.

Также известен безредукторный ветроэлектроагрегат на базе установки [Пат. РФ №2239092, опубл. 27.10.2004, бюл. №30, з-ка 2003103237/06, 03.02.2003]. В этой ветроэнергетической установке, содержащей две

соединенные под углом рамы с размещенными на них ветрогенераторами, установленные на общем поворотном основании, согласно изобретению внутри основных рам расположены дополнительные рамы, снабженные подъемными механизмами.

Наиболее близким к заявляемому по совокупности существенных признаков является безредукторный ветроэлектроагрегат по [Пат. РФ №2390653, опубл. 27.05.2010, бюл. №15, з-ка №2008143885/06, от 05.11.2008]. Безредукторный ветроэлектроагрегат содержит башню, поворотное основание, снабженное ветроколесом с сегментными роторными элементами и установленной в подшипники ступицей, кронштейном с сегментным статорным элементом и хвостовым направляющим элементом. Поворотное основание дополнительно снабжено кронштейном с сегментным статорным элементом. Ветроколесо выполнено со спицами и ободом, на котором укреплены сегментные роторные элементы торцевого типа, имеющие магнитный контакт с сегментными статорными элементами, между которыми расположена башня ветроэлектроагрегата. Преимуществом заявленного ветроэлектроагрегата является высокая технологичность и модульность, сочетаемая с удовлетворительной развесовкой, что в свою очередь позволяет уменьшить нагрузку на башню и, следовательно, снизить ее стоимость. При этом ветроколесо выполнено со спицами и ободом.

Однако, недостатком данного ветроэлектроагрегата является сложность конструкции, вызванная необходимостью использования дугообразных

элементов статора, а также низкая производительность, поскольку пространство над ступицей не используется.

Изобретение направлено на упрощение конструкции, увеличение жесткости, повышение производительности ветроэлектроагрегата.

Это достигается тем, что безредукторный ветроэлектроагрегат, содержащий башню, поворотное основание, ветроколесо с сегментными роторными элементами и установленной в подшипники ступицей, сегментным статором и хвостовым направляющим элементом, согласно изобретению основание статора выполнено в виде горизонтальных планок, соединенных вертикальными стойками, на концах планок установлены рабочие катушки, причем между планками и направляющим элементом размещены раскосы, а каждый из роторных элементов представляет собой постоянный магнит с отверстием, через отверстие пропущен немагнитный болт, к магниту притянуты магнитопроводы в виде шайб и одновременно одна из сторон первого уголка, вторая сторона первого уголка притянута болтом к первой стороне второго уголка, а вторая сторона второго уголка соединена с ободом ветроколеса с помощью планки и болтов.

Сущность изобретения иллюстрируется чертежом, где на фиг. 1 изображен вид статора, расположенного позади ветроколеса с лопастями, изображенными схематично. На фиг. 2 изображен роторный элемент в стереоскопической проекции, обод изображен пунктирными линиями

схематично, а отверстие болта имеет центральную штрих-пунктирную линию, на фиг. 3 изображен заявленный ветроэлектроагрегат, вид сбоку.

Безредукторный ветроэлектроагрегат содержит башню 1, выполненную, например, в виде трубы, поворотное основание 2 с хвостовиком, ветроколесо с установленными на ободе роторными элементами 3, горизонтальную планку 4, выполненную в виде уголка, которая является основанием для других горизонтальных планок, в частности для верхней горизонтальной планки 5, соединенной с планкой 4 с помощью вертикальных стоек 6, нижние горизонтальные планки 7 с вертикальными стойками 8, которые могут быть расположены по правую и левую стороны башни, на концах планок укреплены сегментные статорные элементы, каждый из которых состоит из центрального сердечника 9, катушки 10 и замыкающего магнитопровода 11. Между планками и хвостовым направляющим элементом 12, который прикреплен к поворотному основанию 2 с помощью планок 13, установленные верхние 14 и нижние 15 раскосы. Каждый из роторных элементов представляет собой постоянный магнит 18 с отверстием, через отверстие пропущен немагнитный болт, к магниту притянуты магнитопроводы 16 и 17 в виде шайб, и одновременно сторона 19 первого уголка, вторая сторона 20 этого уголка притянута к первой стороне 21 второго уголка, а вторая сторона второго уголка 22 соединена с ободом ветроколеса с помощью планок 23 и болтов 24. Между планкой 23 и стороной 22 расположен обод 25.

Безредукторный ветроэлектроагрегат работает следующим образом. При наличии ветрового потока, воздействующего на лопасти, обод ветроколеса начинает вращаться, при этом силовые линии магнитов 18 пересекают зазор магнитных цепей, состоящих из сердечника 9 и замыкающего магнитопровода 11, при этом в катушках 10 индуцируется ЭДС. Для устранения стопорного момента число катушек 10 и роторных элементов не должно быть кратным. Жесткость конструкции, которая может быть вызвана возможной гибкостью вертикальных стоек 6 обеспечивается с помощью раскосов 14.

Технико-экономическим преимуществом данного устройства является его уравновешенность относительно башни, а также конструктивная простота и надежность.

Изобретение относится к ветроэнергетике. Безредукторный ветроэлектроагрегат содержит башню, поворотное основание, снабженное ветроколесом с сегментными роторными элементами и установленной в подшипники ступицей, кронштейном с сегментным статорным элементом и хвостовым направляющим элементом. Поворотное основание снабжено кронштейном с сегментным статорным элементом. Ветроколесо выполнено со спицами и ободом, на котором укреплены сегментные роторные элементы торцевого типа, имеющие магнитный контакт с сегментными статорными элементами, между которыми расположена башня ветроэлектроагрегата. Техническим результатом является упрощение конструкции и увеличение жесткости. 3 ил.

Безредукторный ветроэлектроагрегат, содержащий башню, поворотное основание, ветроколесо с сегментными роторными элементами и установленной в подшипники ступицей, сегментным статором и хвостовым направляющим элементом, отличающийся тем, что основание статора выполнено в виде горизонтальных планок, соединенных вертикальными стойками, на концах планок установлены рабочие катушки, причем между планками и направляющим элементом размещены раскосы, а каждый из роторных элементов представляет собой постоянный магнит с отверстием, через отверстие пропущен немагнитный болт, к магниту притянуты магнитопроводы в виде шайб и одновременно одна из сторон первого уголка, вторая сторона первого уголка притянута болтом к первой стороне второго уголка, а вторая сторона второго уголка соединена с ободом ветроколеса с помощью планки и болтов.