Автономный вентильный ветрогенератор переменного тока Российский патент 2024 года по МПК H02K19/38 H02K29/00 H02K1/06 

Изобретение относится к электротехнике, в частности к электрическим машинам переменного тока, и может быть использовано, например, для преобразования механической энергии вращения в электрическую энергию переменного тока.

Известен аксиальный бесконтактный генератор постоянного тока (патент РФ №2402858, опубликован 27.10.2012, авторы Гайтов Б.Х., Кашин Я.М. и др.), содержащий корпус, подвозбудитель, состоящий из постоянных магнитов индуктора подвозбудителя и магнитопровода с рабочей обмоткой (обмоткой якоря) подвозбудителя; возбудитель, состоящий из магнитопровода с обмоткой возбуждения возбудителя и магнитопровода с рабочей обмоткой (обмоткой якоря) возбудителя; и основной генератор, состоящий из магнитопровода с обмоткой возбуждения основного генератора и магнитопровода с рабочей обмоткой (обмоткой якоря) основного генератора, установленные на одном валу, при этом постоянные магниты индуктора подвозбудителя и магнитопроводы, в пазы которых уложены обмотки подвозбудителя, возбудителя и основного генератора, выполнены аксиальными, при этом боковые аксиальные магнитопроводы жестко установлены в корпусе, а постоянные магниты индуктора подвозбудителя и внутренний аксиальный магнитопровод жестко установлены на валу с возможностью вращения относительно боковых аксиальных магнитопроводов, при этом постоянные магниты индуктора подвозбудителя установлены с торца одного бокового аксиального магнитопровода, а внутренний аксиальный магнитопровод установлен между боковыми аксиальными магнитопроводами, внутренний аксиальный магнитопровод и боковой аксиальный магнитопровод, с торца которого установлены постоянные магниты индуктора подвозбудителя, выполнены с двумя активными торцовыми поверхностями с пазами, а другой боковой аксиальный магнитопровод выполнен с одной активной торцовой поверхностью с пазами, при этом в пазы бокового аксиального магнитопровода с двумя активными торцовыми поверхностями со стороны постоянных магнитов подвозбудителя уложена многофазная рабочая обмотка (обмотка якоря) подвозбудителя, а с противоположной стороны уложена однофазная обмотка возбуждения возбудителя, которая подключена к рабочей обмотке (обмотке якоря) подвозбудителя через многофазный двухполупериодный выпрямитель, в пазы внутреннего аксиального магнитопровода со стороны обмотки возбуждения возбудителя уложена многофазная рабочая обмотка (обмотка якоря) возбудителя, а с противоположной стороны уложена однофазная обмотка возбуждения основного генератора, которая подключена к рабочей обмотке (обмотке якоря) возбудителя через многофазный двухполупериодный выпрямитель, при этом в пазы бокового аксиального магнитопровода с одной активной торцовой поверхностью уложена многофазная рабочая обмотка (обмотка якоря) основного генератора, которая подключена к многофазному выпрямителю.

Однако недостатком известного из пат. РФ №2402858 генератора являются низкие массогабаритные показатели (большие размеры при малой массе), обусловленные большими осевыми и диаметральными размерами генератора и нерациональным использованием свободного пространства внутри его корпуса.

Большие осевые и диаметральные размеры обусловлены тем, что аксиальные постоянные магниты индуктора подвозбудителя и аксиальные магнитопроводы, в которые уложены обмотки подвозбудителя и возбудителя, имеют такие же размеры, как и аксиальные магнитопроводы основного генератора, при этом мощность подвозбудителя и возбудителя значительно ниже мощности основного генератора.

Наиболее близким к заявляемому изобретению по технической сущности и принятым авторами за прототип является бесконтактный многофазный генератор переменного тока (патент РФ №2633374, 12.10.2017 Бюл. №29, авторы Кашин Я.М., Князев А.С., Кашин А.Я., Войнов А.В.), содержащий корпус, в котором на одном валу, закрепленном в переднем и заднем подшипниковых узлах, установлены подвозбудитель, возбудитель и основной генератор, при этом корпус разделен на переднюю, заднюю и среднюю секции, передняя и средняя секции выполнены в форме усеченных конусов с различными углами раствора а и (3, а задняя секция выполнена цилиндрической, при этом внешнее основание задней секции образовано крышкой корпуса, основание средней секции совпадает с внутренним основанием задней секции, а усеченная часть средней секции совпадает с основанием передней секции, подвозбудитель состоит из аксиальных постоянных магнитов индуктора подвозбудителя и аксиального магнитопровода, выполненного с одной активной торцовой поверхностью с пазами, расположенными со стороны аксиальных постоянных магнитов индуктора подвозбудителя, в которые уложена многофазная обмотка якоря подвозбудителя, возбудитель состоит из радиального магнитопровода с однофазной обмоткой возбуждения возбудителя, подключенной к многофазной обмотке якоря подвозбудителя через первый многофазный двухполупериодный выпрямитель, и радиального магнитопровода с многофазной обмоткой якоря возбудителя, основной генератор состоит из выполненных в форме усеченного конуса магнитопровода индуктора с однофазной обмоткой возбуждения основного генератора, подключенной к многофазной обмотке якоря возбудителя через второй многофазный двухполупериодный выпрямитель, закрепленный на внутренней поверхности крышки, и магнитопровода с многофазной обмоткой якоря основного генератора, при этом аксиальные постоянные магниты индуктора подвозбудителя жестко закреплены на валу внутри усеченной части средней секции корпуса на валу посредством первого диска, магнитопровод с однофазной обмоткой возбуждения основного генератора жестко закреплен на валу посредством второго и третьего дисков, а радиальный магнитопровод с многофазной обмоткой якоря возбудителя жестко закреплен на валу посредством четвертого диска, при этом аксиальный магнитопровод с многофазной обмоткой якоря подвозбудителя жестко закреплен на внутренней усеченной части передней секции корпуса, магнитопровод с многофазной обмоткой якоря основного генератора жестко закреплен на внутренней стороне боковой поверхности средней секции корпуса, а радиальный магнитопровод с однофазной обмоткой возбуждения возбудителя жестко закреплен на внутренней боковой поверхности задней секции корпуса.

Однако, недостатком известного из пат. РФ №2633374 генератора является тяжелый тепловой режим работы его элементов, так как конструкция такого генератора не обеспечивает достаточного теплоотвода от греющихся элементов: многофазные двухполупериодные выпрямители, однофазные обмотки возбуждения возбудителя и основного генератора, многофазные обмотки якоря подвозбудителя, возбудителя и основного генератора, передний и задний подшипниковые узлы.

Перегрев многофазного двухполупериодного выпрямителя может привести к необратимому тепловому пробою его диодов. Перегрев однофазной обмотки возбуждения или многофазной обмотки якоря может привести к пробою их изоляции и как следствие к межвитковому короткому замыканию и замыканию на корпус. Перегрев переднего и заднего подшипниковых узлов приводит к повышенному износу их рабочих деталей и изменению свойств смазочного материала. Изменение свойств смазочного материала также приводит к повышенному износу рабочих деталей подшипниковых узлов и, соответственно, преждевременному выходу их из строя. Все вышеперечисленное приводит к снижению надежности известного многофазного генератора переменного тока.

Кроме того, недостатком известного из пат. РФ №2633374 генератора является невозможность использования его без внешнего источника механической энергии, то есть принятый за прототип генератор не может работать автономно.

Задачей изобретения является усовершенствование генератора с целью улучшения его эксплуатационно-технических характеристик.

Технический результат заявленного изобретения - повышение надежности генератора путем уменьшения вероятности перегрева генератора за счет облегчения теплового режима работы его элементов, а также обеспечение автономности работы его привода за счет установки на корпусе лопастей для создания вращающего момента.

Технический результат достигается тем, что в автономном вентильном ветрогенераторе переменного тока, содержащем корпус, в котором установлены подвозбудитель, возбудитель и основной генератор, при этом корпус разделен на переднюю, заднюю и среднюю секции, передняя и средняя секции выполнены в форме усеченных конусов с различными углами раствора α и β а задняя секция выполнена цилиндрической, при этом внешнее основание задней секции образовано крышкой корпуса, основание средней секции совпадает с внутренним основанием задней секции, а усеченная часть средней секции совпадает с основанием передней секции, подвозбудитель состоит из аксиальных постоянных магнитов индуктора подвозбудителя и аксиального магнитопровода, выполненного с одной активной торцовой поверхностью с пазами, расположенными со стороны аксиальных постоянных магнитов индуктора подвозбудителя, в которые уложена многофазная обмотка якоря подвозбудителя, возбудитель состоит из радиального магнитопровода с однофазной обмоткой возбуждения возбудителя, подключенной к многофазной обмотке якоря подвозбудителя через первый многофазный двухполупериодный выпрямитель, и радиального магнитопровода с многофазной обмоткой якоря возбудителя, основной генератор состоит из выполненных в форме усеченного конуса магнитопровода индуктора с однофазной обмоткой возбуждения основного генератора, подключенной к многофазной обмотке якоря возбудителя через второй многофазный двухполупериодный выпрямитель, закрепленный на внутренней поверхности крышки, и магнитопровода с многофазной обмоткой якоря основного генератора, при этом корпус устанавливают с возможностью вращения посредством переднего и заднего подшипниковых узлов, внутренние кольца которых устанавливают с натягом на неподвижной оси, наружное кольцо переднего подшипникового узла укладывают в посадочное отверстие в центре передней части корпуса, а наружное кольцо заднего подшипникового узла укладывают в посадочное отверстие в центральной части крышки корпуса, при этом неподвижную ось разделяют на переднюю и заднюю части буртиком и запрессовывают в отверстие, выполненное в центре неподвижной платформы, которую жестко закрепляют на штанге-держателе, на внешней стороне боковой поверхности средней секции корпуса жестко закрепляют лопатки изогнутой формы, а на внешней стороне передней секции корпуса жестко закрепляют обтекатель, при этом аксиальные постоянные магниты индуктора подвозбудителя жестко закрепляют на внутренней стороне крышки, аксиальный магнитопровод якоря подвозбудителя с многофазной обмоткой якоря подвозбудителя и радиальный магнитопровод индуктора возбудителя с однофазной обмоткой возбуждения возбудителя жестко закрепляют на неподвижной оси посредством первого диска, радиальный магнитопровод якоря возбудителя с многофазной обмоткой якоря возбудителя жестко закрепляют на внутренней боковой поверхности задней секции корпуса соосно с аксиальным магнитопроводом якоря подвозбудителя и радиальным магнитопроводом индуктора возбудителя, а их общей осью симметрии является ось симметрии неподвижной оси, магнитопровод индуктора основного генератора с однофазной обмоткой возбуждения основного генератора жестко закрепляют на внутренней стороне боковой поверхности средней секции корпуса, магнитопровод якоря основного генератора с многофазной обмоткой якоря основного генератора жестко закрепляют на неподвижной оси посредством второго диска и конической ступицы, закрепленной от перемещения в осевом направлении стопорным кольцом, при этом на передней части неподвижной оси устанавливают гидронасос системы жидкостного охлаждения, закрепленный от перемещения в осевом направлении буртиком и состоящий из корпуса с полостью, восьми поршней с полостями, пружинами, камерами всасывания и камерами нагнетания, клапанами всасывания и клапанами нагнетания, внутреннюю часть передней секции корпуса выполняют в форме наклонной площадки с входными полостями, соединенными с выходными полостями, выполненными в задней части корпуса, огибающими внешнюю часть корпуса трубопроводами охлаждения, а между внутренней стороной боковой поверхности средней секции корпуса и магнитопроводом индуктора основного генератора прокладывают первые дренажные трубки, между внутренней стороной боковой поверхности задней секции корпуса и радиальным магнитопроводом якоря возбудителя прокладывают вторые дренажные трубки, переднюю часть каждой камеры нагнетания соединяют со своей первой форсункой, а заднюю часть каждой камеры нагнетания соединяют через свой аксиальный трубопровод, свой первый тройник со своей второй форсункой и одним концом своего радиального трубопровода, который другим концом соединяют посредством своего второго тройника со своими третьей и четвертой форсунками.

Предлагаемое изобретение, выполняя, как и прототип, функцию преобразования механической энергии вращения в электрическую энергию, позволяет облегчить тепловой режим работы его элементов, а также обеспечить автономность привода генератора без использования дополнительного источника механической энергии.

Облегчение теплового режима работы элементов генератора достигается путем установки внутри его корпуса жидкостной системы охлаждения с обеспечением теплоотвода в окружающую атмосферу. Для этого:

- на передней части неподвижной оси устанавливают гидронасос системы жидкостного охлаждения, закрепленный от перемещения в осевом направлении буртиком и состоящий из корпуса с полостью, восьми поршней с полостями, пружинами, камерами всасывания и камерами нагнетания, клапанами всасывания и клапанами нагнетания;

- внутреннюю часть передней секции корпуса выполняют в форме наклонной площадки с входными полостями, соединенными с выходными полостями, выполненными в задней части корпуса, огибающими внешнюю часть корпуса трубопроводами охлаждения,

- между внутренней стороной боковой поверхности средней секции корпуса и магнитопроводом индуктора основного генератора прокладывают первые дренажные трубки, между внутренней стороной боковой поверхности задней секции корпуса и радиальным магнитопроводом якоря возбудителя прокладывают вторые дренажные трубки,

- переднюю часть каждой камеры нагнетания соединяют со своей первой форсункой 16, а заднюю часть каждой камеры нагнетания соединяют через свой аксиальный трубопровод, свой первый тройник со своей второй форсункой и одним концом своего радиального трубопровода, который другим концом соединяют посредством своего второго тройника со своими третьей и четвертой форсунками.

Автономность привода генератора достигается за счет использования корпуса генератора в качестве внешнего ротора с закрепленными на нем лопатками. Для этого корпус устанавливают с возможностью вращения посредством переднего и заднего подшипниковых узлов, внутренние кольца которых устанавливают с натягом на неподвижной оси, наружное кольцо переднего подшипникового узла укладывают в посадочное отверстие в центре передней части корпуса, а наружное кольцо заднего подшипникового узла укладывают в посадочное отверстие в центральной части крышки корпуса. При этом неподвижную ось разделяют на переднюю и заднюю части буртиком и запрессовывают в отверстие, выполненное в центре неподвижной платформы, которую жестко закрепляют на штанге-держателе. При этом на внешней стороне боковой поверхности средней секции корпуса жестко закрепляют лопатки изогнутой формы, а на внешней стороне передней секции корпуса жестко закрепляют обтекатель.

Кроме того, повышение надежности генератора обеспечивается тем, что механическая энергия вращения подается в генератор без вращающегося вала, а выходное напряжение снимается без щеточно-коллекторного узла при наличии вращающегося корпуса. Это достигается тем, что:

- аксиальные постоянные магниты индуктора подвозбудителя жестко закрепляют на внутренней стороне крышки корпуса;

- аксиальный магнитопровод якоря подвозбудителя с многофазной обмоткой якоря подвозбудителя и радиальный магнитопровод индуктора возбудителя с однофазной обмоткой возбуждения возбудителя жестко закрепляют на неподвижной оси посредством первого диска;

- радиальный магнитопровод якоря возбудителя с многофазной обмоткой якоря возбудителя жестко закрепляют на внутренней боковой поверхности задней секции корпуса соосно с аксиальным магнитопроводом якоря подвозбудителя и радиальным магнитопроводом индуктора возбудителя, а их общей осью симметрии является ось симметрии неподвижной оси;

- магнитопровод индуктора основного генератора с однофазной обмоткой возбуждения основного генератора жестко закрепляют на внутренней стороне боковой поверхности средней секции корпуса;

- магнитопровод якоря основного генератора с многофазной обмоткой якоря основного генератора жестко закрепляют на неподвижной оси посредством второго диска и конической ступицы, закрепленной от перемещения в осевом направлении стопорным кольцом.

На фиг.1 представлен общий вид предлагаемого автономного вентильного генератора переменного тока в разрезе, на фиг.2 - его электрическая схема.

Автономный вентильный ветрогенератор переменного тока содержит корпус 2, в котором установлены подвозбудитель, возбудитель и основной генератор, при этом корпус 2 разделен на переднюю, заднюю и среднюю секции, передняя и средняя секции выполнены в форме усеченных конусов с различными углами раствора α и β, а задняя секция выполнена цилиндрической, при этом внешнее основание задней секции образовано крышкой 47 корпуса 2, основание средней секции совпадает с внутренним основанием задней секции, а усеченная часть средней секции совпадает с основанием передней секции.

Подвозбудитель состоит из аксиальных постоянных магнитов 37 индуктора подвозбудителя и аксиального магнитопровода 36, выполненного с одной активной торцовой поверхностью с пазами, расположенными со стороны аксиальных постоянных магнитов 37 индуктора подвозбудителя, в которые уложена многофазная обмотка 35 якоря подвозбудителя.

Возбудитель состоит из радиального магнитопровода 31 с однофазной обмоткой 30 возбуждения возбудителя, подключенной к многофазной обмотке 35 якоря подвозбудителя через первый многофазный двухполупериодный выпрямитель 33, и радиального магнитопровода 28 с многофазной обмоткой 29 якоря возбудителя.

Основной генератор состоит из выполненных в форме усеченного конуса магнитопровода 22 индуктора с однофазной обмоткой 24 возбуждения основного генератора, подключенной к многофазной обмотке 29 якоря возбудителя через второй многофазный двухполупериодный выпрямитель 34, закрепленный на внутренней поверхности крышки 47, и магнитопровода 23 с многофазной обмоткой 25 якоря основного генератора.

Корпус 2 установлен с возможностью вращения посредством переднего 9 и заднего 38 подшипниковых узлов, внутренние кольца которых установлены с натягом на неподвижной оси 10. Наружное кольцо переднего подшипникового узла 9 уложено в посадочное отверстие в центре передней части корпуса 2. Наружное кольцо заднего подшипникового узла 38 уложено в посадочное отверстие в центральной части крышки 47 корпуса 2.

Неподвижная ось 10 разделена на переднюю и заднюю части буртиком и запрессована в отверстие, выполненное в центре неподвижной платформы 40, которая жестко закреплена на штанге-держателе 39.

На внешней стороне боковой поверхности средней секции корпуса 2 жестко закреплены лопатки 1 изогнутой формы, а на внешней стороне передней секции корпуса 2 жестко закреплен обтекатель 8.

Аксиальные постоянные магниты 37 индуктора подвозбудителя жестко закреплены на внутренней стороне крышки 47.

Аксиальный магнитопровод 36 якоря подвозбудителя с многофазной обмоткой 35 якоря подвозбудителя и радиальный магнитопровод 31 индуктора возбудителя с однофазной обмоткой возбуждения возбудителя 30 жестко закреплены на неподвижной оси 10 посредством первого диска 32.

Радиальный магнитопровод 28 якоря возбудителя с многофазной обмоткой 29 якоря возбудителя жестко закреплен на внутренней боковой поверхности задней секции корпуса соосно с аксиальным магнитопроводом 36 якоря подвозбудителя и радиальным магнитопроводом 31 индуктора возбудителя, а их общей осью симметрии является ось симметрии неподвижной оси 10.

Магнитопровод 22 индуктора основного генератора с однофазной обмоткой 24 возбуждения основного генератора жестко закреплен на внутренней стороне боковой поверхности средней секции корпуса 2.

Магнитопровод 23 якоря основного генератора с многофазной обмоткой 25 якоря основного генератора жестко закреплен на неподвижной оси 10 посредством второго диска 20 и конической ступицы 3, закрепленной от перемещения в осевом направлении стопорным кольцом 48.

На передней части неподвижной оси 10 установлен гидронасос системы жидкостного охлаждения, закрепленный от перемещения в осевом направлении буртиком и состоящий из корпуса 4 с полостью 5, восьми поршней 6 с полостями 7, пружинами 15, камерами всасывания 14 и камерами нагнетания 18, клапанами всасывания 12 и клапанами нагнетания 17.

Внутренняя часть передней секции корпуса 2 выполнена в форме наклонной площадки с входными полостями 11, соединенными с выходными полостями 27, выполненными в задней части корпуса 2, огибающими внешнюю часть корпуса 2 трубопроводами 13 охлаждения.

Между внутренней стороной боковой поверхности средней секции корпуса 2 и магнитопроводом 22 индуктора основного генератора проложены первые дренажные трубки 21, между внутренней стороной боковой поверхности задней секции корпуса 2 и радиальным магнитопроводом 28 якоря возбудителя проложены вторые дренажные трубки 26.

Передняя часть каждой камеры нагнетания 18 соединена со своей первой форсункой 16, а задняя часть каждой камеры нагнетания 18 соединена через свой аксиальный трубопровод 19, свой первый тройник 41 со своей второй форсункой 42 и одним концом своего радиального трубопровода 43, который другим концом соединен посредством своего второго тройника 45 со своими третьей 44 и четвертой 46 форсунками.

Автономный вентильный ветрогенератор переменного тока (АВВПТ) работает следующим образом. При движении АВВПТ в набегающем воздушном потоке обтекатель 8 направляет воздушный поток на внешнюю поверхность корпуса 2 ветрогенератора, установленного на неподвижной оси 10 с возможностью вращения посредством переднего 9 и заднего 38 подшипниковых узлов, который воздействует на лопатки 1 изогнутой формы, жестко закрепленные на внешней стороне боковой поверхности средней секции корпуса 2 ветрогенератора, и приводит этот корпус во вращение.

При вращении корпуса 2 с жестко закрепленными на внутренней стороне крышки 47 аксиальными постоянными магнитами 37 индуктора подвозбудителя (фиг.1, 2), жестко закрепленным на внутренней боковой поверхности задней секции корпуса 2 радиальным магнитопроводом 28 якоря возбудителя с многофазной обмоткой 29 якоря возбудителя, жестко закрепленным на внутренней стороне боковой поверхности средней секции корпуса 2 магнитопроводом 22 индуктора основного генератора с однофазной обмоткой 24 возбуждения основного генератора, магнитный поток аксиальных постоянных магнитов 37 индуктора подвозбудителя взаимодействует с многофазной обмоткой 35 якоря подвозбудителя, уложенной в пазы выполненного с одной активной торцовой поверхностью аксиального магнитопровода 36. В результате этого взаимодействия в многофазной обмотке 35 якоря подвозбудителя наводится многофазная ЭДС, которая выпрямляется первым многофазным двухполупериодным выпрямителем 33 и подается в однофазную обмотку 30 возбуждения возбудителя, уложенную в пазы радиального магнитопровода 31 индуктора возбудителя, жестко закрепленного посредством первого диска 32 на неподвижной оси 10, запрессованной в отверстие, выполненное в центре неподвижной платформы 40, жестко закрепленной на штанге-держателе 39.

Под действием этой ЭДС в однофазной обмотке 30 возбуждения возбудителя протекает электрический ток, который создает вокруг однофазной обмотки 30 возбуждения возбудителя магнитный поток возбуждения возбудителя. Этот магнитный поток при вращении корпуса 2 взаимодействует с многофазной обмоткой 29 якоря возбудителя, уложенной в пазы радиального магнитопровода 28.

В результате этого взаимодействия в многофазной обмотке 29 якоря возбудителя наводится многофазная ЭДС, которая выпрямляется закрепленным на внутренней поверхности крышки 47 вторым многофазным двухполупериодным выпрямителем 34 и подается в однофазную обмотку 24 возбуждения основного генератора (фиг.1, 2), уложенную в пазы выполненного в форме усеченного конуса магнитопровода 22 индуктора основного генератора. Под действием этой ЭДС в однофазной обмотке 24 возбуждения основного генератора протекает электрический ток, который создает вокруг однофазной обмотки 24 возбуждения основного генератора магнитный поток возбуждения основного генератора. Этот магнитный поток при вращении корпуса 2 взаимодействует с многофазной обмоткой 25 якоря основного генератора, уложенной в пазы выполненного в форме усеченного конуса магнитопровода 23 якоря основного генератора, жестко закрепленного на неподвижной оси 10 посредством второго диска 20 и конической ступицы 3, закрепленной от перемещения в осевом направлении стопорным кольцом 48. В результате этого взаимодействия в многофазной обмотке 25 якоря основного генератора наводится многофазная система ЭДС, которая подается в сеть (фиг.2).

Охлаждение внутренних элементов автономного вентильного ветрогенератора переменного тока осуществляется следующим образом.

Охлаждающая жидкость, находящаяся в полости 5 корпуса 4 гидронасоса попадает на передний подшипниковый узел 9 и охлаждает его (фиг.1).

Восемь поршней 6 гидронасоса, расположенные вокруг неподвижной оси 10, своей передней частью упираются во внутреннюю часть передней секции корпуса 2, выполненную в форме наклонной площадки, а своей задней частью поджаты пружинами 15 (фиг.1).

В связи с тем, что площадка передней секции корпуса 2 имеет наклон, поршни 6 выдвинуты на разную длину. При вращении корпуса 2 наклонная площадка поворачивается. В результате этого каждый из поршней 6 совершает возвратно-поступательное движение. За один оборот корпуса 2 вокруг своей оси каждый поршень совершает одно возвратно-поступательное колебание. Фаза колебаний каждого поршня 6 сдвинута относительно соседних поршней на 1/8.

Фаза колебания 0° каждого поршня 6 соответствует максимальному выходу поршня 6 (его пружина 15 максимально растянута), фаза 180° соответствует минимальному выходу поршня 6 (его пружина 15 максимально сжата).

В фазе 0° полость 7 поршня 6 соединена с полостью 5 гидронасоса, клапан 12 всасывания открыт (фиг.1). При этом охлаждающая жидкость поступает из полости 5 корпуса 4 гидронасоса в камеру всасывания 14 и заполняет ее. После изменения фазы колебания поршня 6 подача охлаждающей жидкости прекращается, наклонная площадка внутренней части передней секции корпуса 2 давит на поршень 6, пружина 15 сжимается, поршень 6 перемещается к задней части корпуса 4 гидронасоса. При этом в камере всасывания 14 повышается давление, под действием которого открывается клапан нагнетания 17, и охлаждающая жидкость выдавливается поршнем 6 в камеру нагнетания 18. Этот процесс продолжается до достижения поршнем 6 крайнего заднего положения при фазе колебания 180°, в которой в камере нагнетания 18 создается максимальное давление. Из камеры нагнетания 18 при таком движении поршня охлаждающая жидкость перетекает к своей первой форсунке 16, а также через свой аксиальный трубопровод 19, первый тройник 41 к своей второй форсунке 42 и далее через свой радиальный трубопровод 43, свой второй тройник 45 к своим третьей 44 и четвертой 46 форсункам.

Через первые форсунки 16 охлаждающая жидкость распыляется на лобовые части однофазной обмотки 24 возбуждения основного генератора и многофазной обмотки 25 якоря основного генератора и охлаждает их. Через вторые форсунки 42 охлаждающая жидкость распыляется на лобовые части многофазной обмотки 35 якоря подвозбудителя, аксиальные постоянные магниты 37 индуктора подвозбудителя и задний подшипниковый узел 38 и охлаждает их. Через третьи форсунки 44 охлаждающая жидкость распыляется на лобовые части многофазной обмотки 35 якоря подвозбудителя, диоды первого 33 и второго 34 многофазных двухполупериодных выпрямителей и охлаждает их. Через четвертые форсунки 46 охлаждающая жидкость распыляется на лобовые части однофазной обмотки 24 возбуждения основного генератора и многофазной обмотки 25 якоря основного генератора, многофазной обмотки 29 якоря возбудителя, однофазной обмотки 30 возбуждения возбудителя и охлаждает их.

Охлаждающая жидкость, попадая на горячие части перечисленных выше элементов АВВПТ, отбирает у них тепло, облегчая тепловой режим их работы, и при этом нагревается. Под действием центробежной силы распыленная охлаждающая жидкость перетекает по внутренней поверхности корпуса 2 от передней к средней секции через первые дренажные трубки 21, а далее от средней секции к задней секции через вторые дренажные трубки 26, попадая через выходные полости 27 в трубопроводы 13 охлаждения. Через трубопроводы 13 охлаждения охлаждающая жидкость поступает во входные полости 11 наклонной площадки передней секции корпуса 2 и из них в полости 5 корпуса 4 гидронасоса. Перетеканию охлаждающей жидкости по трубопроводам 13 охлаждения способствует понижение давления в полости 5 корпуса 4 гидронасоса при колебательном движении каждого из восьми поршней 6. Во время протекания нагретой охлаждающей жидкости через трубопроводы 13 охлаждения ее тепло передается на внешнюю поверхность трубок и далее отбирается воздухом из атмосферы, обеспечивая понижение температуры охлаждающей жидкости для более эффективного охлаждения нагретых элементов АВВПТ во время его дальнейшей работы.

Изобретение относится к электротехнике, в частности к электрическим машинам переменного тока, и может быть использовано, например, для преобразования механической энергии вращения в электрическую энергию переменного тока. Технический результат заключается в повышении надежности генератора путем уменьшения вероятности перегрева генератора за счет облегчения теплового режима работы его элементов, а также обеспечении автономности работы его привода за счет установки на корпусе лопастей для создания вращающего момента. Автономный вентильный ветрогенератор переменного тока содержит корпус, в котором установлены подвозбудитель, возбудитель и основной генератор. Корпус установлен с возможностью вращения посредством переднего и заднего подшипниковых узлов. Аксиальный магнитопровод якоря подвозбудителя с многофазной обмоткой якоря подвозбудителя и радиальный магнитопровод индуктора возбудителя с однофазной обмоткой возбуждения возбудителя жестко закреплены на неподвижной оси посредством первого диска. Радиальный магнитопровод якоря возбудителя с многофазной обмоткой якоря возбудителя жестко закреплен на внутренней боковой поверхности задней секции корпуса соосно с аксиальным магнитопроводом, якорем подвозбудителя и радиальным магнитопроводом, индуктором возбудителя, а их общей осью симметрии является ось симметрии неподвижной оси. Магнитопровод индуктора основного генератора с однофазной обмоткой возбуждения основного генератора жестко закреплен на внутренней стороне боковой поверхности средней секции корпуса, магнитопровод якоря основного генератора с многофазной обмоткой якоря основного генератора жестко закреплен на неподвижной оси посредством второго диска и конической ступицы, закрепленной от перемещения в осевом направлении стопорным кольцом. На передней части неподвижной оси установлен гидронасос системы жидкостного охлаждения, закрепленный от перемещения в осевом направлении буртиком и состоящий из корпуса с полостью, восьми поршней с полостями, пружинами, камерами всасывания и камерами нагнетания, клапанами всасывания и клапанами нагнетания. Между внутренней стороной боковой поверхности средней секции корпуса и магнитопроводом индуктора основного генератора проложены первые дренажные трубки. Между внутренней стороной боковой поверхности задней секции корпуса и радиальным магнитопроводом якоря возбудителя проложены вторые дренажные трубки. Передняя часть каждой камеры нагнетания соединена со своей первой форсункой, а задняя часть каждой камеры нагнетания соединена через свой аксиальный трубопровод, свой первый тройник со своей второй форсункой и одним концом своего радиального трубопровода, который другим концом соединен посредством своего второго тройника со своими третьей и четвертой форсунками. 2 ил.

Автономный вентильный ветрогенератор переменного тока, содержащий корпус, в котором установлены подвозбудитель, возбудитель и основной генератор, при этом корпус разделен на переднюю, заднюю и среднюю секции, передняя и средняя секции выполнены в форме усеченных конусов с различными углами раствора α и β, а задняя секция выполнена цилиндрической, при этом внешнее основание задней секции образовано крышкой корпуса, основание средней секции совпадает с внутренним основанием задней секции, а усеченная часть средней секции совпадает с основанием передней секции, подвозбудитель состоит из аксиальных постоянных магнитов индуктора подвозбудителя и аксиального магнитопровода, выполненного с одной активной торцовой поверхностью с пазами, расположенными со стороны аксиальных постоянных магнитов индуктора подвозбудителя, в которые уложена многофазная обмотка якоря подвозбудителя, возбудитель состоит из радиального магнитопровода с однофазной обмоткой возбуждения возбудителя, подключенной к многофазной обмотке якоря подвозбудителя через первый многофазный двухполупериодный выпрямитель, и радиального магнитопровода с многофазной обмоткой якоря возбудителя, основной генератор состоит из выполненных в форме усеченного конуса магнитопровода индуктора с однофазной обмоткой возбуждения основного генератора, подключенной к многофазной обмотке якоря возбудителя через второй многофазный двухполупериодный выпрямитель, закрепленный на внутренней поверхности крышки, и магнитопровода с многофазной обмоткой якоря основного генератора, отличающийся тем, что корпус установлен с возможностью вращения посредством переднего и заднего подшипниковых узлов, внутренние кольца которых установлены с натягом на неподвижной оси, наружное кольцо переднего подшипникового узла уложено в посадочное отверстие в центре передней части корпуса, а наружное кольцо заднего подшипникового узла уложено в посадочное отверстие в центральной части крышки корпуса, при этом неподвижная ось разделена на переднюю и заднюю части буртиком и запрессована в отверстие, выполненное в центре неподвижной платформы, которая жестко закреплена на штанге-держателе, на внешней стороне боковой поверхности средней секции корпуса жестко закреплены лопатки изогнутой формы, а на внешней стороне передней секции корпуса жестко закреплен обтекатель, при этом аксиальные постоянные магниты индуктора подвозбудителя жестко закреплены на внутренней стороне крышки, аксиальный магнитопровод якоря подвозбудителя с многофазной обмоткой якоря подвозбудителя и радиальный магнитопровод индуктора возбудителя с однофазной обмоткой возбуждения возбудителя жестко закреплены на неподвижной оси посредством первого диска, радиальный магнитопровод якоря возбудителя с многофазной обмоткой якоря возбудителя жестко закреплен на внутренней боковой поверхности задней секции корпуса соосно с аксиальным магнитопроводом, якорем подвозбудителя и радиальным магнитопроводом, индуктором возбудителя, а их общей осью симметрии является ось симметрии неподвижной оси, магнитопровод индуктора основного генератора с однофазной обмоткой возбуждения основного генератора жестко закреплен на внутренней стороне боковой поверхности средней секции корпуса, магнитопровод якоря основного генератора с многофазной обмоткой якоря основного генератора жестко закреплен на неподвижной оси посредством второго диска и конической ступицы, закрепленной от перемещения в осевом направлении стопорным кольцом, при этом на передней части неподвижной оси установлен гидронасос системы жидкостного охлаждения, закрепленный от перемещения в осевом направлении буртиком и состоящий из корпуса с полостью, восьми поршней с полостями, пружинами, камерами всасывания и камерами нагнетания, клапанами всасывания и клапанами нагнетания, внутренняя часть передней секции корпуса выполнена в форме наклонной площадки с входными полостями, соединенными с выходными полостями, выполненными в задней части корпуса, огибающими внешнюю часть корпуса трубопроводами охлаждения, а между внутренней стороной боковой поверхности средней секции корпуса и магнитопроводом индуктора основного генератора проложены первые дренажные трубки, между внутренней стороной боковой поверхности задней секции корпуса и радиальным магнитопроводом якоря возбудителя проложены вторые дренажные трубки, передняя часть каждой камеры нагнетания соединена со своей первой форсункой, а задняя часть каждой камеры нагнетания соединена через свой аксиальный трубопровод, свой первый тройник со своей второй форсункой и одним концом своего радиального трубопровода, который другим концом соединен посредством своего второго тройника со своими третьей и четвертой форсунками.