Ветроэлектрогенератор сегментного исполнения

Ветроэлектрогенератор относится к области ветроэнергетики и может быть использован для получения электроэнергии. Технический результат, заключающийся в повышении эксплуатационных характеристик за счет использования как низкоскоростных, так и высокоскоростных ветров, обеспечивается за счет того, что в ветроэлектрогенераторе, содержащем источник магнитного поля, рабочие катушки, магнитопроводы и роторные элементы - сегменты, установленные на ветроколесах, согласно изобретению магнитопроводы выполнены в виде двух Ш-образных пластин, расположенных в двух параллельных плоскостях, и в виде двух Г-образных пластин, которые размещены перпендикулярно Ш-образным пластинам, причем каждая Г-образная пластина прикреплена к одной из боковых стоек Ш-образной пластины. 8 ил.

 

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

Известен ветроэлектрогенератор, содержащий башню с поворотными ветроколесами, устройство установки на ветер, а также роторы и статор с обмотками [1].

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

Наиболее близких к заявляемому по совокупности существенных признаков является ветроэлектрогенератор [2], содержащий башню с поворотными ветроколесами, устройство установки на ветер, роторы и статоры с обмотками, роторы выполнены в виде аэродинамических шайб, а ветроколеса связаны гибкими элементами, что позволяет осуществить последовательную работу каждого из двух колес на один статор.

Недостатком данного устройства является возможность работы с ветроколесами только одной пары, что в случае применения быстроходных колес приводит к неоправданным потерям энергии при низкопотенциальных ветрах, а в случае применения тихоходных колес приводит к их недоиспользованию при сильных ветрах, что в целом снижает эксплутационные характеристики устройства.

Технический результат, заключающийся в повышении эксплуатационных характеристик за счет использования двух пар ветроколес - горизонтальной и вертикальной - обеспечивается за счет того, что в ветроэлектрогенераторе сегментного исполнения, содержащем источник магнитного поля, рабочие катушки, магнитопроводы и роторные элементы - сегменты - установленные на ветроколесах, согласно изобретению магнитопроводы выполнены в виде двух Ш-образных пластин, расположенных в двух параллельных плоскостях, и в виде двух Г-образных пластин, которые размещены перпендикулярно Ш-образным пластинам, причем каждая Г-образная пластина прикреплена к одной из боковых стоек Ш-образной пластины.

Сущность изобретения иллюстрируется чертежами, где на фиг.1 показан общий вид спереди ветроэлектрогенератора, на фиг.2 - вид сверху, в более крупном масштабе статор генератора показан на фиг.3 - вид сбоку, на фиг.4 - вид спереди, на фиг.5 - вид сверху, на фиг.6 - вид сзади, на фиг.7 показана отдельно Ш-образная симметричная пластина магнитопровода, на фиг.8 - несимметричная Г-образная пластина.

Ветроэлектрогенератор сегментного исполнения состоит из башни 1, ветроколес, имеющих обод 2 с ферромагнитными роторными сегментными элементами 3. Ветроколеса велосипедного типа имеют спицы - лопасти 4, ветроколеса связаны гибким элементом 5 (например, цепью или зубчатым ремнем), который охватывает шкивы 6, укрепленные на ступице. В центре, между вертикально установленными ветроколесами и одновременно между горизонтально установленными ветроколесами, установлен статор 7. На башне установлено вращающееся основание 8, а гибкий элемент снабжен натяжным устройством - роликом 9 с подпружиненным рычагом 10. Вращающееся основание снабжено хвостом 11, поперечной траверсой 12, на концах которой установлены подшипниковые узлы 13.

Рассмотрим устройство статора. Его основу составляют две Ш-образные пластины 14, расположенные в двух параллельных плоскостях А и Б, две Г-образные пластины 15, которые размещены перпендикулярно плоскостям А и Б. При этом каждой из боковых стоек Ш-образной пластины прикреплена Г-образная пластина с помощью болтов 16, проходящих через отверстия 17 и 18. Центральный немагнитный болт 19, пропущенный через отверстия 20 и центральный магнит 21, стягивает всю конструкцию, в том числе и катушку 22, надетую на магнит 21.

Работа устройства. Под воздействием ветрового потока на лопасти 4 ветроколеса, а следовательно, и ободы 2 приходят во вращение. Роторные элементы 3 поочередно вступают в магнитное взаимодействие с полюсными наконечниками, и в соответствии с принципом работы индукторного генератора коммутируют магнитный поток источников поля 2 - постоянных магнитов, выполненных в виде шайб с отверстиями для центрального немагнитного болта 19.

Техническим преимуществом данного ветроэлектрогенератора является то, что за счет исполнения магнитопроводов в виде двух пространственно расположенных Ш-образных пластин удалось ввести в магнитное взаимодействие не только пару горизонтально установленных ветроколес, но и пару вертикально установленных ветроколес, что, в свою очередь, позволило практически вдвое увеличить производительность данного генератора по сравнению с прототипом.

Применение данного ветроэлектрогенератора позволяет получить стабильные эксплуатационные характеристики, заключающиеся в том, что выработка напряжений происходит при ветрах любой интенсивности, поскольку четыре быстроходных колеса работают на одну нагрузку поочередно, что обуславливает уменьшение момента трогания при сохранении всех основных показателей.

Источники информации

1. Патент РФ 2184267 - Ветрогенератор / А.М.Литвиненко, заявка №2000128442, 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.

Ветроэлектрогенератор сегментного исполнения, содержащий источник магнитного поля, рабочие катушки, магнитопроводы и роторные элементы - сегменты, установленные на ветроколесах, отличающийся тем, что магнитопроводы выполнены в виде двух Ш-образных пластин, расположенных в двух параллельных плоскостях, и в виде двух Г-образных пластин, которые размещены перпендикулярно Ш-образным пластинам, причем каждая Г-образная пластина прикреплена к одной из боковых стоек Ш-образной пластины.