Статор ветроэлектрогенератора сегментного типа
Владельцы патента RU 2270361:
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежский государственный технический университет" (RU)
Изобретение относится к области ветроэнергетики. Технический результат заключается в уменьшении массы и габаритов генератора при минимизации его стоимости. Статор ветроэлектрогенератора сегментного типа содержит полюсные наконечники, магнитопровод с рабочими катушками и крепежные элементы. Полюсные наконечники статора выполнены в виде набора Г-образных пластин, причем одни внутренние Г-образные пластины контактируют с внутренней поверхностью магнитопровода с катушками, а другие внешние Г-образные пластины - с внешней поверхностью магнитопровода с катушками, а крепежные элементы выполнены в виде немагнитного кольца, установленного параллельно магнитопроводу с катушками, и немагнитных болтов, стягивающих горизонтальные участки внутренних и внешних Г-образных пластин. 4 ил.
Изобретение относится к области ветроэнергетики.
Известны ветроэлектрогенераторы [1, 2] со статорами традиционного типа.
Из всех известных аналогов наиболее близким к заявляемому по совокупности существенных признаков является статор ветроэлектрогенератора [3] сегментного типа, который выполняется на основе магнитной системы машины постоянного тока или универсальной, то есть имеет полюсные наконечники, магнитопровод с рабочими катушками и крепежные элементы.
Недостатком данного статора является то, что он приспособлен к работе только с предварительно разрезанным по диаметру индуктором, что усложняет технологию изготовления, увеличивает массу.
Изобретение направлено на уменьшение массы и габаритов генератора при минимизации его стоимости..
Это достигается тем, что полюсные наконечники статора выполнены в виде набора Г-образных пластин, причем одни - внутренние - Г-образные пластины контактируют с внутренней поверхностью магнитопровода с катушками, а другие - внешние - Г-образные пластины контактируют с внешней поверхностью магнитопровода с катушками, а крепежные элементы выполнены в виде немагнитного кольца, установленного параллельно магнитопроводу с катушками, и немагнитных болтов, стягивающих горизонтальные участки внутренних и внешних Г-образных пластин.
Достижение технического результата обусловлено тем, что в качестве базового элемента выбраны Г-образные магнитопроводы, которые широко распространены, обладают большой номенклатурой типоразмеров, а также легко могут быть изготовлены из П-образных путем отсечения одной из стоек.
Сущность изобретения иллюстрируется чертежом, 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.
Ветроэлектрогенератор сегментного исполнения состоит из башни 1, ветроколес, имеющих обод 2 с ферромагнитными постоянно намагниченными 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.
Статор (см. на фиг.3 и 4) содержит набор из следующих Г-образных пластин: длинных внутренних 14, длинных внешних 15, коротких внешних 16, коротких внутренних 17. Крепление организовано с помощью немагнитного кольца 18, которое установлено параллельно основному магнитопроводу, немагнитных болтов 19, которые проходят через отверстия, выполненные в горизонтальных участках 20 Г-образных пластин. Основной магнитопровод 21 с рабочими катушками 22, соединенными проводами 23, представляет собой стандартный статор от автомобильного генератора синхронного типа. Роторные элементы 3 намагничены на оси агрегата, т.е. полюсы находятся спереди и сзади генератора (см. фиг.1), и элементы перемыкают внутренний и внешний магнитопроводы при работе устройства.
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 соответствие с принципом работы индукторного генератора, коммутируют магнитный поток.
В результате в катушках 22 наводится э.д.с., которая предается на блок регулирования и далее в нагрузку. Фактическое выполнение Г-образных пластин в виде двух - длинного и короткого - наборов связано с тем, что на один статор работают четыре ветроколеса и их необходимо разнести в осевом направлении для более компактной компоновки и уменьшения длины вертикальных участков Г-образных магнитопроводов, при этом незначительно увеличивается длина горизонтальных участков, что практически мало влияет на массогабаритные показатели.
Технико-экономическим преимуществом данного статора является его высокая технологичность, основанная на модульной структуре Г-образных магнитопроводов. Это приводит к уменьшению массы, габаритов, при этом стоимость является минимально возможной, что важно для объектов ветроэнергетики.
Источники информации
1. А.с. СССР № 732572 /В.К.Александров и др. - Ветроагрегат, Б.И. № 17, 1980 г., F 03 D 1/30.
2. А.с. СССР № 861716 /И.П.Копылов и др. - Безредукторный ветроагрегат, Б.И. № 11, 1981 г., F 03 D 1/00.
3. Патент РФ № 2204734 /А.М.Литвиненко - Статор ветроэлектрогенератора, опубл. Б.И. № 14, от 20.05.2003, з-ка № 2001129417/06 от 31.10.2001, МКИ7 F 03 D 9/00.
Статор ветроэлектрогенератора сегментного типа, содержащий полюсные наконечники, магнитопровод с рабочими катушками и крепежные элементы, отличающийся тем, что полюсные наконечники статора выполнены в виде набора Г-образных пластин, причем одни внутренние Г-образные пластины контактируют с внутренней поверхностью магнитопровода с катушками, а другие внешние Г-образные пластины - с внешней поверхностью магнитопровода с катушками, а крепежные элементы выполнены в виде немагнитного кольца, установленного параллельно магнитопроводу с катушками, и немагнитных болтов, стягивающих горизонтальные участки внутренних и внешних Г-образных пластин.
