Ветроэлектрогенератор

Авторы патента:

Литвиненко Александр Михайлович (RU)

H02K16/04 - машины с одним ротором и двумя статорами

H02K1/27 - Электрические машины (измерительные приборы G01; электродинамические реле H01H 53/00; преобразование входной энергии постоянного или переменного тока в выходную энергию требуемого вида H02M 9/00; громкоговорители, микрофоны, адаптеры и подобные электромеханические преобразователи звука H04R)

F03D9/25 - Приспосабливание ветряных двигателей для особых целей; агрегатирование ветряных двигателей с приводимыми ими устройствами (при преобладании отличительных признаков приводимых устройств см. классы, к которым отнесены эти устройства)

Владельцы патента RU 2634427:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежский государственный технический университет" (RU)

Изобретение относится к области ветроэнергетики и может быть применено для выработки электроэнергии. Изобретение направлено на улучшение эксплуатационных характеристик за счет уменьшения массы, применения широко распространенных чашечных магнитопроводов. Достижение технического результата обеспечивается за счет того, что в ветроэлектрогенераторе, содержащем вал, ротор и модульный двухпакетный статор, согласно изобретению ротор выполнен в виде чередующихся источников возбуждения с чашечными магнитопроводами, установленными по периферии диска и стянутыми бандажом. 3 ил.

Изобретение относится к области ветроэнергетики и может быть применено для выработки электроэнергии.

Известен ветроэлектрогенератор [патент РФ №2383774 / Литвиненко A.M. - Ветроэлектрогенератор / Опубл. 10.03.2010, Бюл. №7, заявка 2008128748/06 от 14.07.2008, МПК F03D 1/02]. Ветроэлектрогенератор содержит роторы-ветроколеса с сегментными элементами, статорные сегментные элементы, поворотное основание с хвостом и башню. Поворотное основание снабжено вертикально ориентированными штангами с подшипниковыми узлами, причем в верхней штанге установлено быстроходное ветроколесо, в нижней штанге - тихоходное ветроколесо. Статорные сегментные элементы установлены между ветроколесами.

Недостатком является невозможность его использования с ветродвигателем вертикально-осевого типа.

Также известен ветроэлектрогенератор [патент РФ №2347105 / Литвиненко A.M., Киркаленко Е.И. - Ветроэлектрогенератор сегментного типа / Опубл. 20.02.2009, Бюл. №5, заявка 2007127750/06 от 19.07.2007, МПК F03D 9/02], который содержит неподвижное основание, поворотное основание, ветроколесо с роторными элементами, дуговой статор, хвостовой элемент, амортизирующий элемент и шарниры. Роторные элементы выполнены Ш-образной формы, а магнитопровод статорного элемента - в форме Г-образного пакета и имеет воздушный зазор с горизонтальным участком роторного элемента.

Его недостатком является невозможность использования с ветродвигателем с вертикальной осью, кроме того, применение радиальной системы возбуждения увеличивает массу и габариты.

Из всех известных аналогов наиболее близким к заявленному по совокупности существенных признаков является ветроэлектрогенератор [патент РФ №2528428 / Литвиненко A.M. - Ветроэлектрогенератор индукторного типа / Опубл. 20.09.2014, Бюл. №26, заявка №2012104104/07 от 06.02.2012, МПК F03D 9/02, H02K 1/14], который содержит вал, зубчатый ротор и модульный двухпакетный статор, причем каждый модуль пакетов статора выполнен в виде источника возбуждения, на котором симметрично установлены вертикальные стороны Г-образных ярм, на горизонтальных сторонах которых установлены сердечники с катушками. Технико-экономическим преимуществом данного ветроэлектрогенератора также является идентичность его верхнего и нижнего статоров, что увеличивает степень унификации и повышает технологичность конструкции.

Недостатком такого генератора является невозможность использования в его составе такого распространенного компонента, как магниты с чашечным магнитопроводом, а также увеличенные массогабаритные показатели.

Изобретение направленно на улучшение эксплуатационных характеристик за счет уменьшения массы.

Достижение технического результата обеспечивается за счет того, что в ветроэлектрогенераторе, содержащем вал, ротор и модульный двухпакетный статор, согласно изобретению ротор выполнен в виде диска, по периферии которого в чередующемся порядке установлены постоянные магниты, оси намагничивания которых параллельны оси вращения ротора, магниты размещены в центре чашкообразных магнитопроводов, причем одна часть комплекта магнитов ориентирована свободными полюсами к первому пакету статора, а другая часть - ко второму пакету статора.

Сущность изобретения иллюстрируется чертежами, где на фиг. 1 показан общий вид генератора с двигателем, на фиг. 2 - развертки статоров и ротора, на фиг. 3 - вид на половину ротора сверху.

Ветроэлектрогенератор содержит основание 1, нижний статор 2, ротор 3, стойки 4, верхний статор 5, ветродвигатель 6 (показан условно), вал 7. Каждый модуль пакетов статора содержит прикрепленные к основанию 8 с помощью болтов 9 П-образные магнитопроводы 10 с катушками 11. Ротор выполнен в виде диска, на периферии которого установлены чашкообразные магнитопроводы, в центре которых установлены ориентированные параллельно валу 7 постоянные магниты 12. При этом одни чашки ориентированы своим днищем 13 вниз - см. фиг. 2, ко второму нижнему пакету статора, а магниты - свободным полюсом 14 - вверх, к первому пакету статора. Магнитопроводы с магнитами установлены в чередующемся порядке так, что соседние магнитопроводы ориентированы, наоборот, днищами 15 к первому пакету статора, а свободными полюсами 16 к второму пакету статора (нижнему на фиг. 2)

Это дополнительно иллюстрирует фиг. 3, где видно, что магнитопроводы с магнитами расположены в чередующемся своей ориентацией порядке по периферии диска 17, плотно соприкасаются между собой по линиям 18 и стянуты крепежным бандажом 19.

Работа устройства. При вращении ротора магнитный поток в первый момент времени в первом (верхнем) статоре в одном модуле проходит по цепи (фиг. 2): свободный полюс 14 - воздушный зазор - магнитопровод 10 - воздушный зазор - днище 15 - магнитопроводы и линия соприкосновения 18 - постоянный магнит. В следующий момент времени свободный полюс 14 оказывается в зоне катушек 11, т.е. поток размыкается, этому способствует то, что и в зоне катушек 11 с другого края оказываются и днища 15, в результате в катушках 11 наводится ЭДС.

Преимуществом данного генератора является возможность использования сравнительно дешевых чашкообразных магнитопроводов.

Ветроэлектрогенератор, содержащий вал, ротор и модульный двухпакетный статор, отличающийся тем, что ротор выполнен в виде диска, по периферии которого в чередующемся порядке установлены постоянные магниты, оси намагничивания которых параллельны оси вращения ротора, магниты размещены в центре чашкообразных магнитопроводов, причем одна часть комплекта магнитов ориентирована свободными полюсами к первому пакету статора, а другая часть - ко второму пакету статора.

Изобретение относится к области электромашиностроения и может быть использовано в качестве электромеханического преобразователя механической энергии, подаваемой на один (механический) вход машины, и электрической энергии постоянного тока, подаваемой на другой ее вход (электрический), в суммарную электрическую энергию переменного тока с возможностью работы как отдельно от каждого источника, так и совместно.

Аксиально-радиальный бесконтактный генератор переменного тока // 2626814

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано, например, для генерирования электрической энергии. Техническим результатом является улучшение массогабаритных показателей, повышение надежности конструкции, а также упрощение способа ее изготовления.

Высокоскоростной многофазный синхронный генератор // 2599056

Изобретение относится к области энергомашиностроения, в частности к устройствам, использующимся в системах автономного электроснабжения. Технический результат - уменьшение потерь на вихревые токи и перемагничивание, механическая устойчивость на критических частотах.

Торпедный дисковый вентильный электродвигатель // 2571139

Изобретение относится к области боеприпасов. Торпедный дисковый вентильный электродвигатель содержит последовательно сочлененные дисковые вентильные электрические двигательные модули, выполненные в виде неподвижного статора с закрепленными по окружности П-образными сердечниками и роторов с магнитными вставками.

Бесподшипниковая электрическая машина // 2562448

Изобретение относится к области электромашиностроения и может быть использовано в различных установках с высокоскоростным электрическим приводом рабочего органа, в частности, в условиях вакуума.

Узел движителя с электрическим двигателем и его аэродинамический движитель // 2525838

Изобретение относится к устройствам для создания подъемной тяги и может быть использовано в летательных аппаратах. Технический результат состоит в расширении сферы применения.

Электромагнитное устройство, выполненное с вожможностью обратимой работы в качестве генератора и электродвигателя // 2516373

Изобретение относится к электротехнике. Технический результат состоит в повышении кпд устройства и обеспечении максимальной рабочей гибкости за счет регулировки и оптимизации положения статора и ротора.

Магнитоэлектрический двигатель // 2515999

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано, в частности, в гибридных автомобилях и электромобилях, электромеханических, в том числе автоматических системах управления и т.д.

Магнитоэлектрический генератор // 2515998

Изобретение относится к области электротехники, а именно к низкооборотным электрическим генераторам, и может быть использовано, в частности, в ветроэнергетических установках.

Модульное электромагнитное устройство, выполненное с возможностью обратимой работы в качестве генератора и электродвигателя // 2510559

Изобретение относится к электромагнитному устройству, выполненному с возможностью обратимой работы в качестве генератора и электродвигателя. Технический результат - обеспечение возможности регулирования и оптимизации относительно положения статора и ротора в целях получения максимального кпд и максимальной рабочей гибкости системы.

Пакет ротора погружного электродвигателя // 2633959

Изобретение относится к электротехнике, а именно к погружным электродвигателям для подъема пластовой жидкости, и касается исполнения магнитных систем роторов вентильных электродвигателей.

Электрический двигатель с низким моментом короткого замыкания, приводное устройство с несколькими двигателями и способ изготовления такого двигателя // 2630254

Изобретение относится к электрическому двигателю с низким моментом короткого замыкания, предназначенному для использования в приводном устройстве с несколькими двигателями, приводящими в движение один и тот же элемент.

Вентильно-индукторная электрическая машина // 2629753

Изобретение относится к области электротехники, а именно к электрическим машинам вентильно-индукторного типа, и может быть использовано для приводных и генераторных установок в промышленности и на транспорте.

Статор синхронного генератора и синхронный генератор // 2628100

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в синхронных генераторах ветровых установок. Техническим результатом является уменьшение излучения звука.

Электродвигатель // 2628017

Изобретение относится к электротехнике. Технический результат состоит в упрощении конструкции охлаждения.

Дисковый электрогенератор // 2627031

Изобретение относится к области электротехники, в частности к дисковым электрогенераторам. Технический результат – повышение стабильности вращения якоря.

Поверхностно-модифицированный магнитный материал // 2625926

Изобретение относится к изделиям, проявляющим магнитные свойства, с защитным коррозионно стойким покрытием, способу формирования коррозионно стойкого покрытия на изделии с магнитными свойствами и элементу электрической машины с магнитными свойствами с коррозионно стойким покрытием.

Ротор электромашины // 2624821

Изобретение относится к области электротехники. Технический результат – повышение механической прочности ротора, уменьшение дополнительных потерь и паразитных моментов, вызванных высшими гармониками магнитного поля индуктора.

Устройство турбогенератора трехфазных токов двух различных частот // 2624772

Изобретение относится к области электротехники, в частности к электрическим синхронным турбогенераторам переменного трехфазного тока с электромагнитным возбуждением, предназначенным для генерации напряжений двух различных частот.

Электрическая машина // 2624632

Настоящее изобретение относится к электрической машине, в частности к роторной герметичной электрической машине. Технический результат – повышение надёжности.

Вентильный ветрогенератор постоянного тока // 2633356

Изобретение относится к области электротехники, в частности к электромеханическим преобразователям энергии, и может быть использовано, например, в качестве преобразователя механической энергии воздушного потока (например, энергии набегающего воздушного потока при использовании на подвижных локальных объектах, энергии ветра при использовании на неподвижных локальных объектах), в электрическую энергию постоянного тока.