Локомотивный ветрогенератор



Локомотивный ветрогенератор
Локомотивный ветрогенератор

Владельцы патента RU 2704384:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Оренбургский государственный университет" (RU)

Изобретение относится к ветроэнергетике. Локомотивный ветрогенератор содержит магнитоэлектрический генератор со статором и ротором, при этом ротор, выполненный в виде постоянных магнитов, закреплен на крылья ветроколеса, а статор выполнен в виде катушек с проводом, закрепленных на диске, два соединенных корпуса, причем только верхняя грань каждого корпуса выполнена с уклоном, каждый корпус разделен перегородками на три секции, в каждой секции установлены крылья ветроколеса с ротором с возможностью вращения вокруг продольной оси с размещенным на ней неподвижно диском статора, жестко закрепленной в секции, каждая поверхность секции снабжена ребрами жесткости, причем каждый корпус и крылья ветроколеса выполнены из пластика, а ветрогенератор жестко закреплен на крыше локомотива. Изобретение направлено на обеспечение стабильной выработки электроэнергии. 2 ил.

 

Изобретение относится к ветроэнергетике и альтернативным источникам энергии, может быть использовано в качестве преобразователя механической энергии воздушного потока, например, энергии ветра при использовании на локомотивах, в электрическую энергию постоянного тока, при помощи которой будет осуществляться питание всех потребителей в локомотиве и заряд аккумуляторных батарей подвижного состава.

Известен ветрогенератор (Патент РФ №2204050,опубл. 10.05.2003 Бюл. №13), содержащий магнитоэлектрический генератор со статором и ротором, закрепленным на крыльях ветроколеса, согласно изобретению, имеет корпус, выполненный в виде кольца с выполненными входным отверстием, изготовленным в виде конфузора, и выходным отверстием, изготовленным в виде диффузора, причем кривая, образующая поверхность конфузора, соответствует кривой, образующей поверхность диффузора, при этом в корпусе размещен жестко закрепленный вал с размещенными на нем крыльями ветроколеса, причем крылья установлены с возможностью вращения вокруг продольной оси вала, при этом на крыльях ветроколеса установлен ротор, выполненный в виде постоянных магнитов, а симметрично крыльям установлен статор, выполненный в виде катушек с проводом, закрепленных, например, на диске, при этом диск размещен на валу неподвижно, а между статором и ротором имеется зазор, кроме того, вал закреплен на опоре с возможностью вращения вокруг оси опоры.

Недостатком этого ветрогенератора является невозможность его использования для локомотива, а также не надежное управление им при различных штормовых ветровых потоках, что приводит к частым поломкам ветроколеса и возникновению сложностей в случаях его ремонта, монтажа, и демонтажа.

Техническим результатом изобретения является обеспечение преобразования механической энергии воздушного потока в электрическую энергию постоянного тока, при помощи которой осуществляется питание всех потребителей в локомотиве и заряд аккумуляторных батарей подвижного состава с расширением диапазона рабочих скоростей воздушного потока, при которых возможно его эффективное применение для локомотива, снижение трудоемкости изготовления, а также повышение эксплуатационной надежности.

Задача решается тем, что в локомотивном ветрогенераторе, содержащем магнитоэлектрический генератор со статором и ротором, при этом ротор, выполненный в виде постоянных магнитов, закреплен на крылья ветроколеса, а статор, выполнен в виде катушек с проводом, закрепленных на диске, содержит два соединенных корпуса, причем только верхняя грань каждого корпуса выполнена с уклоном, каждый корпус разделен перегородками на три секции, локомотивном ветрогенераторе, содержащий магнитоэлектрический генератор со статором и ротором, при этом ротор, выполненный в виде постоянных магнитов, закреплен на крылья ветроколеса, а статор, выполнен в виде катушек с проводом, закрепленных на диске, содержит два соединенных корпуса, причем только верхняя грань каждого корпуса выполнена с уклоном, каждый корпус разделен перегородками на три секции, в каждой секции установлены крылья ветроколеса с ротором с возможностью вращения вокруг продольной оси с размещенным на ней неподвижно диском статора, жестко закрепленной в секции, каждая поверхность секции снабжена ребрами жесткости, причем каждый корпус и крылья ветроколеса выполнены из пластика, а ветрогенератор жестко закреплен на крыше локомотива.

А также задача решается тем, что корпус каждого диффузора и крылья ветрогенератора выполнены из пластика.

На фиг. 1 изображен локомотивный ветрогенератор в двух проекциях, на фиг. 2 - локомотивный ветрогенератор, установленный на локомотиве.

Локомотивный ветрогенератор содержит магнитоэлектрический генератор 1 со статором 2 и ротором 3, два соединенных корпуса 4, в которых размещены жестко закрепленная продольная ось 5 с крыльями ветроколеса 6. Ветроколесо 6 установлено с возможностью вращения вокруг продольной оси 5, при этом на крыльях ветроколеса 6 установлен ротор 3, выполненный в виде постоянных магнитов, а симметрично крыльям ветроколеса 6 установлен статор 2, выполненный в виде катушек с проводом, закрепленных на диске 7, при этом диск 7 размещен на продольной оси 5 неподвижно. Каждый корпус 4 имеет верхнюю грань 8 выполненную с уклоном, а каждый корпус 4 разделен перегородками 9 на три секции 10. В каждой секции 10 установлены крылья ветроколеса 6 с ротором 3 с возможностью вращения вокруг продольной оси 5 с размещенным на ней неподвижно диском статора 2, жестко закрепленной в секции 10. Каждая поверхность секции 10 снабжена ребрами жесткости 11, причем каждый корпус 4 и крылья ветроколеса 6 выполнены из пластика, а ветрогенератор жестко закреплен на крыше локомотива.

Локомотивный ветрогенератор работает следующим образом.

Ветрогенераторы с двумя соединенными корпусами 4, жестко крепятся на крыше локомотива на расстоянии, например, 2,4 м с разных концов локомотива, что обусловлено габаритами локомотива. Всего на локомотив можно установить двенадцать ветрогенераторов, шесть с лицевой стороны локомотива навстречу потоку воздуха и шесть с обратной стороны локомотива, соединяющиеся, через ротор 3 генератора 1 с контроллером 12. При этом шесть ветрогенераторов, установленных с обратной стороны локомотива, начинают работать при движении локомотива в обратную сторону.

При движении локомотива возникает воздушный поток, который попадает в корпуса 4. Перегородки 9 корпусов 4 разделяют воздушный поток на несколько разнонаправленных струй, которые попадая на крылья ветроколеса 6, расположенное на продольной оси 5, начинают его вращать,

вращая постоянные магниты, выполняющие роль ротора 3. В статоре 2, выполненном в виде катушек, закрепленных на диске, наводится электродвижущая сила. Ротор 3 генератора 1 также начинает совершать обороты, в результате чего вырабатывается переменный и нестабильный ток, идущий на контроллер 12, преобразующий его в постоянное напряжение и заряжает аккумуляторы вагонов поезда, который везет локомотив. Аккумуляторные батареи накапливают электроэнергию, чтобы использовать ее при небольшом ветре или его отсутствии.

Ветрогенератор обеспечивает использование воздушного потока при движении подвижного состава и естественного ветра при стоянках. В связи с частой сменой направления движения локомотива происходит изменение ветровой нагрузки на ветрогенераторы. Движение локомотива в одном направлении позволяет эксплуатировать те ветрогенераторы, которые установлены навстречу ветровому потоку, а ветрогенераторы установленные, при таком движении, с обратной стороны, выполняют второстепенную, дополнительно подпитывающую сеть, роль.

Таким образом, по сравнению с прототипом, локомотивный ветрогенератор обеспечивает преобразование механической энергии воздушного потока в электрическую энергию постоянного тока, при помощи которой осуществляется питание всех потребителей в локомотиве и заряд аккумуляторных батарей подвижного состава с расширением диапазона рабочих скоростей воздушного потока, при которых возможно его эффективное применение для локомотива, снижение трудоемкости изготовления, а также повышение эксплуатационной надежности.

Локомотивный ветрогенератор, содержащий магнитоэлектрический генератор со статором и ротором, при этом ротор, выполненный в виде постоянных магнитов, закреплен на крылья ветроколеса, а статор выполнен в виде катушек с проводом, закрепленных на диске, отличающийся тем, что содержит два соединенных корпуса, причем только верхняя грань каждого корпуса выполнена с уклоном, каждый корпус разделен перегородками на три секции, в каждой секции установлены крылья ветроколеса с ротором с возможностью вращения вокруг продольной оси с размещенным на ней неподвижно диском статора, жестко закрепленной в секции, каждая поверхность секции снабжена ребрами жесткости, причем каждый корпус и крылья ветроколеса выполнены из пластика, а ветрогенератор жестко закреплен на крыше локомотива.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к электротехнике, а именно к синхронным электродвигателям с реактивным ротором. Технический результат, достигаемый при использовании настоящего изобретения, заключается в упрощении конструкции и уменьшении момента инерции ротора с повышенной скоростью вращения при питании от трехфазной сети.

Изобретение относится к электротехнике. Технический результат заключается в уменьшении нагрева деталей магнитопровода.

Изобретение относится к электротехнике. Технический результат состоит в улучшении компрессора для упрощения механической обработки и сборки.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для инициирования бортовых систем управляемого снаряда импульсным магнитоэлектрическим генератором.

Изобретение относится к области электротехники, в частности, к ротору для электрической вращающейся машины. Технический результат - достижение улучшенных вибрационных характеристик.

Изобретение относится к области электротехники. Технический результат – обеспечение простым и надежным образом предотвращения передачи крутящего момента от вала двигателя на ротор синхронной машины с возбуждением от постоянных магнитов в случае короткого замыкания обмотки.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в электромашиностроении при производстве электродвигателей. Техническим результатом является повышение энергетических характеристик: полезной мощности, механического момента, коэффициента мощности, кпд при снижении массогабаритных показателей.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в электромеханических преобразователях энергии автономных объектов. Техническим результатом является повышение кпд, энергоэффективности и минимизация тепловыделений.

Изобретение относится к электротехнике, в частности к электрическим машинам с постоянными магнитами и солнечными модулями. Технический результат – повышение эффективности работы.

Изобретение относится к электротехнике. Технический результат состоит в повышении надежности и эффективности отвода выделяемого тепла электромеханических преобразователей энергии, повышении КПД за счет предохранения постоянных магнитов ротора от теплового размагничивания.

Изобретение относится к области высотной ветроэнергетики. Аэроэнергостат содержит воздухоплавательный модуль в составе мягкой газонаполненной оболочки, подвешенный под оболочкой ветросиловой блок, воздушно-винтовые электрические авиадвигатели переменной тяги и встречного вращения, привязные тросы и трос-кабель, протянутые от модуля до причального узла, включающего наземную тумбу.

Изобретение относится к ветроэнергетическим установкам, радиально-лопастные турбины которых имеют оси вращения, совпадающие с направлением ветра, и направлено на уменьшение собственного веса воздухоплавательного модуля аэроэнергостата, обеспечение при этом высокой прочности и жесткости модуля, достаточными для подъема на высоту скоростных ветров массивного ветросилового блока большой промышленной мощности.

Изобретение относится к области ветроэнергетики. Вертикально-осевая ветротурбина содержит ветроротор с базой для лопастей и лопастями, закрепленный на вертикальном валу, оперение, покрытие нерабочей стороны ветроротора, соосное с валом и выполненное с возможностью ориентации по ветру оперением в горизонтальной плоскости, противовесы оперения и покрытия, снабжена профилированным в виде антикрыла держателем противовеса покрытия, находящимся снизу ветроротора.

Изобретение относится к устройствам для снижения уровня смога. Устройство для снижения уровня смога содержит воздушный коллектор, соединенный с воздуховодом, выполненные в виде единой конструкции, имеющей входное нижнее и выходное верхнее отверстия и установленной вертикально или наклонно на стене дома или склоне горы или на аэростатах.

Изобретение относится к водоподъемным установкам с приводом от ветродвигателя. Водоподъемная ветроустановка, содержащая ветротурбину, выполненную вертикально-осевой, при этом на оси ветротурбины жестко закреплено колесо с переменным рабочим профилем, по поверхности которого перемещается каток, размещенный на свободном конце шатуна, причем вторым концом шатун закреплен на подвижной опоре, а сам шатун, на который воздействует возвратная пружина, кинематически связан со штангой, которая нижним концом связана с плунжерным насосом, расположенным в водоносном слое.

Изобретение относится к системам автономного электроснабжения. Система автономного электроснабжения содержит ветротурбину переменной скорости вращения, фотоэлектрический преобразователь, преобразующий световую энергию в электрическую энергию постоянного тока, приводной дизель, механически связанный с аксиальным многофазным бесконтактным синхронным генератором, аккумуляторную батарею, выполненную с возможностью соединения через выпрямитель с выходом аксиального многофазного бесконтактного синхронного генератора и имеющую возможность подключения к потребителям постоянного тока и через инвертор к потребителям переменного тока, тепловой преобразователь, трехвходовую аксиальную генераторную установку, механически связанную с приводным дизелем и имеющую механический, световой и тепловой входы, и сумматор тепловой энергии с первым и вторым входами, выход которого подсоединен к тепловому входу трехвходовой аксиальной генераторной установки, при этом ветротурбина жестко связана с механическим входом трехвходовой аксиальной генераторной установки, выход фотоэлектрического преобразователя соединен со световым входом трехвходовой аксиальной генераторной установки, а выход теплового преобразователя подсоединен к первому входу сумматора тепловой энергии, при этом аккумуляторная батарея выполнена с возможностью подключения через выпрямитель к выходу трехвходовой аксиальной генераторной установки, а приводной дизель сообщен с блоком утилизации тепла, выход которого подключен ко второму входу сумматора тепловой энергии.

Изобретение относится к области энергетики. Ветроустановка для теплоснабжения производственных и бытовых объектов, содержащая башню с поворотной головкой и установленным на ней ветроколесом, горизонтальный вал которого является одновременно входным валом теплогенератора, выполненного в виде шестеренчатого насоса, имеющего всасывающий и нагнетающий трубопроводы, на последнем из которых установлено дросселирующее устройство, а также содержащая прямой и обратный трубопроводы контура циркуляции жидкости теплоприемника.

Изобретение относится к ветроэнергетике. Ветровая автоматическая двухгенераторная электростанция имеет одну турбину с сорока лопастями, установленными под углом 30° относительно вала турбины, лопасти выполнены расширенными от ступицы к ободу, к которому присоединен раструб-конфузор, который имеет возможность увеличивать скорость поступающего в турбину ветра на 30-50%, турбина снабжена ступицей, которая установлена на валу и закреплена на нем, вал турбины соединен с основным электрогенератором, выполненным с возможностью работы при силе ветра от 3 до 10 м/с, на валу находится центробежная регулируемая муфта сцепления, выполненная с возможностью включения в работу второго электрогенератора при скорости ветра выше 8-10 м/с, на валу имеется шкив тормозного останавливающего устройства, станция имеет механизм с возможностью автоматического торможения электрогенераторов при ураганах.

Изобретение относится к области энергетики. Горная автономная воздушно-тяговая установка, содержащая воздуховод, представляющий собой последовательно соединенные сегменты из труб разного диаметра, таким образом, что диаметр труб с каждым соединением постепенно уменьшается от максимального в месте забора воздуха до минимального в месте установки воздушного двигателя, при этом нижняя часть воздуховода помещена в геотермальную емкость, а входное отверстие воздуховода расположено вне геотермальной емкости, причем побудитель воздуха установлен в верхней части воздуховода и выполнен в виде нагнетателя воздуха, состоящего из лопастей, приводимых в движение потоком ветра.

Изобретение относится к области электротехники и энергетики. Устройство автономного электропитания содержит ветрогенератор, преобразователь солнечной энергии в электрическую, блок заряда аккумуляторных батарей, аккумуляторные батареи, выходы которых присоединены через инвертор напряжения и распределительное устройство к нагрузке, и узел управления, при этом дополнительно введены блок заряда суперконденсаторов и блок суперконденсаторов, при этом блок заряда суперконденсаторов подключен входом параллельно блоку заряда аккумуляторных батарей к ветрогенератору и преобразователю солнечной энергии в электрическую, а выходом соединен с входом блока суперконденсаторов, выход которого соединен с входом блока заряда аккумуляторных батарей.

Изобретение относится к области ветроэнергетики. Ветротурбина, установленная на главном горизонтальном валу, содержит аэродинамические крылья, закрепленные на штангах, и механизм изменения углов атаки α крыльев.

Изобретение относится к ветроэнергетике. Локомотивный ветрогенератор содержит магнитоэлектрический генератор со статором и ротором, при этом ротор, выполненный в виде постоянных магнитов, закреплен на крылья ветроколеса, а статор выполнен в виде катушек с проводом, закрепленных на диске, два соединенных корпуса, причем только верхняя грань каждого корпуса выполнена с уклоном, каждый корпус разделен перегородками на три секции, в каждой секции установлены крылья ветроколеса с ротором с возможностью вращения вокруг продольной оси с размещенным на ней неподвижно диском статора, жестко закрепленной в секции, каждая поверхность секции снабжена ребрами жесткости, причем каждый корпус и крылья ветроколеса выполнены из пластика, а ветрогенератор жестко закреплен на крыше локомотива. Изобретение направлено на обеспечение стабильной выработки электроэнергии. 2 ил.

Наверх