ИЗОБРЕТЕНИЕ
Патент Российской Федерации RU2245458

ВЕТРОЭЛЕКТРОГЕНЕРАТОР

ВЕТРОЭЛЕКТРОГЕНЕРАТОР

Имя изобретателя: Литвиненко А.М. (RU); Полетаев М.Ю. 
Имя патентообладателя: Воронежский государственный технический университет
Адрес для переписки: 394026, г.Воронеж, Московский пр-кт, 14, ВГТУ, патентный отдел
Дата начала действия патента: 2003.06.16 

Изобретение относится области ветроэнергетики и может быть использовано для получения электроэнергии. Технический результат заключается в повышении удельной нагрузки, уменьшении пускового момента, обеспечении возможности раскрутки до номинальной скорости. Ветрогенератор содержит башню с поворотными ветроколесами, устройство установки на ветер, роторы и статоры с обмотками, роторы выполнены в виде аэродинамических шайб, представляющих собой двояковогнутые диски, закрепленные на концах лопастей, а статор содержит полюсные наконечники, торцы которых магнитно связаны с роторами. Ветроколеса установлены на валах обращенных электрических машин с системой возбуждения на статоре и индуктором на роторе, при этом обмотки индуктора подключены к выпрямителям, установленным на лопастях ветроколес, а выходы выпрямителей подключены к обмоткам возбуждения, установленным в роторных шайбах.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

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

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

Недостатком данного устройства является увеличенная масса ротора, который фактически имеет диаметр, равный диаметру самого ветроколеса, что в случае ветроколес большого диаметра практически неприемлемо.

Наиболее близким к заявленному изобретению является ветрогенератор, содержащий башню с поворотными ветроколесами, устройство установки на ветер, роторы и статоры с обмотками, роторы выполнены в виде аэродинамических шайб, представляющих собой двояковогнутые диски, закрепленные на концах лопастей, а статор содержит полюсные наконечники, торцы которых магнитно связаны с роторами [2], по совокупности существенных признаков принятый в качестве ближайшего аналога (прототипа) изобретения.

Недостатком данного устройства является преимущественно индукторное исполнение, что увеличивает массогабаритные показатели. Если же применить установку постоянных магнитов на роторе (роторных шайбах), то это ограничивает мощность установки, кроме того, при слабых ветрах возможно залипание роторной шайбы у полюсов, что увеличивает пусковой момент.

Технический результат, заключающийся в повышении удельной нагрузки и уменьшении пускового момента, обеспечении возможности раскрутки до номинальной скорости, обеспечивается за счет того, что в ветрогенераторе, содержащем башню с поворотными ветроколесами, устройство установки на ветер, роторы и статоры с обмотками, роторы выполнены в виде аэродинамических шайб, представляющих собой двояковогнутые диски, закрепленные на концах лопастей, а статор содержит полюсные наконечники, торцы которых магнитно связаны с роторами, согласно изобретению, ветроколеса установлены на валах обращенных электрических машин с системой возбуждения на статоре и индуктором на роторе, обмотки индуктора подключены к выпрямителям, установленным на лопастях ветроколес, причем выходы выпрямителей подключены к обмоткам возбуждения, установленным в роторных шайбах.

ЧЕРТЕЖ ВЕТРОЭЛЕКТРОГЕНЕРАТОРА
 

На фиг.1 изображен ветрогенератор, с находящейся напротив одной пары полюсов роторной шайбой; на фиг.2 показан ветрогенератор (вид спереди); на фиг.3 изображена электрическая схема ветрогенератора.

Ветрогенератор имеет нижний полюсный наконечник 1, катушку 2 с сердечником, верхний полюсный наконечник 3, источник магнитного поля возбуждения 20 (электромагнит). Торцы 4 полюсов 1 и 3 скошены так, чтобы обеспечить минимальный зазор между полюсами 1 и 3 и роторной шайбой 5, которая представляет собой часть сферической оболочки, за которой расположен электромагнит 19 (ЭМ), закрепленный болтом 6 вместе с роторной шайбой к концу лопасти 7.

Ветрогенератор также включает в себя башню 9 с траверсой 10, на концах которой установлены ветроколеса 12 на валах обращенных электрических машин 8, которые имеют корпус 16, постоянные магниты 15, статор 14, индуктор 13, соединительные провода 17, выпрямители 18. К траверсе 10 прикреплен руль 21.

ГЕНЕРАТОР РАБОТАЕТ СЛЕДУЮЩИМ ОБРАЗОМ

При вращении колес 12 (лопастей 7) в набегающем потоке воздуха аэродинамические пластины 5 с электромагнитом 19 наводят в катушке 2 ЭДС. Электрическая машина 8 работает следующим образом: при слабом ветре обращенные электрические машины 8 подают на выпрямители 11 слабый ток, следовательно, ЭМ 19 создает слабое магнитное поле, что уменьшает пусковой момент и позволяет ветроколесам (ВК) набрать номинальную скорость, при увеличении скорости вращения ВК увеличивается напряжение, подаваемое на ЭМ 19, и магнитное поле, создаваемое ЭМ 19, возрастает, следовательно, возрастает выработка электроэнергии.

К технико-экономическим преимуществам заявленного устройства относится возможность использования с большей единицей мощности, чем у прототипа, за счет использования двухкаскадной системы возбуждения. При этом во всех двух каскадах обеспечивается бесконтактность съема напряжения возбуждения, что повышает надежность устройства, улучшает условия эксплуатации и уменьшает пусковой момент.

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ

1.GB 2233715 А, 16.01.1991.

2. Патент РФ №2184267 - Ветрогенератор/А.М.Литвиненко, заявка №2000128442/06 от 13.11.2000, опубл. 27.06.2002, бюл. №18, МПК 7 F 03 D 9/00.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

Ветрогенератор, содержащий башню с поворотными ветроколесами, устройство установки на ветер, роторы и статоры с обмотками, роторы выполнены в виде аэродинамических шайб, представляющих собой двояковогнутые диски, закрепленные на концах лопастей, а статор содержит полюсные наконечники, торцы которых магнитно связаны с роторами, отличающийся тем, что ветроколеса установлены на валах обращенных электрических машин с системой возбуждения на статоре и индуктором на роторе, при этом обмотки индуктора подключены к выпрямителям, установленным на лопастях ветроколес, а выходы выпрямителей подключены к обмоткам возбуждения, установленным в роторных шайбах.

Версия для печати
Дата публикации 31.01.2007гг


вверх