ИЗОБРЕТЕНИЕ
Патент Российской Федерации RU2261366

БЕЗРЕДУКТОРНЫЙ ВЕТРОАГРЕГАТ

БЕЗРЕДУКТОРНЫЙ ВЕТРОАГРЕГАТ

Имя изобретателя: Литвиненко А.М. 
Имя патентообладателя: Воронежский государственный технический университет
Адрес для переписки: 394026, г.Воронеж, Московский пр-кт, 14, ВГТУ, патентный отдел
Дата начала действия патента: 2004.02.25 

Изобретение относится к области ветроэнергетики и может быть применено для выработки электроэнергии. Технический результат заключается в уменьшении пускового момента при сохранении мощности ветроагрегата. Безредукторный ветроагрегат содержит башню с поворотным основанием, на основании установлен сегментный статорный элемент, хвост, ветроколесо с лопастями и сегментными роторными элементами. Роторные и статорные сегментные элементы выполнены в виде двух секций, причем между сегментными элементами ротора установлен немагнитный сегментный элемент.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Изобретение относится к области ветроэнергетики и может быть применено для выработки электроэнергии. Известен ветроагрегат [1], который содержит поворотное ветроколесо, магнитную систему с обмотками, в зазоре которой перемещается ротор, причем магнитная система расположена на основании, размещенном в зоне нижнего положения лопастей, а лопасти снабжены ферромагнитными зубчатыми пластинами, составляющими ротор, ротор, таким образом, охватывает концы лопастей, пластины проходят через воздушный зазор магнитной системы.

Из известных аналогов наиболее близких к заявляемому по совокупности существенных признаков является ветроагрегат [2], содержащий башню с поворотным основанием, на основании установлены сегментный статор, хвост, вращающиеся ветроколеса с валами, с лопастями и с сегментными элементами, при этом сегментные элементы снабжены двумя вращательными парами, причем первая вращательная пара каждого элемента установлена на торце лопасти, а вторая пара - на дополнительном стержне, а последний расположен в продольном канале лопасти и закреплен на валу, а между сегментным элементом и лопастью установлена замыкающая пружина.

Недостатком данного устройства является увеличенный пусковой момент, который обусловлен радиальными силами притяжения роторного элемента к статорному.

Изобретение направлено на уменьшение пускового момента при сохранении мощности.

Это достигается тем, что роторные и статорные сегментные элементы выполнены в виде двух секций, причем между сегментными элементами ротора установлен немагнитный сегментный элемент.

Достижение технического результата обусловлено тем, что статорные и роторные сегментные элементы вступают в магнитный контакт не одновременно, а поочередно.

БЕЗРЕДУКТОРНЫЙ ВЕТРОАГРЕГАТ
 

Сущность изобретения иллюстрируется чертежами, где на фиг.1 показан ветроагрегат, вид сбоку, на фиг.2 показаны роторные и статорные сегментные элементы в начале магнитного контакта, на фиг.3 - в продолжении магнитного контакта, на фиг.4 - в завершении магнитного контакта.

Безредукторный ветроагрегат включает в себя башню 1 с опорным подшипником 2, статорный сегментный элемент 3, установленный на поворотном основании, роторный сегментный элемент 4, лопасть 5, штангу 6, подшипник ветроколеса 7, поворотную головку 8, хвост 9, подшипник поворотной головки 10. Каждый статорный сегментный элемент включает в себя в простейшем случае обмотку возбуждения 11, П-образную магнитную систему 12, силовую обмотку 13. Каждый из роторных элементов представляет из себя ферромагнитные пластины 14, которые прикреплены к немагнитному сегментному элементу 15, который представляет из себя, например, деталь, выполненную из пластических масс.

Ветроагрегат работает следующим образом. Под воздействием ветрового потока лопасти 5 ветроколеса приходят во вращение. При этом ферромагнитные пластины 14 роторных сегментных элементов 4 пересекают воздушный зазор между полюсами магнитопроводов 12 статорных элементов 3, в результате чего изменение магнитного потока, который возбуждается обмоткой возбуждения 11, воспринимается силовой обмоткой 13 и передается в сеть или на зарядку аккумуляторной батареи, то есть воспроизводится рабочий процесс индукторного генератора.

Уменьшение пускового момента достигается тем, что в начале рабочего процесса в магнитное взаимодействие вступает левая пластина 14 и левый магнитопровод 12 - см. фиг.2. Далее при перемещении роторного сегментного элемента по часовой стрелке - см. фиг.3 - наступает такое состояние, при котором и правая, и левая магнитные цепи разомкнуты, следовательно, момент минимален. Далее элементы приходят в позицию, показанную на фиг.4, когда левый элемент выключен, то есть магнитная цепь магнитопровода 12 разомкнута, и он не создает момента, а момент создается правым магнитопроводом и пластиной 14, которая образует замкнутую магнитную цепь.

Таким образом, пусковой момент уменьшается в два раза по сравнению с тем случаем, когда роторный элемент представлял бы собой две рядом расположенные пластины 14, а угловые габариты статорного сегментного элемента были бы равны угловым габаритам двух показанных на фиг.2, фиг.3, фиг.4 статорных элементах. При этом мощность ветроагрегата остается в заданных пределах, поскольку мощность сегментных машин, при равной частоте вращения, пропорциональна произведению угловых размеров активных частей статорного и роторного сегментных элементов.

Достоинством данного безредукторного ветроагрегата является уменьшенный пусковой момент, что позволяет улучшить эксплуатационные характеристики, поскольку работа ветроагрегата начинается с меньших значений скоростей ветра.

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ

1. Авторское свидетельство СССР №861716 /И.П.Копылов, Т.В.Лядова. - Безредукторный ветроагрегат/ Опубл. Бюл. №11, 1981, МПК 7 F 03 D 1/00.

2. Патент РФ №2208700 /А.М.Литвиненко, В.А.Баркалов. - Безредукторный ветроагрегат/ Опубл. Бюл. №20, 2003, заявка 2001129401/06 от 31.10.01, МПК 7 F 03 D 9/00.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

Безредукторный ветроагрегат, содержащий башню с поворотным основанием, на основании установлен сегментный статорный элемент, хвост, ветроколесо с лопастями и сегментными роторными элементами, отличающийся тем, что роторные и статорные сегментные элементы выполнены в виде двух секций, причем между сегментными элементами ротора установлен немагнитный сегментный элемент.

Версия для печати
Дата публикации 02.02.2007гг


вверх