ИЗОБРЕТЕНИЕ
Патент Российской Федерации RU2275528

БЕЗРЕДУКТОРНЫЙ ВЕТРОЭЛЕКТРОАГРЕГАТ

БЕЗРЕДУКТОРНЫЙ ВЕТРОЭЛЕКТРОАГРЕГАТ

Имя изобретателя: Литвиненко Александр Михайлович 
Имя патентообладателя: Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежский государственный технический университет"
Адрес для переписки: 394026, г.Воронеж, Московский пр-т, 14, ГОУВПО "ВГТУ", патентный отдел
Дата начала действия патента: 2004.10.06 

Изобретение относится к области ветроэнергетики и может быть использовано для выработки электроэнергии. Изобретение направлено на уменьшение пускового момента. В безредукторном ветроагрегате, содержащем башню, поворотное основание, снабженное хвостом и сегментным статорным элементом, ветроколесо со ступицей, установленной в подшипнике на роторной оси, и лопастями с сегментными роторными элементами, согласно изобретению ступица установлена с осевым вылетом роторных элементов относительно статорного элемента с возможностью увеличения осевого перекрытия «роторный элемент - статорный элемент» вплоть до 100%, а роторная ось снабжена упором и пружиной, установленной между упором и подшипником, выполненным аксиальным, что обеспечивает уменьшенный пусковой момент, улучшая тем самым пусковые и эксплуатационные характеристики.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

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

Известен агрегат [1], который содержит поворотное ветроколесо, магнитную систему с обмотками, в зазоре которой помещается ротор, причем магнитная система расположена на основании, размещенном в зоне нижнего положения лопастей, а лопасти снабжены ферромагнитными зубчатыми пластинами, составляющими ротор, ротор, таком образом, охватывает концы лопастей, пластины проходят через воздушный зазор магнитной системы.

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

Из известных аналогов, наиболее близких к заявленному по совокупности существенных признаков, является ветроагрегат [2], содержащий башню, поворотное основание, снабженное хвостом и статорным элементом, и концевые сегментные роторные элементы, ветроколесо со ступицей, установленной в подшипнике на роторной оси, и лопастями с сегментными элементами.

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

Изобретение направлено на уменьшение пускового момента.

Получение технического результата достигается за счет того, что в безредукторном ветроэлектроагрегате, содержащем башню, поворотное основание, снабженное хвостом и сегментным статорным элементом, ветроколесо со ступицей, установленной в подшипнике на роторной оси, и лопастями с сегментными роторными элементами, согласно изобретению, ступица установлена с осевым вылетом роторных элементов относительно статорного элемента с возможностью увеличения осевого перекрытия «роторный элемент - статорный элемент» вплоть до 100%, а роторная ось снабжена упором и пружиной, установленной между упором и подшипником, выполненным аксиальным.

Достижение технического результата достигается за счет того, что при низких скоростях, а следовательно, и напорах ветра, пружина находится в растянутом состоянии, а при высоких напорах - в сжатом состоянии.

Сущность изобретения иллюстрируется чертежом, где показан заявленный безредукторный ветроэлектроагрегат, вид сбоку.

БЕЗРЕДУКТОРНЫЙ ВЕТРОЭЛЕКТРОАГРЕГАТ

Безредукторный ветроагрегат включает в себя статорный элемент, содержащий магнитопровод 1 и обмотки 2, роторные сегментные элементы 3, выполненные в виде концевых аэродинамических шайб. Элементы 3 укреплены на концах лопастей 4, которые установлены в ступице 5. Ступица своим центральным отверстием охватывает роторную ось 6, в качестве которой выступает болт. При этом ступица вращается в подшипнике 7, а он установлен в ползуне 8 аксиального подшипника, вторым поступательным элементом которого является роторная ось 6. За ползуном 8 размещена пружина 9, которая закрыта вместе с подшипником крышкой 10, предохраняющей от атмосферных воздействий. Вторым концом пружина упирается в упор 11, установленный на вращающемся основании 14, при этом упор имеет резьбовое отверстие, в которое ввинчен конец роторной оси 6 и законтрен контргайкой 12. К основанию 14 также присоединен хвост 13. Статорный элемент размещен на конце траверсы 15, которая прикреплена к основанию 14 (оголовку). Оголовок размещен наверху башни 16, установленной на площадке 17.

Работа устройства. При незначительных скоростях ветра пружина 9 под действием ветрового напора практически не сжата. Осевой вылет ступицы обеспечивает осевое перекрытие «роторный элемент - статорный элемент» меньше номинального. Например, на чертеже перекрытие показано примерно на уровне 0.75 (75%) - положение лопасти и роторного элемента показано сплошными линиями.

При этом мощность, развиваемая агрегатом минимальна, но и минимален пусковой момент. При увеличении ветрового напора и, соответственно, скорости ветра, вследствие давления ветра на лопасти, ступица 5 через подшипник 7 и ползун 8 сжимает пружину 9, что приводит к увеличению перекрытия вплоть до 100% - показано на чертеже пунктирными линиями. Это повышает мощность агрегата в тех же габаритах.

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, поворотное основание, снабженное хвостом и сегментным статорным элементом, ветроколесо со ступицей, установленной в подшипнике на роторной оси, и лопастями с сегментными роторными элементами, отличающийся тем, что ступица установлена с осевым вылетом роторных элементов относительно статорного элемента с возможностью увеличения осевого перекрытия «роторный элемент - статорный элемент» вплоть до 100%, а роторная ось снабжена упором и пружиной, установленной между упором и подшипником, выполненным аксиальным.

Версия для печати
Дата публикации 02.02.2007гг


вверх