RU2686538C1 - High-altitude wind power plant (versions) - Google Patents

High-altitude wind power plant (versions) Download PDF

Info

Publication number
RU2686538C1
RU2686538C1 RU2018129452A RU2018129452A RU2686538C1 RU 2686538 C1 RU2686538 C1 RU 2686538C1 RU 2018129452 A RU2018129452 A RU 2018129452A RU 2018129452 A RU2018129452 A RU 2018129452A RU 2686538 C1 RU2686538 C1 RU 2686538C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
electric generator
ring
shaped
blades
generator
Prior art date
Application number
RU2018129452A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Виктор Михайлович Лятхер
Анна Викторовна Лятхер
Original Assignee
Виктор Михайлович Лятхер
Анна Викторовна Лятхер
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Виктор Михайлович Лятхер, Анна Викторовна Лятхер filed Critical Виктор Михайлович Лятхер
Priority to RU2018129452A priority Critical patent/RU2686538C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2686538C1 publication Critical patent/RU2686538C1/en

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
    • B64C31/00—Aircraft intended to be sustained without power plant; Powered hang-glider-type aircraft; Microlight-type aircraft
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03D—WIND MOTORS
    • F03D5/00—Other wind motors
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70—Wind energy

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Wind Motors (AREA)

Abstract

FIELD: power engineering.SUBSTANCE: invention relates to the wind power engineering. High-altitude wind-driven power plant includes orthogonal turbine with blades and electric generator connected to earth support by cables and electric cable. Turbine is equipped with hollow ring-shaped power housing, electric generator is made with ring-shaped support rotor, on which rotary brackets with fixed on the last blades of the orthogonal turbine are installed, ring-shaped support rotor of the electric generator is installed with possibility of rotation relative to the ring-shaped power hollow housing, in which supports are installed, which receive horizontal loads and vertical loads from ring-shaped support rotor to hollow ring-shaped power housing, on annular support rotor of electric generator there is a short-circuited rotor of electric generator, in a hollow ring-shaped power housing there are installed electric generator stator elements, which include a core made in a single structure with a bearing frame, and electric generator windings, electric generator stator elements are made in the form of separate sections, between sections there are supports of annular support rotor receiving horizontal loads, as supports receiving horizontal and vertical load, magnetic suspension is used, electric generator is made in form of reversible electrical machine with possibility of operation in engine mode or in electric generator mode, blades of orthogonal turbine by means of rotary brackets are installed with possibility of their rotation from vertical position to horizontal position and their fixation in any of intermediate positions.EFFECT: invention is aimed at increasing power, efficiency and reliability of conversion of energy of air high-rise currents to electric energy.4 cl, 7 dwg

Description

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано в энергоустановках, преобразующих энергию ветрового потока в электрическую энергию, преимущественно к ветровым энергоагрегатам, использующим энергию высотных струйных воздушных течений.The invention relates to energy and can be used in power plants that convert the energy of wind flow into electrical energy, mainly to wind power units using the energy of high-altitude jet air currents.

Известна высотная аэростатодинамическая энергоустановка, содержащая летательный аппарат с аэростатической составляющей подъемной силы, ветродвигатели, рабочую машину, устройство передачи энергии на землю, узлы крепления на летательном аппарате и на земле, регулирующие органы, при этом летательный аппарат (воздушный змей) с аэростатической составляющей подъемной силы выполнен в виде профилированной платформы, состоящей из двух несущих и имеющих кривизну по размаху аэродинамических элементов, соединенных в горизонтальной плоскости летательного аппарата в кольцо, на котором расположены ветродвигатели и рабочие машины, вырабатывающие энергию (см. патент RU №2064085, кл. F03D 11/00, опубл. 20.07-1996).Known high-altitude aerodynamic power plant containing an aircraft with an aerostatic component of lifting force, wind turbines, a working machine, a device for transmitting energy to the ground, attachment points on the aircraft and on the ground, regulators, and an aircraft (a kite) with an aerostatic component of lifting force made in the form of a profiled platform consisting of two carriers and having a curvature along the span of aerodynamic elements connected in the horizontal plane l attentive apparatus in the ring on which wind turbines and working machines produce energy (see RU Patent No. 2064085, CL F03D 11/00, publ. 07.07-1996).

Однако необходимость использования аэростатодинамической конструкции, двигательной установкой для взлета и посадки и напорного рукава для подачи сжатого воздуха по напорному рукаву на вход энергетической машины, которая расположена на земле, не позволяет добиться требуемой надежности системы в случае обрыва крепления к земле.However, the need to use the aero-dynamic design, the propulsion system for take-off and landing, and the pressure hose for supplying compressed air through the pressure hose to the input of an energy machine that is located on the ground does not allow the required reliability of the system to be achieved in case of an attachment to the ground.

Наиболее близкой к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является высотная ветроэнергетическая установка, содержащая ортогональную турбину с лопастями и электрогенератором, соединенными с земной опорой посредством тросов и электрического кабеля (см. патент RU №2240444, кл. F03D 9/00, опубл. 20.11.2004).Closest to the invention to the technical essence and the achieved result is a high-altitude wind power installation containing an orthogonal turbine with blades and an electric generator connected to the earth support by means of cables and an electric cable (see patent RU №2240444, class F03D 9/00, publ. 20.11 .2004)

Однако использование этого решения затруднено тем, что подъем энергетического комплекса с земли в рабочую зону на рабочую высоту в несколько километров осуществляется за счет действия пристенных струй на рабочих лопастях турбин (эффект Коанда), создание которых требует дополнительного оборудования и дополнительного расхода энергии. Применяемые турбины даже при наличии струйных систем имеют невысокую энергетическую эффективность (предел Бетца-Жуковского), связанную с резким уменьшением скорости набегающего потока внутри турбины и значительными потерями энергии на тех участках трассы лопастей, где лопасти движутся вдоль или навстречу потоку.However, the use of this solution is made difficult by the fact that the power complex is lifted from the ground to the working area at a working height of several kilometers due to the action of wall jets on turbine working blades (Coanda effect), the creation of which requires additional equipment and additional energy consumption. The turbines used, even in the presence of jet systems, have a low energy efficiency (Betsa-Zhukovsky limit) associated with a sharp decrease in the velocity of the incident flow inside the turbine and significant energy losses in those sections of the blade path where the blades move along or against the flow.

Технической проблемой, на решение которой направлено настоящее изобретение, является преодоление выявленных в известных технических решениях недостатков.The technical problem addressed by the present invention is to overcome the disadvantages identified in the known technical solutions.

Технический результат заключается в том, что достигается возможность повышении мощности, эффективности и надежности системы преобразования энергии воздушных высотных течений в электрическую энергию переменного тока.The technical result is that it is possible to increase the power, efficiency and reliability of the system for converting the energy of air altitude flows into electrical energy of alternating current.

Указанная техническая проблема решается, а технический результат достигается за счет того, что высотная ветроэнергетическая установка содержит ортогональную турбину с лопастями и электрогенератором, соединенными с земной опорой посредством тросов и электрического кабеля, причем турбина снабжена полым кольцеобразным силовым корпусом, электрогенератор выполнен с кольцеобразным опорным ротором, на котором установлены поворотные кронштейны с закрепленными на последних лопастями ортогональной турбины, кольцеобразный опорный ротор электрогенератора установлен с возможностью вращения относительно кольцеобразного силового полого корпуса, в котором установлены опоры, воспринимающие горизонтальные нагрузки и вертикальные нагрузки от кольцеобразного опорного ротора на полый кольцеобразный силовой корпус, на кольцеобразном опорном роторе электрогенератора установлен короткозамкнутый ротор электрогенератора, а в полом кольцеобразном силовом корпусе установлены элементы статора электрогенератора, включающие сердечник, выполненный в единой конструкции с несущей фермой, и обмотки электрогенератора, причем элементы статора электрогенератора выполнены в виде отдельных секций, между которыми расположены опоры кольцеобразного опорного ротора, воспринимающие горизонтальные нагрузки, в качестве опор, воспринимающих горизонтальную и вертикальную нагрузку, использована магнитная подвеска, электрогенератор выполнен в виде обратимой электрической машины с возможностью работы в режиме двигателя или в режиме электрогенератора, а лопасти ортогональной турбины посредством поворотных кронштейнов установлены с возможностью их поворота из вертикального положения в горизонтальное и фиксации их в любом из промежуточных положений.This technical problem is solved, and the technical result is achieved due to the fact that the high-altitude wind power installation contains an orthogonal turbine with blades and an electric generator connected to the earth support by means of cables and an electric cable, and the turbine is equipped with a hollow ring-shaped power body, the electric generator is made with an annular supporting rotor on which rotary brackets are installed with blades of an orthogonal turbine fixed on the latter, an annular supporting rotor el The generator is rotatably mounted relative to the ring-shaped power hollow body, in which supports are installed, which perceive horizontal loads and vertical loads from the ring-shaped support rotor, on the ring-shaped support rotor of the generator, the short-circuited power generator rotor is mounted, and in the hollow ring-shaped power body, and in the hollow ring-shaped power generator the stator of the generator, including the core, made in a single design with a carrier f An electric generator and windings of an electric generator, the electric generator stator elements being made as separate sections, between which are located supports of a ring-shaped supporting rotor, receiving horizontal loads, a magnetic suspension is used as supports supporting the horizontal and vertical loads, the electric generator is designed as a reversible electric machine with the ability to work in the engine mode or in the mode of the electric generator, and the blades of the orthogonal turbine by means of the swing brackets are set claimed rotatably from horizontal to vertical position and lock them in any intermediate position.

В соответствии со вторым вариантом выполнения высотная ветроэнергетическая установка содержит ортогональную турбину с лопастями и электрогенератором, соединенными с земной опорой посредством тросов и электрического кабеля, причем турбина снабжена полым кольцеобразным силовым корпусом, электрогенератор выполнен с двумя верхним и нижним кольцеобразными опорными роторами, на каждом из которых установлены поворотные кронштейны с закрепленными на последних лопастями ортогональной турбины, образующими внешний и внутренний контур их вращения, причем верхний и нижний кольцеобразные опорные роторы электрогенератора установлены с возможностью вращения в противоположные стороны относительно полого кольцеобразного силового корпуса, в котором установлены опоры, воспринимающие горизонтальные нагрузки и вертикальные нагрузки от каждого из кольцеобразных опорных роторов на полый кольцеобразный силовой корпус, на каждом из кольцеобразных опорных роторов электрогенератора установлен короткозамкнутый ротор электрогенератора, а в полом кольцеобразном силовом корпусе установлены элементы статора электрогенератора, включающие сердечник, выполненный в единой конструкции с несущей фермой, и обмотки электрогенератора, причем элементы статора электрогенератора выполнены в виде отдельных секций, между которыми расположены опоры кольцеобразных опорных роторов, воспринимающие горизонтальные нагрузки, в качестве опор, воспринимающих горизонтальную и вертикальную нагрузку, использована магнитная подвеска, электрогенератор выполнен в виде обратимой электрической машины с возможностью работы в режиме двигателя или в режиме электрогенератора, а лопасти ортогональной турбины посредством поворотных кронштейнов установлены с возможностью их поворота из вертикального положения в горизонтальное и фиксации их в любом из промежуточных положений.In accordance with the second embodiment, the high-altitude wind power installation comprises an orthogonal turbine with blades and an electric generator connected to the earth support by means of cables and an electric cable, the turbine being provided with a hollow ring-shaped power case, the electric generator is made with two upper and lower ring-shaped supporting rotors, each of which rotary brackets are installed with blades of an orthogonal turbine fixed on the latter, forming their outer and inner contour in The upper and lower ring-shaped support rotors of the electric generator are mounted with the possibility of rotation in opposite directions relative to the hollow ring-shaped power case, in which the supports are installed, which perceive horizontal loads and vertical loads from each of the ring-shaped support rotors on the hollow ring-shaped power case, on each of the ring-shaped the supporting rotors of the electric generator has a short-circuited rotor of the electric generator, and in the hollow ring-shaped power case there is a The stator elements of the electric generator, including the core, made in a single design with the carrier farm, and the windings of the electric generator are installed; the stator elements of the electric generator are made in separate sections, between which are located the supports of the annular supporting rotors, which perceive horizontal loads, as supports that perceive horizontal and vertical load, magnetic suspension is used, the electric generator is made in the form of a reversible electric machine with the ability to work in engine mode of Tell or electric mode, and the orthogonal turbine blade by pivoting arms mounted to their rotation from horizontal to vertical position and lock them in any intermediate position.

В соответствии с третьим вариантом выполнения высотная ветроэнергетическая установка содержит ортогональную турбину с лопастями и электрогенератором, соединенными с земной опорой посредством тросов и электрического кабеля, причем турбина снабжена полым кольцеобразным силовым корпусом, электрогенератор выполнен с кольцеобразным опорным ротором, образованным подвижно соединенными с возможностью поворота относительно друг друга звеньями, на которых установлены поворотные кронштейны с закрепленными на последних лопастями ортогональной турбины, кольцеобразный опорный ротор электрогенератора установлен с возможностью вращения относительно полого кольцеобразного силового корпуса по замкнутому контуру, образованному дугами окружности, при этом, по крайней мере, две противоположно расположенные дуги окружности имеют длину, превышающую длину соединяющих их между собой дуг окружности, в силовом полом корпусе установлены опоры, воспринимающие горизонтальные нагрузки и вертикальные нагрузки от кольцеобразного опорного ротора на кольцеобразный силовой полый корпус, на звеньях опорного кольцеобразного ротора электрогенератора установлены электрически соединенные между собой звенья короткозамкнутого ротора электрогенератора, а в полом кольцеобразном силовом корпусе установлены элементы статора электрогенератора, включающие сердечник, выполненный в единой конструкции с несущей фермой, и обмотки электрогенератора, элементы статора электрогенератора выполнены в виде отдельных секций, причем последние на участках максимальной кривизны контура движения лопастей выполнены с уменьшенным полюсным делением и объединены в отдельную сеть, между секциями статора электрогенератора расположены опоры кольцеобразного опорного ротора, воспринимающие горизонтальные нагрузки, в качестве опор, воспринимающих горизонтальную и вертикальную нагрузку, использована магнитная подвеска, электрогенератор выполнен в виде обратимой электрической машины с возможностью работы в режиме двигателя или в режиме электрогенератора, а лопасти ортогональной турбины посредством поворотных кронштейнов установлены с возможностью их поворота из вертикального положения в горизонтальное и фиксации их в любом из промежуточных положений.In accordance with the third embodiment, the high-altitude wind power installation comprises an orthogonal turbine with blades and an electric generator connected to the earth support by means of cables and an electric cable, the turbine being provided with a hollow ring-shaped power case, the electric generator is formed with an annular supporting rotor formed movably connected with a possibility of rotation relative to each other links on which swivel brackets are mounted with orthogon blades fixed on the latter The turbine, ring-shaped support rotor of the electric generator is mounted for rotation relative to the hollow ring-shaped power housing along a closed contour formed by circular arcs, while at least two oppositely located circular arcs have a length exceeding the length of the circular arcs connecting them to each other Holders are installed in the hollow case. They support horizontal loads and vertical loads from the annular support rotor to the annular hollow body. The electrically interconnected links of the short-circuited rotor of the electric generator are installed on the links of the supporting ring-shaped rotor of the electric generator, and the stator elements of the electric generator, including the core, made in a single design with a supporting farm, and the windings of the electric generator, the stator elements of the electric generator are installed in the hollow ring-shaped power case, and the windings of the electric generator, the stator elements of the electric generator are fitted with a supporting truss sections, the latter in areas of maximum curvature of the contour of the movement of the blades are made with a reduced pole dividing and united in a separate network, between the stator sections of the electric generator there are supports of the annular supporting rotor, which accept horizontal loads, as supports supporting the horizontal and vertical loads, a magnetic suspension is used, the electric generator is made in the form of a reversible electric machine with the ability to operate in engine mode or in the mode of the electric generator, and the blades of the orthogonal turbine by means of swivel brackets are installed with the possibility of their rotation from the vertical horizontal position and fixing them in any of the intermediate positions.

В соответствии с четвертым вариантом выполнения высотная ветроэнергетическая установка содержит ортогональную турбину с лопастями и электрогенератором, соединенными с земной опорой посредством тросов и электрического кабеля, причем турбина снабжена полым кольцеобразным силовым корпусом, электрогенератор выполнен с двумя верхним и нижним кольцеобразными опорными роторами, образованными подвижно соединенными с возможностью поворота относительно друг друга звеньями, на которых установлены поворотные кронштейны с закрепленными на последних лопастями ортогональной турбины, образующими внешний и внутренний контур их вращения, кольцеобразные опорные роторы электрогенератора установлены с возможностью вращения в противоположные стороны относительно полого кольцеобразного силового корпуса по замкнутому контуру, образованному дугами окружности, при этом, по крайней мере, две противоположно расположенные дуги окружности имеют длину, превышающую длину соединяющих их между собой дуг окружности, в силовом полом корпусе установлены опоры, воспринимающие горизонтальные нагрузки и вертикальные нагрузки от кольцеобразных опорных роторов на кольцеобразный силовой полый корпус, на звеньях каждого из кольцеобразных опорных ротора электрогенератора установлены электрически соединенные между собой звенья короткозамкнутых роторов электрогенератора, а в полом кольцеобразном силовом корпусе установлены элементы статора электрогенератора, включающие сердечник, выполненный в единой конструкции с несущей фермой, и обмотки электрогенератора, элементы статора электрогенератора выполнены в виде отдельных секций, причем последние на участках максимальной кривизны контура движения лопастей выполнены с уменьшенным полюсным делением и объединены в отдельную сеть, между секциями статора электрогенератора расположены опоры кольцеобразных опорных роторов, воспринимающие горизонтальные нагрузки, в качестве опор, воспринимающих горизонтальную и вертикальную нагрузку, использована магнитная подвеска, электрогенератор выполнен в виде обратимой электрической машины с возможностью работы в режиме двигателя или в режиме электрогенератора, а лопасти ортогональной турбины посредством поворотных кронштейнов установлены с возможностью их поворота из вертикального положения в горизонтальное и фиксации их в любом из промежуточных положений.In accordance with the fourth embodiment, the high-altitude wind power installation comprises an orthogonal turbine with blades and an electric generator connected to the earth support by means of cables and an electric cable, the turbine being provided with a hollow ring-shaped power case, the electric generator is made with two upper and lower ring-shaped supporting rotors formed movably connected with the ability to rotate relative to each other links, which are equipped with swivel brackets mounted on The next blades of the orthogonal turbine, forming the outer and inner contour of their rotation, the annular support rotors of the electric generator are installed with the possibility of rotation in opposite directions relative to the hollow ring-shaped power body along a closed contour formed by arcs of a circle, while at least two oppositely located arcs of a circle have a length exceeding the length of arcs of a circle connecting them to each other, supports are installed in the power hollow case that perceive horizontal Loaded loads and vertical loads from annular support rotors on an annular power hollow body, electrically interconnected links of short-circuited rotors of the alternator are mounted on the links of each of the annular supporting rotors of the electric generator, and the stator elements of the electric generator, including cores, are installed in the hollow ring-shaped power body. structures with bearing truss, and windings of the electric generator, elements of the electric generator stator are made in the form of separate sections, the latter in sections of maximum curvature of the contour of movement of the blades are made with reduced pole division and combined into a separate network; between the stator sections of the generator, there are supports of ring-shaped supporting rotors, which accept horizontal loads, as supports supporting the horizontal and vertical loads, a magnetic suspension is used, the generator is made in the form of a reversible electric machine with the ability to work in the engine mode or in the mode of the electric generator, and orthogonal turbine jaws by pivoting arms mounted to pivot from their horizontal to vertical position and lock them in any intermediate position.

В ходе проведенного исследования выявлена возможность повысить мощность и надежность работы энергетической установки и таким образом увеличить эффективность преобразования энергии воздушных высотных потоков воздуха в электрическую энергию за счет упрощения конструкции, которая достигается совмещением функций ортогональной турбины, которая используется как для подъема энергетической установки на требуемую высоту, так и для выработки электрической энергии и выполнения электрогенератора в виде обратимой электрической машины, что позволяет использовать его в качестве двигателя для привода во вращение лопастей ортогональной турбины для подъема энергетической установки на требуемую высоту и использовать его в качестве электрогенератора для выработки электрической энергии при достижении заданной высоты. При этом электрический кабель, по которому передают электрическую энергию на землю потребителям, одновременно позволяет его использовать в качестве силового элемента, который удерживает энергетическую установку, которая парит над землей под действием воздушного потока также, как парит над землей воздушный змей, в данном случае воздушный змей роторного типа.In the course of the study, it was possible to increase the power and reliability of the power plant and thus increase the energy conversion efficiency of the air height air flows into electrical energy by simplifying the design, which is achieved by combining the functions of an orthogonal turbine, which is used to raise the power plant to the required height, so and for the generation of electric energy and the execution of the generator in the form of a reversible electric machine that Allows you to use it as a motor to drive the rotation of the blades of an orthogonal turbine to lift the power plant to the desired height and use it as an electric generator to generate electrical energy when it reaches a given height. At the same time, the electric cable, through which electrical energy is transmitted to the earth to consumers, simultaneously allows it to be used as a power element that holds the power plant, which hovers above the ground under the action of the air flow, just as a kite hovers above the ground, in this case a kite rotary type.

На фиг. 1 представлена фотография макета высотной ветроэнергетической установки с двумя кольцеобразными опорными роторами.FIG. 1 is a photograph of a model of a high-altitude wind power installation with two annular supporting rotors.

На фиг. 2 представлен поперечный разрез кольцеобразного силового корпуса высотной ветроэнергетической установки с одним кольцеобразным опорным ротором в месте установки лопасти ортогональной турбины.FIG. 2 shows a cross-section of the annular power case of a high-altitude wind power installation with a single annular support rotor at the place of installation of the blade of an orthogonal turbine.

На фиг. 3 представлен поперечный разрез кольцеобразного силового корпуса высотной ветроэнергетической установки с одним кольцеобразным опорным ротором в месте между лопастями ортогональной турбины.FIG. 3 shows a cross-section of the annular power case of a high-altitude wind power installation with one annular supporting rotor in place between the blades of an orthogonal turbine.

На фиг. 4 представлен поперечный разрез кольцеобразного силового корпуса высотной ветроэнергетической установки с двумя кольцеобразными опорными роторами в месте установки лопасти ортогональной турбины.FIG. 4 shows a cross-section of the annular power case of a high-altitude wind power installation with two annular supporting rotors in the place of installation of the blade of an orthogonal turbine.

На фиг. 5 представлен поперечный разрез кольцеобразного силового корпуса высотной ветроэнергетической установки с двумя кольцеобразными опорными роторами в месте между лопастями ортогональной турбины. Пунктиром показано горизонтальное положение лопастей.FIG. 5 shows a cross-section of the annular power case of a high-altitude wind power installation with two annular supporting rotors in place between the blades of an orthogonal turbine. The dotted line shows the horizontal position of the blades.

На фиг. 6 представлена фотография фрагмента электрогенератора между двумя кольцеобразными опорными роторами.FIG. 6 shows a photograph of a fragment of an electric generator between two annular supporting rotors.

На фиг. 7 показан контур движения лопастей ортогональной турбины. Стрелкой показано направление ветра.FIG. 7 shows the motion of the blades of an orthogonal turbine. The arrow shows the wind direction.

В соответствии с первым вариантом выполнения высотная ветроэнергетическая установка содержит ортогональную турбину 1 с лопастями 2 и электрогенератором 3, соединенными с земной опорой 4 посредством тросов и электрического кабеля (не показаны на чертеже).In accordance with the first embodiment, the high-altitude wind power installation comprises an orthogonal turbine 1 with blades 2 and an electric generator 3 connected to the earth support 4 by means of cables and an electric cable (not shown in the drawing).

Турбина 1 снабжена полым кольцеобразным силовым корпусом 5. Электрогенератор 3 выполнен с кольцеобразным опорным ротором 6, на котором установлены поворотные кронштейны 7 с закрепленными на последних лопастями 2 ортогональной турбины 1.The turbine 1 is equipped with a hollow ring-shaped power housing 5. The electric generator 3 is made with an annular supporting rotor 6, on which the swivel brackets 7 are mounted with the orthogonal turbine 1 fixed on the latter blades 2.

Кольцеобразный опорный ротор 6 электрогенератора 3 установлен с возможностью вращения относительно кольцеобразного силового полого корпуса 5, в котором установлены опоры 8 и 9, воспринимающие, соответственно, горизонтальные нагрузки и вертикальные нагрузки от кольцеобразного опорного ротора 6 на полый кольцеобразный силовой корпус 5.The annular support rotor 6 of the generator 3 is mounted for rotation relative to the annular power hollow body 5, in which the supports 8 and 9 are installed, perceiving, respectively, horizontal loads and vertical loads from the annular support rotor 6 on the hollow ring-shaped power body 5.

На кольцеобразном опорном роторе 6 электрогенератора 3 установлен короткозамкнутый ротор 10 электрогенератора 3, а в полом кольцеобразном силовом корпусе 5 установлены элементы статора электрогенератора 3, включающие сердечник 11, выполненный в единой конструкции с несущей фермой 12 и обмотки 13 электрогенератора 3. Элементы статора электрогенератора 3 выполнены в виде отдельных секций, между которыми расположены опоры 7 кольцеобразного опорного ротора 6, воспринимающие горизонтальные нагрузки, причем в качестве опор 8 и 9, воспринимающих горизонтальную и вертикальную нагрузку, использована магнитная подвеска.On the annular support rotor 6 of the electric generator 3 there is a short-circuited rotor 10 of the electric generator 3, and in the hollow ring-shaped power case 5 there are installed the stator elements of the electric generator 3, including the core 11, made in a single design with the supporting farm 12 and the winding 13 of the electric generator 3. The elements of the stator of the electric generator 3 are made in the form of separate sections, between which are located the supports 7 of the annular support rotor 6, perceiving horizontal loads, and as supports 8 and 9, perceiving mountains zontally and vertical load, used magnetic suspension.

Электрогенератор 3 выполнен в виде обратимой электрической машины с возможностью работы в режиме двигателя или в режиме электрогенератора, а лопасти 2 ортогональной турбины 1 посредством поворотных кронштейнов 7 установлены с возможностью их поворота из вертикального положения в горизонтальное и из последнего обратно в вертикальное положение с фиксацией их в любом из промежуточных положений.The generator 3 is made in the form of a reversible electric machine with the ability to work in the engine mode or in the mode of the electric generator, and the blades 2 of the orthogonal turbine 1 by means of the swivel arms 7 are installed with the possibility of their rotation from the vertical to the horizontal position and from the latter back to the vertical position with their fixation any of the intermediate positions.

Высотная ветроэнергетическая установка в соответствии со вторым вариантом выполнения отличается от первого варианта ее выполнения тем, что электрогенератор 3 выполнен с двумя верхним 14 и нижним 15 кольцеобразными опорными роторами, на каждом из которых установлены поворотные кронштейны 7 с закрепленными на последних лопастями 2 ортогональной турбины 1, образующими внешний и внутренний контур их вращения.The high-altitude wind power installation in accordance with the second embodiment differs from the first embodiment of its implementation in that the electric generator 3 is made with two upper 14 and lower 15 ring-shaped supporting rotors, each of which has swivel brackets 7 with fixed on the latter blades 2 of the orthogonal turbine 1, forming an external and internal contour of their rotation.

Верхний 14 и нижний 15 кольцеобразные опорные роторы электрогенератора 3 установлены с возможностью вращения в противоположные стороны относительно полого кольцеобразного силового корпуса 5, в котором установлены опоры 8 и 9, воспринимающие соответственно горизонтальные нагрузки и вертикальные нагрузки от каждого из кольцеобразных опорных роторов 14 и 15 на полый кольцеобразный силовой корпус 5.The upper 14 and lower 15 ring-shaped support rotors of the electric generator 3 are installed with the possibility of rotation in opposite directions relative to the hollow ring-shaped power case 5, in which the supports 8 and 9 are installed, perceiving respectively the horizontal loads and the vertical loads from each of the ring-shaped supporting rotors 14 and 15 on the hollow ring-shaped power case 5.

На каждом из кольцеобразных опорных роторов 14 и 15 электрогенератора 3 установлен свой короткозамкнутый ротор 10 электрогенератора 3.On each of the annular support rotors 14 and 15 of the generator 3 has its own short-circuited rotor 10 of the generator 3.

В соответствии с третьим вариантом выполнения высотная ветроэнергетическая установка содержит ортогональную турбину 1 с лопастями 2 и электрогенератором 3, соединенными с земной опорой 4 посредством тросов и электрического кабеля (не показаны на чертежах).In accordance with the third embodiment, the high-altitude wind power installation comprises an orthogonal turbine 1 with blades 2 and an electric generator 3 connected to earth support 4 by means of cables and an electric cable (not shown in the drawings).

Турбина 3 снабжена полым кольцеобразным силовым корпусом 5. Электрогенератор 3 выполнен с кольцеобразным опорным ротором 6, образованным подвижно соединенными с возможностью поворота относительно друг друга звеньями, на которых установлены поворотные кронштейны 7 с закрепленными на последних лопастями 2 ортогональной турбины 1. Кольцеобразный опорный ротор 6 электрогенератора 3 установлен с возможностью вращения относительно полого кольцеобразного силового корпуса 5 по замкнутому контуру, образованному дугами 16 и 17 окружности, при этом, по крайней мере, две противоположно расположенные дуги 16 окружности имеют длину, превышающую длину соединяющих их между собой дуг 17 окружности, причем дуги 16 плавно сопряжены с дугами 17.The turbine 3 is equipped with a hollow ring-shaped power case 5. The generator 3 is made with an annular support rotor 6 formed by movably connected with the possibility of rotation relative to each other links, which are equipped with swivel brackets 7 mounted on the latter blades 2 orthogonal turbine 1. Ring-shaped supporting rotor 6 of the electric generator 3 is installed with the possibility of rotation relative to the hollow ring-shaped power body 5 along a closed contour formed by arcs 16 and 17 of a circle, while at least two oppositely arranged arcs 16 of a circle have a length exceeding the length of the arcs 17 of a circle connecting them to each other, with the arcs 16 smoothly conjugating with the arcs 17.

В силовом полом корпусе 5 установлены опоры 8 и 9, воспринимающие, соответственно горизонтальные нагрузки и вертикальные нагрузки от кольцеобразного опорного ротора 6 на кольцеобразный силовой полый корпус 5.In the power hollow case 5, supports 8 and 9 are installed, receiving, respectively, horizontal loads and vertical loads from the annular support rotor 6 on the annular hollow power case 5.

На звеньях опорного кольцеобразного ротора 6 электрогенератора 3 установлены электрически соединенные между собой звенья короткозамкнутого ротора 10 электрогенератора 3, а в полом кольцеобразном силовом корпусе 5 установлены элементы статора электрогенератора 3, включающие сердечник 11, выполненный в единой конструкции с несущей фермой 12 и обмотки 13 электрогенератора 3.On the links of the supporting ring-shaped rotor 6 of the electric generator 3, electrically interconnected links of the short-circuited rotor 10 of the electric generator 3 are installed, and in the hollow ring-shaped power case 5 there are installed elements of the electric generator 3 stator, including a core 11, made in a single design with a supporting farm 12 and winding 13 of the electric generator 3 .

Элементы статора электрогенератора 3 выполнены в виде отдельных секций, причем последние на участках максимальной кривизны контура движения лопастей 2 выполнены с уменьшенным полюсным делением и объединены в отдельную сеть.The elements of the stator of the generator 3 are made in the form of separate sections, the latter in sections of maximum curvature of the contour of movement of the blades 2 are made with a reduced pole division and combined into a separate network.

Между секциями статора электрогенератора 3 расположены опоры 8 кольцеобразного опорного ротора 6, воспринимающие горизонтальные нагрузки. В качестве опор 8 и 9, воспринимающих горизонтальную и вертикальную нагрузку, использована магнитная подвеска.Between the stator sections of the electric generator 3 are located the supports 8 of the annular support rotor 6, which receive horizontal loads. As supports 8 and 9, perceiving horizontal and vertical load, magnetic suspension is used.

Электрогенератор 3 выполнен в виде обратимой электрической машины с возможностью работы в режиме двигателя или в режиме электрогенератора, а лопасти 2 ортогональной турбины 1 посредством поворотных кронштейнов 7 установлены с возможностью их поворота из вертикального положения в горизонтальное и из последнего обратно в вертикальное положение с фиксацией их в любом из промежуточных положений.The generator 3 is made in the form of a reversible electric machine with the ability to work in the engine mode or in the mode of the electric generator, and the blades 2 of the orthogonal turbine 1 by means of the swivel arms 7 are installed with the possibility of their rotation from the vertical to the horizontal position and from the latter back to the vertical position with their fixation any of the intermediate positions.

Высотная ветроэнергетическая установка в соответствии с четвертым вариантом выполнения отличается от третьего варианта ее выполнения тем, что электрогенератор 3 выполнен с двумя верхним 14 и нижним 15 кольцеобразными опорными роторами, образованными подвижно соединенными с возможностью поворота относительно друг друга звеньями, на которых установлены поворотные кронштейны 7 с закрепленными на последних лопастями 2 ортогональной турбины 1, образующими внешний и внутренний контур их вращения.The high-altitude wind power installation in accordance with the fourth embodiment differs from the third variant of its implementation in that the electric generator 3 is made with two upper 14 and lower 15 ring-shaped supporting rotors, which are formed movably connected with the possibility of rotation relative to each other, on which the swivel brackets 7 with mounted on the last blades 2 orthogonal turbine 1, forming the outer and inner contour of their rotation.

Верхний 14 и нижний 15 кольцеобразные опорные роторы электрогенератора 3 установлены с возможностью вращения в противоположные стороны относительно полого кольцеобразного силового корпуса 5, в котором установлены опоры 8 и 9, воспринимающие, соответственно, горизонтальные нагрузки и вертикальные нагрузки от каждого из кольцеобразных опорных роторов 14 и 15 на полый кольцеобразный силовой корпус 5.The upper 14 and lower 15 ring-shaped support rotors of the electric generator 3 are installed with the possibility of rotation in opposite directions relative to the hollow ring-shaped power case 5, in which the supports 8 and 9 are installed, receiving, respectively, horizontal loads and vertical loads from each of the ring-shaped supporting rotors 14 and 15 on the hollow ring-shaped power case 5.

На звеньях каждого из кольцеобразных опорных роторов 14 и 15 электрогенератора 3 установлены электрически соединенные между собой звенья короткозамкнутых роторов 10 электрогенератора 3 с возможностью вращения относительно полого кольцеобразного силового корпуса 5 по замкнутому контуру, образованному дугами 16 и 17 окружности, при этом, по крайней мере, две противоположно расположенные дуги 16 окружности имеют длину, превышающую длину соединяющих их между собой дуг 17 окружности, причем дуги 16 плавно сопряжены с дугами 17.On the links of each of the annular support rotors 14 and 15 of the electric generator 3, electrically interconnected links of the short-circuited rotors 10 of the electric generator 3 are installed with the possibility of rotation relative to the hollow ring-shaped power body 5 along a closed contour formed by arcs 16 and 17 of a circle, at least two oppositely located arcs 16 of a circle have a length greater than the length of arcs 17 of a circle connecting them to each other, and arcs 16 are smoothly connected with arcs 17.

Выполнение высотной ветроэнергетической установки со сплошным одним кольцеобразным опорным ротором 6 или двумя верхним 14 и нижним 15 кольцеобразными опорными роторами электрогенератора 3 обеспечивает вращение лопастей 2 по окружности, что по сравнению с вращением лопастей 2 вдоль контура, образованного дугами окружности несколько снижает эффективность преобразования ветровой энергии в электрическую, но позволяет упростить конструкцию, что более предпочтительно при выполнении установок малой мощности.The implementation of the high-altitude wind power installation with a continuous single ring-shaped supporting rotor 6 or two upper 14 and lower 15 ring-shaped supporting rotors of the electric generator 3 provides rotation of the blades 2 in a circle, which compared to the rotation of the blades 2 along the contour formed by circular arcs slightly reduces the efficiency of wind energy conversion electric, but allows you to simplify the design, which is more preferable when performing installations of low power.

Выполнение высотной ветроэнергетической установки с двумя кольцеобразными опорными роторами 14 и 15 и их выполнение составным из соединенных между собой звеньев позволяет повысить эффективность использования ветрового потока для выработки электроэнергии, что предпочтительно для создания установок большой мощности.The implementation of high-altitude wind power installation with two annular support rotors 14 and 15 and their implementation of a composite of interconnected links allows to increase the efficiency of using wind flow to generate electricity, which is preferable to create installations of high power.

Работа высотной ветроэнергетической установки осуществляется следующим образом.The work of high-altitude wind power installation is as follows.

Для подъема высотной ветроэнергетической установки на требуемую высоту в зону сильных воздушных потоков лопасти 2 ортогональной турбины 1 с помощью поворотных кронштейнов 3 по команде с пульта управления переводятся в положение, близкое к горизонтальному. Электрогенератор 3 запускается в работу в режиме электродвигателя. Вращающиеся лопасти 2 ортогональной турбины 1 создают подъемную силу, обеспечивающую плавный подъем высотной ветроэнергетической установки.To raise the high-altitude wind power installation to the desired height in the zone of strong air flow, the blades 2 of the orthogonal turbine 1 are swiveled to the horizontal position by a command from the control panel using a swivel bracket 3. The generator 3 starts up in the mode of the electric motor. Rotating blades 2 orthogonal turbine 1 create a lifting force, providing a smooth lift high-altitude wind power installation.

При достижении заданной высоты и расположении высотной ветроэнергетической установки в воздушном потоке лопасти 2 ортогональной турбины 1 посредством поворотных кронштейнов 7 переводятся в вертикальное положение, а высотную ветроэнергетическую установку поворотом лопастей 2 устанавливают слегка наклоненной к набегающему на нее воздушному потоку. Электрогенератор 3 переводят в режим работы по выработке электроэнергии, которая по электрокабелю передается на землю потребителю. При этом высотная ветроэнергетическая установка за счет вращения лопастей под действием на них набегающего потока воздуха как воздушный роторный змей находится в равновесии на заданной высоте и удерживается на этой высоте за счет натяжения удеживающего установку одного или нескольких тросов, вдоль которых пропущены один или несколько электрокабелей для передачи выработанной электрической энергии на землю, а также кабели контрольно-управлющей системы.When a given height is reached and the high-altitude wind power installation is located in the air flow, the blades 2 of the orthogonal turbine 1 are pivoted into the vertical position by means of the swivel arms, and the high wind power installation is set slightly inclined to the air flow incident on it. The generator 3 is transferred to the mode of production of electricity, which is transmitted through the electrical cable to earth to the consumer. At the same time, the high-altitude wind power installation due to the rotation of the blades under the action of the incident flow of air like an air rotary kite is in equilibrium at a given height and is kept at this height due to the tension setting one or more cables along which one or more electrical cables are passed for transmission generated electrical energy to the earth, as well as cables of the control and control system.

По мере необходимости вертикальная компонента силы, удерживающей высотную ветроэнергетическую установку в воздушном струйном течении регулируется наклоном лопастей 2 и общим положением высотной ветроэнергетической установки, контролируемым натяжением тросов, связывающих ее с землей.As necessary, the vertical component of the force holding the high-altitude wind power installation in the air jet stream is governed by the inclination of the blades 2 and the overall position of the high-altitude wind power installation controlled by the tension of the cables connecting it to the ground.

Управление работой может осуществляется автоматической и/или ручной системой управления для обеспечения режима подъема и спуска с горизонтальным расположением лопастей 2, управления работой электрогенератора 3 с переводом его в режим выработки электроэнергии или режим работы в качестве электродвигателя, а также управления положением высотной ветроэнергетической установки в воздушном потоке в ее основном рабочем режиме с лопастями 2, расположенными почти вертикально.The operation can be controlled by an automatic and / or manual control system to provide a lifting and lowering mode with horizontal blades 2, controlling the operation of the electric generator 3 and putting it into power generation mode or operating mode as an electric motor, as well as controlling the position of the high-altitude wind power installation in the air flow in its main operating mode with blades 2 located almost vertically.

При необходимости изменения высоты расположения высотной ветроэнергетической установки для поиска нового воздушного потока или для спуска на землю лопасти 2 переводят в горизонтальное положение, а электрогенератор 3 в режим работы электродвигателя и таким образом, а также путем изменения длины удерживающих тросов меняют положение высотной ветроэнергетической установки в воздухе.If it is necessary to change the height of the location of the high-altitude wind power installation to search for a new air flow or to descend to the ground, the blades 2 are placed in a horizontal position, and the electric generator 3 is in the mode of operation of the electric motor and thus, as well as by changing the length of the holding cables, the position of the high-altitude wind power installation .

Возможны описанные выше четыре варианта выполнения высотной ветроэнергетической установки, содержащей один или два кольцеобразных опорных ротора 6.The four options described above are possible for a high-altitude wind power installation comprising one or two ring-shaped supporting rotors 6.

При работе с одним кольцеобразным опорным ротором 6 предотвращение вращения кольцеобразного силового корпуса 5 обеспечивается натяжением тросов, удерживающих высотную энергетическую установку. При работе с двумя кольцеобразными опорными роторами 6 их вращение в противоположном (встречном) направлении вращения обеспечивает компенсацию крутящих моментов, действующих на кольцеобразный силовой корпус 5, что предотвращает его вращение во время работы высотной энергетической установки.When working with one ring-shaped support rotor 6, preventing rotation of the ring-shaped power housing 5 is provided by the tension of the cables holding the high-altitude power installation. When working with two annular support rotors 6, their rotation in the opposite (counter) direction of rotation provides compensation for torques acting on the annular power housing 5, which prevents its rotation during operation of the high-altitude power installation.

Таким образом, описанные выше варианты выполнения высотных ветроэнергетических установок позволяют создавать ветровые энергоустановки различной мощности для выработки экологически чистой электрической энергии с возможностью их использования в любых, в том числе и труднодоступных местностях.Thus, the above-described embodiments of high-altitude wind power plants make it possible to create wind power plants of various capacities for generating clean electric energy with the possibility of using them in any, including hard-to-reach areas.

Claims (4)

1. Высотная ветроэнергетическая установка, содержащая ортогональную турбину с лопастями и электрогенератором, соединенными с земной опорой посредством тросов и электрического кабеля, отличающаяся тем, что турбина снабжена полым кольцеобразным силовым корпусом, электрогенератор выполнен с кольцеобразным опорным ротором, на котором установлены поворотные кронштейны с закрепленными на последних лопастями ортогональной турбины, кольцеобразный опорный ротор электрогенератора установлен с возможностью вращения относительно кольцеобразного силового полого корпуса, в котором установлены опоры, воспринимающие горизонтальные нагрузки и вертикальные нагрузки от кольцеобразного опорного ротора на полый кольцеобразный силовой корпус, на кольцеобразном опорном роторе электрогенератора установлен короткозамкнутый ротор электрогенератора, а в полом кольцеобразном силовом корпусе установлены элементы статора электрогенератора, включающие сердечник, выполненный в единой конструкции с несущей фермой, и обмотки электрогенератора, причем элементы статора электрогенератора выполнены в виде отдельных секций, между которыми расположены опоры кольцеобразного опорного ротора, воспринимающие горизонтальные нагрузки, в качестве опор, воспринимающих горизонтальную и вертикальную нагрузку, использована магнитная подвеска, электрогенератор выполнен в виде обратимой электрической машины с возможностью работы в режиме двигателя или в режиме электрогенератора, а лопасти ортогональной турбины посредством поворотных кронштейнов установлены с возможностью их поворота из вертикального положения в горизонтальное и из последнего обратно в вертикальное положение с фиксацией их в любом из промежуточных положений.1. A high-altitude wind power installation containing an orthogonal turbine with blades and an electric generator connected to the earth support by means of cables and an electric cable, characterized in that the turbine is equipped with a hollow ring-shaped power case, the electric generator is made with an annular bearing rotor on which the swinging brackets are mounted on the last blades of the orthogonal turbine, the annular support rotor of the electric generator is installed with the possibility of rotation relative to the ring-shaped The heat hollow body, in which the supports are installed, which perceive horizontal loads and vertical loads from the annular support rotor on the hollow ring-shaped power case, on the ring-shaped support rotor of the electric generator, there is a short-circuited rotor of the electric generator, and in the hollow ring-shaped power case, the stator elements of the electric generator, including the heart, are installed; made in a single design with a carrier farm, and the windings of the generator, the stator elements of the generator ra made in the form of separate sections, between which are located the supports of the annular support rotor, perceiving horizontal loads, as the supports perceiving horizontal and vertical load, a magnetic suspension is used, the electric generator is made in the form of a reversible electric machine with the ability to work in the engine mode or in the mode of the electric generator , and the blades of the orthogonal turbine by means of swivel brackets installed with the possibility of their rotation from a vertical position to a horizontal e and the last back to a vertical position with fixing them in any intermediate position. 2. Высотная ветроэнергетическая установка, содержащая ортогональную турбину с лопастями и электрогенератором, соединенными с земной опорой посредством тросов и электрического кабеля, отличающаяся тем, что турбина снабжена полым кольцеобразным силовым корпусом, электрогенератор выполнен с двумя верхним и нижним кольцеобразными опорными роторами, на каждом из которых установлены поворотные кронштейны с закрепленными на последних лопастями ортогональной турбины, образующими внешний и внутренний контур их вращения, причем верхний и нижний кольцеобразные опорные роторы электрогенератора установлены с возможностью вращения в противоположные стороны относительно полого кольцеобразного силового корпуса, в котором установлены опоры, воспринимающие горизонтальные нагрузки и вертикальные нагрузки от каждого из кольцеобразных опорных роторов на полый кольцеобразный силовой корпус, на каждом из кольцеобразных опорных роторов электрогенератора установлен короткозамкнутый ротор электрогенератора, а в полом кольцеобразном силовом корпусе установлены элементы статора электрогенератора, включающие сердечник, выполненный в единой конструкции с несущей фермой, и обмотки электрогенератора, причем элементы статора электрогенератора выполнены в виде отдельных секций, между которыми расположены опоры кольцеобразных опорных роторов, воспринимающие горизонтальные нагрузки, в качестве опор, воспринимающих горизонтальную и вертикальную нагрузку, использована магнитная подвеска, электрогенератор выполнен в виде обратимой электрической машины с возможностью работы в режиме двигателя или в режиме электрогенератора, а лопасти ортогональной турбины посредством поворотных кронштейнов установлены с возможностью их поворота из вертикального положения в горизонтальное и из последнего обратно в вертикальное положение с фиксацией их в любом из промежуточных положений.2. High-altitude wind power installation containing orthogonal turbine with blades and electric generator connected to the earth support by means of cables and electric cable, characterized in that the turbine is equipped with a hollow ring-shaped power case, the generator is made with two upper and lower ring-shaped supporting rotors, each of which rotary brackets are installed with blades of an orthogonal turbine fixed on the latter, forming the outer and inner contour of their rotation, with the upper and The ring-shaped support rotors of the electric generator are mounted with the possibility of rotation in opposite directions relative to the hollow ring-shaped power case, in which the supports are installed, which take horizontal loads and vertical loads from each of the ring-shaped support rotors on a hollow ring-shaped power case, on each of the ring-shaped support rotors of the electric generator, a short-circuited rotor of the electric generator, and in the hollow ring-shaped power case there are installed elements of the stator electric generator, including a core, made in a single design with a carrier farm, and windings of an electric generator, moreover, the stator elements of the electric generator are made as separate sections, between which are located support ring-shaped supporting rotors, which take horizontal loads and vertical loads, used magnetic suspension, the electric generator is made in the form of a reversible electric machine with the ability to work in engine mode or electro mode nerator, and the blades of the orthogonal turbine by means of swivel brackets installed with the possibility of their rotation from a vertical position to a horizontal and from the latter back to a vertical position with fixation in any of the intermediate positions. 3. Высотная ветроэнергетическая установка, содержащая ортогональную турбину с лопастями и электрогенератором, соединенными с земной опорой посредством тросов и электрического кабеля, отличающаяся тем, что турбина снабжена полым кольцеобразным силовым корпусом, электрогенератор выполнен с кольцеобразным опорным ротором, образованным подвижно соединенными с возможностью поворота относительно друг друга звеньями, на которых установлены поворотные кронштейны с закрепленными на последних лопастями ортогональной турбины, кольцеобразный опорный ротор электрогенератора установлен с возможностью вращения относительно полого кольцеобразного силового корпуса по замкнутому контуру, образованному дугами окружности, при этом, по крайней мере, две противоположно расположенные дуги окружности имеют длину, превышающую длину соединяющих их между собой дуг окружности, в силовом полом корпусе установлены опоры, воспринимающие горизонтальные нагрузки и вертикальные нагрузки от кольцеобразного опорного ротора на кольцеобразный силовой полый корпус, на звеньях опорного кольцеобразного ротора электрогенератора установлены электрически соединенные между собой звенья короткозамкнутого ротора электрогенератора, а в полом кольцеобразном силовом корпусе установлены элементы статора электрогенератора, включающие сердечник, выполненный в единой конструкции с несущей фермой, и обмотки электрогенератора, элементы статора электрогенератора выполнены в виде отдельных секций, причем последние на участках максимальной кривизны контура движения лопастей выполнены с уменьшенным полюсным делением и объединены в отдельную сеть, между секциями статора электрогенератора расположены опоры кольцеобразного опорного ротора, воспринимающие горизонтальные нагрузки, в качестве опор, воспринимающих горизонтальную и вертикальную нагрузку, использована магнитная подвеска, электрогенератор выполнен в виде обратимой электрической машины с возможностью работы в режиме двигателя или в режиме электрогенератора, а лопасти ортогональной турбины посредством поворотных кронштейнов установлены с возможностью их поворота из вертикального положения в горизонтальное и из последнего обратно в вертикальное положение с фиксацией их в любом из промежуточных положений.3. High-altitude wind power installation containing an orthogonal turbine with blades and an electric generator connected to the earth support by means of cables and an electric cable, characterized in that the turbine is equipped with a hollow ring-shaped power case, the electric generator is made with an annular supporting rotor formed movably connected with the possibility of rotation relative to each other the other links, on which the swivel brackets are installed with the blades of the orthogonal turbine fixed on the latter, are ring-shaped th supporting rotor of the electric generator is installed with the possibility of rotation relative to the hollow ring-shaped power body along a closed contour formed by circular arcs, with at least two oppositely located circular arcs having a length greater than the circular arcs connecting them to each other, are installed in the power hollow case supports, perceiving horizontal loads and vertical loads from the annular support rotor on the annular power hollow body, on the links of the support ring shaped rotor of the generator installed electrically interconnected parts of a short-circuited rotor of the generator, and in the hollow ring-shaped power case installed elements of the stator of the generator, including a core, made in a single design with a supporting farm, and the windings of the generator, the stator of the generator, made in separate sections, the latter on the areas of maximum curvature of the contour of the movement of the blades are made with a reduced pole division and combined in The network, between the stator sections of the electric generator, are supports of the annular support rotor, which accept horizontal loads, as magnetic and vertical load supports, a magnetic suspension is used, the electric generator is made in the form of a reversible electric machine with the ability to operate in the engine mode or in the electric generator mode, and the blades of the orthogonal turbine by means of the swivel brackets are installed with the possibility of their rotation from the vertical position to the horizontal This and from the latter back to the vertical position with their fixation in any of the intermediate positions. 4. Высотная ветроэнергетическая установка, содержащая ортогональную турбину с лопастями и электрогенератором, соединенными с земной опорой посредством тросов и электрического кабеля, отличающаяся тем, что турбина снабжена полым кольцеобразным силовым корпусом, электрогенератор выполнен с двумя верхним и нижним кольцеобразными опорными роторами, образованными подвижно соединенными с возможностью поворота относительно друг друга звеньями, на которых установлены поворотные кронштейны с закрепленными на последних лопастями ортогональной турбины, образующими внешний и внутренний контур их вращения, кольцеобразные опорные роторы электрогенератора установлены с возможностью вращения в противоположные стороны относительно полого кольцеобразного силового корпуса по замкнутому контуру, образованному дугами окружности, при этом, по крайней мере, две противоположно расположенные дуги окружности имеют длину, превышающую длину соединяющих их между собой дуг окружности, в силовом полом корпусе установлены опоры, воспринимающие горизонтальные нагрузки и вертикальные нагрузки от кольцеобразных опорных роторов на кольцеобразный силовой полый корпус, на звеньях каждого из кольцеобразных опорных ротора электрогенератора установлены электрически соединенные между собой звенья короткозамкнутых роторов электрогенератора, а в полом кольцеобразном силовом корпусе установлены элементы статора электрогенератора, включающие сердечник, выполненный в единой конструкции с несущей фермой, и обмотки электрогенератора, элементы статора электрогенератора выполнены в виде отдельных секций, причем последние на участках максимальной кривизны контура движения лопастей выполнены с уменьшенным полюсным делением и объединены в отдельную сеть, между секциями статора электрогенератора расположены опоры кольцеобразных опорных роторов, воспринимающие горизонтальные нагрузки, в качестве опор, воспринимающих горизонтальную и вертикальную нагрузку, использована магнитная подвеска, электрогенератор выполнен в виде обратимой электрической машины с возможностью работы в режиме двигателя или в режиме электрогенератора, а лопасти ортогональной турбины посредством поворотных кронштейнов установлены с возможностью их поворота из вертикального положения в горизонтальное и из последнего обратно в вертикальное положение с фиксацией их в любом из промежуточных положений.4. A high-altitude wind power installation containing an orthogonal turbine with blades and an electric generator connected to the earth support by means of cables and an electric cable, characterized in that the turbine is provided with a hollow ring-shaped power case, the electric generator is made with two upper and lower ring-shaped supporting rotors formed movably connected the ability to rotate relative to each other links, which are equipped with swivel brackets mounted on the last blades orthogonal The turbines forming the external and internal contours of their rotation, the annular support rotors of the electric generator are mounted for rotation in opposite directions relative to the hollow ring-shaped power body along a closed contour formed by circular arcs, and at least two opposite circular arcs of a circle have a length exceeding the length of arcs of a circle connecting them to each other, supports are installed in the power case, which perceive horizontal loads and are vertical to ruzki from ring-shaped support rotors on the annular power hollow body, on the links of each of the ring-shaped supporting rotors of the electric generator, electrically connected links of the short-circuited rotors of the electric generator are installed, and in the hollow ring-shaped power case, the stator elements of the electric generator, including the core, are made in a single structure and equipped with a single unit. , and the windings of the generator, the stator elements of the generator are made in the form of separate sections, the latter The axes of maximum curvature of the blades motion contour are made with reduced pole division and combined into a separate network, between the stator sections of the electric generator there are supports of the ring-shaped supporting rotors, which accept horizontal loads, as supports supporting the horizontal and vertical loads, a magnetic suspension is used, the electric generator is designed as a reversible electric machine with the ability to work in the engine mode or in the mode of the electric generator, and the blades of the orthogonal turbine osredstvom swing arms mounted rotatably from a vertical to a horizontal position and from the latter back to the vertical position with locking them in any intermediate position.
RU2018129452A 2018-08-13 2018-08-13 High-altitude wind power plant (versions) RU2686538C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018129452A RU2686538C1 (en) 2018-08-13 2018-08-13 High-altitude wind power plant (versions)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018129452A RU2686538C1 (en) 2018-08-13 2018-08-13 High-altitude wind power plant (versions)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2686538C1 true RU2686538C1 (en) 2019-04-29

Family

ID=66430436

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018129452A RU2686538C1 (en) 2018-08-13 2018-08-13 High-altitude wind power plant (versions)

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2686538C1 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US966143A (en) * 1909-04-22 1910-08-02 Walter Van Wie Revolving kite.
US4659940A (en) * 1982-04-27 1987-04-21 Cognitronics Corporation Power generation from high altitude winds
EP0841480B1 (en) * 1996-11-12 2002-02-27 Wubbo Johannes Ockels Wind energy converter using kites
EA019501B1 (en) * 2009-10-22 2014-04-30 Грант Калверли Gyroglider power-generation, control apparatus and method
EP2682598B1 (en) * 2007-03-30 2015-05-20 Kite Gen Research S.R.L. Wind energy converter using kites

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US966143A (en) * 1909-04-22 1910-08-02 Walter Van Wie Revolving kite.
US4659940A (en) * 1982-04-27 1987-04-21 Cognitronics Corporation Power generation from high altitude winds
EP0841480B1 (en) * 1996-11-12 2002-02-27 Wubbo Johannes Ockels Wind energy converter using kites
EP2682598B1 (en) * 2007-03-30 2015-05-20 Kite Gen Research S.R.L. Wind energy converter using kites
EA019501B1 (en) * 2009-10-22 2014-04-30 Грант Калверли Gyroglider power-generation, control apparatus and method

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5542128B2 (en) Foundation structure for wing drive and auxiliary lift for tropospheric wind power generators
CN104763587A (en) Novel wind turbine linked pitch alteration system
US20140246862A1 (en) Airborne wind energy system
JP2011522167A5 (en)
CN110056483B (en) Multiple variable pitch power generation method of wind driven generator
US8754541B2 (en) Linear wind powered electrical generator
CN106150923A (en) A kind of adjustable wind-driven generator of traffic altitude
EP3622173B1 (en) A wind energy park comprising airborne wind energy systems
US8749088B2 (en) Methods and devices for generating electricity from high altitude wind sources
RU2686538C1 (en) High-altitude wind power plant (versions)
KR101958965B1 (en) Multi power generating apparatus
EP3622172B1 (en) A wind installation comprising a wind turbine and an airborne wind energy system
RU2396459C1 (en) Air power plant
WO2013189503A2 (en) High altitude maglev vertical-axis wind turbine system (ham-vawt)
JP4547039B1 (en) Installation method of rotor blade for wind power generation
RU2563048C1 (en) High-altitude solar and wind power plant
RU2697075C1 (en) Method of converting wind kinetic energy to a flying wind-driven power plant
US20220033080A1 (en) A payload control device
RU2671667C1 (en) Aeroenergostat ground-generator
CN205895494U (en) Hot air balloon wind power generation set
RU119821U1 (en) MOBILE WIND POWER COMPLEX
RU81161U1 (en) AEROSTAT POWER PLANT
KR102481119B1 (en) Wind power generating apparatus with power-transmission tower type
RU2484295C2 (en) Byte wind-driven power plant
RU2139443C1 (en) Power system of three-shaft windmill

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20200814