CS261044B1

CS261044B1 - Wind generator generator rotor

Info

Publication number: CS261044B1
Application number: CS866106A
Authority: CS
Inventors: Ladislav Strakos; Zdenko Stanicek; Jaroslav Rakus
Original assignee: Ladislav Strakos; Zdenko Stanicek; Jaroslav Rakus
Priority date: 1986-08-20
Filing date: 1986-08-20
Publication date: 1989-01-12
Also published as: CS610686A1

Abstract

Řešení se týká rotoru generátoru větrné elektrárny, který geometrickým uspořádáním permanentních magnetů příslušných jednomu magnetickému pólu snižuje nároky na sílu větru, který roztočením vrtule pohání rotor generátoru. Geometrické uspořádání permanentních magnetů, tvořících jednotlivý magnetický pól je charakterizováno pravidelným pootočením sousedících permanentních magnetů postupným způsobem tak, že poslední permanentní magnet magnetického pólu je vůči prvnímu pootočen alespoň o jednu drážkovou rozteč.The solution concerns a rotor of a wind power plant generator, which, by means of a geometric arrangement of permanent magnets corresponding to one magnetic pole, reduces the demands on the wind force, which, by rotating the propeller, drives the generator rotor. The geometric arrangement of the permanent magnets forming an individual magnetic pole is characterized by a regular rotation of adjacent permanent magnets in a gradual manner such that the last permanent magnet of the magnetic pole is rotated by at least one slot pitch relative to the first.

Description

Vynález se týká rotoru generátoru větrné elektrárny, jehož jednotlivé magnetické póly jsou tvořeny permanentními magnety, které jsou podél při obvodu tělesa rotoru uspořádány ve vzájemně postupném pootočení, čímž je dosaženo snížení sil, které těleso rotoru drží v klidu ve vymezené poloze.BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a rotor of a wind turbine generator, the individual magnetic poles of which are formed by permanent magnets, which are arranged along the periphery of the rotor body in a stepwise rotation relative to each other.

Stávající konstrukce malých větrných elektráren používají rotory opatřené permanentními magnety, které jsou uspořádány v podélném směru osy rotoru do jedné přímky. Toto uspořádáni permanentních magnetů způsobuje, že při nevhodném počtu drážek statoru jsou magnetické síly, vyvolané permanentními magnety a ustavující rotor v klidu do vymezené polohy značné a pro jejich překonání a roztočení rotoru je nutno na rotor přivádět značné momenty aerodynamických sil. U rotoru generátorů větrných elektráren to znamená, že tímto magnetickým lepením vyvolaný odpor vůči roztočení rotoru bráni při nízkých rychlostech větru získáváni elektrické energie. Mezi geometrickým uspořádáním vrtule, výkonem generátoru větrné elektrárny a rychlosti větru platí vztahExisting small wind turbine designs use permanent magnet rotors that are aligned in a longitudinal direction of the rotor axis. This arrangement of the permanent magnets causes that, with an unsuitable number of stator grooves, the magnetic forces exerted by the permanent magnets and the rotor at rest in the defined position are considerable and considerable moments of aerodynamic forces must be applied to the rotor to overcome and rotate the rotor. In the case of a rotor of wind power generators, this means that the magnetic spin-induced resistance to rotor rotation prevents the generation of electric energy at low wind speeds. There is a relationship between the geometrical arrangement of the propeller, the power of the wind generator and the wind speed

P = 0,2 D? v³, kde značí P ..... výkon generátoru, D ..... průměr vrtule a v ..... rychlost větru. Při respektování tohoto vztahu potřebují generátory stávajících konstrukcí v provedení větrné elektrár ny pro roztočení svých rotorů na naše klimatické podmínky poměrně silný vítr (6 až 7) ms^-3i více a tato nevýhoda je zvláště zvýrazněna u řešení, která mají mezi rotor generátoru a vrtuli vloženu převodovku. Z těchto důvodů je nutno mezi vrtuli a generátor zařazovat rozběhovou spojku, která umožní roztočení vrtule a rozběhnutí větrné elektrárny při nižších rychlostech větru. Celé zařízení se stává složitějším a dochází ke zbytečnému zvyšováni celkové hmotnosti vůči těm částem, které se podílejí na výrobě elektrické energie.P = 0.2 D? v ³ , where P ..... indicates generator power, D ..... propeller diameter and v ..... wind speed. While respecting this relationship, existing wind power generators need relatively strong winds (6 to 7) ms ^-3 or more to spin their rotors to our climatic conditions, and this disadvantage is especially highlighted in solutions that have a generator-propeller rotor gearbox. For this reason, it is necessary to include a start-up clutch between the propeller and the generator, which allows the propeller to start and start the wind power plant at lower wind speeds. The whole device becomes more complicated and unnecessarily increases the total weight to those parts involved in the production of electricity.

Výše uvedené nedostatky jsou odstraněny rotorem generátoru větrné elektrárny v provedení dle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že permanentní magnety pro jednotlivé magnetické póly na obvodu tělesa rotoru je použito více nežli jednoho permanentního magnetu a sousedící permanentní magnety, příslušné jednomu magnetickému pólu tělesa rotoru jsou vůči sobě pootočeny o pootočení delta, které je dáno vztahem kde značí τ ..... rozteč drážek tělesa statoru, n ..... počet permanentních magnetů, kde permanentní magnety mají délku t, která je dána vztahem kde značí 1 ..... délku tělesa rotoru, ......počet permanentních magnetů'.The above drawbacks are overcome by the rotor of a wind power generator according to the invention, characterized in that the permanent magnets for the individual magnetic poles on the periphery of the rotor body use more than one permanent magnet and the adjacent permanent magnets corresponding to one magnetic pole of the rotor body are relative to each other by the delta rotation, which is given by the relation where τ ..... the spacing of the stator body grooves, n ..... the number of permanent magnets, where the permanent magnets have a length t, which is given by the relation where denotes 1 .. ... the length of the rotor body, ...... the number of permanent magnets.

Na připojeném výkrese je v axonometrickém zobrazení znázorněn příklad provedení rotoru generátoru větrné elektrárny podle vynálezu.The accompanying drawing shows, in an axonometric view, an exemplary embodiment of a rotor of a wind power generator according to the invention.

Rotor generátoru větrné elektrárny obsahuje těleso 2. rotoru, při jehož obvodu jsou ze strany přivrácené k ose tělesa 2 rotoru uspořádány v axiálním směru permanentní magnety 3. takovým způsobem, že pro jednotlivé póly na obvodu tělesa 2 rotoru je použito vždy pěti permanentních magnetů 3, které jsou vůči sobě postupně šroubovité pootočeny o pootočení delta, které je rovno anebo větší 1/5 roztečí tau drážek £ tělesa statoru £.The rotor of the wind turbine generator comprises a rotor body 2, the periphery of which comprises permanent magnets 3 in the axial direction on the side facing the axis of the rotor body 2, in such a way that five permanent magnets 3 are used for each pole. which, in turn, are helically rotated relative to each other by a rotation of delta equal to or greater than 1/5 of the pitch tau of the grooves 4 of the stator housing 4.

Princip snížení magnetických sil, které vymezují klidovou polohu rotoru generátoru větrné elektrárny podle vynálezu vyplývá z geometrického uspořádání permanentních magnetů _3< kde geometrický střed magnetického toku vycházejícího z permanentních magnetů 3, příslušných jednomu magnetickému pólu se uzavírá v klidové poloze rotoru přes větší oblast statorových drážek £, která v daném příkladě je dána minimálně jednou drážkovou roztečí tau.The principle of reducing the magnetic forces defining the rest position of the rotor of a wind power generator according to the invention results from the geometrical arrangement of the permanent magnets 3 where the geometric center of the magnetic flux coming from the permanent magnets. , which in the example is given by at least one groove pitch tau.

Konstrukce rotoru generátoru větrné elektrárny podle vynálezu lze užít u všech zařízení, u kterých pro výrobu elektrické energie je k dispozici málo energie mechanické a u kterých brzdný účinek poháněného generátoru má nepříznivý vliv na zdroj mechanické energie, nebo snižuje provozuschopnost celého zařízení.The rotor structure of the wind generator of the present invention can be used in all devices where little mechanical energy is available for generating electricity, and where the braking effect of the driven generator adversely affects the mechanical energy source, or reduces the operability of the whole device.

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

Wind turbine generator rotor, comprising a cylindrical rotor body, the individual magnetic poles of which are formed by permanent magnets arranged regularly in the axial direction at the periphery of the rotor body from the side facing the axis of rotation, characterized in that At least two permanent magnets (3) are used in the rotor body (2) and adjacent permanent magnets (3), corresponding to one magnetic pole of the rotor body (2), are helically rotated with respect to each other by the rotation (8). ..... the spacing of the grooves (4) of the stator housing (1) n ..... the number of permanent magnets (3), where the permanent magnets (3) have a length (t) which is given by the relation where 1 ... .. rotor body length (2) n ..... number of permanent magnets (3)

Wind turbine generator rotor according to Claim 1, characterized in that the permanent magnets (3) are in the form of annular segments.