PL221114B1 - Wielobiegunowa prądnica do elektrowni wiatrowej o pionowej osi obrotu i małym momencie zaczepowym - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest wielobiegunowa prądnica do elektrowni wiatrowej o pionowej osi obrotu i małym momencie zaczepowym.

W wielobiegunowych prądnicach z magnesami trwałymi występuje znaczny moment zaczepowy będący źródłem drgań i hałasu. Wartość tego momentu zależy od liczby biegunów maszyny, od indukcji w szczelinie maszyny oraz od geometrii obwodu magnetycznego. Oprócz drgań i hałasu moment ten utrudnia rozruch prądnicy, co w przypadku stosowania ich w elektrowniach wiatrowych o pionowej osi obrotu umożliwia start elektrowni dopiero przy wiatrach o znacznych prędkościach. Z tego powodu dąży się więc, do minimalizacji tego momentu na drodze konstrukcyjnej. Metody minimalizacji tego momentu opisane są najlepiej w pracy doktorskiej Michała Gajewskiego (Politechnika Warszawska, Wydział Elektryczny, 2007 r.). W praktyce moment ten minimalizuje się najczęściej przez zastosowanie skosu zębów stojana, co jednak ogranicza powierzchnię użyteczną żłobka i jest trudne w wykonaniu. Innym rozwiązaniem jest stosowanie niesymetrii magnetycznej (patent US 2006/125338 A1 i patenty EP 1511160 A2 oraz US 5912515), co prowadzi do powstania technicznie niekorzystnego naciągu magnetycznego w prądnicy.

Wielobiegunowa prądnica do elektrowni wiatrowej o pionowej osi obrotu i małym momencie zaczepowym, zawierająca zewnętrzny stojan oraz wewnętrzny wirnik, przy czym w żłobkach stojana umieszczone jest uzwojenie, zaś na wirniku naklejone są magnesy trwałe o przemiennej biegunowości, według wynalazku charakteryzuje się tym, że liczba żłobków jej stojana jest liczbą parzystą, podzielną przez trzy oraz jest liczbą różną o dwa od liczby magnesów wirnika, zaś największym wspólnym podzielnikiem liczby żłobków stojana i liczby magnesów wirnika także jest liczba dwa.

Zaletą wielobiegunowej prądnicy do elektrowni wiatrowej o pionowej osi obrotu i małym momencie zaczepowym według wynalazku jest jej konstrukcja, ograniczająca wystąpienie momentu zaczepowego jedynie do dwóch miejsc przy jednoczesnym zniesieniu się sił naciągu magnetycznego, co uzyskuje się stosując stojan z parzystą liczbą żłobków i wirnik z parzystą liczbą magnesów, przy czym największym wspólnym podzielnikiem liczby żłobków stojana i liczby magnesów wirnika jest liczba 2. W wyniku takiej konfiguracji obwodu magnetycznego uzyskuje się minimalny moment zaczepowy oraz zniesienie się sił naciągu magnetycznego przy niezmniejszonej powierzchni użytecznej żłobka i bez potrzeby stosowania skosu zębów stojana.

Przedmiot wynalazku uwidoczniony jest w przykładzie wykonania na rysunku przedstawiającym schematycznie wielobiegunową maszynę z magnesami trwałymi według wynalazku, składającą się ze stojana 1 oraz wirnika 2, przy czym w 48 żłobkach stojana 1 umieszczone jest trójpasmowe uzwojenie, zaś na wirniku 2 naklejonych jest 50 magnesów trwałych 3 o przemiennej biegunowości.

Claims (1)

1. Wielobiegunowa prądnica do elektrowni wiatrowej o pionowej osi obrotu i małym momencie zaczepowym, zawierająca zewnętrzny stojan i wewnętrzny wirnik, przy czym w żłobkach stojana umieszczone jest uzwojenie, zaś na wirniku naklejone są magnesy trwałe o przemiennej biegunowości, znamienna tym, że liczba żłobków jej stojana (1) jest liczbą parzystą podzielną przez trzy oraz jest liczbą różną o dwa od liczby magnesów (3) wirnika (2), zaś największym wspólnym podzielnikiem liczby żłobków stojana (1) i liczby magnesów (3) wirnika (2) także jest liczba dwa.