PL72858Y1 - Generator synchroniczny dwuwirnikowy z magnesami trwałymi - Google Patents

Abstract

Przedmiotem zgłoszenia jest generator synchroniczny dwuwirnikowy z magnesami trwałymi charakteryzujący się tym, że składa się z wirnika generatora (4) połączonego na sztywno z wałem (1) pierwszego wirnika przeciwbieżnej turbiny wiatrowej osadzonym obrotowo w korpusie (2) generatora poprzez zespół łożysk (3) na którym znajduje się zestaw magnesów trwałych (6) i (7), oraz z wirnika generatora (9) połączonego na sztywno z wałem (10) drugiego wirnika przeciwbieżnej turbiny wiatrowej osadzonym obrotowo w korpusie (2) generatora poprzez zespół łożysk (11) na którym znajdują się magnetowody (5) z uzwojeniami (8), zespół pierścieni (13) z układem szczotek (14) połączonych z kablem (12) odprowadzającym energię elektryczną.

Description

PL 72 858 Y1 2 Opis wzoru Przedmiotem wzoru uzytkowego jest generator synchroniczny dwuwirnikowy z magnesami trwalymi o konstrukcji wirników pozwalajacej wielokrotne zabudowanie sekcji indukowania sily elektromotorycznej.

Znane sa konstrukcje generatora synchronicznego dwuwirnikowego z magnesami trwalymi i po- jedyncza sekcja indukowania sily elektromotorycznej oraz generatora synchronicznego dwuwirniko- wego z magnesami trwalymi o konstrukcji wirników pozwalajacej na wielokrotne zabudowanie sekcji indukowania sily elektromotorycznej. Konstrukcje te cechuje rozwiazanie, w którym generatory syn- chroniczne posiadaja na zewnatrz obudowy dwie koncówki walów. Waly te sa polaczone na sztywno z wirnikami generatora synchronicznego, które dla osiagniecia efektu zwiekszenia lub podwojenia sily elektromotorycznej poprzez zwiekszenie predkosci wzglednej pomiedzy wirnikami winny obracac sie w odwrotnych kierunkach. Obroty przeciwne koncówek walów generatorów synchronicznych o takiej konstrukcji uzyskuje sie poprzez sprzegniecie tych generatorów miedzy innymi z przeciwbieznie pra- cujacymi turbinami wiatrowymi lub innym ukladem elektromaszynowym zapewniajacym uzyskiwanie do napedu obrotów w przeciwnych kierunkach.

Znany jest z PL229549 generator synchroniczny, wielosegmentowy, posiadajacy wiele tarcz wir- nikowych z magnesami trwalymi rozmieszczonymi na okregu, osadzonych na wale glównym i wiele segmentów stojana z uzwojeniem fazowym osadzonych na gwintowanych trzpieniach i umieszczonych pomiedzy tarczami wirnikowymi, charakteryzujacy sie tym, ze posiada obudowe w postaci szkieletu, wyposazona we wsporniki, której podstawa w ksztalcie wielokata foremnego jest korzystnie z ksztaltow- ników zamknietych jest polaczona z rozlacznie mocowana obejma, przy czym pierwsze tarcze wirnika umieszczone na zewnatrz maja nalozone magnesy trwale ulozone po jednej stronie, a drugie tarcze, umieszczone pomiedzy pierwszymi segmentami stojana, maja magnesy trwale umieszczone na obwo- dzie po obu stronach, a poza tym pierwsze segmenty stojana sa umiejscowione za pomoca nakretek.

Znany jest z opisu patentowego numer US2008231132 generator wielotarczowy, którego wirniki i stojany sa usytuowane na przemian w kierunku wzdluznym w stosunku do walu generatora. W tarczach wirników osadzonych na wale sa przymocowane magnesy trwale. Tarcze stojana, zamocowane do obu- dowy zaopatrzone sa w cewki rozmieszczone naprzeciwko magnesów trwalych. Celem wzoru uzytko- wego jest opracowanie takiego generatora synchronicznego, który pozwoli na stosowanie go w elektrow- niach wiatrowych jednowirnikowych oraz w elektrowniach wodnych w zakresie niskich obrotów.

Znana jest z DE10002092 maszyna elektryczna charakteryzujaca sie tym, ze jej naped elek- tryczny posiada wirnik wewnetrzny, który jest polaczony z pierwszym wirnikiem 4 maszyny turbo oraz wirnik zewnetrzny koncentryczny z wirnikiem wewnetrznym, który jest polaczony z drugim wirnikiem maszyny turbosprezarki. Wirnik wewnetrzny i wirnik zewnetrzny sa polaczone bezposrednio z odpo- wiednim wirnikiem, a takze poprzez przekladnie z odpowiednim wirnikiem. Co najmniej jeden z wirników posiada uzwojenie DC lub AC. Co najmniej jeden z wirników zawiera klatke, magnesy trwale, uzwojenie pradu stalego lub dalsze uzwojenie pradu przemiennego lub stalego.

Celem wzoru uzytkowego jest opracowanie generatora synchronicznego dwuwirnikowego, który bedzie posiadal magnesy trwale z pojedyncza sekcja indukowania sily elektromotorycznej oraz ukladem wlasnym zmiany kierunku obrotów.

Istota wzoru uzytkowego jest generator synchroniczny dwuwirnikowy z magnesami trwalymi cha- rakteryzujacy sie tym, ze sklada sie z wirnika generatora polaczonego na sztywno z walem pierwszego wirnika przeciwbieznej turbiny wiatrowej osadzonym obrotowo w korpusie generatora poprzez zespól lozysk, na którym znajduje sie zestaw magnesów trwalych, oraz z wirnika generatora polaczonego na sztywno z walem drugiego wirnika przeciwbieznej turbiny wiatrowej osadzonym obrotowo w korpusie generatora poprzez zespól lozysk, na którym znajduja sie magnetowody z uzwojeniami, zespól pier- scieni z ukladem szczotek polaczonych z kablem odprowadzajacym energie elektryczna.

Zgodnie ze wzorem uzytkowym generator synchroniczny dwuwirnikowy z magnesami trwalymi o konstrukcji wirników pozwalajacej wielokrotne zabudowanie sekcji indukowania sily elektromotorycz- nej przeznaczony jest do elektrowni wiatrowych z turbinami przeciwbieznymi polaczonymi bezposrednio z generatorem. Generator pozwala na wielokrotne zabudowanie sekcji indukowania sily elektromoto- rycznej przy zalozeniu wstepnym dla dwóch sekcji indukowania sily elektromotorycznej jeden z wirników generatora posiada konstrukcje umozliwiajaca mocowanie na pierscieniu od jego strony zewnetrznej i wewnetrznej zestawu magnesów trwalych. Drugi z wirników generatora posiada konstrukcje umozli- wiajaca na zewnetrznej czesci pierscienia zabudowanie magnetowodu z uzwojeniem, a na drugim pier- scieniu na jego wewnetrznej czesci zabudowanie równiez magnetowodu z uzwojeniem. Istnieje takze PL 72 858 Y1 3 mozliwosc dobudowywania kolejnych pierscieni, na których po ich stronach zewnetrznych i wewnetrz- nych moga byc umiejscawiane zestawy magnesów trwalych, a na drugim z wirników istnieje mozliwosc dobudowywania kolejnych pierscieni, na których istnieje mozliwosc umiejscawiania magnetowodu z uzwojeniami w zaleznosci od przyjetej w zalozeniach konstrukcyjnych ilosci sekcji indukowania sily elektromotorycznej.

Generator synchroniczny dwuwirnikowy z magnesami trwalymi o konstrukcji wirników pozwalaja- cej wielokrotne zabudowanie sekcji indukowania sily elektromotorycznej winien byc kazdorazowo za- projektowany dla przyjetych zalozen wstepnych odnosnie miedzy innymi mocy znamionowej genera- tora, ilosci sekcji indukowania sily elektromotorycznej oraz innych parametrów elektrowni wiatrowej z turbinami przeciwbieznymi.

Elektrownia wiatrowa z turbinami przeciwbieznymi polaczonymi bezposrednio z generatorem synchronicznym dwuwirnikowym z magnesami trwalymi i podwójna sekcja indukowania sily elektromo- torycznej sklada sie z nastepujacych podzespolów: ? turbina wiatrowa górna trójlopatowa z profilowanymi lopatami do pracy przeciwbieznej i z kon- centratorem strugi powietrza, ? turbina wiatrowa dolna trójlopatowa z profilowanymi lopatami do pracy przeciwbieznej i z kon- centratorem strugi powietrza, ? generator synchroniczny dwuwirnikowy z magnesami trwalymi i podwójna sekcja indukowa- nia sily elektromotorycznej, ? konstrukcja nosna turbin wiatrowych i generatora synchronicznego wraz z pionowymi pro- wadnicami strugi powietrza oraz ukladem posadowienia, ? uklad przetwarzania mocy generatora synchronicznego elektrowni wiatrowej wyposazony w falownik z zastosowaniem fazowego sprzezenia zwrotnego.

Przedmiot wzoru uzytkowego zostal uwidoczniony na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia kon- strukcje generatora synchronicznego dwuwirnikowego z magnesami trwalymi i podwójna sekcja indu- kowania sily elektromotorycznej, a fig. 2 – schemat generatora synchronicznego dwuwirnikowego z ma- gnesami trwalymi i podwójna sekcja indukowania sily elektromotorycznej z turbinami przeciwbieznymi.

Generator synchroniczny dwuwirnikowy z magnesami trwalymi o konstrukcji wirników pozwalaja- cej wielokrotne zabudowanie sekcji indukowania sily elektromotorycznej dla konstrukcji z dwoma sek- cjami indukowania sie sily elektromotorycznej sklada sie z wirnika generatora 4 polaczonego na sztywno z walem 1 pierwszego wirnika przeciwbieznej turbiny wiatrowej osadzonym obrotowo w korpusie 2 ge- neratora poprzez zespól lozysk 3, na którym znajduje sie zestawy magnesów trwalych 6 i 7, z wirnika generatora 9 polaczonego na sztywno z walem 10 drugiego wirnika przeciwbieznej turbiny wiatrowej osadzonym obrotowo w korpusie 2 generatora poprzez zespól lozysk 11, na którym znajduja sie ma- gnetowody 5 z uzwojeniami 8, zespól pierscieni 13 z ukladem szczotek 14 polaczonych z kablem 12 odprowadzajacym energie elektryczna.

Generator synchroniczny bedacy istota niniejszego wzoru uzytkowego znajduje zastosowanie do elektrowni wiatrowej z turbinami przeciwbieznymi polaczonymi bezposrednio z generatorem synchro- nicznym. Na wale 1 pierwszego wirnika przeciwbieznej turbiny wiatrowej osadzona jest konstrukcja pierwszej turbiny wiatrowej 15, a na wale 10 drugiego wirnika przeciwbieznej turbiny wiatrowej osadzona jest konstrukcja drugiej turbiny wiatrowej 16.

Istota pracy generatora synchronicznego dwuwirnikowego z magnesami trwalymi i podwójna sekcja indukowania sily elektromotorycznej polega na przeciwbieznych obrotach wirników, przy czym kazdy z wirników jest polaczony sztywno z turbina górna i turbina dolna niezaleznie od konstrukcji tych turbin. Na jednym z wirników generatora polaczonych z turbina wiatrowa znajduje sie magnetowód zawierajacy uzwojenie polaczone z zespolem trzech pierscieni slizgowych, z których energia elek- tryczna odprowadzana jest za pomoca pierscieni slizgowych kablem na zewnatrz obudowy generatora.

Na drugim z wirników generatora umiejscowione sa magnesy trwale tworzace wzbudnik generatora.

Istota takiej konstrukcji jest predkosc wzgledna pomiedzy wirnikami generatora bedaca suma predko- sci obrotowej poszczególnych wirników generatora. Zakladajac, ze turbiny wiatrowe pracujace prze- ciwbieznie obracaja sie ze stala predkoscia obrotowa, wówczas wzgledna predkosc pracy generatora jest podwojona predkoscia obrotowa jednego wirnika generatora. Wzgledna predkosc pomiedzy uzwo- jonym magnetowodem jednego wirnika generatora a magnesami trwalymi tworzacymi wzbudnik umiej- scowionymi na drugim wirniku generatora jest predkoscia bezposrednio wplywajaca na wielkosc sily elektromotorycznej indukowanej w tak skonstruowanym generatorze synchronicznym posiadajacym PL 72 858 Y1 4 jedna sekcje indukowania sily elektromotorycznej rozumiana jako magnetowód zawierajacy uzwojenie oraz wzbudnik jako zestaw magnesów trwalych.

Istota konstrukcji generatora synchronicznego dwuwirnikowego z magnesami trwalymi o kon- strukcji wirników pozwalajacej na wielokrotne zabudowanie sekcji indukowania sily elektromotorycznej jest zwiekszona predkosc wzgledna wirników generatora bezposrednio wplywajaca na indukowana sile elektromotoryczna, która jest wprost proporcjonalna do predkosci wzglednej pomiedzy uzwojonym ma- gnetowodem a wzbudnikiem oraz mozliwosc zabudowy sekcji indukowania sily elektromotorycznej, przy czym ilosc tych sekcji wynika kazdorazowo z przyjetych zalozen konstrukcyjnych wynikajaca z zalozen konstrukcyjnych.

Claims (1)

Zastrzezenie ochronne

1. Generator synchroniczny dwuwirnikowy z magnesami trwalymi, posiadajacy wirniki generato- rów, waly, zespoly lozysk, korpusy generatorów znamienny tym, ze sklada sie z wirnika ge- neratora (4) polaczonego na sztywno z walem (1) pierwszego wirnika przeciwbieznej turbiny wiatrowej osadzonym obrotowo w korpusie (2) generatora poprzez zespól lozysk (3), na któ- rym znajduje sie zestaw magnesów trwalych (6) i (7), oraz z wirnika generatora (9) polaczo- nego na sztywno z walem (10) drugiego wirnika przeciwbieznej turbiny wiatrowej osadzonym obrotowo w korpusie (2) generatora poprzez zespól lozysk (11), na którym znajduja sie ma- gnetowody (5) z uzwojeniami (8), zespól pierscieni (13) z ukladem szczotek (14) polaczonych z kablem (12) odprowadzajacym energie elektryczna.