RO134730A2 - Magnetic compensator for wind turbine with derived magnetoelectric generator - Google Patents
Magnetic compensator for wind turbine with derived magnetoelectric generator Download PDFInfo
- Publication number
- RO134730A2 RO134730A2 ROA201900429A RO201900429A RO134730A2 RO 134730 A2 RO134730 A2 RO 134730A2 RO A201900429 A ROA201900429 A RO A201900429A RO 201900429 A RO201900429 A RO 201900429A RO 134730 A2 RO134730 A2 RO 134730A2
- Authority
- RO
- Romania
- Prior art keywords
- magnets
- rotor
- stator
- fixed
- magnetic
- Prior art date
Links
- 230000005291 magnetic effect Effects 0.000 title claims abstract description 112
- 230000010287 polarization Effects 0.000 claims abstract description 29
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 23
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 23
- 230000005294 ferromagnetic effect Effects 0.000 claims description 19
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 230000003993 interaction Effects 0.000 claims description 4
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 claims description 3
- 239000000696 magnetic material Substances 0.000 claims description 3
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 claims description 3
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 claims description 3
- 238000013459 approach Methods 0.000 claims description 2
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims description 2
- 241000218691 Cupressaceae Species 0.000 claims 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 6
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 4
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 4
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 3
- 230000001965 increasing effect Effects 0.000 description 3
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 3
- 230000005520 electrodynamics Effects 0.000 description 2
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 2
- 238000005381 potential energy Methods 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N Fe2+ Chemical compound [Fe+2] CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002885 antiferromagnetic material Substances 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 230000005292 diamagnetic effect Effects 0.000 description 1
- 239000002889 diamagnetic material Substances 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 1
- 239000003302 ferromagnetic material Substances 0.000 description 1
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 1
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 1
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 229910000595 mu-metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001172 neodymium magnet Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 229910000889 permalloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001846 repelling effect Effects 0.000 description 1
- 230000003252 repetitive effect Effects 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 238000012800 visualization Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- 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
- Y02E10/72—Wind turbines with rotation axis in wind direction
Landscapes
- Wind Motors (AREA)
Abstract
Description
Compensator magnetic pentru turbină eoliană și turbină cu generator magnetoelectric derivatMagnetic compensator for wind turbine and turbine with derived magnetoelectric generator
Invenția se referă la un compensator magnetic de pierderi energetice pentru o turbină eoliană, la un generator magnetoelectric derivat din acesta și la o turbină eoliană ce îl utilizează.The invention relates to a magnetic energy loss compensator for a wind turbine, to a magnetoelectric generator derived therefrom and to a wind turbine using it.
-Sunt cunoscute turbine eoliene cu generator magnetoelectric încorporat de tip clasic, utilizat pentru conversia energiei mecanice de rotație în energie electrică, prin inducerea de curenți electrici în niște solenoizi statorici de către magneții unui rotor cuplat axial cu turbina de vânt a centralei eoliene, precum cea din documentul de brevet: JP 2005094936 ce prezintă o turbină eoliană cu ax orizontal și generator electric încorporat, având un rotor tip elice cu pale dispuse radial, de extremitățile cărora sunt atașați magneți permanenți și care sub acțiunea vântului se rotește în interiorul unui cadru statoric circular pe care sunt dispuși solenoizi de inducere de curent electric la trecerea prin dreptul lor a magneților de la extremitățile palelor turbinei.- There are known wind turbines with built-in magnetoelectric generator of classical type, used for the conversion of mechanical rotational energy into electricity, by inducing electric currents in some stator solenoids by the magnets of a rotor axially coupled to the wind turbine of the wind farm, such as from patent document: JP 2005094936 showing a wind turbine with horizontal axis and built-in electric generator, having a propeller-type rotor with radially arranged blades, to the ends of which permanent magnets are attached and which under the action of the wind rotate inside a circular stator frame on which electric current induction solenoids are arranged when the magnets at the ends of the turbine blades pass through them.
Aceste turbine eoliene prezintă dezavantajul că turbina eoliană propriu-zisă are randament de conversie a energiei vântului relativ slab, sub 50%, în special la viteze relativ mici ale vântului, de cca 3m/s, iar generatorul electric încorporat realizează un randament de conversie a energiei mecanice a rotorului sub 90% ceea ce înseamnă că pentru un diametru al turbinei de 2-5m-specific amplasării și utilizării turbinei în gospodării individuale, turbina de vânt asigură o putere electrică relativ mică în condiții de vânt slab. Acest impendiment, în cazul unui generator magneto-electric încorporat de tip clasic nu poate fi eliminat deoarececonform legii lui Lenz, câmpul magnetic indus în solenoizii statorului are sens de frânare a rotației rotorului cu magneții inductori, ca urmare a faptului că se opune cauzei ce îl produce , constând în creșterea fluxului magnetic la nivelul solenoizilor statorici la apropierea magneților rotorici și scăderea acestui flux la depărtarea magneților rotorici de solenoizii statorici. Aceasta înseamnă că viteza de rotație a turbinei este redusă de cuplajul cu generatorul magneto-electric care în consecință, deși poate fi construit de putere mare, generează un curent electric de putere relativ mică. Generatorul magneto-electric classic, de exemplu- cel de turbine eoliene, este realizat din un rând circular de solenoizi statorici de inducere de current electric conectați în serie sau în paradei și două rânduri de magneți rotorici paralelipipedici sau discoidali, polarizați pe fețe, ce încadrează rândul circular de solenoizi statorici, dispuși echidistant pe support feros, cu un pol spre solenoizii statorici și atractiv unul față de altul, astfel încât prin rotirea lor să se genereze fluxuri magnetice ΦΒ variabile, de sens alternativ opus, la nivelul solenoizilor, pentru inducere de curent electric alternativ, I și a unei tensiuni electrice E = -όΦβ/όίThese wind turbines have the disadvantage that the wind turbine itself has a relatively weak wind energy conversion efficiency, below 50%, especially at relatively low wind speeds of about 3m / s, and the built-in electric generator achieves a conversion efficiency of mechanical energy of the rotor below 90% which means that for a turbine diameter of 2-5m-specific to the location and use of the turbine in individual households, the wind turbine provides a relatively low electric power in low wind conditions. This impedance, in the case of a built-in magneto-electric generator of the classical type, cannot be eliminated because according to Lenz's law, the magnetic field induced in the stator solenoids makes sense to slow down the rotation of the rotor with inductive magnets, due to the fact that it opposes the cause. produces, consisting in the increase of the magnetic flux at the level of the stator solenoids at the proximity of the rotor magnets and the decrease of this flux at the distance of the rotor magnets from the stator solenoids. This means that the speed of rotation of the turbine is reduced by the coupling with the magneto-electric generator which consequently, although it can be built of high power, generates an electric current of relatively low power. The classic magneto-electric generator, for example - that of wind turbines, is made of a circular row of stator solenoids inducing electric current connected in series or in parade and two rows of parallelepiped or discoidal rotor magnets, polarized on the faces, which the circular row of stator solenoids, arranged equidistantly on the ferrous support, with a pole towards the stator solenoids and attractive to each other, so that by their rotation to generate variable magnetic fluxes de Β of alternating opposite direction, at the level of the solenoids, for induction of alternating electric current, I and an electric voltage E = -όΦβ / όί
La rândul lui, curentul electric indus I, generează însă un flux magnetic Indus, Φ| , careconform legii lui Lenz, se opune cauzei care l-a generat, adică fluxului magnetic inductor ΦΒ .In turn, the induced electric current I, however, generates an induced magnetic flux, Φ | , which according to Lenz's law, opposes the cause that generated it, ie the inductive magnetic flux Φ Β .
Momentul MF al forței de frânare a rotației, astfel produs, este apreciabil și semnificativ mai mare la viteze de rotație mai mari, astfel încât turbinele eoliene de cu generator magneto-electric încorporat de peste 800W , în condiții de vânt relativ slab, sub 5 m/s și tinzând spre valoarea de 3m/s, ca urmare și a momentului de inerție al rotorului cu magneți, produc un current electric nesemnificativ, din cauza vitezei mici de rotație, sau efectiv nu se mai rotesc după atașarea generatorului magneto-electric.The moment M F of the rotational braking force, thus produced, is appreciably and significantly higher at higher rotational speeds, so that wind turbines with built-in magneto-electric generator over 800W, in relatively weak wind conditions, below 5 m / s and tending to the value of 3m / s, as a result of the moment of inertia of the rotor with magnets, produce an insignificant electric current, due to the low speed of rotation, or actually do not rotate after attaching the magneto-electric generator.
Sunt cunoscuți compensatori magnetici tip motor magnetic, care funcționează prin conversia energiei potențiale de respingere magnetică realizată disimetric în energie cinetică de rotație a unui rotor magnetic, precum cele prezentate în documentele de brevet: US4151431, WO9414237 și WO2006/045333, ș.a. și care pot fi folosiți pentru startarea unei turbine eoliene de putere mai mare de 500W și în condiții de vânt slab, precum o turbină tip Savonius auxiliară și pentru a compensa o parte din pierderile energetice de energie cinetică de rotație produse prin frecare mecanică și frânare magnetică generată conform legii lui Lenz de câmpul magnetic indus al solenoizilor generatorului electric al turbinei eoliene, ca în cazulMagnetic compensators of the magnetic motor type are known, which operate by converting the potential energy of magnetic rejection achieved asymmetrically into the rotational kinetic energy of a magnetic rotor, such as those presented in patent documents: US4151431, WO9414237 and WO2006 / 045333, etc. and which can be used to start a wind turbine with a power greater than 500W and in low wind conditions, such as an auxiliary Savonius turbine and to compensate for part of the energy losses of kinetic rotational energy produced by mechanical friction and magnetic braking generated according to Lenz's law by the induced magnetic field of the wind turbine electric generator solenoids, as in the case of
eolienei prezentată în documentul RO 2016 01037, de exemplu, care însă prezintă dezavantajul că implică costuri relativ mari de realizare.wind turbine presented in document RO 2016 01037, for example, which, however, has the disadvantage that it involves relatively high construction costs.
Din punct de vedere cuantic, explicația dată la nivel internațional privind funcționarea unor astfel de dispozitive se referă la posibilitatea refacerii energiei cuantice de câmp magnetic ale momentelor magnetice ale sarcinilor atomice, pierdută prin efectuare de lucru mecanic în interacțiile magnetice, prin intermediul negentropiei mediului cuantic și subcuantic, fără de care sarcinile electrice nu și-ar putea menține constantă valoarea sarcinii electrice și a momentului magnetic, motiv din care aceste dispozitive sunt denumite: „free energy device”. Surplusul de energie generat de astfel de dispozitive și de unele cu excitație electrică, precum cel din brevetul US6362718, care utilizează întreruperea periodică a fluxului magnetic al unui magnet permanent în proximitatea unui pol prin bobine de inducere a unui flux de sens opus pe ramurile de colectare a curentului indus, este explicat în modul mai susmenționat, prin teoria lui Sachs a electrodinamicii, (P.K.Atanasovski, T.E.Bearden, C.Ciubotariu ș.a. -„Explanation of the motionless electromagnetic generator with electrodynamics”, Foundation of Physics Letters, Voi.14, No1, (2001)), iar din punct de vedere pre-cuantic, prin modelul vortexial de câmp magnetic, (M.E. Kelly ș.a. Majoritatea motoarelor cu magneți tip free energy realizate folosesc pentru generarea forței motrice repulsia magnetică realizată disimetric prin ecrane magnetice, realizate atât cu material ferromagnetice cât și cu materiale diamagnetice -ca în cazul motorului firmei Perendev, utilizând ecran magnetic din oțel feritic și grafit pirolitic, diamagnetic sau cu materiale antiferomagnetice tip oxid de Ni, ca în cazul motorului magnetic realizat de Moshen Jalali, (www).From a quantum point of view, the international explanation for the operation of such devices refers to the possibility of restoring the quantum magnetic field energy of the magnetic moments of atomic charges, lost by mechanical work in magnetic interactions, through the negentropy of the quantum medium. subquantum, without which the electric charges could not keep the value of the electric charge and the magnetic moment constant, which is why these devices are called: "free energy device". Surplus energy generated by such devices and some with electric excitation, such as that of US6362718, which uses the periodic interruption of the magnetic flux of a permanent magnet in the vicinity of a pole by induction coils of an opposite direction flow on the collecting branches of the induced current, is explained in the above way, by Sachs's theory of electrodynamics, (PKAtanasovski, TEBearden, C. Ciubotariu etc. - "Explanation of the motionless electromagnetic generator with electrodynamics", Foundation of Physics Letters, Vol. .14, No1, (2001)), and from a pre-quantum point of view, by the magnetic field vortex model, (ME Kelly et al. Most motors with free energy type magnets made use asymmetrically made magnetic repulsion to generate the driving force by magnetic screens, made of both ferromagnetic and diamagnetic materials - as in the case of Perendev's motor, using magnetic steel screen l ferritic and pyrolytic graphite, diamagnetic or with Ni-oxide antiferromagnetic materials, as in the case of the magnetic motor made by Moshen Jalali, (www).
Creșterea randamentului unei turbine eoliene prin folosirea unui compensator magnetic rezultă din următoarele:Increasing the efficiency of a wind turbine by using a magnetic compensator results from the following:
Inițial, randamentul turbinei este dat de raportul între puterea electrică și puterea vântului la axul turbinei: ηΤι = Pe/Pv, iar puterea electrică este dată de randamentul generatorului electric și puterea utilă, care este dată de diferența între puterea vântului la axul rotoric și puterea rezistivă, dată de lucrul mecanic efectuat de forțele de frânare totale, cu principala componentă dată de forța de frânare magnetică produsă de câmpul magnetic indus al solenoizilor: PE= ηΕ·Ρυ = ηείΡν- Pr)·Initially, the turbine efficiency is given by the ratio between the electric power and the wind power at the turbine shaft: η Τ ι = Pe / Pv, and the electric power is given by the efficiency of the electric generator and the useful power, which is given by the difference between the wind power at the rotor axis. and the resistive power, given by the mechanical work performed by the total braking forces, with the main component given by the magnetic braking force produced by the induced magnetic field of the solenoids: P E = η Ε · Ρυ = ηείΡν- Pr) ·
Randamentul turbinei rezultă deci inițial în forma :The turbine efficiency therefore results initially in the form:
ητι = Pe/Pv =ηε·(Ρν _ Pr)/Pv = t1e*(1 _ Pr/Pv)· în condițiile existenței compensatorului magnetic, puterea Pc a acestuia compensează o parte din puterea rezistivă PR a forțelor rezistive, și randamentul turbinei rezultă în forma :ητι = Pe / Pv = ηε · (Ρν _ Pr) / Pv = t1e * (1 _ Pr / Pv) · under the conditions of the existence of the magnetic compensator, its power P c compensates a part of the resistive power P R of the resistive forces, and the turbine efficiency results in the form:
ητρ = Pe/Pv =t|e (Pv ~ Pr + Pc)/Pv = ηε·(1 — Pr/Pv + Pc/Pv ) = ητι + ηε( Pc/Pv)·ητρ = Pe / Pv = t | e (Pv ~ Pr + Pc) / Pv = ηε · (1 - Pr / Pv + Pc / Pv) = ητι + ηε (Pc / Pv) ·
De exemplu, dacă avem un generator magneto-electric cu ηΕ = 0,85 și ητ, = 0,4 iar Pc/Pv = 1/3, rezultă un randament crescut al turbinei cu ηΕ·(Ρο/Ρν)· = 0,283, adică de valoare : T]TF = 0,4 + 0,263 = 0,683.For example, if we have a magneto-electric generator with η Ε = 0.85 and η τ , = 0.4 and Pc / Pv = 1/3, the result is an increased turbine efficiency with η Ε · (Ρο / Ρν) · = 0.283, i.e. of value: T] TF = 0.4 + 0.263 = 0.683.
-Problema tehnică pe care rezolvă invenția constă în realizarea unui compensator magnetic și a unui generator magneto-electric derivat fiabil și relativ simplu, care să poată fi folosit încorporat într-o turbine eoliană cu ax vertical sau orizontal, pentru valorificarea energiei eoliene de intensitate mică și medie , în principal, prin o turbină cu generator magneto-electric încorporat simplă, cu preț de cost rezonabil și eficiență mărită în valorificarea energiei eoliene, prin reducerea pierderilor de energie de rotație generate de frecări mecanice și de câmpul magnetic indus al solenoizilor de producere a curentului electric.-The technical problem solved by the invention consists in the realization of a magnetic compensator and a reliable and relatively simple derived magneto-electric generator, which can be used incorporated in a wind turbine with vertical or horizontal axis, for the capitalization of low intensity wind energy. and average, mainly by a turbine with simple built-in magneto-electric generator, with reasonable cost and increased efficiency in harnessing wind energy, by reducing the rotational energy losses caused by mechanical friction and the induced magnetic field of the production solenoids of electric current.
Compensator magnetic pentru turbină eoliană conform invenției rezolvă această problemă tehnică prin aceea că, într-o primă variantă, este compus dintr-un rotor cu suport rotoric din material nemagnetic, fixat pe un ax metalic și cu niște magneți rotorici paralelipipedici sau tip bară polarizați de-a lungul lățimii sau respectiv- de-a lungul lungimii șiThe magnetic compensator for the wind turbine according to the invention solves this technical problem by the fact that, in a first variant, it is composed of a rotor with rotor support made of non-magnetic material, fixed on a metal shaft and with parallelepiped rotor magnets or bar type polarized by -along width or respectively- along the length and
R0 134730 Α2 hjp dispuși pe periferia lui cu polarizația în unghi de 30°4-45° față de direcția radială, cu un ecran magnetic pe fața dinspre sensul rotației și un stator magnetic compus dintr-un suport statoric nemagnetic circular, cu niște magneți statorici dispuși repulsiv disimetric față de magneții rotorici, care sunt de două tipuri: magneți statorici principali paralelipipedici polarizați pe direcția grosimii, și magneți statorici secundari paralelipipedici polarizați pe direcția lățimii sau lungimii, dispuși pe circumferința interioară a suportului statoric cu polarizația P în unghi de 30°4-45° față de direcția radială, cu un ecran magnetic pe fața de întâlnire cu magneții rotorici și cuplați magnetic prin intermediul unei părți din ecranul magnetic într-un ansamblu în forma literei L.R0 134730 Α2 hjp arranged on its periphery with the polarization at an angle of 30 ° 4-45 ° to the radial direction, with a magnetic screen on the face from the direction of rotation and a magnetic stator composed of a circular non-magnetic stator support, with some stator magnets arranged asymmetrically repulsive to rotor magnets, which are of two types: parallel staple magnets polarized parallelepiped in the direction of thickness, and secondary stator magnets parallelepiped polarized in the direction of width or length, arranged on the inner circumference of the support P ° 4-45 ° to the radial direction, with a magnetic shield on the face meeting the rotor magnets and magnetically coupled by means of a part of the magnetic shield in an assembly in the shape of the letter L.
Magneții statorici principali pot fi carcasați într-o carcasă feromagnetică cu secțiunea în formă de U cu grosimea peretelui de cca 1/3 din grosimea magnetului statoric exceptând una dintre laturi realizată cu secțiune triunghiulară prelungită și cu deschiderea corespondentă polului de interacție repulsivă cu magneții rotorici, care include astfel ecranele magnetice, magneții statorici secundari fiind dispuși fără ecran între peretele de grosime constantă al carcasei feromagnetice a unui magnet statoric principal și peretele cu secțiune triunghiulară al carcasei feromagnetice a magnetului statoric principal adiacent.The main stator magnets can be housed in a U-shaped ferromagnetic housing with a wall thickness of about 1/3 of the stator magnet thickness except for one of the sides made of extended triangular section and the corresponding opening of the repulsive interaction pole with the rotor magnets, which thus includes the magnetic screens, the secondary stator magnets being arranged without a screen between the wall of constant thickness of the ferromagnetic housing of a main stator magnet and the triangular section wall of the ferromagnetic housing of the adjacent main stator magnet.
- Generatorul magneto-electric derivat, pentru turbină eoliană de vânt slab sau mediu, are un rotor compus dintr-un stator dublu, cu două părți simetrice față de planul rotației, cu magneți statorici paralelipipedici polarizați longitudinal, fixați într-un suport statoric nemagnetic, cu niște ecrane feromagnetice între ele și cu polarizațiile P paralele, în unghi de 30°-r45° față de planul rotației și antiparalele cu polarizațiile P ale unor magneți rotorici fixați într-un suport rotoric nemagnetic circular, ansamblul magneto-electric fiind carcasat în interiorul unei carcase nemagnetice cilindrice formată din două părți circulare cu rulmenți dispuși central pentru fixarea axului rotorului și o parte inelară pe al cărei perete interior se fixează în rășină epoxidică N bobine din sârmă de Cu-Em de 0,3-1 mm diametru, interconectate în paralel sau în serie, magneții rotorici fiind de trei tipuri și în număr de 5N, pentru generare de forță motrice de rotație fiind prevăzut! 2N magneți rotorici principali paralelipipedici polarizați pe direcția lungimii, dispuși pe două rânduri, înclinați simetric, cu polarizația P în unghi de 30°-r45° față de planul median al rotorului și ecranați pe fața dinspre exterior cu un ecran magnetic și 2N magneți rotorici secundari paralelipipedici polarizați pe direcția grosimii, dispuși cu polarizația paralelă cu cea a magneților rotorici principali și în L față de aceștia, lipiți cu o margine de ecranul magnetic al acestora, între cele două șiruri circulare simetrice de magneți rotorici fiind dispuși N magneți circulari cu polii pe fețe și polarizațiile radiale și reciproc antiparalele, introduși într-un inel din oțel-inox feritic de 1-2 mm grosime, magneții rotorici principali, secundari și circulari fiind fixați într-un suport rotoric nemagnetic și pe un inel-suport feromagnetic de care sunt sudate/lipite niște brațe metalice lipite cu celălalt capăt de o țeavă-suport prin care se trece axul rotoric de care se fixează cu șuruburi.- The derived magneto-electric generator, for low or medium wind wind turbine, has a rotor composed of a double stator, with two parts symmetrical with respect to the plane of rotation, with longitudinally polarized parallelepiped stator magnets, fixed in a non-magnetic stator support, with some ferromagnetic screens between them and with the polarizations P parallel, at an angle of 30 ° -r45 ° to the plane of rotation and antiparallel with the polarizations P of rotor magnets fixed in a circular non-magnetic rotor support, the magneto-electric assembly being housed inside of a cylindrical non-magnetic housing consisting of two circular parts with bearings arranged centrally for fixing the rotor shaft and an annular part on the inner wall of which is fixed in epoxy resin N coils of Cu-Em wire of 0.3-1 mm diameter, interconnected in parallel or in series, the rotor magnets being of three types and in number of 5N, for the generation of rotational driving force being provided! 2N longitudinally polarized main rotor magnets polarized in the direction of length, arranged in two rows, inclined symmetrically, with P polarization at an angle of 30 ° -r45 ° to the median plane of the rotor and shielded on the outside with a magnetic screen and 2N secondary rotor magnets parallelepipeds polarized in the direction of thickness, arranged with the polarization parallel to that of the main rotor magnets and in L with them, glued with an edge to their magnetic screen, between the two symmetrical circular rows of rotor magnets being arranged N circular magnets with poles on faces and radial polarizations and reciprocally antiparallels, inserted in a ferritic stainless steel ring 1-2 mm thick, the main, secondary and circular rotor magnets being fixed in a non-magnetic rotor support and on a ferromagnetic support ring of which they are welded / glued some metal arms glued to the other end of a support pipe through which passes the rotor shaft to which it is fixed with shovel rubies.
Turbina eoliană cu ax vertical cu generator magnetoelectric conform invenției are o turbină inferioară cu pale în formă de sfert de cilindru fixate simetric pe un cilindru-suport fixat prin niște brațe metalice de o țeavă-suport care se fixează de axul generatorului trecut prin ea și care se fixează în doi rulmenți fixați de placa-suport și de o colivie de care sunt sudate 3-6 brațe îndoite la 90° formând un cadru-suport ale cărui brațe au capătul opus prevăzut cu o talpă prin care se fixează de placa-suport, deasupra acestui cadru-suport fiind fixată de ax prin niște brațe metalice o turbină superioară dublă cu un set de pale în formă de sfert de cilindru fixate pe un cilindru-suport fixat prin brațele metalice de axul turbinei și un set de pale similare fixate de o prelungire în formă de arc de cerc a brațelor metalice, care susțin și partea dreptunghiulară dinspre ax a palelor, marginea de închidere a palelor fiindThe vertical axis wind turbine with magnetoelectric generator according to the invention has a lower turbine with quarter-cylinder blades symmetrically fixed on a support cylinder fixed by metal arms to a support pipe which is fixed to the axis of the generator passed through it and which it is fixed in two bearings fixed to the support plate and to a cage from which are welded 3-6 arms bent at 90 ° forming a support frame whose arms have the opposite end provided with a sole through which it is fixed to the support plate, above this support frame being fixed to the shaft by some metal arms a double upper turbine with a set of blades in the shape of a quarter of a cylinder fixed on a support cylinder fixed by the metal arms to the turbine shaft and a set of similar blades fixed by a circular extension of the metal arms, which also support the rectangular part from the axis of the blades, the closing edge of the blades being
R0 134730 Α2 fixată de o pereche de brațe metalice astfel încât fluxul de aer care trece printre palele exterioare să se oprească în palele turbinei interioare.R0 134730 Α2 fixed by a pair of metal arms so that the flow of air passing between the outer blades stops in the blades of the inner turbine.
în varianta cu ax orizontal, turbina eoliană cu generator magnetoelectric conform invenției este realizată cu generatorul magnetoelectric dispus cu axul orizontal , având fixată pe el o elice cu trei pale mari sau și cu trei pale mici între acestea și cu carcasa cu rulmenți fixată de o nacelă fixată la rândul ei de un stâlp de susținere, orientarea după direcția vântului a turbinei fiind realizată cu o coadă de orientare.In the horizontal axis version, the wind turbine with magnetoelectric generator according to the invention is made with the magnetoelectric generator arranged with the horizontal axis, having fixed on it a propeller with three large blades or with three small blades between them and with the bearing housing fixed by a platform fixed in turn by a support pole, the orientation according to the wind direction of the turbine being made with an orientation tail.
Compensatorul magnetic conform invenției prezintă avantajul că compensează o parte din pierderile energetice de energie cinetică de rotație a unei turbine eoliene care îl utilizează, generate de frânarea magnetică dată de câmpul magnetic indus în cazul în care generatorul magnetoelectric al turbinei este conectat electric la consumator, folosind un ansamblu relativ simplu de magneți permanenți și ecrane magnetice.The magnetic compensator according to the invention has the advantage that it compensates part of the energy losses of kinetic energy of rotation of a wind turbine using it, generated by the magnetic braking given by the induced magnetic field if the turbine magnetoelectric generator is electrically connected to the consumer, using a relatively simple set of permanent magnets and magnetic screens.
Generatorul magnetoelectric cu compensator magnetic conform invenției prezintă avantajul că generează curent electric ca un generator clasic de turbină eoliană compensând o parte din pierderile energetice de energie cinetică de rotație a acesteia, generate de frânarea magnetică dată de câmpul magnetic indus în cazul în care generatorul magnetoelectric este conectat electric la consumator, folosind un ansamblu relativ simplu și economic de magneți permanenți și ecrane magnetice.The magnetoelectric generator with magnetic compensator according to the invention has the advantage of generating electric current like a classic wind turbine generator compensating part of the kinetic energy losses of its rotation, generated by the magnetic braking given by the induced magnetic field if the magnetoelectric generator is electrically connected to the consumer, using a relatively simple and economical assembly of permanent magnets and magnetic screens.
Turbina eloliană cu generator magnetoelectric conform invenției prezintă avantajul că are un randament crescut de valorificare a energiei eoliene, prin folosirea părții de compensator magnetic a generatorului magnetoelectric și nu are nevoie de turbină Savonius pentru autostartare la vânt slab, de cca 3m/s.The wind turbine with magnetoelectric generator according to the invention has the advantage that it has a high efficiency of wind energy, by using the magnetic compensator part of the magnetoelectric generator and does not need Savonius turbine for low wind self-starting, about 3m / s.
Invenția este prezentată pe larg în continuare în legătură și cu figurile 1-14 care reprezintă: -fig.1, vedere de sus a unui compensator magnetic conform invenției în prima variantă;The invention is presented in detail below in connection with figures 1-14 which represent: -fig.1, top view of a magnetic compensator according to the invention in the first variant;
- fig.2, vedere în secțiune A-A din fig.1 a unui compensator magnetic în prima variantă;- fig.2, view in section A-A of fig.1 of a magnetic compensator in the first variant;
- fig.3, a, b, vedere din față și din lateral a unui magnet utilizat de compensatorul magnetic din prima variantă;- Fig.3, a, b, front and side view of a magnet used by the magnetic compensator of the first variant;
- fig.4, vedere de sus cu stator incomplet a unui compensator magnetic în a doua variantă;- fig.4, top view with incomplete stator of a magnetic compensator in the second variant;
- fig.5,a,b, vedere în secțiune B-B din fig.4 a unui compensator magnetic în a doua variantă, cu rotor cu trei și cu două șiruri circulare de magneți rotorici, decalate unghiular;- fig.5, a, b, view in section B-B from fig.4 of a magnetic compensator in the second variant, with rotor with three and with two circular rows of rotor magnets, angled offset;
- fig.6,a,b,c,d, vedere din lateral și din față a unui magnet statoric principal carcasat a), b) și necarcasat c), )d;- fig.6, a, b, c, d, side and front view of a main stator magnet encased a), b) and uncased c),) d;
- fig.7, vedere în secțiune verticală incompletă a unui generator magneto-electric derivat;- fig.7, incomplete vertical section view of a derived magneto-electric generator;
- fig.8, vedere din lateral desfășurată a unei părți a generatorului magnetoelectric derivat, cu ruptură de vizualizare a părții de compensator magnetic cu magneții rotorici circulari incluși;- fig.8, unfolded side view of a part of the derived magnetoelectric generator, with rupture of visualization of the part of magnetic compensator with circular rotor magnets included;
- fig.9, vedere D-D incompletă a părții superioare a unei turbine eoliene cu ax vertical cu generator magnetoelectric conform invenției încorporat;Fig. 9 is an incomplete D-D view of the upper part of a vertical axis wind turbine with a magnetoelectric generator according to the invention incorporated;
- fig. 10, vedere în secțiune verticală C-C a turbinei eoliene din fig. 9 cu generator magnetoelectric conform invenției încorporat;- fig. 10 is a vertical sectional view C-C of the wind turbine of FIG. 9 with built-in magnetoelectric generator according to the invention;
- fig.11, vedere în secțiune verticală a unei turbine eoliene cu ax orizontal cu generator magnetoelectric conform invenției încorporat;Fig. 11 is a vertical sectional view of a horizontal axis wind turbine with a built-in magnetoelectric generator according to the invention;
- fig. 12, vedere în secțiune verticală a părților generatorului magnetoelectric al turbine eoliene cu ax orizontal din fig. 11;- fig. 12, vertical sectional view of the parts of the magnetoelectric generator of the wind turbines with horizontal axis from fig. 11;
- fig. 13, modul de înseriere a bobinelor de generare a curentului electric pulsatoriu, ale generatorului magnetoelectric din fig. 7 și 8;- fig. 13, the insertion mode of the pulses of generating the pulsating electric current, of the magnetoelectric generator from fig. 7 and 8;
- fig. 14,a,b, modul de preluare a greutății turbinei eoliene la capătul inferior al axului rotoric prin magneți discoidali a) sau prin rulment cu role radial-axial b).- fig. 14, a, b, how to take the weight of the wind turbine at the lower end of the rotor shaft by discoidal magnets a) or by radial-axial roller bearing b).
Compensatorul magnetic M pentru turbină eoliană conform invenției, într-o primă variantă, este compus dintr-un rotor R cu suport rotoric 2 din material nemagnetic, preferabil- din plastic, fixat pe un ax 1 metalic și cu N magneți rotorici paralelipipedici 3 sau kN magnețiThe magnetic compensator M for the wind turbine according to the invention, in a first variant, is composed of a rotor R with rotor support 2 of non-magnetic material, preferably plastic, fixed on a metal shaft 1 and with N parallelepiped rotor magnets 3 or kN magnets
RO 134730 Α2 rotorici tip bară: 3’, 3”, 3’”, (k=2, 3), polarizați de-a lungul lățimii sau respectiv- de-a lungul lungimii (când sunt tip bară) și dispuși pe periferia lui cu lățimea, respectiv- cu lungimea în unghi de 30°4-45° față de direcția radială, cu un ecran magnetic 4 pe fața dinspre sensul rotației- în cazul unor magneți rotorici paralelipipedici 3 și un stator magnetic S compus dintrun suport statoric 6 nemagnetic circular, cu niște magneți statorici principali 7 paralelipipedici polarizați pe direcția grosimii, cu polii pe fețe și niște magneți statorici secundari 9 paralelipipedici polarizați pe direcția lățimii sau lungimii, magneții statorici 7 și 9 fiind dispuși repulsiv față de magneții rotorici 3 , respectiv: 3’, 3”, 3”’, pe circumferința interioară a suportului statoric 6, cu polarizația P în unghi de 30°4-45° față de direcția radială, cu un ecran magnetic 8, respectiv-8’ pe fața de întâlnire cu magneții rotorici 3 , respectiv- 3’, 3”, 3”’, magneții statorici principali 7 și secundari 9 fiind cuplați magnetic prin intermediul unei părți din ecranul magnetic 8’ într-un ansamblu în forma literei L, (fig. 1).RO 134730 Α2 bar rotors: 3 ', 3 ”, 3'”, (k = 2, 3), polarized along the width or respectively - along the length (when they are a bar type) and arranged on its periphery with the width, respectively - with the length at an angle of 30 ° 4-45 ° to the radial direction, with a magnetic screen 4 on the face from the direction of rotation - in the case of parallelepiped rotor magnets 3 and a magnetic stator S composed of a non-magnetic stator support 6 circular, with some main stator magnets 7 parallelepipeds polarized in the direction of thickness, with poles on the faces and some secondary stator magnets 9 parallelepipeds polarized in the direction of width or length, stator magnets 7 and 9 being repulsively disposed against the respective rotor magnets 3, respectively , 3 ”, 3” ', on the inner circumference of the stator support 6, with the polarization P at an angle of 30 ° 4-45 ° to the radial direction, with a magnetic screen 8, respectively-8' on the face of the rotor magnets 3, respectively- 3 ', 3 ", 3"', the main stator magnets i 7 and secondary 9 being magnetically coupled by means of a part of the magnetic screen 8 'in an assembly in the shape of the letter L, (fig. 1).
în acest mod este realizată o continuitate relativ omogenă a câmpului magnetic statoric realizat disimetric în raport cu direcția radială, fără a fi necesar ca numărul de magneți statorici să fie sensibil mai mare decât numărul de magneți rotorici corespondent cazului cu magneți rotorici adiacenți apropiați, ecranele magnetice 4, 8, 8’ fiind alese din mu-metal sau permalloy, cu grosimea la limita de ecranare a repulsiei magnetice la apropierea magnetului rotoric 3 sau 3’, 3”,3”’ de magnetul statoric 7, 9 fără introducere de forță de frânare prin atracție între marginea ecranului magnetic 4 sau 8, 8’ și magnetul 7, 9 sau respectiv- 3 (3’, 3”, 3”’).in this way a relatively homogeneous continuity of the stator magnetic field achieved asymmetrically with respect to the radial direction is achieved, without the need for the number of stator magnets to be significantly higher than the number of rotor magnets corresponding to the case with adjacent rotor magnets, magnetic screens 4, 8, 8 'being chosen from mu-metal or permalloy, with the thickness at the limit of shielding the magnetic repulsion near the rotor magnet 3 or 3', 3 ", 3" 'to the stator magnet 7, 9 without the introduction of force of attraction braking between the edge of the magnetic shield 4 or 8, 8 'and the magnet 7, 9 or respectively 3 (3', 3 ", 3" ').
Aranjamentul în L al magneților statorici 7 și 9 asigură- în cazul folosirii unor magneți rotorici 3 paralelipipedici și condiția de auto-startare a compensatorului magnetic și de continuitate a rotației prin faptul că atunci când un magnet rotoric 3 este în poziția de aliniere a ecranelor magnetice 4 și 8’, corespunzătoare unei poziții de frânare, de intrare forțată a magnetului rotoric 3 în câmpul magnetului statoric secundar 9, un magnet rotoric 3 adiacent primului este deja intrat în câmpul repulsiv al magnetului statoric principal 7 prin repulsia căruia depășește forța de frânare generată de opoziția magnetului statoric secundar 9 la intrarea magnetului rotoric 3 în câmpul lui repulsiv, ulterior rolurile inversându-se. Statorul S și rotorul R se fixează într-o carcasă 10 nemagnetică (din plastic sau aluminiu) cu capac 10’- părți de care se fixează și câte un rulment 5, 5’ în care se fixează capetele axului 1 care la încorporarea compensatorului magnetic M într-o turbină eoliană, se prelungește cu axul turbinei eoliene.The L-arrangement of the stator magnets 7 and 9 ensures - in the case of the use of parallelepiped rotor magnets 3 and the condition of self-starting of the magnetic compensator and continuity of rotation by the fact that when a rotor magnet 3 is in the alignment position of the magnetic screens 4 and 8 ', corresponding to a braking position, forced entry of the rotor magnet 3 into the field of the secondary stator magnet 9, a rotor magnet 3 adjacent to the first is already entered the repulsive field of the main stator magnet 7 by repulsion which exceeds the generated braking force by the opposition of the secondary stator magnet 9 at the entrance of the rotor magnet 3 in its repulsive field, subsequently the roles being reversed. The stator S and the rotor R are fixed in a non-magnetic housing 10 (plastic or aluminum) with a cover 10 '- parts to which are fixed and a bearing 5, 5' in which the ends of the shaft 1 are fixed which, when incorporating the magnetic compensator M in a wind turbine, it extends with the axis of the wind turbine.
în a doua variantă, cu magneți rotorici 3’, 3”, (3”’) cilindrici, polarizați pe lungime, aceștia sunt dispuși în suportul rotoric 2 în unghi de 30°4-45° față de direcția radială, ecranați disimetric sau ne-ecranați, pe două sau trei rânduri circulare adiacente cu N magneți, decalate unghiular cu un unghi θ = 36072N, respectiv: θ’ = 36073N, deci cu Θ = 3607kN, (k=2,3-numărul de rânduri circulare), iar magneții statorici principali 7’ sunt carcasați într-o carcasă feromagnetică 8” cu secțiunea în formă de U cu grosimea peretelui de cca 1/3 din grosimea magnetului statoric 7’, exceptând una dintre laturi realizată cu secțiune triunghiulară prelungită și cu deschiderea corespondentă polului de interacție repulsivă cu magneții rotorici, magneții statorici secundari 9 fiind dispuși fără ecran între peretele de grosime constantă al carcasei feromagnetice 8” a unui magnet statoric principal 7’ și peretele cu secțiune triunghiulară al carcasei feromagnetice 8” a magnetului statoric principal 7’ adiacent, ca în figura 4.in the second variant, with 3 ', 3 ", (3"') cylindrical rotor magnets, polarized in length, they are arranged in the rotor support 2 at an angle of 30 ° 4-45 ° to the radial direction, shielded asymmetrically or not -screened, on two or three adjacent circular rows with N magnets, angularly offset by an angle θ = 36072N, respectively: θ '= 36073N, so with Θ = 3607kN, (k = 2,3-number of circular rows), and the main stator magnets 7 'are housed in an 8 "ferromagnetic housing with a U-shaped section with a wall thickness of about 1/3 of the thickness of the stator magnet 7', except for one of the sides made with an extended triangular section and the opening corresponding to the pole of repulsive interaction with rotor magnets, the secondary stator magnets 9 being arranged without a screen between the wall of constant thickness of the ferromagnetic housing 8 "of a main stator magnet 7 'and the triangular wall of the ferromagnetic housing 8" of the main stator magnet 7' adjacent, as in Figure 4.
Autostartarea compensatorului magnetic este asigurată suplimentar de decalajul unghiular între un șir circular de magneți rotorici 3’ și șirul circular al magneților rotorici 3”, (3”’), decalaj care asigură îndeplinirea condiției ca atunci când un șir de magneți rotorici se află în poziția de frânare, de intrare forțată în câmpul repulsiv al magneților statorici principaliThe self-starting of the magnetic compensator is further ensured by the angular gap between a circular row of rotor magnets 3 'and the circular row of rotor magnets 3 ", (3"'), a gap that ensures that the condition is met when a row of rotor magnets is in position braking, forced entry into the repulsive field of the main stator magnets
R0 134730 Α2 fiR0 134730 Α2 fi
7’ sau secundari 9, celelalte două șiruri circulare de magneți rotorici sunt în poziția de accelerare, de generare de forță motrice dată de faptul că magneții sunt deja intrați în zona de maxim al câmpului repulsiv al magneților statorici.7 'or secondary 9, the other two circular rows of rotor magnets are in the acceleration position, generating motor force given by the fact that the magnets have already entered the maximum area of the repulsive field of stator magnets.
Grosimile magneților paralelipipedici rotorici 3, 3’ și statorici 9 și diametrul magneților rotorici 3’, 3”, 3”’ din a doua variantă de compensator magnetic se aleg preferabil de maxim 15 mm, (84-15 mm), magneții mai groși din NdFeB fiind dificil de manevrat.The thicknesses of the rotor parallelepiped magnets 3, 3 'and stator 9 and the diameter of the rotor magnets 3', 3 ", 3" 'of the second variant of magnetic compensator are preferably chosen of maximum 15 mm (84-15 mm), the thicker magnets of NdFeB being difficult to handle.
Generatorul magneto-electric G pentru turbină eoliană de vânt slab sau mediu conform invenției, este derivat din prima variantă de compensator magnetic prin folosirea aranjamentului în L al magneților statorici la realizarea rotorului și al aranjamentului de dispunere unghiulară repetitivă și ecranată disimetric a magneților rotorici ai compensatorului magnetic pentru realizarea unui stator dublu S’ cu două părți: S’a și S’b .The magneto-electric generator G for low or medium wind wind turbine according to the invention, is derived from the first variant of magnetic compensator by using the L-shaped arrangement of stator magnets to make the rotor and the arrangement of repetitive and asymmetrically shielded angular arrangement of rotor magnets of the compensator magnetic for making a double stator S 'with two parts: S' a and S ' b .
Mai concret, generatorul magneto-electric G are un rotor R’ compus dintr-un suport rotoric 2’ nemagnetic circular, cu niște magneți rotorici principali 3, (3’) paralelipipedici polarizați pe direcția lungimii, dispuși pe două rânduri, înclinați simetric, cu polarizația P în unghi de 30°-r45° față de planul median al rotorului și ecranați pe fața dinspre exterior cu un ecran magnetic 4 și niște magneți rotorici secundari 11, (1Γ) paralelipipedici polarizați pe direcția grosimii, dispuși cu polarizația paralelă cu cea a magneților rotorici principali 3, (3’) și în L față de aceștia, lipiți cu o margine de ecranul magnetic 4 al acestora, între cele două șiruri circulare simetrice a și b de magneți rotorici 3, (3’) și 11, (1Γ) fiind dispuși N magneți circulari 12 cu polii pe fețe și polarizațiile radiale și reciproc antiparalele, introduși într-un inel a din oțel-inox feritic de 1-2 mm grosime.More specifically, the magneto-electric generator G has a rotor R 'composed of a rotary support 2' non-magnetic circular, with some main rotor magnets 3, (3 ') parallelepiped polarized in the direction of length, arranged in two rows, symmetrically inclined, with polarization P at an angle of 30 ° -r45 ° to the median plane of the rotor and shielded on the outside from the outside with a magnetic screen 4 and some secondary rotor magnets 11, (1Γ) parallelepipeds polarized in the direction of thickness, arranged with the polarization parallel to that of of the main rotor magnets 3, (3 ') and in L with them, glued with one edge to their magnetic shield 4, between the two symmetrical circular rows a and b of rotor magnets 3, (3') and 11, (1Γ ) being arranged N circular magnets 12 with poles on the faces and radial polarizations and reciprocally antiparallel, inserted in a ring of ferritic stainless steel 1-2 mm thick.
Rotorul R’ este încadrat de un stator S’ dublu, cu două părți S’a și S’b simetrice față de planul rotației, cu magneți statorici 9, (9’) paralelipipedici polarizați longitudinal, fixați într-un suport statoric 6’, respectiv- 6” nemagnetic, cu niște ecrane feromagnetice 8” între ei și cu polarizațiile P paralele, în unghi de 30°4-45° față de planul rotației și antiparalele cu polarizațiile P ale magneților rotorici 3, (3’) și 11, (1T) ansamblul magneto-electric fiind carcasatîn interiorul unei carcase 10” nemagnetice cilindrice formată din două părți circulare 10”8, 10”b cu rulmenți 5 dispuși central pentru fixarea axului 1 al rotorului și o parte inelară 10”c pe al cărei perete interior se fixează în rășină epoxidică N bobine 13 din sârmă de CuEm de 0,3-1 mm diametru, corespondente celor N magneți circulari 12 rotorici, cu diametrul interior cvasi-egal cu diametrul acestora și interconectate în paralel- cele cu număr impar separat de cele cu număr par, sau în serie, cu înfășurările de sensuri reciproc opuse, (figura 13).The rotor R 'is framed by a stator S' double, with two parts S ' a and S' b symmetrical to the plane of rotation, with stator magnets 9, (9 ') longitudinally polarized parallelepipeds, fixed in a stator support 6', respectively 6 "non-magnetic, with 8" ferromagnetic screens between them and with the polarizations P parallel, at an angle of 30 ° 4-45 ° to the plane of rotation and antiparallel to the polarizations P of the rotor magnets 3, (3 ') and 11, (1T) the magneto-electric assembly being housed inside a 10 ”cylindrical non-magnetic housing consisting of two circular parts 10” 8 , 10 ” b with bearings 5 arranged centrally for fixing the shaft 1 of the rotor and an annular part 10” c on whose wall is fixed in epoxy resin N coils 13 of CuEm wire of 0.3-1 mm diameter, corresponding to the N circular magnets 12 rotor, with the inner diameter almost equal to their diameter and interconnected in parallel- with odd number separated by those with an even number, or in series, with windings them of mutually opposite meanings, (figure 13).
Magneții rotorici principali 3, (3’), secundari 11, (1T) și circulari 12 se fixează într-un suport rotoric 2’ nemagnetic și pe un inel-suport c feromagnetic, din oțel-inox feritic, de care sunt sudate/lipite niște brațe metalice b lipite cu celălalt capăt de o țeavă-suport d prin care se trece axul 1 de care se fixează cu șuruburi.The main rotor magnets 3, (3 '), secondary 11, (1T) and circular 12 are fixed in a non-magnetic 2' rotor support and on a ferromagnetic c-support ring, made of ferritic stainless steel, to which they are welded / glued some metal arms b glued with the other end to a support pipe d through which passes the shaft 1 to which it is fixed with screws.
Grosimea ecranelor magnetice 4 și 8” se alege la limita de ecranare a repulsiei magnetice la apropierea magnetului rotoric de un magnet statoric fără introducerea de forțe de frânare prin atracție iar înălțimea inelului a din oțel-inox se alege cu 1-5 mm mai mică decît cea a magnetului circular 12 și cvasi-egală cu lățimea magnetului rotoric 3, (3’) și 11, (1Γ) și cu cea a magneților statorici 9, (9’). Capătul neecranat dinspre exterior al magneților rotorici circulari 12 va fi la 0,5-1 mm distanță de suprafața bobinelor 13 în care aceștia induc curent electric prin rotația rotorului, care -în cazul unei calibrări adecvate a părților componente, poate fi rotit și numai prin lucrul mecanic rezultat din conversia energiei potențiale de respingere magnetică realizată disimetric între magneții rotorici 3, (3’) și 11, (1Γ) și magneții statorici 9, (9’).The thickness of the 4 and 8 ”magnetic screens is chosen at the limit of shielding the magnetic repulsion when the rotor magnet approaches a stator magnet without the introduction of braking forces by attraction and the height of the stainless steel ring is chosen by 1-5 mm less than that of the circular magnet 12 and almost equal to the width of the rotor magnet 3, (3 ') and 11, (1Γ) and that of the stator magnets 9, (9'). The unshielded end from the outside of the circular rotor magnets 12 will be 0.5-1 mm away from the surface of the coils 13 where they induce electric current by rotating the rotor, which - in the case of a proper calibration of the components, can be rotated only by the mechanical work resulting from the conversion of the potential energy of magnetic repulsion carried out asymmetrically between the rotor magnets 3, (3 ') and 11, (1Γ) and the stator magnets 9, (9').
Acest generator magneto-electric G poate fj utilizat fixat de o placă-suport 14 al unei turbine eoliene cu axul 1 prelungit cu axul orizontal sau vertical al turbinei, care în varianta cu ax vertical poate fi realizată ca în figurile 9,10, cu o turbină inferioară I cu pale 15 în formă de sfert de cilindru fixate simetric pe un cilindru-suport 19a fixat prin niște brațe metalice 20 de o țeavă-suport f care se fixează de axul 1 trecut prin ea și care se fixează în doi rulmenți 5, 5’ fixați de placa-suport 14 și de o colivie g de care sunt sudate 3-6 brațe îndoite la 90° formând un cadru-suport 16 ale cărui brațe au capătul opus prevăzut cu o talpă e prin care se fixează de placa-suport 14. Deasupra acestui cadru-suport 16 este fixată de axul 1 prin niște brațe metalice 20’ o turbină superioară E dublă cu un set de pale 18 în formă de sfert de cilindru fixate pe un cilindru-suport 19b fixat prin brațele metalice 20’ de axul 1 și un set de pale 17 similare fixate de o prelungire h în formă de arc de cerc a brațelor metalice 20’, care susțin și partea dreptunghiulară dinspre ax a palelor 17, marginea de închidere a palelor 18 fiind fixată de o pereche de brațe metalice 20’ astfel încât fluxul de aer care trece printre palele 17 să se oprească în palele 18.This magneto-electric generator G can be used fixed to a support plate 14 of a wind turbine with axis 1 extended with the horizontal or vertical axis of the turbine, which in the version with vertical axis can be realized as in figures 9,10, with a lower turbine I with blades 15 in the shape of a quarter of a cylinder symmetrically fixed on a support cylinder 19a fixed by metal arms 20 of a support pipe f which is fixed to the axis 1 passed through it and which is fixed in two bearings 5, 5 'fixed to the support plate 14 and to a cage g from which are welded 3-6 arms bent at 90 ° forming a support frame 16 whose arms have the opposite end provided with a sole e by which it is fixed to the support plate 14. Above this support frame 16 is fixed to the shaft 1 by some metal arms 20 'a double upper turbine E with a set of blades 18 in the shape of a quarter of a cylinder fixed on a support cylinder 19b fixed by the metal arms 20' of axis 1 and a set of similar blades 17 fixed by an extension h in the form of circular arc of the metal arms 20 ', which also support the rectangular part from the axis of the blades 17, the closing edge of the blades 18 being fixed by a pair of metal arms 20' so that the flow of air passing between the blades 17 stops in blades 18.
în varianta cu ax orizontal, turbina eoliană cu generator magnetoelectric conform invenției este realizată ca în figura 11, cu generatorul magnetoelectric G dispus cu axul 1 orizontal , având fixată pe el o elice 21 cu trei pale mari sau și cu trei pale mici între acestea și cu carcasa 10” cu rulmenți 5, 5’ fixată de o nacelă 23 fixată la rândul ei de un stâlp de susținere 24’, orientarea după direcția vântului a turbinei fiind realizată cu o coadă de orientare 22.In the horizontal axis variant, the wind turbine with magnetoelectric generator according to the invention is made as in figure 11, with the magnetoelectric generator G arranged with horizontal axis 1, having fixed on it a propeller 21 with three large blades or with three small blades between them and with the housing 10 ”with bearings 5, 5 'fixed by a platform 23 fixed in turn by a support pole 24', the orientation according to the wind direction of the turbine being made with an orientation tail 22.
Statorul generatorului magnetoelectric G este realizat cu suportul statoric format din două părți-suport 6’ și 6”, partea-suport 6’ având încorporați magneții statorici 9’ și bobinele 13 iar partea 6” având încorporați magneții statorici 9, 9’, asamblarea celor două părți fiind realizată ca în figura 12.The stator of the magnetoelectric generator G is made with the stator support consisting of two support parts 6 'and 6 ", the support part 6' having built-in stator magnets 9 'and coils 13 and part 6" having built-in stator magnets 9, 9', the assembly of two parts being made as in figure 12.
Montarea turbinei eoliene, se realizează astfel:The installation of the wind turbine is done as follows:
Inițial se sudează sau se fixează cu șuruburi brațele 20, 20’ ale turbine superioare E și axul 1 al acesteia se trece prin rulmentul 5’ din colivia g cu cadrul-suport 16 sudat de ea și apoi prin țeava-suport f a turbine inferioare I , prin capacul superior 10”a al carcasei generatorului magnetoelectric G având fixat de el suportul statoric 6’ superior cu magneții statorici inserați în el și apoi se fixează cu șuruburi țeava-suport d a rotorului R al generatorului magnetoelectric G după care axul 1 se trece prin centrul rulmentului 5 din colivia fixată de placa-suport 14 pe care este fixat cu șuruburi suportul statoric 6” inferior și se fixează mecanic forțat suportul statoric 6’ superior de placa-suport 14, prin presarea acesteia și fixarea șuruburilor iar apoi se fixează de placa-suport 14 tălpile e ale cadrului-suport 16.Initially, the arms 20, 20 'of the upper turbines E are welded or fixed with screws and its axis 1 is passed through the bearing 5' in the cage g with the support frame 16 welded by it and then through the support pipe fa lower turbines I, through the upper cover 10 ”of the housing of the magnetoelectric generator G having fixed to it the upper stator support 6 'with the stator magnets inserted in it and then it is fixed with pipe-support screws to the rotor R of the magnetoelectric generator G after which the axis 1 passes through the center bearing 5 of the cage fixed to the support plate 14 on which the stator support 6 ”is fixed with screws and the stator support 6 'is mechanically forcibly fixed to the support plate 14, by pressing it and fixing the screws and then it is fixed to the plate- support 14 the soles of the support frame 16.
Deși rotorul R al generatorului magnetoelectric G se autocentrează în interiorul acestuia prin repulsia dintre magneții statorici și magneții rotorici ai părții de compensator magnetic, este recomandabil ca în capătul inferior al axului 1 să se fixeze un magnet m inelar cu polii pe fețe care va fi în repulsie cu un alt magnet inelar m’ fixat într-o carcasă p cilindrică fixată cu marginea circulară de placa-suport inferioară, de care se sudează capătul superior al unui stâlp de susținere 24, compensându-se astfel, prin respingerea dintre magneții m, m’, forța de greutate a rotorului eolian, (figura 14a). O altă soluție constă în fixarea capătului inferior al axului 1 într-un rulment cu role 5” axial-radial, dispus în carcasa p, (figura 14, b).Although the rotor R of the magnetoelectric generator G self-centers inside it by repulsing between the stator magnets and the rotor magnets of the magnetic compensator part, it is recommended to fix at the lower end of the shaft 1 a fixed magnetic magnet with poles on the faces which will be in repulsion with another annular magnet m 'fixed in a cylindrical housing p fixed with the circular edge of the lower support plate, from which the upper end of a support pole 24 is welded, thus compensating by repelling between the magnets m, m ', the weight force of the wind rotor, (figure 14a). Another solution consists in fixing the lower end of the shaft 1 in a 5 ”axial-radial roller bearing, arranged in the housing p, (figure 14, b).
Claims (5)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ROA201900429A RO134730A2 (en) | 2019-07-16 | 2019-07-16 | Magnetic compensator for wind turbine with derived magnetoelectric generator |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ROA201900429A RO134730A2 (en) | 2019-07-16 | 2019-07-16 | Magnetic compensator for wind turbine with derived magnetoelectric generator |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RO134730A2 true RO134730A2 (en) | 2021-01-29 |
Family
ID=74222427
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| ROA201900429A RO134730A2 (en) | 2019-07-16 | 2019-07-16 | Magnetic compensator for wind turbine with derived magnetoelectric generator |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RO (1) | RO134730A2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2618204A (en) * | 2023-03-09 | 2023-11-01 | Ian Johnston James | Lenz effect braking equaliser |
-
2019
- 2019-07-16 RO ROA201900429A patent/RO134730A2/en unknown
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2618204A (en) * | 2023-03-09 | 2023-11-01 | Ian Johnston James | Lenz effect braking equaliser |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Bomela et al. | The performance of a transverse flux magnetic gear | |
| CN105990922B (en) | Rotor and tangential permanent magnet synchronous motor with same | |
| EP3455922B1 (en) | Pairs of complementary unidirectionally magnetic rotor/stator assemblies | |
| RO134730A2 (en) | Magnetic compensator for wind turbine with derived magnetoelectric generator | |
| CN104319975A (en) | Single-groove unipolar cylindrical moving-magnet linear alternating-current generator | |
| Jiang et al. | Design of a novel linear permanent magnet vibration energy harvester | |
| CN2153175Y (en) | Spring magnetic oscillator reciprocating resonance generator | |
| RU115130U1 (en) | ELECTRIC MACHINE | |
| RU2513986C1 (en) | Single-phase generator with annular armature winding | |
| CN202918165U (en) | Brushless direct-current motor | |
| RO127036A2 (en) | Wind turbine for gentle wind, with built-in magnetoelectric genrators | |
| RO132674A2 (en) | Wind turbine with magnetic suspension and inbuilt magneto-electric generator | |
| Radulescu et al. | Novel topologies of low-speed axial-flux permanent-magnet micro-wind generator | |
| RO133099A2 (en) | Horizontal-axis wind turbine with embedded magneto-electric generator | |
| RO127149A2 (en) | Modular wind turbine for gentle winds, with built-in magnetoelectric generator | |
| KR101150968B1 (en) | Power generator having dual coil | |
| RO130807A2 (en) | Electric generator with magneto-electric transformer | |
| RO133107A2 (en) | Magneto-electric generator with diminished magnetic braking | |
| US20210281136A1 (en) | Device for generating electricity while reducing restrictive electromotive forces upon a rotor magnet | |
| RO130189A2 (en) | Magneto-electrical motor using magnetic repulsion | |
| RO129660B1 (en) | Wind turbine for weak and medium wind with built-in magneto-electric generator | |
| RO130594B1 (en) | Magneto-electric generator with annular magnets | |
| RO128531A2 (en) | Horizontal-axis wind turbine with embedded magneto-electric generator | |
| RO131358A2 (en) | Magnetoelectric generator with three magnetic crowns | |
| CN203104150U (en) | Odd and even pole energy efficient and energy saving power generation device |