RU2130128C1

RU2130128C1 - Unit of local wind-generator power plant

Info

Publication number: RU2130128C1
Application number: RU97111477A
Authority: RU
Inventors: А.С. Криворотов
Original assignee: Криворотов Александр Семенович
Priority date: 1997-07-09
Filing date: 1997-07-09
Publication date: 1999-05-10

Abstract

FIELD: wind-power engineering; power generation for users and for charging stand-by storage batteries. SUBSTANCE: wind generator has four rotors moving about four rigidly fixed stator blocks; each stator carries in its holes series-connected current-carrying brushes; rotor barrels are joined together and fixed integral by means of disk provided with cooling ports; stator block is fixed through bottom spider; provided below the latter are fastening floor and support; integral rotor shaft is rigidly fixed in turbine center; integral rotor is mounted in supporting bearings one of them being of annular type; supporting bearings are installed on floor carrying rigidly fixed taper tubes whose axes are perpendicular to each working plane of turbine depressions. In addition, stators are provided with holes accommodating removable inserts screwed therein in position and used to facilitate replacement of rotor brushes. EFFECT: improved environmental friendliness of power-generating unit. 3 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к ветроэнергетике, а именно к нетрадиционным способам и источникам получения энергии, как, например, создание экологически чистого блока ветроэлектростанций (ВЭС). The invention relates to wind energy, and in particular to unconventional methods and sources of energy production, such as, for example, the creation of an environmentally friendly block of wind power plants (wind farms).

В качестве ближайшего аналога (прототипа) выбран блок ветрогенераторной локальной электростанции, содержащий элементы вращения вала ротора электрогенератора с помощью энергии ветра (см. Я.И.Шефтер, И.В.Рождественский "Изобретения о ветродвигателях и ветроустановках", М.: Министерство сельского хозяйства СССР, 1957, с. 104, 105). As the closest analogue (prototype), a block of a local wind power generating unit was selected containing elements of rotation of the rotor shaft of the electric generator using wind energy (see Ya.I. Shefter, I.V. Rozhdestvensky "Inventions on wind engines and wind turbines", M .: Ministry of Agriculture economy of the USSR, 1957, p. 104, 105).

К недостаткам прототипа относятся усложнение конструкции, например, вала и его опор, а также уменьшение мощности двигателя (или ее колебание) в зависимости от частоты ВЭС. The disadvantages of the prototype include the complexity of the design, for example, the shaft and its supports, as well as a decrease in engine power (or its oscillation) depending on the frequency of the wind farm.

Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, заключается в повышении коэффициента полезного действия. The problem to which the invention is directed, is to increase the efficiency.

Технический результат заключается в создании экологически чистой конструкции блока ветрогенераторной локальной электростанции, позволяющей вырабатывать электроэнергию для потребителя, а также для осуществления подзарядки резервных аккумуляторов-накопителей. The technical result consists in creating an environmentally friendly design of a block of a wind-generating local power station, which allows generating electricity for the consumer, as well as for recharging backup batteries.

Поставленная задача и указанный технический результат обеспечивается тем, что ветровой генератор состоит из четырех роторов, вращающихся относительно четырех неподвижных блоков статоров, причем в отверстиях каждого статора размещены токонесущие щетки, соединенные последовательно, а цилиндры роторов соединены и закреплены в один блок диском, в котором выполнены отверстия для вентиляции и охлаждения обмоток роторов и статоров, блок статоров жестко закреплен нижней крестовиной, ниже которой размещены крепежная площадка и стойка, при этом вал блока роторов закреплен жестко в центре турбины, вращение блока роторов осуществляется посредством опорных подшипников, один из которых кольцевого вида, причем опорные подшипники размещаются на площадке, на которой жестко закреплены трубки, их оси расположены перпендикулярно к каждой рабочей плоскости углублений турбины. Кроме того, для удобства замены щеток роторов в статорах выполнены отверстия, а для них схемные вкладыши, закрепленные винтами. Блок электростанции выполнен переносным размещением его на крышах зданий, на палубах кораблей, на автомобилях. The task and the specified technical result is ensured by the fact that the wind generator consists of four rotors rotating relative to four fixed blocks of stators, and in the holes of each stator are current-carrying brushes connected in series, and the rotor cylinders are connected and fixed into one block by a disk in which openings for ventilation and cooling of the windings of rotors and stators, the block of stators is rigidly fixed with a lower cross, below which a mounting platform and a rack are located, at The shaft of the rotor block is fixed rigidly in the center of the turbine, the rotation of the rotor block is carried out by thrust bearings, one of which is ring-shaped, and thrust bearings are located on the platform on which the tubes are rigidly fixed, their axes are perpendicular to each working plane of the turbine recesses. In addition, for the convenience of replacing the rotor brushes in the stators, holes are made, and for them circuit liners fixed with screws. The power plant block is made by its portable placement on the roofs of buildings, on the decks of ships, on cars.

На фиг. 1 изображен разрез общего вида устройства ветрогенератора, как блока электростанции. In FIG. 1 shows a sectional view of a General view of the device of a wind generator, as a unit of a power plant.

На фиг. 2 - разрез по А-А фиг 1. In FIG. 2 is a section along aa of FIG. 1.

На фиг. 3 - фрагмент замены токонесущих щеток, посредством отвинчивания винтов (шурупов) 22 крепящих щетки вкладышами 21 (повернуто на 90^o).In FIG. 3 - a fragment of the replacement of current-carrying brushes, by unscrewing the screws (screws) 22 of the fixing brushes with inserts 21 (rotated 90 ^o ).

Блок электростанции состоит из роторов 1, 2, 3, 4, выполненных в виде цилиндров с коллекторами, обмотками и их последовательным соединением. Материалом служит ферромагнит статоров 5, 6, 7, 8, выполненных в виде цилиндров из ферромагнита с обмотками и их последовательным соединением; токонесущих щеток 9, которые могут быть сдвоенными и размещенными в отверстиях статоров (см. фиг. 3); диэлектрических трубок 10 с токопроводами, размещенными в них; верхнего диска 11 с отверстиями для вентиляции воздуха и охлаждения обмоток роторов и статоров, который крепит жестко в единый блок цилиндры роторов 1, 2, 3, 4; нижней крестовины 12, крепящей жестко в единый блок цилиндры статоров 5, 6, 7, 8; площадки 13, которая через крестовину 12 крепит ветрогенераторный блок с помощью болтов; стойки (столба) 14 для установки устройства в зоне ветров на определенной высоте; вала 15 блока роторов, крепящего жестко турбину для одновременного вращения блока роторов и турбины; турбины 16 с углублениями и с размещением рабочей плоскости углублений перпендикулярно к оси каждой конусной трубки; вспомогательной площадки 17 для размещения упорных подшипников и крепления конусных трубок и защитного зонта; подшипников 18, в том числе упорных, причем один из них кольцевого исполнения; конусных трубок 19, оси которых расположены перпендикулярно к каждой рабочей плоскости выемок турбины; зонта 20 защитного от воды и снега; вкладышей держателей 21 щеток 9 в отверстиях статоров 5, 6, 7, 8; винтов 22 (шурупов). The power plant block consists of rotors 1, 2, 3, 4, made in the form of cylinders with collectors, windings and their serial connection. The material is a ferromagnet of stators 5, 6, 7, 8, made in the form of cylinders of a ferromagnet with windings and their series connection; current-carrying brushes 9, which can be double and placed in the holes of the stators (see Fig. 3); dielectric tubes 10 with conductors placed in them; the upper disk 11 with holes for air ventilation and cooling of the windings of the rotors and stators, which fastens rigidly into a single block of rotor cylinders 1, 2, 3, 4; lower crosspiece 12, fastening rigidly into a single block of cylinders of stators 5, 6, 7, 8; platform 13, which through the crosspiece 12 secures the wind generator unit using bolts; racks (pillars) 14 for installing the device in the wind zone at a certain height; a shaft 15 of the rotor block, rigidly fastening the turbine for simultaneous rotation of the rotor block and the turbine; turbines 16 with recesses and with the placement of the working plane of the recesses perpendicular to the axis of each conical tube; an auxiliary platform 17 for accommodating thrust bearings and fastening conical tubes and a protective umbrella; bearings 18, including thrust bearings, moreover, one of them is ring-shaped; conical tubes 19, the axes of which are perpendicular to each working plane of the turbine recesses; umbrella 20 protective from water and snow; insert holders 21 brushes 9 in the holes of the stators 5, 6, 7, 8; 22 screws (screws).

Принцип действия блока ветрогенераторной локальной электростанции:
блок роторов 1, 2, 3, 4 вращается относительно неподвижного блока статоров 5, 6, 7, 8, при этом в отверстиях каждого статора размещено не менее трех токонесущих щеток 9, которые соединены последовательно. Энергия поступает к потребителю через трубки 10 и токопровода. Диск 11 соединяет в один блок цилиндры роторов 1, 2, 3, 4. Для вентиляции и охлаждения обмоток роторов и статоров 5, 6, 7, 8 в диске 11 предусмотрены отверстия. Крестовина 12 закрепляет в один блок роторы и статоры, а ниже крестовины 12 размещаются крепежная площадка 13 и стойка (столб) 14, при этом вал блока роторов 15 закреплен жестко в центре турбины 16, а на площадке 17 с размещенными на ней опорными подшипниками 18 жестко закреплены конусные трубки 19, а сверху закреплен защищающий от снега и дождя зонт 20. Для удобства замены щеток роторов в статорах выполнены отверстия, а для них - съемные вкладыши 21, закрепленные винтами 22 (см. фиг. 3). Полученная энергия подается потребителю и параллельно используется для подзарядки резервных аккумуляторов-накопителей.The principle of operation of a block of a wind-generating local power station:
the block of rotors 1, 2, 3, 4 rotates relative to the fixed block of stators 5, 6, 7, 8, while at least three current-carrying brushes 9 are placed in the holes of each stator, which are connected in series. Energy is supplied to the consumer through tubes 10 and a current lead. The disk 11 connects the cylinders of the rotors 1, 2, 3, 4 into one block. For ventilation and cooling of the windings of the rotors and stators 5, 6, 7, 8, holes are provided in the disk 11. The crosspiece 12 secures rotors and stators in one block, and below the crosspiece 12 there is a mounting platform 13 and a stand (pillar) 14, while the shaft of the rotor block 15 is fixed rigidly in the center of the turbine 16, and on the platform 17 with thrust bearings 18 mounted on it conical tubes 19 are fixed, and an umbrella 20, which is protected from snow and rain, is fixed on top. For convenience, rotor brushes are replaced in the stators with holes, and for them removable liners 21 are fixed with screws 22 (see Fig. 3). The energy received is supplied to the consumer and is used in parallel to recharge the backup storage batteries.

Claims

1. The unit of the wind generator of a local power plant, containing the rotation elements of the rotor shaft of the generator using wind energy, characterized in that the wind generator consists of four rotors rotating relative to four fixed blocks of stators, and in the holes of each stator are placed current-carrying brushes connected in series, and the cylinders rotors are connected and fixed in one block by a disk, in which holes are made for ventilation and cooling of the windings of rotors and stators, the block of stators is rigidly fixed n the lower cross, below which the mounting platform and the stand are located, while the rotor block shaft is fixed rigidly in the center of the turbine, the rotor block is rotated by thrust bearings, one of which is ring-shaped, and thrust bearings are located on the platform to which the conical tubes are rigidly fixed , their axes are perpendicular to each working plane of the turbine recesses.

2. The power plant unit according to claim 1, characterized in that for convenience of replacing the rotor brushes in the stators, holes are made, and for them, removable liners fixed by screws.

3. The power plant unit according to claim 1, characterized in that it is portable with its placement on the roofs of buildings, on the decks of ships, on cars.