RU2337252C1

RU2337252C1 - Wind power generator

Info

Publication number: RU2337252C1
Application number: RU2007110610/06A
Authority: RU
Inventors: Александр Михайлович Литвиненко (RU); Александр Михайлович Литвиненко
Priority date: 2007-03-22
Filing date: 2007-03-22
Publication date: 2008-10-27

Abstract

FIELD: engines and pumps.

SUBSTANCE: wind power generator comprises tower, rotary crossarm, an upwind setting device, fixed stator with pole terminals and excitation winding, and additional stators with the windings as well as a fixed stator rotor and extra rotors fitted in the said blades. The crossarm is furnished with the guides and the additional stator drives arranged to move in the crossarm guides relative to the windwheel hub, while the number of additional blade rotors is subject to the amount of motion of the additional stators.

EFFECT: smaller weight and sizes, reduced starting torque.

4 dwg

Description

Изобретение относится к области ветроэнергетики и может быть применено для выработки электроэнергии.The invention relates to the field of wind energy and can be used to generate electricity.

Известен ветроэлектрогенератор, содержащий башню с поворотными ветроколесами, устройство установки на ветер, а также роторы и статоры с обмотками [1]. При этом роторы выполнены в виде аэродинамических шайб, представляющих собой двояковогнутые диски, закрепленные на концах лопастей, а статор содержит полюсные наконечники, торцы которых магнитно связаны с роторами.Known wind generator containing a tower with rotary wind wheels, a device for installing in the wind, as well as rotors and stators with windings [1]. In this case, the rotors are made in the form of aerodynamic washers, which are biconcave disks fixed at the ends of the blades, and the stator contains pole tips, the ends of which are magnetically connected to the rotors.

Недостатком данного устройства является большой пусковой момент, что ухудшает использование ветроэлектрогенератора при ветрах низкой эффективности.The disadvantage of this device is the large starting torque, which degrades the use of a wind generator in low-efficiency winds.

Наиболее близким по технической сущности является ветроэлектрогенератор [2], содержащий башню с поворотными ветроколесами, установленными на траверсе, устройство установки на ветер, роторы и статоры с обмотками, причем лопасти снабжены дополнительными роторами, электрически связанными между собой.The closest in technical essence is a wind generator [2], containing a tower with rotary wind wheels mounted on a traverse, a device for installing in the wind, rotors and stators with windings, and the blades are equipped with additional rotors electrically connected to each other.

Недостатком устройства являются повышенные масса и габариты устройства, связанные с наличием дополнительных статоров.The disadvantage of this device is the increased mass and dimensions of the device associated with the presence of additional stators.

Технический результат, заключающийся в возможности уменьшения массы и габаритов, обеспечивается за счет того, что в ветроэлектрогенераторе, содержащем башню с поворотной траверсой с ветроколесами, устройство установки на ветер, неподвижный статор с полюсными наконечниками и катушкой возбуждения, дополнительные статоры с обмотками и укрепленные на лопастях ротор неподвижного статора и дополнительные роторы, согласно изобретению траверса снабжена направляющими и приводом перемещения дополнительных статоров, подвижно установленных относительно ступицы ветроколеса в направляющих траверсы, а число дополнительных роторов лопасти определяется величиной перемещения дополнительных статоров.The technical result, which consists in the possibility of reducing weight and dimensions, is ensured by the fact that in a wind generator containing a tower with a rotary traverse with wind wheels, a wind installation device, a fixed stator with pole tips and an excitation coil, additional stators with windings and mounted on the blades the rotor of the fixed stator and additional rotors, according to the invention, the traverse is equipped with guides and a drive for moving additional stators movably mounted o relative to the hub of the wind wheel in the guides of the traverse, and the number of additional rotors of the blade is determined by the amount of movement of the additional stators.

Уменьшение массы и габаритов связано с тем, что перемещающиеся статоры обеспечивают выработку электроэнергии для случаев различного своего положения относительно ступицы. Например, при слабых ветрах расстояние от статора до центра ступицы минимально, соответственно минимальна линейная скорость перемещения статорного и роторного элементов, соответственно минимальна выработка электроэнергии. При усилении ветра этот же статор перемещается в направлении от ступицы, линейная скорость относительного перемещения статорного и роторного элементов возрастает пропорционально удалению статора от ступицы, соответственно возрастает уровень напряжения, передаваемого в сеть.The decrease in weight and dimensions is due to the fact that the moving stators provide power generation for cases of different positions relative to the hub. For example, in light winds, the distance from the stator to the center of the hub is minimal, respectively, the linear velocity of the stator and rotor elements is minimal, respectively, the electricity generation is minimal. When the wind intensifies, the same stator moves away from the hub, the linear velocity of the relative displacement of the stator and rotor elements increases in proportion to the distance of the stator from the hub, and the voltage level transmitted to the network increases accordingly.

Сущность изобретения иллюстрируется чертежами, где на фиг.1 - ветроэлектрогенератор с дополнительными роторами и статорами (вид спереди), на фиг.2 показан ветроэлектрогенератор, вид сверху, на фиг.3 - вид сбоку, на фиг.4 показан разрез по направляющей в увеличенном масштабе.The invention is illustrated by drawings, where in Fig.1 is a wind generator with additional rotors and stators (front view), Fig.2 shows a wind generator, top view, Fig.3 is a side view, Fig.4 shows a section along the guide in an enlarged scale.

Ветроэлектрогенератор имеет неподвижный статор 1 с полюсными наконечниками и рабочими катушками 2, подвижные статоры 3 с рабочими катушками, ступицы 5 ветроколес установлены на поворотной траверсе 6, снабженной устройством установки на ветер 7 (хвостом). Возможное перемещение статора 3 показано пунктиром и обозначено позицией 8.The wind generator has a fixed stator 1 with pole tips and working coils 2, movable stators 3 with working coils, hubs 5 of the wind wheels mounted on a rotary beam 6, equipped with a wind installation 7 (tail). The possible movement of the stator 3 is shown by a dotted line and is indicated by 8.

Генератор установлен на башне 9 и снабжен лопастями 10, на лопастях укреплены роторы 11 статора 1, дополнительные роторы 12 и 13, число которых может быть и больше и определяться величиной перемещения статоров 3. Траверса 6 снабжена направляющими, по которым ходят каретки 14 со статорами 3. Привод перемещения содержит ходовой винт 15 с участками разного направления резьбы и двигатель 16. Траверсы имеют отшлифованные угловые участки 17, служащие направляющими, по которым ходят рамки 18, установленные в каретках 14. Статоры 3 снабжены катушками возбуждения 19, а статор 1 катушкой возбуждения 20.The generator is installed on the tower 9 and is equipped with blades 10, the rotors 11 of the stator 1 are fixed on the blades, additional rotors 12 and 13, the number of which can be larger and determined by the amount of displacement of the stators 3. The traverse 6 is equipped with guides along which the carriages 14 with stators 3 The displacement drive contains a lead screw 15 with sections of different directions of thread and an engine 16. The traverses have polished angular sections 17 that serve as guides along which the frames 18 installed in the carriages go 14. Stators 3 are equipped with coils excited I 19 1 and a stator excitation coil 20.

Генератор работает следующим образом. При вращении лопастей в катушках 4 статоров 3 наводится ЭДС под действием поля катушек 19, которая после выпрямления подается в локальную сеть. Катушка 20, а следовательно, и статор 1 отключены. По мере ослабления ветра двигатель 16 переводит статоры 3 из положения 8 в положение, показанное на фиг.1 сплошными линиями, что сопровождается уменьшением линейной скорости. Если же скорость ветра возрастает, статоры 3 перемещаются по направлению к статору 1, который подключается к сети.The generator operates as follows. When the blades rotate in the coils 4 of the stators 3, an EMF is induced under the action of the field of coils 19, which, after rectification, is supplied to the local network. The coil 20, and therefore the stator 1 are disabled. As the wind weakens, the engine 16 transfers the stators 3 from position 8 to the position shown in Fig. 1 in solid lines, which is accompanied by a decrease in linear velocity. If the wind speed increases, the stators 3 move towards the stator 1, which is connected to the network.

Достоинством генератора является наличие перемещающихся статоров 3, которое уменьшает массу и габариты, также уменьшает пусковой момент, поскольку в начальный период раскрутки из-за относительно малой окружной скорости, имеется возможность передвинуть статоры 3 на минимальное расстояние от ступиц 5, а также возможность подключения статора 1.The advantage of the generator is the presence of moving stators 3, which reduces the mass and dimensions, also reduces the starting torque, since in the initial period of promotion due to the relatively low peripheral speed, it is possible to move the stators 3 to a minimum distance from the hubs 5, as well as the ability to connect the stator 1 .

Обеспечение этой возможности расширяет функциональные характеристики ветроэлектрогенератора, увеличивает энергию отдачи.Providing this opportunity extends the functional characteristics of the wind generator, increases the energy of return.

Источники информацииInformation sources

1. Патент РФ №2184267 / А.М. Литвиненко, по заявке №2000128442, от 13.11.2000, опубл. 27.11.2002 Бюл. №18.1. RF patent No. 2184267 / A.M. Litvinenko, according to the application No.2000128442, from 13.11.2000, publ. 11/27/2002 Bull. Number 18.

2. Патент РФ №2246032 / А.М. Литвиненко, по заявке №2003117581/06, от 11.06.2003, опубл. 10.02.2005. Бюл. №4.2. RF patent No. 2246032 / A.M. Litvinenko, by application No. 2003117581/06, dated 11.06.2003, publ. 02/10/2005. Bull. Number 4.

Claims

A wind generator comprising a tower, a rotary beam with wind wheels, a wind installation device, a fixed stator with pole tips and an excitation coil, additional stators with windings and a fixed stator rotor and additional rotors mounted on the blades, characterized in that the beam is equipped with guides and an additional displacement drive stators movably mounted relative to the hub of the wind wheel in the guides of the traverse, and the number of additional rotors of the blade is determined by the values th move more stators.