RU2388932C1 - Power plant for conversion of air or water flows energy - Google Patents

Power plant for conversion of air or water flows energy Download PDF

Info

Publication number
RU2388932C1
RU2388932C1 RU2008132017/06A RU2008132017A RU2388932C1 RU 2388932 C1 RU2388932 C1 RU 2388932C1 RU 2008132017/06 A RU2008132017/06 A RU 2008132017/06A RU 2008132017 A RU2008132017 A RU 2008132017A RU 2388932 C1 RU2388932 C1 RU 2388932C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
inductor
power plant
air
turbines
consoles
Prior art date
Application number
RU2008132017/06A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2008132017A (en
Inventor
Виктор Михайлович Лятхер (RU)
Виктор Михайлович Лятхер
Original Assignee
Виктор Михайлович Лятхер
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Виктор Михайлович Лятхер filed Critical Виктор Михайлович Лятхер
Priority to RU2008132017/06A priority Critical patent/RU2388932C1/en
Publication of RU2008132017A publication Critical patent/RU2008132017A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2388932C1 publication Critical patent/RU2388932C1/en

Links

Images

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
    • Y02E10/20—Hydro energy
    • 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
    • Y02E10/74—Wind turbines with rotation axis perpendicular to the wind direction

Landscapes

  • Other Liquid Machine Or Engine Such As Wave Power Use (AREA)

Abstract

FIELD: power engineering.
SUBSTANCE: power plant for conversion of air or water flow energy comprises at least two blade turbines installed one over another with the possibility of rotation to opposite directions with vertical axis of rotation, electric generator and system of fixation to support structure. Support structure consists of fixed horizontal support base arranged between rotary turbines and in cross section arranged in the form of rectilinear polygon, and vertical support connected to it, produced by linear tubular truss connected to support base in units of internal stiffening ribs crossing. Primary part of electric generator is arranged in the form of reaction-free inductor with double-sided active zone and magnetic field closed by fixed magnetic conducting plates.
EFFECT: improved reliability and efficiency of power plant.
5 dwg

Description

Изобретение относится к области энергетики и может быть использовано в ветроэнергетических или в гидроэнергетических установках, которые превращают энергию атмосферных и водных течений в электрическую.The invention relates to the field of energy and can be used in wind energy or in hydropower plants that convert the energy of atmospheric and water currents into electricity.

Известна ветроэнергетическая установка, содержащая ортогональный энергоагрегат, имеющий центральную ось, на которой смонтирована кольцевая конструкция с лопастями, линейный генератор, выполненный из первичной и вторичной частей, элемент поддержания зазора между первичной и вторичной частями линейного генератора, выполненный в виде ролика (см. авторское свидетельство SU №1768797, кл. F03D 3/06, 15.10.1992).A known wind power installation containing an orthogonal power unit having a central axis on which an annular structure with blades is mounted, a linear generator made of primary and secondary parts, an element for maintaining the gap between the primary and secondary parts of the linear generator, made in the form of a roller (see copyright certificate SU No. 1768797, CL F03D 3/06, 10/15/1992).

В данной энергоустановке вторичный элемент энергоагрегата закреплен на кольцевой конструкции, а первичная часть установлена неподвижно и смонтирована на стойках, размещенных по диаметру кольца. Однако данное выполнение энергоустановки приводит к повышенным реакционным нагрузкам на стойки, так как на них смонтированы неподвижные первичные части линейного электрогенератора, что может явиться причиной выхода из строя энергоустановки. Поэтому элементы конструкции энергоустановки рассчитывают на режимы работы со значительным запасом прочности, что приводит к значительной материалоемкости конструкции.In this power plant, the secondary element of the power unit is mounted on a ring structure, and the primary part is mounted motionless and mounted on racks placed along the diameter of the ring. However, this implementation of the power plant leads to increased reaction loads on the racks, since they are mounted on the stationary primary parts of the linear electric generator, which may cause the failure of the power plant. Therefore, the structural elements of a power plant rely on operating modes with a significant margin of safety, which leads to a significant material consumption of the structure.

Использование стоек, размещенных по внешнему диаметру кольца, приводит к экранированию части течений в нижней части энергоустановки, действуя на лопасти разновеликих сил в верхней и нижней ее частях, которые отрицательно влияют на работу агрегата и его надежность.The use of racks located on the outer diameter of the ring leads to the shielding of part of the currents in the lower part of the power plant, acting on blades of different strengths in the upper and lower parts, which adversely affect the operation of the unit and its reliability.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому техническому результату является энергоустановка для преобразования энергии течения воздушных потоков, содержащая, по меньшей мере, две установленные друг над другом с возможностью вращения в противоположные стороны лопастные турбины с вертикальной осью вращения, электрогенератор и систему крепления к опорной конструкции, при этом первичная и вторичная части линейного электрогенератора размещены в объеме между лопастными турбинами, а элемент поддержания зазора между первичной и вторичной частями линейного электрогенератора выполнен в виде подшипников скольжения (см. патент RU №2242634, кл. F03B 13/00, 20.12.2004).The closest technical solution to the invention according to the technical essence and the technical result achieved is a power plant for converting the energy of the flow of air streams, comprising at least two vane turbines with a vertical axis of rotation mounted on top of each other with rotation in opposite directions, an electric generator and a system fastening to the supporting structure, while the primary and secondary parts of the linear electric generator are placed in the volume between the blade turbines inam, and the element of maintaining the gap between the primary and secondary parts of the linear electric generator is made in the form of sliding bearings (see patent RU No. 2242634, class F03B 13/00, 20.12.2004).

В этой энергоустановке значительно уменьшены реакционные нагрузки за счет вращения лопастных турбин с вертикальной осью вращения в разных направлениях, но полностью их скомпенсировать невозможно вследствие наличия разных масс верхней и нижней платформ, разных сил сопротивления их движению. Кроме того, наличие токоприемников значительно снижает надежность энергоустановки. Радиальные усилия от лопастей передаются на центральный пилон с помощью подвесных систем, которые оказывают аэродинамическое сопротивление потоку и уменьшают энергетическую эффективность энергоустановки. Кроме того, силы магнитной индукции, действующие между подвижными индуктором и ротором, должны восприниматься системами подвеса и контроля зазора, что увеличивает потери энергии, возникающие в опорах вследствие дополнительных нагрузок.In this power plant, reaction loads are significantly reduced due to the rotation of vane turbines with a vertical axis of rotation in different directions, but it is impossible to fully compensate them due to the presence of different masses of the upper and lower platforms, different forces of resistance to their movement. In addition, the presence of current collectors significantly reduces the reliability of the power plant. Radial forces from the blades are transmitted to the central pylon by means of suspension systems that exert aerodynamic resistance to flow and reduce the energy efficiency of the power plant. In addition, the forces of magnetic induction acting between the movable inductor and the rotor must be perceived by the suspension and clearance control systems, which increases the energy loss that occurs in the supports due to additional loads.

Задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является снижение аэро- или гидросопротивления энергоустановки и уменьшение потерь энергии в опорах энергоустановки.The problem to which the present invention is directed, is to reduce the aero- or hydroresistance of a power plant and reduce the energy loss in the poles of a power plant.

Технический результат заключается в том, что достигается повышение надежности и эффективности энергоустановки.The technical result consists in that an increase in the reliability and efficiency of the power plant is achieved.

Поставленная задача решается, а технический результат достигается за счет того, что энергоустановка для преобразования энергии течения воздушных или водных потоков содержит, по меньшей мере, две установленные друг над другом с возможностью вращения в противоположные стороны лопастные турбины с вертикальной осью вращения, электрогенератор и систему крепления к опорной конструкции, при этом опорная конструкция состоит из неподвижного горизонтального опорного основания, расположенного между вращающимися турбинами и в поперечном сечении выполненного в виде правильного многоугольника, и соединенной с ним вертикальной опоры, образованной линейчатой трубчатой фермой, соединенной с опорным основанием в узлах пересечения внутренних элементов жесткости так, что максимальный линейный размер поперечного сечения фермы опорной конструкции вдвое меньше максимального линейного размера поперечного сечения горизонтального опорного основания, первичная часть электрогенератора выполнена в виде безреакционного индуктора с двухсторонней активной зоной и магнитным полем, замыкаемым неподвижными магнитопроводящими пластинами, расположенными по разные стороны индуктора параллельно роторам электрогенератора с образованием фиксированного зазора для колец короткозамкнутых роторов из проводящего материала, связанных с турбинами, активные зоны имеют противоположно направленные поля, бегущие в противоположных направлениях с одинаковой скоростью, определяемой расстоянием между фазами обмоток и регулируемой частотой тока в обмотках, индуктор имеет единую трехфазную обмотку, общую для обеих активных зон, индуктор оборудован консолями, размещенными по торцам индуктора, свободные концы консолей подрессорены и снабжены шарнирами с ограничителями, консоли индукторов соединены через шарниры и ограничители с опорным основанием и через него с линейчатой трубчатой фермой опорной конструкции энергоустановки, ось шарниров консолей направлена параллельно продольной оси индуктора и расположена на внутренней или наружной стороне индуктора на консолях, на одной или на обеих сторонах индуктора расположены дистанционные ролики соосно с поперечной осью индуктора, ролики имеют калиброванный диаметр и находятся в постоянном контакте с гладкой кольцевой полосой из твердого материала, поверхность качения роликов одновременно находится в контакте с поверхностями вторичной части электрогенератора, обеспечивая фиксированный зазор между короткозамкнутыми роторами и индуктором, на консолях расположены опоры, воспринимающие радиальную нагрузку на турбины, опоры включают камеры воздушной или водяной подушки и подрессоренные ролики с вертикальной осью и ограничителями смещения, воспринимающими избыточную нагрузку, не компенсируемую воздушной или водяной подушкой, внутри опор или рядом расположены системы механического торможения с приводом от потока воздуха или воды, подаваемой в воздушную (водяную) подушку и переключаемой на торможение путем поворота соответствующего клапана.The problem is solved, and the technical result is achieved due to the fact that the power plant for converting the energy of the flow of air or water flows contains at least two bladed turbines with a vertical axis of rotation mounted on top of each other with the possibility of rotation, an electric generator and a mounting system to the supporting structure, while the supporting structure consists of a fixed horizontal supporting base located between the rotating turbines and in cross section and made in the form of a regular polygon, and a vertical support connected to it, formed by a ruled tubular truss, connected to the support base at the intersection nodes of the internal stiffeners so that the maximum linear dimension of the cross section of the truss of the supporting structure is half the maximum linear dimension of the cross section of the horizontal supporting base , the primary part of the generator is made in the form of a non-reaction inductor with a two-sided core and a magnetic field, fixed immobile plates located on opposite sides of the inductor parallel to the rotors of the generator with the formation of a fixed gap for the rings of short-circuited rotors of conductive material associated with the turbines, the active zones have oppositely directed fields running in opposite directions at the same speed, determined by the distance between the phases of the windings and adjustable frequency of current in the windings, the inductor has a single three-phase winding common to both active zones, inductor The OR is equipped with consoles located at the ends of the inductor, the free ends of the consoles are sprung and provided with hinges with limiters, the consoles of the inductors are connected through hinges and limiters with a support base and through it with a ruled tubular truss of the support structure of the power plant, the axis of the hinges of the consoles is parallel to the longitudinal axis of the inductor and is on the inner or outer side of the inductor on the consoles, on one or on both sides of the inductor there are remote rollers coaxially with the transverse axis of the inductor, the rollers have a calibrated diameter and are in constant contact with a smooth annular strip of solid material, the rolling surface of the rollers is simultaneously in contact with the surfaces of the secondary part of the generator, providing a fixed gap between the squirrel-cage rotors and the inductor, the consoles are located that support the radial load on turbines, supports include chambers of an air or water cushion and sprung rollers with a vertical axis and limiters of displacement, perception conductive excess load is not offset by the air or water cushion, supports inside or near the mechanical braking system arranged driven by the flow of air or water fed into the air (water) and the relay pad for braking by rotation of the respective valve.

Горизонтальные опоры предпочтительно расположены у обоих колец турбин, объединяющих лопасти, а на центрирующие кольца за пределами опорных систем энергоустановки натянута система тонких высокопрочных струн с обеспечением круговой формы колец турбин.Horizontal supports are preferably located at both turbine rings uniting the blades, and a system of thin high-strength strings is tensioned on the centering rings outside the support systems of the power plant, ensuring a circular shape of the turbine rings.

На фиг.1 схематично представлены лопастные турбины с расположенным между ними электрогенератором.Figure 1 schematically shows paddle turbines with an electric generator located between them.

На фиг.2 схематично представлен вид сверху на горизонтальное опорное основание.Figure 2 schematically shows a top view of a horizontal support base.

На фиг.3 схематично представлен вид сбоку на опорную конструкцию энергоустановки.Figure 3 schematically shows a side view of the supporting structure of the power plant.

На фиг.4 схематично представлен разрез электрогенератора энергоустановки.Figure 4 schematically shows a section of an electric generator of a power plant.

На фиг.5 схематично представлена камера для формирования воздушной или водяной подушки.Figure 5 schematically shows a chamber for forming an air or water cushion.

Энергоустановка для преобразования энергии течения воздушных или водных потоков содержит, по меньшей мере, две установленные друг над другом с возможностью вращения в противоположные стороны лопастные турбины 1 и 2 с вертикальной осью вращения, электрогенератор и систему крепления к опорной конструкции 5. Опорная конструкция 5 состоит из неподвижного горизонтального опорного основания 6, расположенного между вращающимися турбинами 1 и 2 и в поперечном сечении выполненного в виде правильного многоугольника, и соединенной с ним вертикальной опоры 7, образованной линейчатой трубчатой фермой, соединенной с опорным основанием в узлах пересечения внутренних элементов жесткости 8 так, что максимальный линейный размер поперечного сечения фермы опорной конструкции 5 вдвое меньше максимального линейного размера поперечного сечения горизонтального опорного основания 6. Первичная часть электрогенератора выполнена в виде безреакционного индуктора 9 с двухсторонней активной зоной и магнитным полем, замыкаемым неподвижными магнитопроводящими пластинами 10, расположенными по разные стороны индуктора 9 параллельно роторам 11 и 12 электрогенератора с образованием фиксированного зазора для колец короткозамкнутых роторов 11 и 12 из проводящего материала, связанных с турбинами 1 и 2. Активные зоны имеют противоположно направленные поля, бегущие в противоположных направлениях с одинаковой скоростью, определяемой расстоянием между фазами обмоток индуктора 9 и регулируемой частотой тока в обмотках. Индуктор 9 имеет единую трехфазную обмотку, общую для обеих активных зон. Индуктор 9 оборудован консолями 13, размещенными по торцам индуктора 9, свободные концы консолей 13 подрессорены и снабжены шарнирами 14 с ограничителями, причем консоли 13 индукторов 9 соединены через шарниры 14 и ограничители с опорным основанием 6 и через него с линейчатой трубчатой фермой опорной конструкции 5 энергоустановки. Ось шарниров 14 консолей 13 направлена параллельно, продольной оси индуктора 9 и расположена на внутренней или наружной стороне индуктора 9 на консолях 13. На одной или на обеих сторонах индуктора 9 расположены дистанционные ролики 15 соосно с поперечной осью индуктора 9, ролики 15 имеют калиброванный диаметр и находятся в постоянном контакте с гладкой кольцевой полосой из твердого материала. Поверхность качения роликов 15 одновременно находится в контакте с поверхностями вторичной части электрогенератора, обеспечивая фиксированный зазор между короткозамкнутыми роторами 11 и 12 и индуктором 9. На консолях 13 расположены опоры 16, воспринимающие радиальную нагрузку на турбины 1 и 2. Опоры 16 включают камеры 17 воздушной или водяной подушки и подрессоренные ролики 18 с вертикальной осью и ограничителями 19 смещения, воспринимающими избыточную нагрузку, не компенсируемую воздушной или водяной подушкой. Внутри опор 16 или рядом расположены системы механического торможения с приводом от потока воздуха или воды, подаваемой в воздушную (водяную) подушку, и переключаемой на торможение путем поворота соответствующего клапана (не показан на чертеже).An energy installation for converting the energy of the flow of air or water flows contains at least two vane turbines 1 and 2 mounted on top of one another with the possibility of rotation in the opposite direction with a vertical axis of rotation, an electric generator and a mounting system to the supporting structure 5. The supporting structure 5 consists of a stationary horizontal support base 6, located between the rotating turbines 1 and 2 and in cross section made in the form of a regular polygon, and vertically connected to it oh support 7 formed by a ruled tubular truss connected to the support base at the intersection of internal stiffeners 8 so that the maximum linear cross-sectional dimension of the truss of the supporting structure 5 is half the maximum linear cross-sectional dimension of the horizontal supporting base 6. The primary part of the generator is made in the form non-reactive inductor 9 with a two-sided core and a magnetic field closed by stationary magnetically conductive plates 10 located at different the opposite sides of the inductor 9 parallel to the rotors 11 and 12 of the generator with the formation of a fixed gap for the rings of short-circuited rotors 11 and 12 of conductive material associated with turbines 1 and 2. The active zones have oppositely directed fields running in opposite directions at the same speed, determined by the distance between phases of the windings of the inductor 9 and an adjustable frequency of current in the windings. The inductor 9 has a single three-phase winding common to both active zones. The inductor 9 is equipped with consoles 13 located at the ends of the inductor 9, the free ends of the consoles 13 are sprung and provided with hinges 14 with limiters, and the consoles 13 of the inductors 9 are connected through hinges 14 and limiters with the supporting base 6 and through it with a ruled tubular truss of the supporting structure 5 of the power plant . The axis of the hinges 14 of the consoles 13 is directed parallel to the longitudinal axis of the inductor 9 and is located on the inner or outer side of the inductor 9 on the consoles 13. On one or both sides of the inductor 9 there are spaced rollers 15 coaxially with the transverse axis of the inductor 9, the rollers 15 have a calibrated diameter and are in constant contact with a smooth ring strip of solid material. The rolling surface of the rollers 15 is simultaneously in contact with the surfaces of the secondary part of the generator, providing a fixed gap between the squirrel-cage rotors 11 and 12 and the inductor 9. On the consoles 13 there are supports 16 that receive a radial load on the turbines 1 and 2. The supports 16 include cameras 17 air or a water cushion and sprung rollers 18 with a vertical axis and displacement stops 19, perceiving excess load, not compensated by an air or water cushion. Inside the supports 16 or adjacent are mechanical braking systems driven by the flow of air or water supplied to the air (water) cushion and switched to braking by turning the corresponding valve (not shown in the drawing).

Горизонтальные опоры 20 и 21 предпочтительно расположены у обоих колец 22 и 23 соответственно турбин 1 и 2, объединяющих соответственно лопасти 24 и 25, а на центрирующие кольца 26 за пределами опорных систем энергоустановки натянута система тонких высокопрочных струн 27, например, выполненных из тросов с обеспечением круговой формы колец 22 и 23 турбин 1 и 2.Horizontal supports 20 and 21 are preferably located at both rings 22 and 23 of turbines 1 and 2, respectively, combining blades 24 and 25, respectively, and a system of thin high-strength strings 27, for example, made of cables, is tensioned on centering rings 26 outside the support systems of the power plant circular shapes of rings 22 and 23 of turbines 1 and 2.

Лопасти 24 и 25 турбин 1 и 2 по концам объединены кольцами 22 и 23, причем кольца, обращенные к неподвижному горизонтальному опорному основанию 6, состоят из опорной полосы из гладкого износостойкого материала, например стали, и кольцевой полосы из высокопроводящего материала, например алюминия или меди, выполняющей функции короткозамкнутого ротора 11 и 12 асинхронного электрогенератора 4.The blades 24 and 25 of the turbines 1 and 2 at the ends are joined by rings 22 and 23, and the rings facing the stationary horizontal support base 6 consist of a support strip of smooth wear-resistant material, such as steel, and an annular strip of highly conductive material, such as aluminum or copper acting as a squirrel cage rotor 11 and 12 of an asynchronous electric generator 4.

Индукторы 9 электрогенератора предпочтительно расположены в вершинах огибающего (сопряженного) многоугольника, в форме которого выполнено горизонтальное опорное основание 6 опорной конструкции 5, и состоят из неподвижного основного магнитопровода с двухсторонней активной зоной и системы трехфазных обмоток, формирующих магнитное поле, бегущее в противоположных направлениях по разные стороны индуктора 9, обращенные к разным турбинам 1 и 2. Магнитное поле индукторов замыкается неподвижными магнитопроводящими пластинами 10 на фиксирующих опорах из немагнитного материала, что позволяет предотвратить шунтирование магнитного поля. Эти опоры обеспечивают постоянный, фиксированный зазор между пластиной и основным магнитопроводом. Индукторы 9 по торцам оборудованы консолями 13, несущими ролики 15, оси которых перпендикулярны индукторам 9, а диаметры точно соответствуют расчетному расстоянию между кольцами из износостойкого материала и жестко зафиксированных на них кольцами из электропроводящего материала с низким электрическим сопротивлением. На этих же консолях расположены камеры гидро- или аэростатической разгрузки опор (гидро- или пневмоопорные подушки) с подрессоренными роликами 18, воспринимающими избыточную нагрузку, что позволяет ограничить возможные перемещения колец 22 и 23, несущих лопасти 24 и 25. Там же могут быть расположены системы пневматического или гидроторможения турбин (не показаны) с приводом от общей системы подачи рабочей среды в воздушные или водяные подушки.The electric generator inductors 9 are preferably located at the vertices of the envelope (conjugate) polygon in the form of which the horizontal support base 6 of the support structure 5 is made, and consist of a fixed main magnetic circuit with a two-sided core and a system of three-phase windings forming a magnetic field running in opposite directions in different directions the sides of the inductor 9, facing different turbines 1 and 2. The magnetic field of the inductors is closed by fixed magnetically conducting plates 10 on the fixing supports made of non-magnetic material, which helps prevent magnetic field shunting. These supports provide a constant, fixed gap between the plate and the main magnetic circuit. The inductors 9 at the ends are equipped with consoles 13 carrying rollers 15, the axes of which are perpendicular to the inductors 9, and the diameters exactly correspond to the calculated distance between the rings of wear-resistant material and the rings of electrically conductive material with low electrical resistance rigidly fixed to them. On the same consoles there are hydro- or aerostatic unloading chambers of supports (hydro- or pneumo-support pillows) with sprung rollers 18 that absorb excess load, which makes it possible to limit the possible movements of rings 22 and 23, bearing blades 24 and 25. Systems can also be located there. pneumatic or hydraulic braking of turbines (not shown) driven by a common system for supplying a working medium to air or water cushions.

Свободные концы консолей 13 выполнены из немагнитного материала и соединены с вершинами неподвижного огибающего многоугольного опорного основания 6 подрессоренными шарнирами 14, которые позволяют ограничить движение индуктора 9 и связанной с ним опорно-тормозной системы в направлении действия силы тяжести.The free ends of the consoles 13 are made of non-magnetic material and are connected to the vertices of the stationary envelope of the polygonal support base 6 with sprung hinges 14, which allow restricting the movement of the inductor 9 and the associated brake support system in the direction of gravity.

Оси шарниров 14 направлены параллельно оси индуктора 9 и перпендикулярно оси роликов 15, которые непрерывно катятся по кольцам из износостойкого материала.The axis of the hinges 14 are directed parallel to the axis of the inductor 9 and perpendicular to the axis of the rollers 15, which continuously roll along the rings of wear-resistant material.

Компенсация боковой нагрузки устроена следующим образом.Compensation of lateral load is arranged as follows.

На всех опорах подпружиненные ролики 18 постоянно находятся в контакте с кольцом 22 или 23 (катятся по кольцу), оказывая на него минимальное воздействие. При воздействии на ролик 18 нагрузки, большей начального (прижимного) значения, включается подача воздуха (или воды) в подушку, разгружая ролик 18. Если воздействие воздуха (воды) оказывается недостаточным, пружина, поддерживающая ролик 18, сжимается до упора, а ролик 18 воспринимает всю избыточную нагрузку, которую не смогла удержать воздушная (водяная) подушка. Таким образом достигается разгрузка и уменьшение общих потерь энергии на трение при уменьшении износа роликов 18.On all supports, the spring-loaded rollers 18 are constantly in contact with the ring 22 or 23 (rolling along the ring), having minimal impact on it. When the roller 18 is exposed to a load greater than the initial (clamping) value, air (or water) is supplied to the pillow, unloading the roller 18. If the effect of air (water) is insufficient, the spring supporting the roller 18 is compressed until it stops, and the roller 18 perceives all excess load that the air (water) pillow could not hold. Thus, unloading and a decrease in the total energy loss due to friction are achieved while reducing wear on the rollers 18.

В системе опор 16 установлена тормозная пара с колодками (не показано на чертеже), охватывающими кольца 22 и 23. Привод этой тормозной пары осуществляется от общей системы воздухо/водоподачи с помощью клапана (не показан на чертеже), прекращающего доступ воздуха (воды) в основную емкость подушки и переключающего этот воздух в систему торможения (не показан).In the support system 16, a brake pair is installed with pads (not shown in the drawing) covering rings 22 and 23. This brake pair is driven from a common air / water supply system using a valve (not shown in the drawing) that stops air (water) from entering the main capacity of the pillow and switching this air into the braking system (not shown).

При использовании энергоустановки последнюю устанавливают на опорной конструкции 5 в выбранном месте. Воздействие потоков воздуха, например ветра, на лопасти 24 и 25 турбин 1 и 2 вызывает их вращение. Это вращение передается роторам 11 и 12. В результате вращения роторов 11 и 12 относительно безреакционного индуктора 9 электрогенератор 4 вырабатывает электрическую энергию, которая по кабелю (не показан на чертеже) передается от электрогенератора 4 потребителю.When using a power plant, the latter is installed on the supporting structure 5 in a selected location. The impact of air currents, such as wind, on the blades 24 and 25 of the turbines 1 and 2 causes their rotation. This rotation is transmitted to the rotors 11 and 12. As a result of the rotation of the rotors 11 and 12 relative to the reactionless inductor 9, the electric generator 4 generates electrical energy, which is transmitted via a cable (not shown in the drawing) from the electric generator 4 to the consumer.

Настоящее изобретение может быть использовано для создания экологически чистых энергоустановок в местах, где преобладает ветреная погода, например в прибрежных районах морей и океанов.The present invention can be used to create environmentally friendly power plants in places where windy weather prevails, for example, in coastal regions of the seas and oceans.

Claims (3)

1. Энергоустановка для преобразования энергии течения воздушных или водных потоков, содержащая, по меньшей мере, две установленные друг над другом с возможностью вращения в противоположные стороны лопастные турбины с вертикальной осью вращения, электрогенератор и систему крепления к опорной конструкции, отличающаяся тем, что опорная конструкция состоит из неподвижного горизонтального опорного основания, расположенного между вращающимися турбинами и в поперечном сечении выполненного в виде правильного многоугольника и соединенной с ним вертикальной опоры, образованной линейчатой трубчатой фермой, соединенной с опорным основанием в узлах пересечения внутренних элементов жесткости так, что максимальный линейный размер поперечного сечения фермы опорной конструкции вдвое меньше максимального линейного размера поперечного сечения горизонтального опорного основания, первичная часть электрогенератора выполнена в виде безреакционного индуктора с двухсторонней активной зоной и магнитным полем, замыкаемым неподвижными магнитопроводящими пластинами, расположенными по разные стороны индуктора параллельно роторам электрогенератора с образованием фиксированного зазора для колец короткозамкнутых роторов из проводящего материала, связанных с турбинами, активные зоны имеют противоположно направленные поля, бегущие в противоположных направлениях с одинаковой скоростью, определяемой расстоянием между фазами обмоток и регулируемой частотой тока в обмотках, индуктор имеет единую трехфазную обмотку, общую для обеих активных зон, индуктор оборудован консолями, размещенными по торцам индуктора, свободные концы консолей подрессорены и снабжены шарнирами с ограничителями, консоли индукторов соединены через шарниры и ограничители с опорным основанием и через него с линейчатой трубчатой фермой опорной конструкции энергоустановки, ось шарниров консолей направлена параллельно продольной оси индуктора и расположена на внутренней или наружной стороне индуктора на консолях, на одной или на обеих сторонах индуктора расположены дистанционные ролики соосно с поперечной осью индуктора, ролики имеют калиброванный диаметр и находятся в постоянном контакте с гладкой кольцевой полосой из твердого материала, поверхность качения роликов одновременно находится в контакте с поверхностями вторичной части электрогенератора, обеспечивая фиксированный зазор между короткозамкнутыми роторами и индуктором, на консолях расположены опоры, воспринимающие радиальную нагрузку на турбины, опоры включают камеры воздушной или водяной подушки и подрессоренные ролики с вертикальной осью и ограничителями смещения, воспринимающими избыточную нагрузку, некомпенсируемую воздушной или водяной подушкой, внутри опор или рядом расположены системы механического торможения с приводом от потока воздуха или воды, подаваемой в воздушную (водяную) подушку и переключаемой на торможение путем поворота соответствующего клапана.1. Power plant for converting the energy of the flow of air or water flows, comprising at least two vane turbines with a vertical axis of rotation mounted one above the other with the possibility of rotation, an electric generator and a mounting system to the supporting structure, characterized in that the supporting structure consists of a stationary horizontal support base located between rotating turbines and in cross section made in the form of a regular polygon and connected to vertical support formed by a ruled tubular truss connected to the supporting base at the nodes of intersection of the internal stiffeners so that the maximum linear cross-sectional dimension of the truss of the supporting structure is half the maximum linear cross-sectional dimension of the horizontal supporting base, the primary part of the generator is made in the form of a non-reaction inductor with two-sided core and a magnetic field closed by stationary magnetically conductive plates located on opposite sides of the inductor parallel to the rotors of the generator with the formation of a fixed gap for the rings of squirrel cage rotors of conductive material associated with the turbines, the active zones have oppositely directed fields running in opposite directions at the same speed, determined by the distance between the phases of the windings and the adjustable current frequency in the windings, the inductor has a single three-phase winding common to both active zones, the inductor is equipped with consoles located at the ends of the inductor, free the ends of the consoles are sprung and provided with hinges with stops, the consoles of the inductors are connected through hinges and stops with a support base and through it with a ruled tubular truss of the support structure of the power plant, the axis of the hinges of the consoles is parallel to the longitudinal axis of the inductor and is located on the consoles on the inner or outer side of the inductor, on one or on both sides of the inductor there are remote rollers aligned with the transverse axis of the inductor, the rollers have a calibrated diameter and are in constant contact with a smooth annular strip of solid material, the rolling surface of the rollers is simultaneously in contact with the surfaces of the secondary part of the generator, providing a fixed gap between the short-circuited rotors and the inductor, the supports are located on the consoles, which receive the radial load on the turbines, the supports include air or water cushion chambers and sprung rollers with a vertical axis and displacement limiters, perceiving excessive load, uncompensated air or water odushkoy within or adjacent poles disposed mechanical brake system powered by the flow of air or water fed into the air (water) and the relay pad for braking by rotation of the respective valve. 2. Энергоустановка по п.1, отличающаяся тем, что горизонтальные опоры расположены у обеих колец турбин, объединяющих лопасти.2. The power plant according to claim 1, characterized in that the horizontal supports are located at both rings of the turbines uniting the blades. 3. Энергоустановка по п.1, отличающаяся тем, что на центрирующие кольца за пределами опорных систем энергоустановки натянута система тонких высокопрочных струн с обеспечением круговой формы колец турбин. 3. The power plant according to claim 1, characterized in that a system of thin high-strength strings is tensioned on the centering rings outside the support systems of the power plant, ensuring a circular shape of the turbine rings.
RU2008132017/06A 2008-08-06 2008-08-06 Power plant for conversion of air or water flows energy RU2388932C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008132017/06A RU2388932C1 (en) 2008-08-06 2008-08-06 Power plant for conversion of air or water flows energy

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008132017/06A RU2388932C1 (en) 2008-08-06 2008-08-06 Power plant for conversion of air or water flows energy

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2008132017A RU2008132017A (en) 2010-02-20
RU2388932C1 true RU2388932C1 (en) 2010-05-10

Family

ID=42126548

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2008132017/06A RU2388932C1 (en) 2008-08-06 2008-08-06 Power plant for conversion of air or water flows energy

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2388932C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2459111C2 (en) * 2010-09-16 2012-08-20 Вячеслав Вартанович Пахалов Wind-driven power plant

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2459111C2 (en) * 2010-09-16 2012-08-20 Вячеслав Вартанович Пахалов Wind-driven power plant

Also Published As

Publication number Publication date
RU2008132017A (en) 2010-02-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7126235B2 (en) Wind power electric device and method
US7586209B1 (en) Power unit
US7944074B2 (en) Wind turbine direct drive airgap control method and system
US8410629B2 (en) Tapered magnetic thrust bearing within an electric generator with adjusting air gap controls
AU2011237561B2 (en) Wind turbine rotor and wind turbine
US20140284932A1 (en) Turbine generator
CN102137999A (en) A wave-power unit, and a use of a such
US20130224013A1 (en) System for contactless power transfer between nacelle and tower of a windturbine
US9441611B2 (en) Vertical axis wind turbine
US7405489B2 (en) Wave power assembly
US20130088103A1 (en) Synchronic Wind Turbine Generator
US7633176B1 (en) Direct drive induction electrical power generator
CN112421913A (en) Unbalanced primary axial magnetic flux magnetic suspension generator for vertical axis wind power generation
CN201075800Y (en) Rotor structure of large-scale single phase synchronous generator
RU2388932C1 (en) Power plant for conversion of air or water flows energy
US8047785B2 (en) Counterbalanced orthogonal hydropower system
CN104158377B (en) A kind of stormy waves switch reluctance generator system being applied to offshore platform
CN103795298B (en) A kind of hydroelectric generating set rotor part electricity permanent-magnet load-shedding equipment
CN206419168U (en) A kind of off-network small-size vertical axis wind turbine electromagnetic and mechanical combination brake device
Chen Wind turbine drive train systems
CN201255072Y (en) Mixed magnetic floating and bearing device for hydroelectric generating set rotating part
CN105298716B (en) The strong multiphase fault-tolerant structure ocean current power generation unit of the ability that operates with failure
CN111878328A (en) Suspension bearing for vertical axis wind power generation device
RU2037070C1 (en) Wind turbine electro-generator
EP3959440B1 (en) Wind turbine transformer system

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20100807