RU2459111C2 - Ветроэнергетическая установка - Google Patents
Ветроэнергетическая установка Download PDFInfo
- Publication number
- RU2459111C2 RU2459111C2 RU2010138187/06A RU2010138187A RU2459111C2 RU 2459111 C2 RU2459111 C2 RU 2459111C2 RU 2010138187/06 A RU2010138187/06 A RU 2010138187/06A RU 2010138187 A RU2010138187 A RU 2010138187A RU 2459111 C2 RU2459111 C2 RU 2459111C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- generator
- rotor
- inductor
- axis
- support
- Prior art date
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
- Y02E10/70—Wind energy
- Y02E10/74—Wind turbines with rotation axis perpendicular to the wind direction
Landscapes
- Wind Motors (AREA)
Abstract
Изобретение относится к ветроэнергетике и может быть использовано в установках для выработки электрической энергии. Ветроэнергетическая установка содержит установленное на мачту ветроколесо с вертикальной осью вращения и рабочими лопастями, взаимодействующими с ротором-индуктором генератора. Внутренняя поверхность ротора-индуктора снабжена системой, индуцирующей магнитное поле с помощью постоянных магнитов, при этом крутящий момент от рабочих лопастей ветроколеса с помощью системы траверс и силового вала передается к генератору. Установка содержит также блок управления. Генератор выполнен торцевым, а статор с катушками расположен внутри генератора и закреплен на его оси-опоре, в свою очередь, ротор-индуктор генератора, вращающийся на подшипниках вокруг оси-опоры генератора, образован корпусом и установленными на его наружной части верхним и нижним щитами и размещен между верхними и нижними траверсами. Внутренние концы траверс с помощью элементов крепления установлены на щитах наружной части корпуса ротора-индуктора, при этом силовым валом служит корпус ротора-индуктора. Установка надежна в эксплуатации за счет упрощения конструкции и уменьшения ее габаритов и массы путем уменьшения нагрузки на подшипники генератора и изгибающего момента на его ось-опору. 2 ил.
Description
Изобретение предназначено для ветроэнергетики и может широко использоваться в установках для выработки электрической или механической энергии.
Известна ветроэнергетическая установка, включающая станину, рабочий агрегат-ротор с лопастями и генератор электрического тока, дополнительно снабжена размещенными на платформе передними и боковыми ветрозаборниками, а также устройством ориентации последних относительно ветропотока. При этом платформа выполнена с возможностью вращения относительно станины.
Патент РФ на изобретение №2169289, МКИ F03D 3/00; дата публ. 2001.01.10.
Известен ветродвигатель, содержащий ветроколесо с вертикальной осью вращения, снабженное не менее чем тремя ветровоспринимающими элементами, скрепленными с радиальными траверсами, закрепленными на вертикальной оси вращения перпендикулярно ей, при этом внешние концы траверс оперты на кольцевую опору, кроме того, ветроколесо установлено с возможностью взаимодействия с генератором электрической энергии.
Патент РФ на изобретение №2283968, MКИ F03D 3/00, дата публ. 2006.09.20.
Наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретению является ветряной генератор, содержащий приводные лопасти с аэродинамическими поверхностями и генерирующий узел, включающий ротор с постоянными магнитами и вращающийся корпус с обмотками, причем постоянные магниты укреплены на одной из приводных лопастей и взаимодействуют они с обмотками, установленными на другой приводной лопасти, при этом обмотки лопасти связаны с неподвижно установленными токосъемниками.
Патент РФ на ПМ №80516, MКИ F03D 3/00, дата публ. 2009.02.10.
Современные вертикально-осевые ВЭУ состоят из четырех основных частей: рабочих лопастей, воспринимающих энергию ветропотока; силового привода, передающего крутящий момент; генератора, вырабатывающего электроэнергию; блока управления и питания, который обрабатывает вырабатываемый генератором электрический ток.
К недостаткам конструкций приводных устройств, используемых в современных моделях вертикально-осевых ветродвигателях, относятся сложность конструкций и большая нагрузка на оси-опоры генераторов ветроэнергетических установок.
К техническому результату относятся упрощение конструкции установки, уменьшение ее габаритов и массы за счет уменьшения нагрузки на подшипники генератора и уменьшения изгибающего момента на его ось-опору.
Технический результат достигается благодаря тому, что ветроэнергетическая установка содержит установленное на мачту ветроколесо с вертикальной осью вращения. Ветроколесо снабжено рабочими лопастями, взаимодействующими с ротором-индуктором генератора. Внутренняя поверхность ротора-индуктора снабжена системой, индуцирующей магнитное поле с помощью постоянных магнитов. При этом крутящий момент от рабочих лопастей ветроколеса с помощью системы траверс и силового вала передается к генератору.
Установка содержит также блок управления.
Генератор выполнен торцевым, а статор с катушками расположен внутри генератора и закреплен на его оси-опоре. Ротор-индуктор генератора, вращающийся на подшипниках вокруг оси-опоры генератора, образован корпусом и установленными на его наружной части верхним и нижним щитами и размещен между верхними и нижними траверсами. Внутренние концы траверс с помощью элементов крепления установлены на щитах наружной части корпуса ротора-индуктора торцевого генератора. При этом силовым валом служит корпус ротора-индуктора, а величина изгибающего момента оси-опоры генератора находится в следующей зависимости:
Ми=3а·F, где
Ми - величина изгибающего момента оси-опоры;
F - сила потока ветра, воспринимаемая рабочими лопастями установки;
а - расстояние между горизонтальной плоскостью симметрии генератора и горизонтальной плоскостью симметрии одного из подшипников.
Ветроэнергетическая установка включает также блок управления.
Ветроэнергетическая установка поясняется фиг.1 и 2.
На фиг.1 - ветроэнергетическая установка с приводным устройством - схема общего вида в разрезе;
На фиг.2 - ветроэнергетическая установка с приводным устройством (схема крепления траверс к щитам корпуса ротора-индуктора генератора).
Согласно фиг.1, 2 ветроэнергетическая установка содержит траверсы 1, передающие крутящий момент от рабочих лопастей 2 ветроколеса непосредственно к щитам ротора-индуктора торцевого генератора, выполненного по обращенной схеме, то есть имеющий внешний вращающийся ротор-индуктор с возбуждением от постоянных магнитов 9, состоящий из верхнего щита 3, нижнего щита 4 и корпуса 5 и вращающийся на подшипниках 6 вокруг неподвижной оси-опоры 7 генератора. Статор 8 генератора с катушками находится внутри генератора и крепится к его оси-опоре 7. Ротор-индуктор выполнен с постоянными магнитами 9, служащими для создания магнитного поля. Ветроэнергетическая установка закреплена на мачте 10. Траверсы 1 крепятся непосредственно к щитам 3 и 4 ротора-индуктора (см. фиг.2), для чего в их центральной части рядом с подшипниками 6 установлены элементы крепления 11 внутренних концов траверс 1, причем верхние траверсы крепятся к верхнему щиту 3, а нижние траверсы - к нижнему щиту 4, то есть генератор находится между верхними и нижними траверсами, а корпус 5 ротора-индуктора торцевого генератора выполняет функцию силового вала привода установки.
Ветроэнергетическая установка работает следующим образом: предлагаемое устройством (см. фиг.1) выполнено по упрощенно-комбинированной схеме, при которой в силовом приводе отсутствует промежуточный силовой вал, а система траверс 1 крепится непосредственно к щитам 3 и 4 ротора-индуктора торцевого генератора, для чего в их центральной части рядом с подшипниками 6 установлены элементы крепления 11 внутренних концов траверс 1, причем верхние траверсы крепятся к верхнему щиту 3, а нижние траверсы - к нижнему щиту 4, то есть генератор находится между верхними и нижними траверсами 1, а ротор-индуктор генератора выполняет функцию силового вала привода установки.
Техническая эффективность предлагаемого решения определяется следующим образом. Основной силой, действующей на подшипники генератора и изгибающей ее ось-опору, является сила потока ветра «F», воспринимаемая рабочими лопастями ВЭУ. Сила от массы и дисбаланса не превышает 10% и поэтому в расчете не учитывается.
Задавая ориентировочно определяющие размеры силового привода, можно получить величину реакции опор подшипниковых узлов и момент, изгибающий ось-опору генератора. Результаты расчета следующие:
1. Для ВЭУ (известных из уровня техники)
- величина реакции опоры нижнего подшипника -
F×2а=Rн×2а; Rн=F,
- величина реакции опоры верхнего подшипника -
Rв=F+Rн=2 F; Rв=2 F.
- величина изгибающего момента оси-опоры -
Ми=F×(2a+2a+2a); Ми=6а·F.
2. Для ВЭУ - предлагаемого технического решения (фиг.1)
- величина реакции опор верхнего и нижнего подшипников -
Rв=Rн=0,5 F
- величина изгибающего момента оси-опоры -
Ми=F×(а+2а); Ми=3а·F.
Применение предложенной в качестве изобретения ветроэнергетической установки с приводным устройством способствует созданию легкого, надежного и простого в эксплуатации изделия, и, как доказывают расчеты, применение предлагаемого технического решения ориентировочно уменьшит нагрузку на верхний подшипник генератора в 4 раза, на нижний подшипник в 2 раза, а момент, изгибающий ось-опору, в 2 раза. Это позволяет улучшить массогабаритные характеристики установки, ее ресурс и надежность.
Claims (1)
- Ветроэнергетическая установка, содержащая установленное на мачту ветроколесо с вертикальной осью вращения, ветроколесо снабжено рабочими лопастями, взаимодействующими с ротором-индуктором генератора, внутренняя поверхность ротора-индуктора снабжена системой, индуцирующей магнитное поле с помощью постоянных магнитов, при этом крутящий момент от рабочих лопастей ветроколеса с помощью системы траверс и силового вала передается к генератору, установка содержит также блок управления, отличающаяся тем, что генератор выполнен торцевым, а статор с катушками расположен внутри генератора и закреплен на его оси-опоре, в свою очередь, ротор-индуктор генератора, вращающийся на подшипниках вокруг оси-опоры генератора, образован корпусом и установленными на его наружной части верхним и нижним щитами и размещен между верхними и нижними траверсами, внутренние концы траверс с помощью элементов крепления установлены на щитах наружной части корпуса ротора-индуктора торцевого генератора, при этом силовым валом служит корпус ротора-индуктора, а величина изгибающего момента оси-опоры генератора находится в следующей зависимости:
Ми=3а F,
где Ми - величина изгибающего момента оси-опоры;
F - сила потока ветра, воспринимаемая рабочими лопастями установки;
а - расстояние между горизонтальной плоскостью симметрии генератора и горизонтальной плоскостью симметрии одного из подшипников генератора.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010138187/06A RU2459111C2 (ru) | 2010-09-16 | 2010-09-16 | Ветроэнергетическая установка |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010138187/06A RU2459111C2 (ru) | 2010-09-16 | 2010-09-16 | Ветроэнергетическая установка |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2010138187A RU2010138187A (ru) | 2012-03-27 |
RU2459111C2 true RU2459111C2 (ru) | 2012-08-20 |
Family
ID=46030483
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2010138187/06A RU2459111C2 (ru) | 2010-09-16 | 2010-09-16 | Ветроэнергетическая установка |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2459111C2 (ru) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4168439A (en) * | 1977-11-28 | 1979-09-18 | Palma F Neto | Wind turbine |
SU1366686A1 (ru) * | 1986-07-31 | 1988-01-15 | Научно-Исследовательский Сектор Всесоюзного Проектно-Изыскательского Института "Гидропроект" Им.С.Я.Жука | Ветродвигатель с вертикальной осью вращени |
RU80516U1 (ru) * | 2008-09-11 | 2009-02-10 | Александр Никитович Колесников | Ветряной генератор |
RU2362043C1 (ru) * | 2008-03-28 | 2009-07-20 | Виктор Михайлович Лятхер | Энергетический агрегат |
RU2388932C1 (ru) * | 2008-08-06 | 2010-05-10 | Виктор Михайлович Лятхер | Энергоустановка для преобразования энергии течения воздушных или водных потоков |
-
2010
- 2010-09-16 RU RU2010138187/06A patent/RU2459111C2/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4168439A (en) * | 1977-11-28 | 1979-09-18 | Palma F Neto | Wind turbine |
SU1366686A1 (ru) * | 1986-07-31 | 1988-01-15 | Научно-Исследовательский Сектор Всесоюзного Проектно-Изыскательского Института "Гидропроект" Им.С.Я.Жука | Ветродвигатель с вертикальной осью вращени |
RU2362043C1 (ru) * | 2008-03-28 | 2009-07-20 | Виктор Михайлович Лятхер | Энергетический агрегат |
RU2388932C1 (ru) * | 2008-08-06 | 2010-05-10 | Виктор Михайлович Лятхер | Энергоустановка для преобразования энергии течения воздушных или водных потоков |
RU80516U1 (ru) * | 2008-09-11 | 2009-02-10 | Александр Никитович Колесников | Ветряной генератор |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2010138187A (ru) | 2012-03-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US20140008915A1 (en) | Gearless contra-rotating wind generator | |
EP2169220B1 (en) | Wind turbine generator brake and grounding brush arrangement | |
JP2004501315A (ja) | 風力エネルギー発電システム | |
RU2014129884A (ru) | Гондола ветровой энергетической установки | |
WO2009105098A1 (en) | Contra rotating generator | |
WO2008086839A3 (de) | Energieerzeugungsanlage, angetrieben durch eine wind- oder wasserströmung | |
RU2347105C1 (ru) | Ветроэлектрогенератор сегментного типа | |
CA2731948A1 (en) | Underwater power plant and method for the installation thereof | |
WO2005019642A1 (en) | Wind turbine blade pitch change by means of electric stepping motor | |
JP2013519044A (ja) | 垂直軸盤式発電機用磁気浮上支持構造とそれを用いた垂直軸盤式発電機 | |
US8536726B2 (en) | Electrical machines, wind turbines, and methods for operating an electrical machine | |
KR102185806B1 (ko) | 수평축형 풍력 발전기 | |
KR101361042B1 (ko) | 수직축 풍력발전기용 과풍속 제동장치 | |
CN2826811Y (zh) | 高效超低速风力发电机 | |
RU2507413C2 (ru) | Безредукторный ветроэлектроагрегат | |
CN106812664B (zh) | 一种根据风向应变帆的迎风角度的风力直驱发电机 | |
RU2459111C2 (ru) | Ветроэнергетическая установка | |
JP3935702B2 (ja) | 風力発電装置 | |
KR101293053B1 (ko) | 외전형 방식 영구자석 발전기가 채용된 수직축 풍력발전기의 구조 | |
CN105569926A (zh) | 倍转速垂直轴风力发电机及其制造方法 | |
CN103967707A (zh) | 10mw级座台式感应子风力发电机系统 | |
RU2245456C2 (ru) | Ветроэнергетическая установка с вертикальной осью вращения | |
RU2361111C1 (ru) | Ветроэнергетическая установка | |
CN102937072B (zh) | 一种具有新型叶轮锁紧形式的双定子直驱风力发电机组 | |
RU2565935C1 (ru) | Вертикально-осевая ветроустановка |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20140917 |