RU2497023C2

RU2497023C2 - Rotor of segment wind-driven electric generator

Info

Publication number: RU2497023C2
Application number: RU2010130601/06A
Authority: RU
Inventors: Александр Михайлович Литвиненко
Priority date: 2010-07-20
Filing date: 2010-07-20
Publication date: 2013-10-27
Also published as: RU2010130601A

Abstract

FIELD: power engineering.

SUBSTANCE: rotor of a segment wind-driven electric generator comprises teeth, slots, a rim, spikes and a hub. Rotor teeth are made of a multi-strand cord laid between spikes at the inner side of the rim and forming slots behind the appropriate spikes. Ends of the cord are fixed with a coupling.

EFFECT: reduced mass and dimensions of a wind-driven electric generator rotor with minimisation of its cost due to simplified technology of manufacturing through usage of comparatively short sections of the cord, which are widely applied in lifting transport equipment and other industries.

3 dwg

Description

Изобретение относится к области энергетики, в частности к ветроэлектрогенераторам преимущественно сегментного типа.The invention relates to the field of energy, in particular to wind generators of mainly segment type.

Известны [Патент РФ №2270363/А.М.Литвиненко - Ротор ветроэлектрогенератора, опубл. 20.02.2006, бюл. №5, МПК F03D 9/00 (2006.01), заявка №2004128676/06, 27.09.2004.; Патент РФ №227530/А.М.Литвиненко - Ротор сегментного ветроэлектрогенератора, опубл. 27.04.2006, бюл. №12, МПК F03D 9/00 (2006.01), заявка №2004128674/06, 27.09.2004.; Патент РФ №2290534/А.М.Литвиненко - Ротор ветроэлектрогенератора, опубл. 27.12.2006, бюл. №36, МПК F03D 9/00 (2006.01), заявка №2005116803/06, 01.06.2005.] роторы ветроэлектрогенераторов преимущественно сегментного типа, содержащие обод, спицы и ступицу. В общем случае в качестве спиц могут выступать лопасти ветроколеса, а на обод могут быть надеты различные элементы типа цепи с чередующимися ферромагнитными и неферромагнитными участками, катушки с ферромагнитным проводом или призматические элементы, тип которых (ферромагнитный или неферромагнитный) чередуется по ходу длины цепи.Known [RF Patent No. 2270363 / A.M. Litvinenko - The rotor of a wind generator, publ. 02/20/2006, bull. No. 5, IPC F03D 9/00 (2006.01), application No. 2004128676/06, 09/27/2004 .; RF patent No. 227530 / A.M. Litvinenko - Rotor of a segmented wind generator, publ. 04/27/2006, bull. No. 12, IPC F03D 9/00 (2006.01), application No. 2004128674/06, 09/27/2004 .; RF patent No. 2290534 / A.M. Litvinenko - Rotor of a wind generator, publ. 12/27/2006, bull. No. 36, IPC F03D 9/00 (2006.01), application No. 2005116803/06, 06/01/2005.] Rotors of wind generators of predominantly segment type containing a rim, spokes and a hub. In the general case, the blades of a wind wheel can act as spokes, and various elements of the chain type with alternating ferromagnetic and non-ferromagnetic sections, coils with a ferromagnetic wire or prismatic elements of the type (ferromagnetic or non-ferromagnetic) alternating along the chain length can be worn on the rim.

Из всех известных аналогов наиболее близким к заявленному по совокупности существенных признаков является ротор ветроэлектрогенератора [Патент РФ №2358150/А.М.Литвиненко - Ротор ветроэлектрогенератора, опубл. 10.06.2009, бюл. №16, МПК F03D 9/00 (2006.01), заявка №2007139348/06, 23.10.2007], который входит в состав ветроэлектрогенераторной установки и включает в себя соединенные между собой пластины, причем один из углов пластин выполнен в виде зубца.Of all the known analogues, the closest to the claimed in terms of essential features is the rotor of a wind generator [RF Patent No. 2358150 / AM Litvinenko - Rotor of a wind generator, publ. 06/10/2009, bull. No. 16, IPC F03D 9/00 (2006.01), application No. 2007139348/06, 10.23.2007], which is part of the wind power plant and includes interconnected plates, one of the corners of the plates being made in the form of a tooth.

Недостатком данного ротора является низкая технологичность, вызванная большим количеством соединений, которые при длительной работе ветроколеса могут ослабнуть, т.к. нуждаются в постоянной протяжке.The disadvantage of this rotor is its low manufacturability, caused by a large number of connections, which during long-term operation of the wind wheel can weaken, because need constant broaching.

Изобретение направлено на уменьшение массы и габаритов ротора ветроэлектрогенератора при минимизации его стоимости за счет упрощения технологии изготовления.The invention is aimed at reducing the mass and dimensions of the rotor of a wind generator while minimizing its cost by simplifying manufacturing technology.

Это достигается тем, что ротор сегментного ветроэлектрогенератора, содержащий зубцы, пазы, обод, спицы и ступицу, согласно изобретению, снабжен зубцами, выполненными из многожильного троса, уложенного между спицами с внутренней стороны обода и образующего пазы за соответствующими спицами, при этом концы троса закреплены муфтой.This is achieved by the fact that the rotor of a segmented wind generator containing teeth, grooves, rim, knitting needles and a hub, according to the invention, is equipped with teeth made of a multi-strand cable laid between the spokes on the inner side of the rim and forming grooves for the corresponding spokes, while the ends of the cable are fixed coupling.

Сущность изобретения иллюстрируется чертежами, где на фиг.1 показан общий вид ротора спереди, на фиг.2 показано закрепление концов троса с помощью напрессованной муфты, на фиг.3 - вид ротора сверху в составе ветроэлектрогенератора.The invention is illustrated by drawings, in which Fig. 1 shows a general view of the front of the rotor, Fig. 2 shows the fastening of the ends of the cable with a press-on sleeve, and Fig. 3 is a top view of the rotor as part of a wind generator.

Ротор сегментного ветроэлектрогенератора, преимущественно сегментного типа, включает в себя обод 1, спицы 2, ступицу 3, к которой могут быть прикреплены лопасти, стальной многожильный трос 4, который уложен между спицами на внутренней стороне обода, а концы закреплены муфтой, показанной на фиг. 2. Ротор входит в состав сегментного ветроэлектрогенератора и имеет магнитный контакт с магнитопроводами 5, магнитный поток в цепи которых возбуждается постоянными магнитами 6, а колебания магнитного потока индуцируют в катушках 7 ЭДС. Ветродвигатель имеет направляющее устройство (хвост) 8, которое показано на фиг.3 частично, вращающуюся относительно башни, платформу 9 с консолями 10 и 11. На платформе 9 установлен подшипник, а в подшипнике вал 12 ступицы 3. В качестве зубцов выступают участки 13 троса 4 (находящиеся на внутренней стороне обода). В качестве пазов выступают участки 14, расположенные за соответствующими спицами.The rotor of a segmented wind generator, mainly of a segment type, includes a rim 1, spokes 2, a hub 3 to which the blades can be attached, a multi-strand steel cable 4, which is laid between the spokes on the inner side of the rim, and the ends are fixed by the coupling shown in FIG. 2. The rotor is part of a segmented wind generator and has magnetic contact with the magnetic circuits 5, the magnetic flux in the circuit of which is excited by permanent magnets 6, and oscillations of the magnetic flux induce in the coils 7 EMF. The wind turbine has a guiding device (tail) 8, which is shown in FIG. 3 partially, rotating relative to the tower, platform 9 with consoles 10 and 11. A bearing is mounted on the platform 9, and a hub 12 in the bearing shaft 3. The cable portions 13 serve as teeth. 4 (located on the inside of the rim). The grooves are sections 14 located behind the corresponding knitting needles.

Работа устройства. При наличии ветрового потока, который оказывает давление на лопасти, ротор приходит во вращение. Ферромагнитные участки троса, которые находятся в зоне магнитопровода 5 (фактически зубцы ротора), модулируют магнитный поток статоров. Статоры устанавливаются на консолях 10 и 11, которые прикреплены к подвижной (поворотной) платформе 9, на которой также укреплены подшипник ступицы и хвост ветроэлектрогенератора. Статоры, как и все статоры индукторных генераторов, представляют собой магнитную цепь, в состав которой, кроме магнитопровода, входят источник магнитного поля - постоянный магнит или катушка возбуждения, и рабочая катушка, которая воспринимает изменения потока, вызванные его модуляцией ротором. Индуцированное напряжение далее подается на блок регулирования, и далее, к нагрузке. Обод с намотанным внутри него тросом многожильного типа представляет собой фактически зубчатый ротор шихтованного типа, который модулирует магнитный поток и генерирует электроэнергию, при этом детали, показанные на фиг.2, обеспечивают надежное крепление концов троса.The operation of the device. In the presence of a wind stream that exerts pressure on the blades, the rotor comes into rotation. The ferromagnetic sections of the cable, which are located in the area of the magnetic circuit 5 (actually the teeth of the rotor), modulate the magnetic flux of stators. The stators are mounted on consoles 10 and 11, which are attached to a movable (rotary) platform 9, on which the hub bearing and tail of the wind generator are also mounted. Stators, like all stators of inductor generators, are a magnetic circuit, which, in addition to the magnetic circuit, includes a magnetic field source - a permanent magnet or an excitation coil, and a working coil that senses flux changes caused by its modulation by the rotor. The induced voltage is then supplied to the control unit, and then to the load. The rim with a multicore type cable wound inside it is actually a gear type rotor of the charge type, which modulates the magnetic flux and generates electricity, while the parts shown in Fig. 2 provide reliable fastening of the ends of the cable.

Технико-экономическим преимуществом данного ротора является то, что при его применении оказывается ненужным изготовление специальных элементов, которые в той или иной роли выполняют роль зубцов, а также относительная дешевизна заготовок - сравнительно коротких отрезков троса, которые широко применяются в подъемно-транспортной технике и других отраслях промышленности. При этом наличие большого количества проволок в жилах троса гарантирует высокое сопротивление протеканию вихревых токов, поскольку смазка жил выступает в роли изоляции, а благодаря этому уменьшаются потери в зубцах ротора, что приводит к увеличению эффективности генератора в целом.The technical and economic advantage of this rotor is that when it is used it is unnecessary to manufacture special elements that play the role of teeth in one or another role, as well as the relative cheapness of the workpieces, which are relatively short cable segments that are widely used in hoisting and transport equipment and other industries. At the same time, the presence of a large number of wires in the cable conductors guarantees high resistance to eddy current flow, since the lubricant of the wires acts as an insulation, and due to this, losses in the teeth of the rotor are reduced, which leads to an increase in the efficiency of the generator as a whole.

Claims

A rotor of a segmented wind generator containing teeth, grooves, a rim, spokes and a hub, characterized in that the teeth are made of a multi-strand cable laid between the spokes on the inside of the rim and forming grooves behind the corresponding spokes, while the ends of the cable are fixed by a sleeve.