RU2527821C2

RU2527821C2 - Rotor of wind power generator

Info

Publication number: RU2527821C2
Application number: RU2012118809/06A
Authority: RU
Inventors: Александр Михайлович Литвиненко
Priority date: 2012-05-04
Filing date: 2012-05-04
Publication date: 2014-09-10
Also published as: RU2012118809A

Abstract

FIELD: power engineering.

SUBSTANCE: invention relates to the field of wind power engineering, in particular, to rotors of wind power generators of segment type. In the rotor of the wind power generator comprising a hub, blades, arched elements and magnetic conductors, according to the invention, magnetic conductors are made in the form of sections of pipes, inside of which there are fixing elements protruding beyond the ends of the pipes, which are connected to arched elements, for instance, yokes with tightening bolts. Ferromagnetic magnetic conductors in the form of sections of pipes substantially form the rotor teeth.

EFFECT: advantage of this rotor is manufacturability, low cost of initial blanks, representing sections of pipes, which provides for reduced mass and dimensions of a rotor of a wind power generator at minimisation of its cost.

2 dwg

Description

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

Известен ветроэлектрогенератор [Патент РФ №2270363/ A.М.Литвиненко. Ротор ветроэлектрогенератора. Опубл. Бюл. №5 от 20.02.2006, заявка №2004128676/06 от 27.09.2004, F03D 9/00], в котором ротор ветроэлектрогенератора преимущественно сегментного типа, содержащий обод, спицы и ступицу. Технический результат заключается в уменьшении массы и габаритов ротора ветроэлектрогенератора при минимизации его стоимости за счет упрощения технологии изготовления и обеспечивается за счет того, что магнитопроводы ротора ветроэлектрогенератора выполнены в виде ферромагнитных тел, которые соединены между собой с помощью болтов и немагнитных П-образных скоб и установлены на дугообразных элементах. 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) чередуются по ходу длины цепи.Known wind generator [RF Patent No. 2270363 / A.M. Litvinenko. The rotor of a wind generator. Publ. Bull. No. 5 dated 02/20/2006, application No. 2004128676/06 dated September 27, 2004, F03D 9/00], in which the rotor of a wind generator is mainly of a segment type, comprising a rim, spokes and a hub. The technical result consists in reducing the mass and dimensions of the rotor of the wind generator while minimizing its cost due to the simplification of manufacturing technology and is ensured by the fact that the magnetic circuits of the rotor of the wind generator are made in the form of ferromagnetic bodies, which are interconnected by bolts and non-magnetic U-shaped brackets and installed on arched elements. In the general case, the blades of a wind wheel can act as spokes, and various elements such as a chain with alternating ferromagnetic and non-ferromagnetic sections, coils with a ferromagnetic wire or prismatic elements, the type of which (ferromagnetic or non-ferromagnetic) alternate along the chain length, can be worn on the rim.

Из известных аналогов наиболее близким к заявленному по совокупности существенных признаков является ротор ветроэлектрогенератора [Патент РФ №2275530 / А.М.Литвиненко. Ротор сегментного ветроэлектрогенератора. Опубл. Бюл. №12 от 27.04.2006, заявка №2004128674/06 от 27.09.2004, МПК F03D 9/00], который входит в состав ветроэлектрогенераторной установки. Технический результат заключается в уменьшении массы и габаритов ротора сегментного ветроэлектрогенератора при минимизации его стоимости за счет упрощения технологии изготовления. Ротор сегментного ветроэлектрогенератора содержит ступицу, лопасти, дугообразные элементы и магнитопроводы. При этом магнитопроводы ротора сегментного ветроэлектрогенератора выполнены в виде катушек из ферромагнитной проволоки, которые установлены на дугообразных элементах.Of the known analogues, the rotor of the wind generator is the closest to the claimed one according to the set of essential features [RF Patent No. 2275530 / AMLitvinenko. Rotor of a segmented wind generator. Publ. Bull. No. 12 of April 27, 2006, application No. 2004128674/06 of September 27, 2004, IPC F03D 9/00], which is part of the wind power installation. The technical result consists in reducing the mass and dimensions of the rotor of a segmented wind generator while minimizing its cost by simplifying the manufacturing technology. The rotor of a segmented wind generator contains a hub, blades, arcuate elements and magnetic circuits. Moreover, the magnetic circuits of the rotor of a segmented wind generator are made in the form of coils of ferromagnetic wire, which are mounted on arched elements.

Недостатком данного ротора является низкая технологичность, вызванная большим количеством соединений, которые при длительной работе ветроколеса могут ослабнуть, так как 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, as they need a constant pull.

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

Это достигается тем, что в роторе ветроэлектрогенератора, содержащем ступицу, лопасти, дугообразные элементы и магнитопроводы, согласно изобретению магнитопроводы выполнены в виде труб, внутри которых размещены крепящие элементы, выступающие за торцы труб, которые связаны с дугообразными элементами.This is achieved by the fact that in the rotor of a wind generator containing a hub, blades, arcuate elements and magnetic circuits, according to the invention, the magnetic circuits are made in the form of pipes, inside of which there are fastening elements protruding beyond the ends of the pipes that are connected with the arcuate elements.

Сущность изобретения иллюстрируется чертежами, где на фиг.1 показан общий вид ротора спереди, на фиг.2 - закрепление отрезков труб, вид с торца.The invention is illustrated by drawings, where figure 1 shows a General view of the rotor in front, figure 2 - fastening pipe segments, end view.

Ротор ветроэлектрогенератора содержит ступицу, лопасти (на чертеже не показано), дугообразные элементы 1, выполненные, например, в виде участка обода, на котором установлены магнитопроводы 2, выполненные в виде труб, внутри которых размещены выступающие за торцы труб элементы 3, которые связаны с дугообразными элементами 1 крепящими приспособлениями, например хомутами 4 со втягивающими болтами 5. Таким образом, магнитопроводы 2 выступают в роли зубцов ротора.The rotor of the wind generator contains a hub, blades (not shown in the drawing), arcuate elements 1, made, for example, in the form of a section of the rim on which magnetic circuits 2 are installed, made in the form of pipes, inside of which there are elements 3 protruding beyond the ends of the pipes, which are connected with arc-shaped elements 1 fastening devices, for example, clamps 4 with retracting bolts 5. Thus, the magnetic circuits 2 act as teeth of the rotor.

Ротор работает следующим образом: при наличии ветрового потока, который оказывает давление на спицы (лопасти), ротор приходит во вращение. Ферромагнитные магнитопроводы 2 модулируют магнитный поток, который проходит по цепи: статор - воздушный зазор - первый магнитопровод 2 - дугообразный элемент 1 - второй магнитопровод 2 - воздушный зазор - статор. Статор, как и все статоры индукторных генераторов, представляет собой магнитную цепь, в состав которой, кроме магнитопровода, входят источник магнитного поля - постоянный магнит или катушка возбуждения, которая воспринимает изменения потока, вызванные его модуляцией ротором. Индуцированное напряжение далее подается на блок регулирования, и далее - к нагрузке.The rotor works as follows: in the presence of a wind flow that puts pressure on the spokes (blades), the rotor comes into rotation. Ferromagnetic magnetic circuits 2 modulate the magnetic flux that passes through the circuit: stator - air gap - first magnetic circuit 2 - arcuate element 1 - second magnetic circuit 2 - air gap - stator. The stator, like all stators of inductor generators, is a magnetic circuit, which, in addition to the magnetic circuit, includes a magnetic field source - a permanent magnet or an excitation coil, which perceives changes in the flux caused by its modulation by the rotor. The induced voltage is then supplied to the control unit, and then to the load.

Технико-экономическим преимуществом данного ротора является его исключительная технологичность, дешевизна исходных заготовок, которые представляют собой отрезки труб, что, в конечном итоге, приводит к улучшению технико-экономических показателей генератора.The technical and economic advantage of this rotor is its exceptional manufacturability, low cost of the initial billets, which are pipe sections, which, ultimately, leads to an improvement in the technical and economic performance of the generator.

Claims

The rotor of a wind generator containing a hub, blades, arcuate elements and magnetic circuits, characterized in that the magnetic circuits are made in the form of pipes, inside of which there are fastening elements protruding beyond the ends of the pipes, which are connected with arcuate elements.