RU2565935C1 - Вертикально-осевая ветроустановка - Google Patents
Вертикально-осевая ветроустановка Download PDFInfo
- Publication number
- RU2565935C1 RU2565935C1 RU2014116674/06A RU2014116674A RU2565935C1 RU 2565935 C1 RU2565935 C1 RU 2565935C1 RU 2014116674/06 A RU2014116674/06 A RU 2014116674/06A RU 2014116674 A RU2014116674 A RU 2014116674A RU 2565935 C1 RU2565935 C1 RU 2565935C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- magnetic
- rotor
- stator
- electric generator
- vertical
- 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
- Y02E10/728—Onshore wind turbines
-
- 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 области ветроэнергетики и электротехники. Вертикально-осевая ветроустановка содержит ротор, включающий ряд вращающихся вокруг вертикальной оси вертикальных лопастей и ступицу, располагаемую в центре вращения, в которой скомпонован электрогенератор. Статор охвачен цилиндрической полостью ротора электрогенератора, выполненного из немагнитного материала и установленного соосно с продольной осью статора с возможностью вращения вокруг него. Пазы статора, в которых уложены катушки обмотки, зафиксированные клиньями, размещены с его внешней стороны и открыты к обращенной к ним поверхности цилиндрической полости ротора электрогенератора. Корпус статора выполнен с отверстием, соосным с его продольной осью, которым он надет на ступицу. На верхней и нижней кромках ступицы закреплены кольцеобразные торцевые щиты электрогенератора. Внутренняя поверхность полости ротора, обращенная к статору, снабжена кольцевым выступом с пазом. В пазу смонтирован индуктор, содержащий планки из постоянных магнитов с образованием составного магнитного кольца, ориентированные вдоль продольной оси ротора электрогенератора. Планки намагничены с возможностью образования магнитной схемы Хальбаха. Внешняя поверхность составного магнитного кольца уперта в дно паза кольцевого выступа ротора электрогенератора. Подшипниковый узел электрогенератора содержит магнитные радиальные подшипники, размещенные в зазорах между кромками торцевых щитов электрогенератора и обращенных к ним поверхностях ротора электрогенератора. Вертикальные лопасти жестко скреплены с ротором, содержащим цилиндрический вал, от которого радиально в горизонтальной плоскости отходят закрытые в аэродинамические обтекатели силовые траверсы. На концах траверс закреплены вертикальные лопасти. Точки контакта силовых траверс с вертикальными лопастями связаны с цилиндрическим валом растяжками, закрытыми в аэродинамические обтекатели. Цилиндрический вал с возможностью вращения пропущен через эластичную втулку, закрепленную в направляющей втулке, жестко закрепленной на торце вертикальной мачты. Ступица ориентирована горизонтально и жестко скреплена с мачтой ниже направляющей втулки. Эластичная втулка содержит цилиндрический первый полый вкладыш из немагнитного материала. Цилиндрический вал на участке прохода через направляющую втулку снабжен вторым полым немагнитным вкладышем, жестко скрепленным с ним. В зазоре между первым и вторым полыми немагнитными вкладышами размещен радиальный магнитный подшипник. Эластичная втулка содержит шайбу из эластичного материала, на которую оперты закраины немагнитной втулки. В зазоре между опорной пятой и закраинами немагнитной втулки размещен упорный магнитный подшипник. Изобретение направлено на повышение повышение надежности работы и существенное уменьшение трения в подшипниках. 1 з.п. ф-лы, 6 ил.
Description
Изобретение относится к области ветроэнергетики и электротехники и, в частности, к электромашиностроению.
Известна вертикально-осевая ветроустановка (Н-ротор Дарье), содержащая вертикальный вал, горизонтальные траверсы, соединенные с валом, и вертикальные лопасти крыльевого профиля, установленные параллельно валу на концах траверс (WO 95/09304 A1, МПК F03D 7/06, 1995 г.).
Недостатком известного технического решения является то, что установка имеет низкий аэродинамический крутящий момент при выходе из состояния покоя. Для начала вращения ротора при минимальной скорости ветра 2,5…4 м/с используются выдвижные поворотные щитки, дополнительно увеличивающие площадь взаимодействия лопастей ротора с ветровым потоком, которые для создания дополнительной тянущей силы должны циклически принимать то вертикальное, то горизонтальное положение ветродвигателя в целом. Более того, при небольшой скорости вращения, когда линейная скорость лопастей близка к скорости ветра, возможен тормозящий момент со стороны потока воздуха, и тогда самораскрутка ротора становится практически невозможной. При этом для циклического изменения угла поворота щитков применяется сложное устройство, а именно гидравлический или электрогидравлический привод с автоматическим управлением, что усложняет конструкцию и изготовление, снижает надежность и затрудняет эксплуатацию.
Наиболее близким решением является вертикально-осевая ветроустановка, содержащая ротор, включающий ряд вращающихся вокруг вертикальной оси вертикальных лопастей и ступицу, жестко зафиксированную в пространстве, располагаемую в центре вращения, в которой скомпонован электрогенератор (см. патент №2347104, F03D 3/06).
Недостатком изобретения является высокая скорость ветра для самораскрутки ротора, высокие потери на трение в подшипниках, невысокий КПД генератора.
Задачей, на решение которой направлено предлагаемое техническое решение, является повышение надежности работы ветроустановки и ее электрогенератора, упрощение конструкции, повышение КПД генератора, снижение трения в подшипниках,
Технический результат, который достигается при решении поставленной задачи, выражается в повышении ресурса ветроустановки и ее электрогенератора, повышении надежности работы, существенном уменьшении трения в подшипниках, повышении КПД генератора, уменьшении массы вращающихся деталей, увеличении окружной скорости индуктора электрогенератора.
Поставленная задача решается тем, что вертикально-осевая ветроустановка, содержащая ротор, включающий ряд вращающихся вокруг вертикальной оси вертикальных лопастей и ступицу, располагаемую в центре вращения, в которой скомпонован электрогенератор, отличается тем, что внешней поверхности статора электрогенератора придана цилиндрическая форма, при этом он охвачен цилиндрической полостью ротора электрогенератора, установленного соосно с продольной осью статора, с возможностью вращения вокруг него, при этом пазы статора, в которых уложены катушки обмотки, размещены с его внешней стороны и открыты к обращенной к ним поверхности цилиндрической полости ротора электрогенератора, причем обмотки зафиксированы в пазах статора клиньями, кроме того, корпус статора выполнен с отверстием, соосным с его продольной осью, которым он надет на ступицу, с внешней поверхностью которой корпус статора жестко скреплен, кроме того, на верхней и нижней кромках ступицы закреплены кольцеобразные торцевые щиты электрогенератора, ротор которого выполнен из немагнитного материала,
кроме того, внутренняя поверхность его полости, обращенная к статору снабжена кольцевым выступом с пазом, в котором смонтирован индуктор, содержащий планки, ориентированные вдоль продольной оси ротора электрогенератора, выполненные из постоянных магнитов, с образованием составного магнитного кольца, при этом планки намагничены так, что между радиально намагниченными магнитами размещены тангенциально намагниченные, с возможностью образования магнитной схемы Хальбаха, кроме того, внешняя поверхность составного магнитного кольца уперта в дно паза кольцевого выступа ротора электрогенератора, кроме того подшипниковый узел электрогенератора содержит магнитные радиальные подшипники, размещенные в зазорах между кромками торцевых щитов электрогенератора и обращенных к ним поверхностях ротора электрогенератора, кроме того, вертикальные лопасти жестко скреплены с ротором, содержащим цилиндрический вал, от которого радиально в горизонтальной плоскости отходят закрытые в аэродинамические обтекатели силовые траверсы, на концах которых закреплены вертикальные лопасти, кроме того, точки контакта силовых траверс с вертикальными, лопастями связаны с цилиндрическим валом выше и ниже силовой траверсы растяжками, закрытыми в аэродинамические обтекатели, при этом продольные оси растяжек и траверсы каждой лопасти лежат в одной вертикальной плоскости, кроме того, цилиндрический вал с возможностью вращения пропущен через эластичную втулку, закрепленную в направляющей втулке, жестко закрепленной на торце вертикальной мачты, при этом ступица ориентирована горизонтально и жестко скреплена с мачтой, ниже направляющей втулки, при этом эластичная втулка содержит цилиндрический первый полый вкладыш из немагнитного материала, цилиндрический вал на участке прохода через направляющую втулку снабжен вторым полым немагнитным вкладышем, жестко скрепленным с ним, а в зазоре между первым и вторым полыми немагнитными вкладышами размещен радиальный магнитный подшипник, кроме того,
эластичная втулка содержит шайбу из эластичного материала, на которую оперты закраины немагнитной втулки, при этом в зазоре между опорной пятой и закраинами немагнитной втулки размещен упорный магнитный подшипник.
Кроме того, на закраину опорной пяты надет кожух, торец стенки которого перекрывает зазор между пятой и закраиной немагнитной втулки.
Сопоставительный анализ существенных признаков предлагаемого технического решения и существенных признаков прототипа и аналогов свидетельствует о его соответствии критерию «новизна».
Существенные признаки отличительной части формулы изобретения решают следующие функциональные задачи.
Признаки, указывающие, что «внешней поверхности статора электрогенератора придана цилиндрическая форма, при этом он охвачен цилиндрической полостью ротора электрогенератора, установленного соосно с продольной осью статора, с возможностью вращения вокруг него», обеспечивают размещение статора в полости индуктора, а также создают рациональные пути замыкания магнитных потоков индуктора и создание сильного магнитного поля.
Признаки «…пазы статора, в которых уложены катушки обмотки, размещены, с внешней стороны статора и открыты к обращенной к ним поверхности цилиндрической полости ротора электрогенератора, причем обмотки зафиксированы в пазах статора клиньями…» формируют статор электрогенератора с внешним ротором.
Признаки, указывающие, что «корпус статора выполнен с отверстием, соосным с его продольной осью, которым он надет на ступицу, с внешней поверхностью которой корпус статора жестко скреплен», позволяет закрепить сердечник статора на ступице.
Признак, указывающий, что «на верхней и нижней кромках ступицы закреплены кольцеобразные торцевые щиты электрогенератора», формирует корпус статора.
Признаки «…внутренняя поверхность полости ротора электрогенератора, обращенная к статору снабжена кольцевым выступом с пазом, в котором смонтирован индуктор…» обеспечивают размещение статора в полости индуктора.
Признаки, указывающие, что индуктор содержит «планки, ориентированные вдоль продольной оси ротора, выполненные из постоянных магнитов, с образованием составного магнитного кольца, при этом планки намагничены так, что между радиально намагниченными магнитами размещены тангенциально намагниченные, с возможностью образования магнитной схемы Хальбаха», создают рациональные пути замыкания магнитных потоков индуктора и создание сильного магнитного поля.
Признаки, указывающие, что «внешняя поверхность составного магнитного кольца уперта в дно паза кольцевого выступа ротора электрогенератора», обеспечивает прочность индуктора при высоких окружных скоростях.
Признаки, указывающие, что подшипниковый узел электрогенератора «содержит магнитные радиальные подшипники, размещенные в зазорах между кромками торцевых щитов электрогенератора и обращенных к ним поверхностях ротора электрогенератора» формируют радиальные магнитные подшипники ветроустановки.
Признаки «…вертикальные лопасти жестко скреплены с ротором, содержащим цилиндрический вал, от которого радиально в горизонтальной плоскости отходят закрытые в аэродинамические обтекатели силовые траверсы, на концах которых закреплены вертикальные лопасти, кроме того, точки контакта силовых траверс с вертикальными лопастями связаны с цилиндрическим валом выше и ниже силовой траверсы растяжками, закрытыми в аэродинамические обтекатели, при этом продольные оси растяжек и траверсы каждой лопасти лежат в одной вертикальной плоскости» обеспечивают создание прочной, виброустойчивой конструкции ветротурбины, обеспечивающей ее надежную работу при высоких скоростях ветра, а также получение высоких значений коэффициентов использования энергии ветра.
Признаки, указывающие, что цилиндрический вал «с возможностью вращения пропущен через эластичную втулку, закрепленную в направляющей втулке, жестко закрепленной на торце вертикальной мачты, при этом ступица ориентирована горизонтально и жестко скреплена с мачтой, ниже направляющей втулки», обеспечивают формирование площадок для размещения подвижных и неподвижных частей радиального и упорного магнитных подшипников.
Признаки, указывающие, что эластичная втулка «содержит шайбу из эластичного материла, на которую оперты закраины немагнитной втулки, при этом в зазоре между опорной пятой и закраинами немагнитной втулки размещен упорный магнитный подшипник», и «эластичная втулка содержит цилиндрический первый полый вкладыш из немагнитного материала, цилиндрический вал на участке прохода через направляющую втулку снабжен вторым полым немагнитным вкладышем, жестко скрепленным с ним, а в зазоре между первым и вторым полыми немагнитными вкладышами размещен радиальный магнитный подшипник», обеспечивают формирование радиального и упорного виброустойчивых магнитных подшипников ветроустановки.
Признак, указывающий, что «на закраину опорной пяты надет кожух, торец стенки которого перекрывает зазор между опорной пятой и закраиной немагнитной втулки», позволяет длительно обеспечивать нормальную работу радиального и упорного магнитных подшипников в различных климатических условиях без снижения индукции в немагнитных зазорах магнитных подшипников.
При этом совокупность отличительных признаков предлагаемого технического решения позволяет упростить конструкцию за счет уменьшения количества подшипниковых узлов, увеличить окружную скорость индуктора электрогенератора, за счет применения большего диаметра индуктора, существенно уменьшить трение в подшипниках, за счет применения пассивных магнитных подшипников и отсутствия мультипликатора, повысить механический КПД генератора, за счет совмещения подшипников генератора и ветротубины и применения пассивных магнитных подшипников, что позволит снизить массу ветроустановки и повысить ее надежность.
На фиг. 1 показаны ветроколесо и мачта, на фиг. 2 их продольный разрез по оси вращения, на фиг. 3 поперечный разрез по ветрогенератору, на фиг. 4 местный вид радиально-упорного магнитного подшипника, на фиг. 5 местный вид продольного разреза ветрогенератора, на фиг. 6 местный вид поперечного разреза генератора.
На чертежах показаны ступица 1, ротор 2 электрогенератора, вертикальные лопасти 3, корпус статора 4, пакет сердечника статора 5, пазы статора 6, катушки обмотки 7, клинья 8, кольцеообразные торцевые щиты 9 и 10, кольцевой выступ 11, паз 12, магнитные планки 13, 14, составные постоянные магниты 15, 16, 17, 18 цилиндрический вал 19, силовые траверсы 20, растяжки 21, направляющая втулка 22, вертикальная мачта 23, эластичная втулка 24, первый полый немагнитный вкладыш 25, второй полый немагнитный вкладыш 26, постоянные магниты 27, 28, опорная пята 29, шайба 30 из эластичного материла, немагнитная втулка 31, упорные магнитные подшипники, выполненные из коаксиальных магнитных колец 32, 33, кожух 34, торцевая крышка 35.
Вертикально-осевая ветроустановка содержит ротор, включающий ряд вращающихся вокруг вертикальной оси вертикальных лопастей 3 и ступицу 1, располагаемую в центре вращения, в которой скомпонован электрогенератор. Корпус статора 4 выполнен с отверстием, соосным с его продольной осью, которым он надет на ступицу 1, с внешней поверхностью которой, корпус статора 4 жестко скреплен. В корпус статора 4 установлен пакет сердечника статора 5, внешней поверхности которого придана цилиндрическая форма, при этом он охвачен цилиндрической полостью ротора 2 электрогенератора, установленного соосно с продольной осью статора, с возможностью вращения вокруг него. Статор состоит из шихтованного сердечника 5, в пазах 6 которого уложены катушки 7 обмотки, зафиксированные клиньями 8. Пазы 6 размещены с внешней стороны статора и открыты к обращенной к ним поверхности цилиндрической полости ротора 2 электрогенератора. На верхней и нижней кромках ступицы 1 закреплены кольцеобразные торцевые щиты 9 и 10, выполненные с возможностью жесткого скрепления с соответствующими торцевыми кромками корпуса статора 4.
Внутренняя поверхность полости ротора 2 электрогенератора, обращенная к статору снабжена кольцевым выступом 11 с пазом 12, в котором смонтирован индуктор, содержащий планки 13, 14, ориентированные вдоль продольной оси ротора 2 электрогенератора, выполненные из постоянных магнитов, с образованием составного магнитного кольца, при этом планки намагничены так, что между радиально намагниченными магнитными планками 13 размещены тангенциально намагниченные магнитные планки 14, с возможностью образования магнитной схемы Хальбаха, кроме того, внешняя поверхность составного магнитного кольца уперта в дно паза 12 кольцевого выступа 11 ротора 2 электрогенератора. Подшипниковый узел электрогенератора содержит магнитные радиальные подшипники 15, 16 и 17, 18, размещенные в зазорах между кромками кольцеобразных торцевых щитов 9, 10 и обращенных к ним поверхностях ротора 2 электрогенератора.
На участках кольцеобразных торцевых щитов 9, 10 корпуса статора 4, совпадающих с местоположением кольцевых зазоров, образованных, соответственно, кольцевыми выступами 11 ротора 2 электрогенератора, закреплены составные постоянные магниты 15, 17, каждый из которых содержит, как минимум три кольцевых коаксиальных постоянных магнита одинаковой высоты, причем нечетные кольца, считая от крайних колец, намагничены радиально и обращены друг к другу одноименными полюсами, а четные кольца выполнены с осевым намагничиванием, причем число, размеры и направление намагниченности этих магнитных колец аналогичны числу, размерам и направлению намагниченности постоянных магнитов 16,18, закрепленных на торцевых выступах ротора 2 электрогенератора.
Вертикальные лопасти 3 жестко скреплены с ротором, при этом ротор содержит цилиндрический вал 19, от которого радиально в горизонтальной плоскости, отходят закрытые в аэродинамические обтекатели силовые траверсы 20, на концах которых закреплены вертикальные лопасти 3. Точки контакта силовых траверс 20 с вертикальными лопастями 3 связаны с цилиндрическим валом 19 выше и ниже силовой траверсы, растяжками 21, предпочтительно закрытыми в аэродинамические обтекатели. Продольные оси растяжек 21 и траверсы 20 каждой лопасти 3 лежат в одной вертикальной плоскости.
Цилиндрический вал 19 с возможностью вращения пропущен через направляющую втулку 22, жестко закрепленную на торце вертикальной мачты 23. В направляющей втулке 22 размещена эластичная втулка 24, содержащая цилиндрический первый полый вкладыш 25 из немагнитного материала, на внешней поверхности которого закреплена эластичная втулка 24. При этом ось направляющей втулки 22 ориентирована вертикально и жестко скреплена с мачтой 21. Цилиндрический вал 19 на участке прохода через направляющую втулку 22 снабжен вторым полым немагнитным вкладышем 26, жестко скрепленным с ним. В зазоре между первым 25 и вторым 26 полыми немагнитными вкладышами размещен радиальный магнитный подшипник. Для чего на наружной цилиндрической поверхности первого полого вкладыша 25, жестко закреплены друг над другом, как минимум, три кольцевых постоянных магнита 27 с одинаковым диаметром колец, при этом нечетные кольца, считая от крайних, намагничены по оси вала 19 и обращены друг к другу одноименными полюсами, а четные кольца выполнены с радиальным намагничиванием. На внутренней цилиндрической поверхности второго полого немагнитного вкладыша 26, жестко закреплены друг над другом, как минимум, три кольцевых постоянных магнита 28 одинакового внешнего диаметра, при этом нечетные кольца, считая от крайних колец, намагничены по оси вала 19 и обращены друг к другу одноименными полюсами, а четные кольца выполнены с радиальным намагничиванием, причем число, размеры и направление намагниченности магнитных колец 27 аналогичны числу, размерам и направлению намагниченности постоянных магнитов 28, закрепленных на внутренней поверхности второго полого немагнитного вкладыша 26.
Эластичная втулка 24 содержит шайбу 30 из эластичного материла, на которые оперты закраины немагнитной втулки 31. В зазоре между опорной пятой 29 и закраинами немагнитной втулки 31 размещен упорный магнитный подшипник, выполненный из коаксиальных магнитных колец 32, 33, намагниченных радиально и по оси вала 19 с возможностью образования магнитной схемы Хальбаха.
Цилиндрический вал 19 непосредственно над пятой 29 снабжен кожухом 34, выполненным с возможностью защиты зазоров магнитных подшипников от попадания влаги. Нижний торец цилиндрического вала 19 жестко скреплен с торцевой крышкой 35, которая, в свою очередь, жестко скреплена с ротором 2 электрогенератора.
Изготовление и сборку ветроустановки производят следующим способом. Из трубы, выполненной, например, из алюминиевого сплава, изготавливают цилиндрический вал 19, к которому приваривают силовые траверсы 20. На цилиндрический вал 19 надевают второй немагнитный цилиндрический вкладыш 26 и приваривают его к валу 19. На концы траверс 20 жестко закрепляют вертикальные лопасти 3, выполненные, например, из углепластика. Силовые траверсы 20 закрепляют растяжками 21. Направляющую втулку 22 приваривают к торцу вертикальной мачты 23.
В направляющей втулке 22 устанавливают на клей эластичную втулку 24, в которую установлен цилиндрический первый полый вкладыш 25 из немагнитного материала. На внутреннюю цилиндрическую поверхность второго немагнитного вкладыша 26, приклеивают друг над другом кольцевые постоянные магниты 28 одинакового внешнего диаметра. На наружную цилиндрическую поверхность первого полого вкладыша 25 приклеивают кольца постоянных магнитов 27. На закраину втулки 31 и опорную пяту 29 приклеивают кольцевые коаксиальные постоянные магниты 32 и 33 одинакового внешнего диаметра.
На цилиндрический вал 19 непосредственно над пятой 29 устанавливают кожух 34.
Набирают сердечник 5 статора из штампованных листов электротехнической стали и сваривают его по внутренним канавкам. Статор и его нажимные листы устанавливают в корпус статора 4 и фиксируют разрезным кольцом. В изолированные пазы 6 укладывают катушки 7 обмотки статора и заклинивают их клиньями 8. Обмотку статора подвергают пропитке компаундами и сушке.
Изготавливают ротор 2 электрогенератора, например, из немагнитного материала. На внутренние поверхности кольцевых выступов ротора 2 электрогенератора, обращенных к оси вращения ротора, вклеивают друг над другом постоянные магниты 16 и 18. На наружные цилиндрические поверхности выступа щитов 9, 10 вклеивают постоянные магниты 15 и 17. На внутреннюю поверхность ротора 2 электрогенератора устанавливают на клей цилиндрическую втулку из немагнитного материала. В паз 12 ротора 2 электрогенератора устанавливают на клей планки постоянных магнитов 13, 14 с радиальным и тангенциальным направлением намагниченности. Снаружи статора концентрично устанавливают ротор 2 электрогенератора, устанавливают собранные кольцеобразные торцевые щиты 9 и 10 и фиксируют их винтами. Собранный генератор устанавливают на ступицу 1 мачты 23 и закрепляют его на ней. На торец ротора 2 электрогенератора устанавливают торцевую крышку 35 и фиксируют ее винтами.
Собранную ветротурбину поднимают и устанавливают, пропуская цилиндрический вал 19 через первый полый немагнитный вкладыш 25, и фиксируют торец цилиндрического вала 19 на торцевой крышке 35 ротора 2 электрогенератора.
При вращении ветроколеса и, следовательно, ротора бесконтактного синхронного электрогенератора вырабатывается электроэнергия, которую можно использовать непосредственно для нетребовательных потребителей. Для получения электроэнергии стандартных параметров потребуется использовать полупроводниковый преобразователь частоты и напряжения.
Claims (2)
1. Вертикально-осевая ветроустановка, содержащая ротор, включающий ряд вращающихся вокруг вертикальной оси вертикальных лопастей и ступицу, располагаемую в центре вращения, в которой скомпонован электрогенератор, отличающаяся тем, что внешней поверхности статора электрогенератора придана цилиндрическая форма, при этом он охвачен цилиндрической полостью ротора электрогенератора, установленного соосно с продольной осью статора с возможностью вращения вокруг него, при этом пазы статора, в которых уложены катушки обмотки, размещены с его внешней стороны и открыты к обращенной к ним поверхности цилиндрической полости ротора электрогенератора, причем обмотки зафиксированы в пазах статора клиньями, кроме того, корпус статора выполнен с отверстием, соосным с его продольной осью, которым он надет на ступицу, с внешней поверхностью которой корпус статора жестко скреплен, кроме того, на верхней и нижней кромках ступицы закреплены кольцеобразные торцевые щиты электрогенератора, ротор которого выполнен из немагнитного материала, кроме того, внутренняя поверхность его полости, обращенная к статору, снабжена кольцевым выступом с пазом, в котором смонтирован индуктор, содержащий планки, ориентированные вдоль продольной оси ротора электрогенератора, выполненные из постоянных магнитов с образованием составного магнитного кольца, при этом планки намагничены так, что между радиально намагниченными магнитами размещены тангенциально намагниченные с возможностью образования магнитной схемы Хальбаха, кроме того, внешняя поверхность составного магнитного кольца уперта в дно паза кольцевого выступа ротора электрогенератора, кроме того, подшипниковый узел электрогенератора содержит магнитные радиальные подшипники, размещенные в зазорах между кромками торцевых щитов электрогенератора и обращенных к ним поверхностях ротора электрогенератора, кроме того, вертикальные лопасти жестко скреплены с ротором, содержащим цилиндрический вал, от которого радиально в горизонтальной плоскости отходят закрытые в аэродинамические обтекатели силовые траверсы, на концах которых закреплены вертикальные лопасти, кроме того, точки контакта силовых траверс с вертикальными лопастями связаны с цилиндрическим валом выше и ниже силовой траверсы растяжками, закрытыми в аэродинамические обтекатели, при этом продольные оси растяжек и траверсы каждой лопасти лежат в одной вертикальной плоскости, кроме того, цилиндрический вал с возможностью вращения пропущен через эластичную втулку, закрепленную в направляющей втулке, жестко закрепленной на торце вертикальной мачты, при этом ступица ориентирована горизонтально и жестко скреплена с мачтой ниже направляющей втулки, при этом эластичная втулка содержит цилиндрический первый полый вкладыш из немагнитного материала, цилиндрический вал на участке прохода через направляющую втулку снабжен вторым полым немагнитным вкладышем, жестко скрепленным с ним, а в зазоре между первым и вторым полыми немагнитными вкладышами размещен радиальный магнитный подшипник, кроме того, эластичная втулка содержит шайбу из эластичного материала, на которую оперты закраины немагнитной втулки, при этом в зазоре между опорной пятой и закраинами немагнитной втулки размещен упорный магнитный подшипник.
2. Вертикально-осевая ветроустановка по п. 1, отличающаяся тем, что на закраину опорной пяты надет кожух, торец стенки которого перекрывает зазор между пятой и закраиной немагнитной втулки.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014116674/06A RU2565935C1 (ru) | 2014-04-24 | 2014-04-24 | Вертикально-осевая ветроустановка |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014116674/06A RU2565935C1 (ru) | 2014-04-24 | 2014-04-24 | Вертикально-осевая ветроустановка |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2565935C1 true RU2565935C1 (ru) | 2015-10-20 |
Family
ID=54327469
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2014116674/06A RU2565935C1 (ru) | 2014-04-24 | 2014-04-24 | Вертикально-осевая ветроустановка |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2565935C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105649888A (zh) * | 2016-03-17 | 2016-06-08 | 上海僖舜莱机电设备制造有限公司 | 负载平衡式垂直轴风力发电机 |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6111332A (en) * | 1998-02-03 | 2000-08-29 | The Regents Of The University Of California | Combined passive bearing element/generator motor |
RU44773U1 (ru) * | 2004-11-15 | 2005-03-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Петербургский государственный университет путей сообщения Министерства путей сообщения Российской Федерации" | Синхронная электрическая машина с магнитным подвесом ротора |
RU2347104C2 (ru) * | 2006-05-12 | 2009-02-20 | ООО "ГРЦ-Вертикаль" | Ротор ветряной установки с вертикальной осью вращения (варианты) |
RU110565U1 (ru) * | 2011-05-20 | 2011-11-20 | Федеральное Государственное Автономное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Дальневосточный Федеральный Университет" (Двфу) | Электромашина |
RU2438041C2 (ru) * | 2005-10-13 | 2011-12-27 | Свэй Турбин Ас | Прямоприводной генератор или двигатель для ветро- или гидроэнергетической установки или судна и способ сборки такой установки |
RU123850U1 (ru) * | 2012-04-26 | 2013-01-10 | Открытое Акционерное Общество "Государственный Ракетный Центр Имени Академика В.П. Макеева" | Ветроэнергетическая установка |
CN103206346A (zh) * | 2012-08-08 | 2013-07-17 | 惠州市三鼎能源科技有限公司 | 一种平衡式垂直轴微小型风力发电机组 |
-
2014
- 2014-04-24 RU RU2014116674/06A patent/RU2565935C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6111332A (en) * | 1998-02-03 | 2000-08-29 | The Regents Of The University Of California | Combined passive bearing element/generator motor |
RU44773U1 (ru) * | 2004-11-15 | 2005-03-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Петербургский государственный университет путей сообщения Министерства путей сообщения Российской Федерации" | Синхронная электрическая машина с магнитным подвесом ротора |
RU2438041C2 (ru) * | 2005-10-13 | 2011-12-27 | Свэй Турбин Ас | Прямоприводной генератор или двигатель для ветро- или гидроэнергетической установки или судна и способ сборки такой установки |
RU2347104C2 (ru) * | 2006-05-12 | 2009-02-20 | ООО "ГРЦ-Вертикаль" | Ротор ветряной установки с вертикальной осью вращения (варианты) |
RU110565U1 (ru) * | 2011-05-20 | 2011-11-20 | Федеральное Государственное Автономное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Дальневосточный Федеральный Университет" (Двфу) | Электромашина |
RU123850U1 (ru) * | 2012-04-26 | 2013-01-10 | Открытое Акционерное Общество "Государственный Ракетный Центр Имени Академика В.П. Макеева" | Ветроэнергетическая установка |
CN103206346A (zh) * | 2012-08-08 | 2013-07-17 | 惠州市三鼎能源科技有限公司 | 一种平衡式垂直轴微小型风力发电机组 |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105649888A (zh) * | 2016-03-17 | 2016-06-08 | 上海僖舜莱机电设备制造有限公司 | 负载平衡式垂直轴风力发电机 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7679249B2 (en) | Contra rotating generator | |
US20140008915A1 (en) | Gearless contra-rotating wind generator | |
CN102204070B (zh) | 永久励磁的同步电机 | |
RU2621061C2 (ru) | Синхронный генератор безредукторной ветроэнергетической установки | |
US20120242087A1 (en) | Hollow Core Wind Turbine | |
US20120169063A1 (en) | Permanent magnet generator | |
CN102695875A (zh) | 风力涡轮机 | |
EP2836704B1 (en) | Vertical axis wind turbine | |
US11705797B2 (en) | Electromagnetic generator and method of using same | |
US8198748B1 (en) | Magnetically levitated linear barrel generator | |
KR20150013032A (ko) | 회전 전기 | |
WO2011142919A1 (en) | Wind turbines direct drive alternator system with torque balancing | |
RU2546892C1 (ru) | Вертикально-осевая ветроустановка | |
RU2633356C1 (ru) | Вентильный ветрогенератор постоянного тока | |
CN2826811Y (zh) | 高效超低速风力发电机 | |
RU2565935C1 (ru) | Вертикально-осевая ветроустановка | |
RU2541356C1 (ru) | Электромашина | |
RU2383779C2 (ru) | Статор ветроэлектроагрегата | |
RU2601949C2 (ru) | Элемент генератора, его применение и способ установки статора | |
RU2507413C2 (ru) | Безредукторный ветроэлектроагрегат | |
RU2548697C1 (ru) | Вертикально-осевая ветроустановка | |
US9194373B2 (en) | Air cooling of wind turbine generator | |
RU2562344C1 (ru) | Вертикально-осевая ветроустановка | |
JP2015061464A (ja) | 永久磁石回転電機、および、風力発電システム | |
CN105569926A (zh) | 倍转速垂直轴风力发电机及其制造方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20160425 |