RU2581595C2

RU2581595C2 - Wind-driven power generator stator

Info

Publication number: RU2581595C2
Application number: RU2014108898/07A
Authority: RU
Inventors: Александр Михайлович Литвиненко
Priority date: 2014-03-06
Filing date: 2014-03-06
Publication date: 2016-04-20
Also published as: RU2014108898A

Abstract

FIELD: power industry.

SUBSTANCE: invention relates to the wind-power engineering, in particular to the segmented wind-driven power generators. The wind-driven power generator stator contains a rotating coil base, magnetic cores, magnetic field sources, two rotors-wind wheels installed on the ferromagnetic bar with possibility of the magnetic contact with the magnetic cores. On the rotating base successively the bottom magnetic core, the first magnetic field source, the ferromagnetic bar, the second magnetic field source, the top magnetic core are installed. Wherein the areas of the ferromagnetic bar located between the excitation sources and rotors have work coils.

EFFECT: reduced weight and dimensions of the wind-driven power generator.

3 dwg

Description

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

Известны статоры, например [патент РФ 2270361 C1, заявка номер 2004128673/06 от 27.09.2004, опубл. 20.02.2006. Бюл. №5], который содержит полюсные наконечники, магнитопровод с рабочими катушками и крепежные элементы. Полюсные наконечники статора выполнены в виде набора Г-образных пластин, причем одни внутренние Г-образные пластины контактируют с внутренней поверхностью магнитопровода с катушками, а другие внешние Г-образные пластины - с внешней поверхностью магнитопровода с катушками, а крепежные элементы выполнены в виде немагнитного кольца, установленного параллельно магнитопроводу с катушками, и немагнитных болтов, стягивающих горизонтальные участки внутренних и внешних Г-образных пластин.Stators are known, for example [RF patent 2270361 C1, application number 2004128673/06 of 09/27/2004, publ. 02/20/2006. Bull. No. 5], which contains pole pieces, a magnetic circuit with working coils and fasteners. The stator pole lugs are made in the form of a set of L-shaped plates, with some internal L-shaped plates in contact with the inner surface of the magnetic circuit with coils, and the other external L-shaped plates in contact with the external surface of the magnetic circuit with coils, and the fasteners are made in the form of a non-magnetic ring installed parallel to the magnetic circuit with coils, and non-magnetic bolts that tighten the horizontal sections of the internal and external L-shaped plates.

Из всех известных аналогов наиболее близкими к заявляемому по совокупности существенных признаков является статор ветроэлектрогенератора [патент РФ 2303160 C1, заявка номер 2006104646/06 от 14.02.2006. Бюл. №20], технический результат которого заключается в уменьшении массы и габаритов ветроэлектрогенератора при минимизации его стоимости, обеспечивается за счет того, что в статоре ветроэлектрогенератора, содержащем катушку, магнитопроводы, источники магнитного поля, два ротора-ветроколеса, установленные с возможностью магнитного контакта с магнитопроводами, согласно изобретению статор снабжен двумя парами магнитопроводов, из которых одна пара имеет прямые, а другая - Г-образные наконечники, при этом один Г-образный наконечник и один прямой наконечник направлены на первый ротор-ветроколесо, а другой Г-образный и другой прямой наконечник направлены на второй ротор-ветроколесо.Of all the known analogues, the stator of the wind generator [the RF patent 2303160 C1, application number 2006104646/06 of 02/14/2006 is the closest to the claimed one in terms of essential features. Bull. No. 20], the technical result of which is to reduce the mass and dimensions of the wind generator while minimizing its cost, due to the fact that in the stator of the wind generator containing a coil, magnetic circuits, magnetic field sources, two rotor-wind wheels installed with the possibility of magnetic contact with magnetic circuits , according to the invention, the stator is equipped with two pairs of magnetic cores, of which one pair has straight and the other has L-shaped tips, with one L-shaped tip and one straight th tip directed to the first rotary wind wheel and the other L-shaped handpiece and the other directed to a second rotary wind wheel.

Недостатком данного статора является то, что поперечная перекладина, используемая в качестве носителя подшипников, используется нерационально с точки зрения применения ее магнитных свойств.The disadvantage of this stator is that the crossbar used as a carrier for bearings is used irrationally in terms of the application of its magnetic properties.

Изобретение направлено на уменьшение массы и габаритов генератора при минимизации ее стоимости.The invention is aimed at reducing the mass and dimensions of the generator while minimizing its cost.

Это достигается тем, что статор ветроэлектрогенератора, содержащий вращающееся основание катушки, магнитопроводы, источники магнитного поля, два ротора-ветроколеса, установленные на ферромагнитной перекладине с возможностью магнитного контакта с магнитопроводами, согласно изобретению выполнен таким образом, что на вращающемся основании последовательно установлены нижний магнитопровод, первый источник магнитного поля, ферромагнитная перекладина, второй источник магнитного поля, верхний магнитопровод, причем участки ферромагнитной перекладины, расположенные между источниками возбуждения и роторами, снабжены рабочими катушками.This is achieved by the fact that the stator of the wind generator, containing the rotating base of the coil, magnetic cores, magnetic field sources, two rotor-wind wheels mounted on a ferromagnetic crossbar with the possibility of magnetic contact with the magnetic cores, according to the invention is made in such a way that a lower magnetic circuit is sequentially mounted on the rotating base, the first source of the magnetic field, the ferromagnetic crossbeam, the second source of the magnetic field, the upper magnetic circuit, and the sections are ferromagnetic the crossbar disposed between the excitation source and the rotors are provided with a working coil.

Сущность изобретения иллюстрируется чертежами, где на фиг.1 изображен заявленный статор, вид спереди; на фиг.2 - вид сверху ветроэлектрогенератора, в состав которого входит данный статор; на фиг.3 - вид сбоку.The invention is illustrated by drawings, where figure 1 shows the claimed stator, front view; figure 2 is a top view of a wind generator, which includes this stator; figure 3 is a side view.

Статор ветроэлектрогенератора содержит ветроколеса, зона ометания обозначена 1, лопасти ветроколес прикреплены к роторам, их зона обозначена 2, роторы имеют подшипниковые узлы 3, оси 4 которых закреплены в поперечной ферромагнитной перекладине 5, играющей роль центрального магнитопровода. Имеется верхний магнитопоровод 6, который с помощью немагнитного болта 7, проходящего через источник возбуждения 8, выполненный в виде кольца (постоянные магниты), крепится к вращающемуся основанию 9. Имеется нижний магнитопровод 10, который с помощью болтов 11 крепится к вращающемуся основанию 9. Поперечная ферромагнитная перекладина на участках от источника возбуждения до торцов магнитопроводов 6 и 10 охвачена рабочими катушками 12. Кроме того, имеются дополнительные сегменты 13, крепящиеся к магнитопроводам болтами 14 в зоне торцов. Также имеются балка 15 с хвостовым стабилизатором 16, вращающееся основание 9, установленное на балке 17. Каждый ротор контактирует с верхним и нижним магнитопроводами посредством верхнего воздушного зазора 19.The stator of the wind generator contains wind wheels, the throwing zone is designated 1, the blades of the wind wheels are attached to the rotors, their zone is designated 2, the rotors have bearing assemblies 3, the axes 4 of which are fixed in the transverse ferromagnetic crossbeam 5, which plays the role of a central magnetic circuit. There is an upper magnetorotor 6, which, with the help of a non-magnetic bolt 7 passing through an excitation source 8, made in the form of a ring (permanent magnets), is attached to a rotating base 9. There is a lower magnetic circuit 10, which is bolted 11 to a rotating base 9. Cross the ferromagnetic crossbeam in the sections from the excitation source to the ends of the magnetic circuits 6 and 10 is covered by working coils 12. In addition, there are additional segments 13 that are attached to the magnetic circuits with bolts 14 in the area of the ends. There is also a beam 15 with a tail stabilizer 16, a rotating base 9 mounted on the beam 17. Each rotor is in contact with the upper and lower magnetic circuits through the upper air gap 19.

Статор ветроэлектрогенератора работает следующим образом. Вращаемые потоком ветра ветроколеса приводят во вращения роторы 2 с роторными элементами, магнитный поток, например, от правого (см. фиг.2) ротора замыкается по пути зазор 18 - ротор - источник возбуждения - правый участок магнитопроводов 5 (перекладины) - верхний источник возбуждения 8 - верхний магнитопровод 7 - зазор 18. Внизу аналогично поток замыкается по пути зазор 19 - магнитопровод 10 - нижний источник возбуждения 8 - ферромагнитная перекладина 5 - ротор - зазор 19. Замыкание потоков левого ротора происходит таким же образом. Поскольку роторы фактически коммутируют магнитные потоки с помощью роторных элементов (зубцов), согласно закону электромагнитной индукции в катушках 12 индуцируется ЭДС.The stator of the wind generator operates as follows. The wind wheels rotated by the wind flow cause the rotors 2 with rotor elements to rotate, the magnetic flux, for example, from the right (see Fig. 2) rotor closes along the path gap 18 - rotor - excitation source - right section of the magnetic circuits 5 (crossbar) - the upper excitation source 8 - upper magnetic circuit 7 - gap 18. Below similarly, the flow closes along the path gap 19 - magnetic circuit 10 - lower excitation source 8 - ferromagnetic crossbeam 5 - rotor - gap 19. Closing the left rotor flows occurs in the same way. Since the rotors actually commutate magnetic fluxes with the help of rotor elements (teeth), according to the law of electromagnetic induction in the coils 12 an EMF is induced.

Технико-экономическим преимуществом данного статора является высокая степень использования материалов, поскольку перекладина 5 служит одновременно и конструктивным элементом, и магнитопроводом.The technical and economic advantage of this stator is a high degree of use of materials, since the crossbar 5 serves both as a structural element and a magnetic circuit.

Claims

The stator of the wind generator containing a rotating base of the coil, magnetic circuits, magnetic field sources, two rotor-wind wheels mounted on a ferromagnetic crossbar with the possibility of magnetic contact with magnetic circuits, characterized in that the lower magnetic circuit, the first source of the magnetic field, the ferromagnetic crossbar are successively installed on the rotating base the second source of the magnetic field, the upper magnetic circuit, and the sections of the ferromagnetic beam located between the sources of excitation REPRESENTATIONS rotors and are provided with a working coil.