RU2704384C1 - Locomotive wind generator - Google Patents

Locomotive wind generator Download PDF

Info

Publication number
RU2704384C1
RU2704384C1 RU2019100272A RU2019100272A RU2704384C1 RU 2704384 C1 RU2704384 C1 RU 2704384C1 RU 2019100272 A RU2019100272 A RU 2019100272A RU 2019100272 A RU2019100272 A RU 2019100272A RU 2704384 C1 RU2704384 C1 RU 2704384C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
locomotive
wings
wind
rotor
stator
Prior art date
Application number
RU2019100272A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Анастасия Петровна Иванова
Лариса Владимировна Межуева
Анатолий Николаевич Попов
Артем Владимирович Быков
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Оренбургский государственный университет"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Оренбургский государственный университет" filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Оренбургский государственный университет"
Priority to RU2019100272A priority Critical patent/RU2704384C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2704384C1 publication Critical patent/RU2704384C1/en

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
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B10/00—Integration of renewable energy sources in buildings
    • Y02B10/30—Wind power
    • 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
    • Y02E10/72—Wind turbines with rotation axis in wind direction
    • 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

Landscapes

  • Wind Motors (AREA)

Abstract

FIELD: power engineering.SUBSTANCE: invention relates to the wind power engineering. Locomotive wind generator comprises magnetoelectric generator with stator and rotor, wherein rotor made in form of permanent magnets is fixed on windwheel wings, and stator is made in form of coils with wire, fixed on disc, two connected housings, wherein only upper face of each body is made with a slope, each housing is divided by partitions into three sections, in each section there are wings of windwheel with rotor with possibility of rotation around longitudinal axis with rigidly fixed stator plate on section, each surface of section is equipped with stiffening ribs, besides, each body and wings of windwheel are made of plastic, and wind generator is rigidly fixed on locomotive roof.EFFECT: invention is aimed at providing stable power generation.1 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к ветроэнергетике и альтернативным источникам энергии, может быть использовано в качестве преобразователя механической энергии воздушного потока, например, энергии ветра при использовании на локомотивах, в электрическую энергию постоянного тока, при помощи которой будет осуществляться питание всех потребителей в локомотиве и заряд аккумуляторных батарей подвижного состава.The invention relates to wind energy and alternative energy sources, can be used as a converter of mechanical energy of an air stream, for example, wind energy when used on locomotives, into direct current electric energy, with the help of which all consumers in a locomotive will be powered and the batteries of a mobile battery composition.

Известен ветрогенератор (Патент РФ №2204050,опубл. 10.05.2003 Бюл. №13), содержащий магнитоэлектрический генератор со статором и ротором, закрепленным на крыльях ветроколеса, согласно изобретению, имеет корпус, выполненный в виде кольца с выполненными входным отверстием, изготовленным в виде конфузора, и выходным отверстием, изготовленным в виде диффузора, причем кривая, образующая поверхность конфузора, соответствует кривой, образующей поверхность диффузора, при этом в корпусе размещен жестко закрепленный вал с размещенными на нем крыльями ветроколеса, причем крылья установлены с возможностью вращения вокруг продольной оси вала, при этом на крыльях ветроколеса установлен ротор, выполненный в виде постоянных магнитов, а симметрично крыльям установлен статор, выполненный в виде катушек с проводом, закрепленных, например, на диске, при этом диск размещен на валу неподвижно, а между статором и ротором имеется зазор, кроме того, вал закреплен на опоре с возможностью вращения вокруг оси опоры.Known wind generator (RF Patent No. 2204050, publ. 05/10/2003 Bull. No. 13), containing a magnetoelectric generator with a stator and rotor mounted on the wings of a wind wheel, according to the invention, has a housing made in the form of a ring with an inlet made in the form confuser, and an outlet made in the form of a diffuser, and the curve forming the surface of the confuser corresponds to the curve forming the surface of the diffuser, while a rigidly mounted shaft with vet wings placed on it is placed rookoles, moreover, the wings are mounted to rotate around the longitudinal axis of the shaft, while on the wings of the wind wheel there is a rotor made in the form of permanent magnets, and a stator is made symmetrically to the wings, made in the form of coils with a wire, mounted, for example, on a disk, while the disk placed on the shaft motionless, and between the stator and the rotor there is a gap, in addition, the shaft is mounted on a support with the possibility of rotation around the axis of the support.

Недостатком этого ветрогенератора является невозможность его использования для локомотива, а также не надежное управление им при различных штормовых ветровых потоках, что приводит к частым поломкам ветроколеса и возникновению сложностей в случаях его ремонта, монтажа, и демонтажа.The disadvantage of this wind generator is the impossibility of using it for a locomotive, as well as its inadequate control during various storm wind flows, which leads to frequent breakdowns of the wind wheel and difficulties in cases of repair, installation, and dismantling.

Техническим результатом изобретения является обеспечение преобразования механической энергии воздушного потока в электрическую энергию постоянного тока, при помощи которой осуществляется питание всех потребителей в локомотиве и заряд аккумуляторных батарей подвижного состава с расширением диапазона рабочих скоростей воздушного потока, при которых возможно его эффективное применение для локомотива, снижение трудоемкости изготовления, а также повышение эксплуатационной надежности.The technical result of the invention is the conversion of mechanical energy of the air flow into electrical energy of direct current, with the help of which all consumers in the locomotive are supplied with power and the batteries of the rolling stock are charged with an extension of the range of operating air flow speeds at which it can be effectively used for the locomotive, reducing labor intensity manufacturing, as well as improving operational reliability.

Задача решается тем, что в локомотивном ветрогенераторе, содержащем магнитоэлектрический генератор со статором и ротором, при этом ротор, выполненный в виде постоянных магнитов, закреплен на крылья ветроколеса, а статор, выполнен в виде катушек с проводом, закрепленных на диске, содержит два соединенных корпуса, причем только верхняя грань каждого корпуса выполнена с уклоном, каждый корпус разделен перегородками на три секции, локомотивном ветрогенераторе, содержащий магнитоэлектрический генератор со статором и ротором, при этом ротор, выполненный в виде постоянных магнитов, закреплен на крылья ветроколеса, а статор, выполнен в виде катушек с проводом, закрепленных на диске, содержит два соединенных корпуса, причем только верхняя грань каждого корпуса выполнена с уклоном, каждый корпус разделен перегородками на три секции, в каждой секции установлены крылья ветроколеса с ротором с возможностью вращения вокруг продольной оси с размещенным на ней неподвижно диском статора, жестко закрепленной в секции, каждая поверхность секции снабжена ребрами жесткости, причем каждый корпус и крылья ветроколеса выполнены из пластика, а ветрогенератор жестко закреплен на крыше локомотива.The problem is solved in that in a locomotive wind generator containing a magnetoelectric generator with a stator and a rotor, the rotor, made in the form of permanent magnets, is mounted on the wings of the wind wheel, and the stator, made in the form of coils with a wire, mounted on the disk, contains two connected cases moreover, only the upper face of each housing is made with a slope, each housing is divided by partitions into three sections, a locomotive wind generator containing a magnetoelectric generator with a stator and a rotor, while the rotor, made in the form of permanent magnets, mounted on the wings of a wind wheel, and the stator, made in the form of coils with a wire mounted on a disk, contains two connected cases, with only the upper face of each case made with a slope, each case is divided by partitions into three sections, in each sections mounted wings of the wind wheel with a rotor with the possibility of rotation around the longitudinal axis with the stator disk fixed on it, rigidly mounted in the section, each surface of the section is equipped with stiffeners, each the body and wings of the wind wheel are made of plastic, and the wind generator is rigidly fixed to the roof of the locomotive.

А также задача решается тем, что корпус каждого диффузора и крылья ветрогенератора выполнены из пластика.And also the problem is solved in that the body of each diffuser and the wings of the wind generator are made of plastic.

На фиг. 1 изображен локомотивный ветрогенератор в двух проекциях, на фиг. 2 - локомотивный ветрогенератор, установленный на локомотиве.In FIG. 1 shows a locomotive wind generator in two projections, FIG. 2 - locomotive wind generator mounted on a locomotive.

Локомотивный ветрогенератор содержит магнитоэлектрический генератор 1 со статором 2 и ротором 3, два соединенных корпуса 4, в которых размещены жестко закрепленная продольная ось 5 с крыльями ветроколеса 6. Ветроколесо 6 установлено с возможностью вращения вокруг продольной оси 5, при этом на крыльях ветроколеса 6 установлен ротор 3, выполненный в виде постоянных магнитов, а симметрично крыльям ветроколеса 6 установлен статор 2, выполненный в виде катушек с проводом, закрепленных на диске 7, при этом диск 7 размещен на продольной оси 5 неподвижно. Каждый корпус 4 имеет верхнюю грань 8 выполненную с уклоном, а каждый корпус 4 разделен перегородками 9 на три секции 10. В каждой секции 10 установлены крылья ветроколеса 6 с ротором 3 с возможностью вращения вокруг продольной оси 5 с размещенным на ней неподвижно диском статора 2, жестко закрепленной в секции 10. Каждая поверхность секции 10 снабжена ребрами жесткости 11, причем каждый корпус 4 и крылья ветроколеса 6 выполнены из пластика, а ветрогенератор жестко закреплен на крыше локомотива.The locomotive wind generator comprises a magnetoelectric generator 1 with a stator 2 and a rotor 3, two connected bodies 4, in which a rigidly fixed longitudinal axis 5 with the wings of the wind wheel 6 is placed. The wind wheel 6 is mounted for rotation around the longitudinal axis 5, while a rotor is mounted on the wings of the wind wheel 6 3, made in the form of permanent magnets, and symmetrically to the wings of the wind wheel 6, a stator 2 is installed, made in the form of coils with a wire mounted on the disk 7, while the disk 7 is fixed on the longitudinal axis 5 . Each housing 4 has an upper face 8 made with a slope, and each housing 4 is divided by partitions 9 into three sections 10. In each section 10, the wings of a wind wheel 6 with a rotor 3 are mounted with the possibility of rotation around a longitudinal axis 5 with a fixed stator disk 2, rigidly fixed in section 10. Each surface of section 10 is equipped with stiffeners 11, and each body 4 and the wings of the wind wheel 6 are made of plastic, and the wind generator is rigidly fixed to the roof of the locomotive.

Локомотивный ветрогенератор работает следующим образом.Locomotive wind generator operates as follows.

Ветрогенераторы с двумя соединенными корпусами 4, жестко крепятся на крыше локомотива на расстоянии, например, 2,4 м с разных концов локомотива, что обусловлено габаритами локомотива. Всего на локомотив можно установить двенадцать ветрогенераторов, шесть с лицевой стороны локомотива навстречу потоку воздуха и шесть с обратной стороны локомотива, соединяющиеся, через ротор 3 генератора 1 с контроллером 12. При этом шесть ветрогенераторов, установленных с обратной стороны локомотива, начинают работать при движении локомотива в обратную сторону.Wind generators with two connected bodies 4 are rigidly mounted on the roof of the locomotive at a distance of, for example, 2.4 m from different ends of the locomotive, due to the dimensions of the locomotive. In total, twelve wind generators can be installed on the locomotive, six on the front side of the locomotive towards the air flow and six on the back of the locomotive, connected through the rotor 3 of the generator 1 to the controller 12. In this case, six wind generators installed on the back of the locomotive start to work when the locomotive moves reversed.

При движении локомотива возникает воздушный поток, который попадает в корпуса 4. Перегородки 9 корпусов 4 разделяют воздушный поток на несколько разнонаправленных струй, которые попадая на крылья ветроколеса 6, расположенное на продольной оси 5, начинают его вращать, When the locomotive moves, an air flow occurs, which enters the bodies 4. The partitions 9 of the buildings 4 divide the air stream into several multidirectional jets, which, falling on the wings of a wind wheel 6 located on the longitudinal axis 5, begin to rotate it,

вращая постоянные магниты, выполняющие роль ротора 3. В статоре 2, выполненном в виде катушек, закрепленных на диске, наводится электродвижущая сила. Ротор 3 генератора 1 также начинает совершать обороты, в результате чего вырабатывается переменный и нестабильный ток, идущий на контроллер 12, преобразующий его в постоянное напряжение и заряжает аккумуляторы вагонов поезда, который везет локомотив. Аккумуляторные батареи накапливают электроэнергию, чтобы использовать ее при небольшом ветре или его отсутствии.rotating permanent magnets acting as a rotor 3. In the stator 2, made in the form of coils mounted on a disk, an electromotive force is induced. The rotor 3 of the generator 1 also begins to make revolutions, as a result of which an alternating and unstable current is generated, which goes to the controller 12, converts it to a constant voltage and charges the batteries of the train cars that the locomotive carries. Rechargeable batteries accumulate electricity to use when there is little or no wind.

Ветрогенератор обеспечивает использование воздушного потока при движении подвижного состава и естественного ветра при стоянках. В связи с частой сменой направления движения локомотива происходит изменение ветровой нагрузки на ветрогенераторы. Движение локомотива в одном направлении позволяет эксплуатировать те ветрогенераторы, которые установлены навстречу ветровому потоку, а ветрогенераторы установленные, при таком движении, с обратной стороны, выполняют второстепенную, дополнительно подпитывающую сеть, роль.The wind generator provides the use of air flow when moving rolling stock and natural wind when parking. In connection with the frequent change of direction of the locomotive, a change in the wind load on the wind generators occurs. The movement of the locomotive in one direction allows the operation of those wind generators that are installed in front of the wind flow, and the installed wind generators, with this movement, on the reverse side, play a secondary role, additionally feeding the network.

Таким образом, по сравнению с прототипом, локомотивный ветрогенератор обеспечивает преобразование механической энергии воздушного потока в электрическую энергию постоянного тока, при помощи которой осуществляется питание всех потребителей в локомотиве и заряд аккумуляторных батарей подвижного состава с расширением диапазона рабочих скоростей воздушного потока, при которых возможно его эффективное применение для локомотива, снижение трудоемкости изготовления, а также повышение эксплуатационной надежности.Thus, in comparison with the prototype, a locomotive wind generator provides the conversion of mechanical energy of the air flow into direct current electric energy, with the help of which all consumers in the locomotive are fed and the batteries of the rolling stock are charged with an extension of the range of working air flow rates at which it can be efficiently application for a locomotive, reducing the complexity of manufacturing, as well as increasing operational reliability.

Claims (1)

Локомотивный ветрогенератор, содержащий магнитоэлектрический генератор со статором и ротором, при этом ротор, выполненный в виде постоянных магнитов, закреплен на крылья ветроколеса, а статор выполнен в виде катушек с проводом, закрепленных на диске, отличающийся тем, что содержит два соединенных корпуса, причем только верхняя грань каждого корпуса выполнена с уклоном, каждый корпус разделен перегородками на три секции, в каждой секции установлены крылья ветроколеса с ротором с возможностью вращения вокруг продольной оси с размещенным на ней неподвижно диском статора, жестко закрепленной в секции, каждая поверхность секции снабжена ребрами жесткости, причем каждый корпус и крылья ветроколеса выполнены из пластика, а ветрогенератор жестко закреплен на крыше локомотива.A locomotive wind generator containing a magnetoelectric generator with a stator and a rotor, the rotor made in the form of permanent magnets mounted on the wings of a wind wheel, and the stator is made in the form of coils with a wire mounted on a disk, characterized in that it contains two connected cases, and only the upper face of each case is made with a slope, each case is divided by partitions into three sections, in each section the wings of a wind wheel with a rotor are installed with the possibility of rotation around a longitudinal axis with it is stationary on the stator disk, rigidly fixed in the section, each surface of the section is equipped with stiffeners, each body and wings of the wind wheel are made of plastic, and the wind generator is rigidly mounted on the roof of the locomotive.
RU2019100272A 2019-01-09 2019-01-09 Locomotive wind generator RU2704384C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019100272A RU2704384C1 (en) 2019-01-09 2019-01-09 Locomotive wind generator

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019100272A RU2704384C1 (en) 2019-01-09 2019-01-09 Locomotive wind generator

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2704384C1 true RU2704384C1 (en) 2019-10-28

Family

ID=68500805

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019100272A RU2704384C1 (en) 2019-01-09 2019-01-09 Locomotive wind generator

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2704384C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU220393U1 (en) * 2023-05-31 2023-09-12 Вячеслав Петрович Сычев Device for autonomous supply of electrical energy to auxiliary devices of a freight car, mainly the hopper dispenser

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1170187A1 (en) * 1983-04-11 1985-07-30 Московский Ордена Ленина И Ордена Октябрьской Революции Энергетический Институт Reductorless wind power set
RU2003832C1 (en) * 1991-03-28 1993-11-30 Ryzhukhin Gennadij S Windmill-electric generating unit
EP1108888A2 (en) * 1999-12-15 2001-06-20 Alejandro Juan Alfredo Bolcich Energy converter
RU2334895C1 (en) * 2007-03-27 2008-09-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежский государственный технический университет" Segment-type windmill
JP2011140935A (en) * 2010-01-09 2011-07-21 Masaharu Kato Onboard wind power generator
GB2476723B (en) * 2009-12-30 2012-04-25 Hae-Yong Choi Wind power generation system
KR20130060770A (en) * 2011-11-30 2013-06-10 화신에너지 주식회사 Wind power generator for vehicle

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1170187A1 (en) * 1983-04-11 1985-07-30 Московский Ордена Ленина И Ордена Октябрьской Революции Энергетический Институт Reductorless wind power set
RU2003832C1 (en) * 1991-03-28 1993-11-30 Ryzhukhin Gennadij S Windmill-electric generating unit
EP1108888A2 (en) * 1999-12-15 2001-06-20 Alejandro Juan Alfredo Bolcich Energy converter
RU2334895C1 (en) * 2007-03-27 2008-09-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежский государственный технический университет" Segment-type windmill
GB2476723B (en) * 2009-12-30 2012-04-25 Hae-Yong Choi Wind power generation system
JP2011140935A (en) * 2010-01-09 2011-07-21 Masaharu Kato Onboard wind power generator
KR20130060770A (en) * 2011-11-30 2013-06-10 화신에너지 주식회사 Wind power generator for vehicle

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU220393U1 (en) * 2023-05-31 2023-09-12 Вячеслав Петрович Сычев Device for autonomous supply of electrical energy to auxiliary devices of a freight car, mainly the hopper dispenser

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20180347546A1 (en) Unit for solar and wind energy utilisation
CN102734073B (en) Turbofan-type double-blade horizontal axis axial torque balance wind turbine generator
US8536725B2 (en) Compact wind and water turbine systems
CN103795313A (en) Wind turbine generator set capable of running in fault-tolerant mode
RU2704384C1 (en) Locomotive wind generator
RU2700802C1 (en) Double-sided wind generator
CN105019915A (en) Highway tunnel with turbine wind power generation device
US8471421B2 (en) Magnetic motor generator having a rolling configuration
CN105508130B (en) Wind collection type wind driven generator
KR20100004528A (en) Wind power generator using wasted wind
RU129052U1 (en) ELECTRIC CAR WIND GENERATOR
RU178822U1 (en) ELECTRICITY POWER MODULE
CN203722353U (en) Fault-tolerant wind-driven electric generator
WO2020047889A1 (en) Magnetic-wind hybrid power generation device and control system thereof
WO2010101796A2 (en) Compact wind and water turbine systems
UA31091U (en) Set of vertical-axial wind generator plants for road lighting
CA2916758A1 (en) Wind turbine for an electric vehicle
CN101486319A (en) All electric sedan car
KR20160045525A (en) The Horizontal and Vertical Axis Wind Generator
RU2656070C2 (en) Subway power plant on air flow
RU2776988C1 (en) Wind power complex
CN203722505U (en) Modularized power converter for fault-tolerant operation wind-driven electric generator group
RU2246028C1 (en) Contactless wind-power electric generator
Dare et al. Vehicular Wind Energy Converter (VWEC): A Solution to Sustainable Charging For Electric Vehicles
CN102748191A (en) Integrated through-flow water turbine generator set

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20210110