RU2736200C1 - Axial three-input non-contact wind-solar generator - Google Patents

Axial three-input non-contact wind-solar generator Download PDF

Info

Publication number
RU2736200C1
RU2736200C1 RU2020105349A RU2020105349A RU2736200C1 RU 2736200 C1 RU2736200 C1 RU 2736200C1 RU 2020105349 A RU2020105349 A RU 2020105349A RU 2020105349 A RU2020105349 A RU 2020105349A RU 2736200 C1 RU2736200 C1 RU 2736200C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
axial magnetic
active end
winding
magnetic circuit
exciter
Prior art date
Application number
RU2020105349A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Яков Михайлович Кашин
Александр Яковлевич Кашин
Игорь Борисович Самородов
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный технологический университет" (ФГБОУ ВО "КубГТУ")
Общество с ограниченной ответственностью научно-техническая компания "Солнечный центр"
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 "Кубанский государственный технологический университет" (ФГБОУ ВО "КубГТУ"), Общество с ограниченной ответственностью научно-техническая компания "Солнечный центр" filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный технологический университет" (ФГБОУ ВО "КубГТУ")
Priority to RU2020105349A priority Critical patent/RU2736200C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2736200C1 publication Critical patent/RU2736200C1/en

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K16/00—Machines with more than one rotor or stator
    • H02K16/02—Machines with one stator and two or more rotors
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K19/00—Synchronous motors or generators
    • H02K19/16—Synchronous generators
    • H02K19/38—Structural association of synchronous generators with exciting machines
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K21/00—Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets
    • H02K21/26—Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets with rotating armatures and stationary magnets
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K7/00—Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
    • H02K7/18—Structural association of electric generators with mechanical driving motors, e.g. with turbines
    • H02K7/1807—Rotary generators
    • H02K7/1823—Rotary generators structurally associated with turbines or similar engines
    • H02K7/183—Rotary generators structurally associated with turbines or similar engines wherein the turbine is a wind turbine

Abstract

FIELD: electrical engineering.
SUBSTANCE: invention relates to electrical engineering, to electromechanical energy converters, and can be used as converter of mechanical energy of rotation, for example kinetic energy of wind, converted by wind wheel into mechanical energy of rotation, supplied to two mechanical inputs of machine, and direct-current electric energy, for example solar energy, converted by photoelectric converters into DC power, simultaneously supplied to its electric input, into total electric energy of direct current. Axial three-input non-contact wind-solar generator comprises housing, exciter and main generator. Housing consists of fixed upper and lower parts and rotatable upper inner and lower inner sections installed in upper and middle bearing assemblies. Permanent multisectional multi-pole magnet with single-phase additional excitation winding is rigidly fixed in the housing upper part. In lower part of housing there rigidly fixed is axial magnetic core with one active end surface, in slots of which there is polyphase winding of armature of main generator. Upper and lower internal sections are made with possibility of rotation relative to permanent multisectional multi-pole magnet, axial magnetic core with one active end surface and relative to each other. In lower inner section is rigidly fixed first internal axial magnetic core with two active end surfaces, and in upper inner section between constant multisectional multi-pole magnet and first internal axial magnetic conductor with two active end surfaces is rigidly fixed second internal axial magnetic core with two active end surfaces, in the slots of which on the side of the permanent multisectional multi-pole magnet there is a polyphase winding of the subexciter anchor, and on the side of the first internal axial magnetic conductor with two active end surfaces there laid is a single-phase excitation excitation winding connected to polyphase winding of the subarberer armature through the second multiphase double-wave rectifier.
EFFECT: technical result consists in improvement of reliability, efficiency and coefficient of wind use with reduction of dimensions.
1 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к электротехнике, в частности к электромеханическим преобразователям энергии, и может быть использовано, например, в качестве преобразователя механической энергии вращения (например, кинетической энергии ветра, преобразованной ветроколесом в механическую энергию вращения), подаваемой на два механических входа машины, и электрической энергии постоянного тока (например, световой энергии Солнца, преобразованной фотоэлектрическими преобразователями в электроэнергию постоянного тока), одновременно подаваемой на ее электрический вход, в суммарную электрическую энергию постоянного тока.The invention relates to electrical engineering, in particular to electromechanical energy converters, and can be used, for example, as a converter of mechanical energy of rotation (for example, kinetic energy of the wind converted by a wind wheel into mechanical energy of rotation) supplied to two mechanical inputs of the machine, and electrical energy direct current (for example, solar light energy converted by photovoltaic converters into direct current electricity), simultaneously supplied to its electrical input, into the total direct current electrical energy.

Известен аксиальный двухвходовый бесконтактный ветро-солнечный генератор (пат. РФ №2561504, авторы Гайтов Б.Х., Кашин Я.М. и др.), содержащий корпус, возбудитель и основной генератор, установленные на одном валу, закрепленном в корпусе в подшипниковых узлах, при этом возбудитель состоит из индуктора возбудителя и аксиального магнитопровода с обмоткой якоря возбудителя, основной генератор состоит из бокового аксиального магнитопровода с одной активной торцовой поверхностью, в пазы которого уложена обмотка якоря основного генератора, и внутреннего аксиального магнитопровода с двумя активными торцовыми поверхностями, в пазы которого со стороны бокового аксиального магнитопровода уложена обмотка возбуждения основного генератора, причем боковой аксиальный магнитопровод с одной активной торцовой поверхностью жестко установлен в корпусе, а внутренний аксиальный магнитопровод с двумя активными торцовыми поверхностями установлен посредством диска на валу с возможностью вращения относительно бокового аксиального магнитопровода с одной активной торцовой поверхностью. Индуктор возбудителя в известном генераторе выполнен из постоянного многополюсного магнита и однофазной дополнительной обмотки возбуждения возбудителя, причем постоянный многополюсный магнит индуктора возбудителя выполнен с пазами, многосекционным, неподвижным и жестко установлен в корпусе, а однофазная дополнительная обмотка возбуждения возбудителя уложена в пазы между секциями постоянного многополюсного магнита индуктора возбудителя и подключена к источнику постоянного тока, при этом внутренний аксиальный магнитопровод с двумя активными торцовыми поверхностями с пазами установлен в корпусе между постоянным многополюсным магнитом индуктора возбудителя с дополнительной обмоткой возбуждения возбудителя и боковым аксиальным магнитопроводом с одной активной торцовой поверхностью с возможностью вращения относительно постоянного многополюсного магнита индуктора возбудителя с дополнительной обмоткой возбуждения возбудителя.Known axial two-input contactless wind-solar generator (US Pat. RF No. 2561504, authors Gaytov B.Kh., Kashin Ya.M., etc.), containing a housing, an exciter and a main generator mounted on one shaft, fixed in the housing in bearing nodes, while the exciter consists of an inductor of the exciter and an axial magnetic circuit with a winding of the exciter armature, the main generator consists of a lateral axial magnetic circuit with one active end surface, in which the armature winding of the main generator is laid, and an internal axial magnetic circuit with two active end surfaces, in the grooves of which the excitation winding of the main generator is laid on the side of the lateral axial magnetic circuit, and the lateral axial magnetic circuit with one active end surface is rigidly installed in the housing, and the internal axial magnetic circuit with two active end surfaces is mounted by means of a disk on the shaft with the possibility of rotation relative to the side new axial magnetic circuit with one active end surface. The exciter inductor in the known generator is made of a permanent multi-pole magnet and a single-phase additional exciter winding, and the permanent multi-pole magnet of the exciter inductor is made with grooves, multi-section, fixed and rigidly installed in the housing, and the single-phase additional exciter excitation winding is laid in the slots between the permanent multi-pole magnet sections the exciter inductor and connected to a direct current source, while the internal axial magnetic circuit with two active end surfaces with slots is installed in the housing between the permanent multi-pole magnet of the exciter inductor with an additional exciter excitation winding and the lateral axial magnetic circuit with one active end surface with the possibility of rotation relative to the permanent multi-pole exciter inductor magnet with additional exciter excitation winding.

Генерируемое в известном аксиальном двухвходовом ветро-солнечном генераторе за счет преобразования механической энергии вращения напряжение пропорционально скорости вращения ротора относительно неподвижного корпуса:The voltage generated in the known axial two-input wind-solar generator due to the conversion of mechanical energy of rotation is proportional to the speed of rotation of the rotor relative to the stationary body:

Figure 00000001
Figure 00000001

где С - конструктивный коэффициент, w1 - скорость вращения ротора относительно неподвижного корпуса, прямо пропорциональная продольной составляющей скорости набегающего воздушного потока; Ф - магнитный поток возбуждения. При малой продольной составляющей скорости набегающего воздушного потока известный аксиальный двухвходовый ветро-солнечный генератор не выходит на свою номинальную мощность, что приводит к уменьшению его КПД.where C is a design factor, w 1 is the speed of rotation of the rotor relative to the stationary body, directly proportional to the longitudinal component of the speed of the incoming air flow; Ф - magnetic flux of excitation. With a small longitudinal component of the incoming air flow velocity, the well-known axial two-inlet wind-solar generator does not reach its rated power, which leads to a decrease in its efficiency.

Недостатком известного аксиального двухвходового ветро-солнечного генератора является низкий КПД при малой продольной составляющей скорости набегающего воздушного потока вследствие наличия только одной степени свободы, т.е установленные на валу элементы магнитной системы генератора, образующие ротор (внутренний аксиальный магнитопровод с двумя активными торцовыми поверхностями, в пазы которого со стороны бокового аксиального магнитопровода с одной активной торцовой поверхностью уложена обмотка возбуждения основного генератора, а со стороны индуктора возбудителя уложена обмотка якоря возбудителя), вращаются относительно продольной оси (оси вращения ротора) в одну сторону с угловой скоростью, прямо пропорциональной продольной составляющей скорости набегающего воздушного потока.The disadvantage of the known axial two-input wind-solar generator is low efficiency with a small longitudinal component of the incoming air flow velocity due to the presence of only one degree of freedom, i.e. the elements of the generator magnetic system installed on the shaft, forming a rotor (internal axial magnetic circuit with two active end surfaces, in the grooves of which the excitation winding of the main generator is laid on the side of the lateral axial magnetic circuit with one active end surface, and the exciter armature winding is laid on the side of the exciter inductor), rotate relative to the longitudinal axis (rotor rotation axis) in one direction with an angular velocity directly proportional to the longitudinal velocity component oncoming air flow.

Корпус известного аксиального двухвходового ветро-солнечного генератора с установленными в нем постоянным многосекционным многополюсным магнитом индуктора возбудителя и боковым аксиальным магнитопроводом с многофазной обмоткой якоря основного генератора неподвижен, что не позволяет увеличить взаимную скорость вращения элементов магнитной системы генератора, установленных на роторе, относительно элементов магнитной системы генератора, установленных в корпусе, при неизменной по величине продольной составляющей скорости набегающего воздушного потока, и, следовательно, снижает его энергоэффективность, т.е. уменьшает КПД, при малой продольной составляющей скорости набегающего воздушного потока.The body of the known axial two-input wind-solar generator with a permanent multi-section multi-pole magnet of the exciter inductor and a lateral axial magnetic circuit with a multiphase armature winding of the main generator installed in it is stationary, which does not allow increasing the mutual rotation speed of the elements of the magnetic system of the generator installed on the rotor, relative to the elements of the magnetic system generator installed in the housing, with a constant value of the longitudinal component of the incoming air flow velocity, and, consequently, reduces its energy efficiency, i.e. reduces efficiency, with a small longitudinal component of the incoming air flow velocity.

Наиболее близким к заявляемому изобретению по технической сущности и достигаемому техническому результату и принятым авторами за прототип является аксиальный трехвходовый ветро-солнечный генератор (пат. РФ. №2636387, авторы Кашин Я.М., Кашин А.Я., Яковенко А.А.), содержащий корпус, возбудитель и основной генератор, установленные на одном валу, закрепленном в корпусе в подшипниковых узлах, при этом в корпусе с одной стороны жестко закреплен постоянный многосекционный многополюсный магнит индуктора возбудителя, между секциями которого выполнены пазы, в которые уложена однофазная дополнительная обмотка возбуждения возбудителя, а с противоположной стороны жестко закреплен боковой аксиальный магнитопровод с одной активной торцовой поверхностью, в пазы которого уложена многофазная обмотка якоря основного генератора, при этом на валу между постоянным многосекционным многополюсным магнитом индуктора возбудителя с однофазной дополнительной обмоткой возбуждения возбудителя и боковым аксиальным магнитопроводом с одной активной торцовой поверхностью жестко закреплен посредством диска внутренний аксиальный магнитопровод с двумя активными торцовыми поверхностями, в пазы которого со стороны бокового аксиального магнитопровода уложена однофазная обмотка возбуждения основного генератора, а со стороны постоянного многосекционного многополюсного магнита индуктора возбудителя уложена многофазная обмотка якоря возбудителя, при этом однофазная обмотка возбуждения основного генератора соединена с многофазной обмоткой якоря возбудителя через многофазный двухполупериодный выпрямитель, а внутренний аксиальный магнитопровод с двумя активными торцовыми поверхностями выполнен с возможностью вращения относительно постоянного многосекционного многополюсного магнита индуктора возбудителя с однофазной дополнительной обмоткой возбуждения возбудителя и бокового аксиального магнитопровода с одной активной торцовой поверхностью. Корпус генератора выполнен в форме цилиндра, к внешнему основанию которого прикреплена ступица ветроколеса, а в средней части боковой поверхности корпуса генератора установлены токосъемные кольца, соединенные с многофазной обмоткой якоря основного генератора и однофазной дополнительной обмоткой возбуждения возбудителя, при этом корпус генератора установлен внутри совмещенной стационарной подшипниковой опоры с возможностью вращения относительно внутреннего магнитопровода с двумя активными торцовыми поверхностями вокруг их общей оси симметрии, причем совмещенная стационарная подшипниковая опора состоит из корпуса опоры с двумя посадочными желобами и двух шарикоподшипников с наружными кольцами, посредством которых шарикоподшипники зафиксированы в посадочных желобах корпуса опоры, при этом внутренние кольца шарикоподшипников выполнены совмещенными с корпусом генератора в форме желобов, расположенных на боковой поверхности корпуса генератора вдоль его оснований напротив посадочных желобов корпуса опоры, в нижней внутренней части которой по центру напротив токосъемных колец установлены скользящие контакты.The closest to the claimed invention in terms of the technical essence and the achieved technical result and adopted by the authors as a prototype is an axial three-input wind-solar generator (US Pat. RF. No. 2636387, authors Kashin Ya.M., Kashin A.Ya., Yakovenko A.A. ), containing a housing, an exciter and a main generator mounted on one shaft, fixed in the housing in bearing assemblies, while in the housing on one side a permanent multi-section multi-pole magnet of the exciter inductor is rigidly fixed, between the sections of which there are grooves in which a single-phase additional winding is laid excitation of the exciter, and on the opposite side a lateral axial magnetic circuit with one active end surface is rigidly fixed, in the grooves of which the multiphase winding of the armature of the main generator is laid, while on the shaft between the permanent multi-section multi-pole magnet of the exciter inductor with a single-phase additional exciter excitation winding and the lateral axial m A magnetic conductor with one active end surface is rigidly fixed by means of a disk, an internal axial magnetic circuit with two active end surfaces, in the grooves of which a single-phase excitation winding of the main generator is laid on the side of the lateral axial magnetic circuit, and a multiphase winding of the exciter armature is laid on the side of the permanent multi-section multi-pole magnet of the exciter inductor In this case, the single-phase excitation winding of the main generator is connected to the multiphase winding of the exciter armature through a multiphase full-wave rectifier, and the internal axial magnetic circuit with two active end surfaces is made with the possibility of rotation relative to a permanent multi-section multi-pole magnet of the exciter inductor with a single-phase additional active excitation winding of the exciter and one lateral axial end surface. The generator housing is made in the form of a cylinder, to the outer base of which the wind wheel hub is attached, and in the middle part of the side surface of the generator housing, slip rings are installed, connected to the multiphase armature winding of the main generator and a single-phase additional exciter excitation winding, while the generator housing is installed inside a combined stationary bearing supports with the possibility of rotation relative to the internal magnetic circuit with two active end surfaces around their common axis of symmetry, and the combined stationary bearing support consists of a support body with two landing grooves and two ball bearings with outer rings, by means of which the ball bearings are fixed in the landing grooves of the support body, while the inner rings of the ball bearings are made aligned with the generator body in the form of grooves located on the lateral surface of the generator body along its bases opposite the landing grooves to support frame, in the lower inner part of which sliding contacts are installed in the center opposite the slip rings.

Однако в связи с наличием в этом генераторе щеточно-коллекторного узла возникает ряд недостатков, свойственных контактным электрическим машинам: искрение щеток, переходящее в круговой огонь из-за неравномерного их износа, вибрация щеток, их заклинивание и др. Более 40% отказов вращающихся контактных электрических машин приходится на щеточно-коллекторный узел. Помимо этого конструкция генератора, принятого за прототип, сложна и недостаточно надежна из-за необходимости обеспечивать вращение и корпуса и внутреннего вала, применяя при этом четыре подшипниковых узла. Вследствие горизонтального расположения оси вращения элементов магнитной системы известного генератора его работа существенно зависит от скорости и направления ветра, при малой скорости ветра или малой величине продольной составляющей скорости ветра коэффициент использования энергии ветра (а, следовательно, и КПД такого генератора) низок. Кроме того, ветряные лопасти при горизонтальной компоновке занимают достаточно много места, что ухудшает массогабаритные показатели ветро-солнечной генераторной установки в целом.However, due to the presence of a brush-collector unit in this generator, a number of disadvantages inherent in contact electric machines arise: sparking of brushes, turning into a circular fire due to their uneven wear, vibration of brushes, their jamming, etc. More than 40% of failures of rotating contact electric machines fall on the brush-collector assembly. In addition, the design of the generator, taken as a prototype, is complex and not sufficiently reliable due to the need to ensure rotation of both the housing and the inner shaft, using four bearing assemblies. Due to the horizontal arrangement of the axis of rotation of the elements of the magnetic system of the known generator, its operation significantly depends on the speed and direction of the wind; at a low wind speed or a small value of the longitudinal component of wind speed, the utilization coefficient of wind energy (and, consequently, the efficiency of such a generator) is low. In addition, the wind blades with a horizontal arrangement take up a lot of space, which worsens the weight and dimensions of the wind-solar generator set as a whole.

Задачей предлагаемого изобретения является усовершенствование ветро-солнечного генератора, позволяющее улучшить его эксплуатационные характеристики.The objective of the present invention is to improve the wind-solar generator, which makes it possible to improve its performance.

Технический результат заявленного изобретения - упрощение конструкции, повышение надежности, улучшение массогабаритных показателей, повышение КПД, повышение коэффициента использования энергии ветра.The technical result of the claimed invention is to simplify the design, increase reliability, improve weight and dimensions, increase efficiency, increase the utilization rate of wind energy.

Технический результат достигается тем, что в предлагаемом вертикально-осевом аксиальном трехвходовом бесконтактном безваловом ветро-солнечном генераторе (ВОАББ-ВСГ), содержащем корпус, возбудитель и основной генератор, при этом в корпусе с одной стороны жестко закреплен постоянный многосекционный многополюсный магнит, между секциями которого выполнены пазы, в которые уложена однофазная дополнительная обмотка возбуждения, а с противоположной стороны жестко закреплен аксиальный магнитопровод с одной активной торцовой поверхностью, в пазы которого уложена многофазная обмотка якоря основного генератора, при этом между постоянным многосекционным многополюсным магнитом с однофазной дополнительной обмоткой возбуждения и аксиальным магнитопроводом с одной активной торцовой поверхностью закреплен первый внутренний аксиальный магнитопровод с двумя активными торцовыми поверхностями, в пазы которого со стороны аксиального магнитопровода с одной активной торцовой поверхностью уложена однофазная обмотка возбуждения основного генератора, а с противоположной стороны уложена многофазная обмотка якоря возбудителя, при этом однофазная обмотка возбуждения основного генератора соединена с многофазной обмоткой якоря возбудителя через первый многофазный двухполупериодный выпрямитель, а первый внутренний аксиальный магнитопровод с двумя активными торцовыми поверхностями выполнен с возможностью вращения относительно постоянного многосекционного многополюсного магнита с однофазной дополнительной обмоткой возбуждения и аксиального магнитопровода с одной активной торцовой поверхностью, при этом корпус выполняют составным и состоящим из неподвижных верхней и нижней частей и выполняемых с возможностью вращения верхней внутренней и нижней внутренней секций, при этом верхнюю внутреннюю секцию устанавливают в верхней и средней подшипниковых опорах, а нижнюю внутреннюю секцию устанавливают в средней и нижней подшипниковых опорах, при этом в верхней части корпуса жестко закрепляют постоянный многосекционный многополюсный магнит с однофазной дополнительной обмоткой возбуждения, в нижней части корпуса жестко закрепляют аксиальный магнитопровод с одной активной торцовой поверхностью, в пазы которого укладывают многофазную обмотка якоря основного генератора, а верхнюю и нижнюю внутренние секции выполняют с возможностью вращения относительно постоянного многосекционного многополюсного магнита, аксиального магнитопровода с одной активной торцовой поверхностью и друг относительно друга, при этом в нижней внутренней секции жестко закрепляют первый внутренний аксиальный магнитопровод с двумя активными торцовыми поверхностями, а в верхней внутренней секции между постоянным многосекционным многополюсным магнитом и первым внутренним аксиальным магнитопроводом с двумя активными торцовыми поверхностями жестко закрепляют второй внутренний аксиальный магнитопровод с двумя активными торцовыми поверхностями, в пазы которого со стороны постоянного многосекционного многополюсного магнита укладывают многофазную обмотку якоря подвозбудителя, а со стороны первого внутреннего аксиального магнитопровода с двумя активными торцовыми поверхностями укладывают однофазную обмотку возбуждения возбудителя, соединенную с многофазной обмоткой якоря подвозбудителя через второй многофазный двухполупериодный выпрямитель.The technical result is achieved by the fact that in the proposed vertical-axial axial three-input contactless shaftless wind-solar generator (VOABB-VSG), containing a housing, an exciter and a main generator, while in the housing on one side a permanent multi-section multi-pole magnet is rigidly fixed between the sections of which grooves are made into which a single-phase additional excitation winding is laid, and on the opposite side an axial magnetic circuit with one active end surface is rigidly fixed, in the slots of which a multiphase armature winding of the main generator is laid, while between a permanent multi-section multi-pole magnet with a single-phase additional excitation winding and an axial magnetic circuit with one active end surface, the first internal axial magnetic circuit with two active end surfaces is fixed, in the grooves of which from the side of the axial magnetic circuit with one active end surface is laid a single-phase exchange excitation failure of the main generator, and on the opposite side a multiphase winding of the exciter armature is laid, while the single-phase excitation winding of the main generator is connected to the multiphase winding of the exciter armature through the first multiphase full-wave rectifier, and the first internal axial magnetic circuit with two active end surfaces is made with the possibility of rotation relative to the constant of a multi-section multi-pole magnet with a single-phase additional field winding and an axial magnetic circuit with one active end surface, while the body is made composite and consists of fixed upper and lower parts and rotationally capable of the upper inner and lower inner sections, while the upper inner section is installed in the upper and middle bearing supports, and the lower inner section is installed in the middle and lower bearing supports, while a permanent multi-section is rigidly fixed in the upper part of the housing multi-pole magnet with a single-phase additional excitation winding, in the lower part of the housing, an axial magnetic circuit with one active end surface is rigidly fixed, in the grooves of which the multiphase winding of the armature of the main generator is laid, and the upper and lower inner sections are made with the possibility of rotation relative to a permanent multi-section multi-pole magnet, axial magnetic circuit with one active end surface and relative to each other, while in the lower inner section the first internal axial magnetic circuit with two active end surfaces is rigidly fixed, and in the upper inner section between the permanent multi-section multi-pole magnet and the first internal axial magnetic circuit with two active end surfaces fix the second inner axial magnetic circuit with two active end surfaces, in the grooves of which from the side of the permanent multi-section multi-pole magnet, m a single-phase winding of the exciter armature, and from the side of the first internal axial magnetic circuit with two active end surfaces, a single-phase exciter excitation winding is laid, connected to the multiphase winding of the exciter armature through a second multi-phase full-wave rectifier.

Улучшение эксплуатационных характеристик ветро-солнечного генератора достигается за счет упрощения его конструкции, повышения надежности, улучшения массогабаритных показателей, повышения КПД и повышения коэффициента использования энергии ветра.Improving the operational characteristics of a wind-solar generator is achieved by simplifying its design, increasing reliability, improving weight and dimensions, increasing efficiency and increasing the utilization rate of wind energy.

Повышение КПД и коэффициента использования энергии ветра обеспечивается благодаря тому, что корпус выполняют составным и состоящим из неподвижных верхней и нижней частей и верхней и нижней внутренних секций, выполняемых с возможностью вращения относительно постоянного многосекционного многополюсного магнита с однофазной дополнительной обмоткой возбуждения, жестко закрепленного в верхней части корпуса, аксиального магнитопровода с одной активной торцовой поверхностью, в пазы которого укладывают многофазную обмотку якоря основного генератора, жестко закрепляемого в нижней части корпуса, и друг относительно друга. Такая конструкция обеспечивает возможность вращения верхней и нижней внутренних секций в противоположные стороны, что позволяет увеличить их взаимную скорость вращения при неизменной скорости набегающего воздушного потока (например, ветра), то есть увеличить коэффициент использования энергии ветра.An increase in the efficiency and utilization of wind energy is ensured due to the fact that the housing is made composite and consists of fixed upper and lower parts and upper and lower inner sections, made with the possibility of rotation relative to a permanent multi-section multi-pole magnet with a single-phase additional field winding, rigidly fixed in the upper part of the case, an axial magnetic circuit with one active end surface, in the grooves of which the multiphase winding of the armature of the main generator is laid, rigidly fixed in the lower part of the case, and relative to each other. This design allows the upper and lower inner sections to rotate in opposite directions, which makes it possible to increase their mutual rotation speed at a constant speed of the oncoming air flow (for example, wind), that is, to increase the utilization of wind energy.

Жесткое закрепление в нижней внутренней секции первого внутреннего аксиального магнитопровода с двумя активными торцовыми поверхностями, а в верхней внутренней секции между постоянным многосекционным многополюсным магнитом и первым внутренним аксиальным магнитопроводом с двумя активными торцовыми поверхностями - второго внутреннего аксиального магнитопровода с двумя активными торцовыми поверхностями, в пазы которого со стороны постоянного многосекционного многополюсного магнита уложена многофазная обмотка якоря подвозбудителя, а со стороны первого внутреннего аксиального магнитопровода с двумя активными торцовыми поверхностями уложена однофазная обмотка возбуждения возбудителя, соединенная с многофазной обмоткой якоря подвозбудителя через второй многофазный двухполупериодный выпрямитель, позволяет увеличить взаимную скорость вращения соответствующих магнитопроводов с уложенными в их пазы обмотками при неизменной скорости набегающего воздушного потока (например, ветра), то есть также позволяет увеличить при одной и той же скорости набегающего воздушного потока (то есть энергии, поступающей на механические входы) коэффициент использования энергии ветра и коэффициент полезного действия, выходное напряжение при этом увеличивается пропорционально сумме скоростей вращения верхней и нижней внутренних секций с жестко закрепленными в них соответствующими элементами электромагнитной системы предлагаемого генератора).Rigid fastening in the lower inner section of the first inner axial magnetic circuit with two active end surfaces, and in the upper inner section between the permanent multi-section multi-pole magnet and the first internal axial magnetic circuit with two active end surfaces - the second inner axial magnetic circuit with two active end surfaces, in the grooves of which from the side of the permanent multi-section multi-pole magnet, a multiphase winding of the exciter armature is laid, and from the side of the first internal axial magnetic circuit with two active end surfaces, a single-phase excitation winding is laid, connected to the multiphase winding of the sub-exciter armature through the second multiphase double-phase rectifier rotation speed windings laid in their grooves at a constant speed of the incoming air flow (for example, wind), that is, also on allows to increase, at the same speed of the incoming air flow (that is, the energy supplied to the mechanical inputs), the wind energy utilization factor and the efficiency, while the output voltage increases in proportion to the sum of the rotation speeds of the upper and lower inner sections with the corresponding elements of the electromagnetic system of the proposed generator).

Повышение надежности предлагаемого ветро-солнечноо генератора достигается за счет того, что верхнюю внутреннюю секцию устанавливают в верхней и средней подшипниковых опорах, а нижнюю внутреннюю секцию устанавливают в средней и нижней подшипниковых опорах. Установка внутренних секций предлагаемого генератора в подшипниковых опорах более надежна, чем установка на одном валу элементов магнитной системы прототипа (возбудителя и основного генератора), образующих ротор, в подшипниковых узла. Подшипниковые опоры более долговечны, а также более устойчивы к перекосам вращающихся элементов.Increasing the reliability of the proposed wind-solar generator is achieved due to the fact that the upper inner section is installed in the upper and middle bearing supports, and the lower inner section is installed in the middle and lower bearing supports. The installation of the inner sections of the proposed generator in bearing supports is more reliable than the installation on one shaft of the elements of the prototype magnetic system (exciter and main generator), forming the rotor, in the bearing assembly. Bearing arrangements are more durable and also more resistant to distortion of rotating elements.

Улучшение массогабаритных показателей и упрощение конструкции достигается выполнением конструкции предлагаемого генератора безваловой. Пространство внутри аксиальных магнитопроводов может быть использовано для размещения в нем дополнительных элементов генераторной установки, в состав которой может входить предлагаемый генератор. Кроме того, массогабаритные показатели генераторной установки, в состав которой может быть включен предлагаемый генератор, улучшаются за счет вертикального расположения оси вращения элементов генератора. Это позволяет использовать вместо лопастей с горизонтальным расположением оси вращения, имеющих большой диаметр, использовать малогабаритный ротор Дарье или ротор Савониуса.Improvement in weight and dimensions and simplification of the design is achieved by implementing the design of the proposed shaftless generator. The space inside the axial magnetic circuits can be used to accommodate additional elements of the generator set, which may include the proposed generator. In addition, the weight and dimensions of the generator set, which can include the proposed generator, are improved due to the vertical arrangement of the axis of rotation of the generator elements. This allows the use of a small-sized Darrieus rotor or a Savonius rotor instead of blades with a horizontal axis of rotation having a large diameter.

На фиг. 1 представлен общий вид предлагаемого вертикально-осевого аксиального трехвходового бесконтактного безвалового ветро-солнечного генератора в разрезе, на фиг. 2 - его электрическая схема.FIG. 1 shows a general view of the proposed vertical-axial axial three-input contactless shaftless wind-solar generator in section, FIG. 2 - its electrical diagram.

Вертикально-осевой аксиальный трехвходовый бесконтактный безваловый ветро-солнечный генератор содержит составной корпус 1, состоящий из неподвижных верхней и нижней частей и выполненных с возможностью вращения верхней внутренней 14 и нижней внутренней 12 секций.The vertical-axial axial three-input contactless shaftless wind-solar generator contains a composite housing 1, consisting of fixed upper and lower parts and made with the possibility of rotation of the upper inner 14 and lower inner 12 sections.

В верхней части корпуса 1 жестко закреплен постоянный многосекционный многополюсный магнит 2 с пазами, в которые уложена однофазная дополнительная обмотка 3 возбуждения.In the upper part of the housing 1, a permanent multi-section multi-pole magnet 2 with slots is rigidly fixed, in which a single-phase additional excitation winding 3 is laid.

В нижней части корпуса 1 жестко закреплен аксиальный магнитопровод 9 с одной активной торцовой поверхностью, в пазы которого уложена многофазная обмотка якоря 10 основного генератора.In the lower part of the housing 1, an axial magnetic circuit 9 with one active end surface is rigidly fixed, in the grooves of which the multiphase winding of the armature 10 of the main generator is laid.

В средней части корпуса 1 в верхней 5 и средней 7 подшипниковых опорах установлена верхняя внутренняя секция 14 корпуса 1, а в средней 7 и нижней 8 подшипниковых опорах установлена нижняя внутренняя секция 12 корпуса 1.In the middle part of the housing 1, in the upper 5 and middle 7 bearing supports, the upper inner section 14 of the housing 1 is installed, and in the middle 7 and lower 8 bearing supports, the lower inner section 12 of the housing 1 is installed.

Верхняя 14 и нижняя 12 внутренние секции корпуса 1 выполнены с возможностью вращения относительно постоянного многосекционного многополюсного магнита 2, аксиального магнитопровода 9 с одной активной торцовой поверхностью и друг относительно друга.The upper 14 and lower 12 inner sections of the housing 1 are made with the possibility of rotation relative to a permanent multi-section multi-pole magnet 2, an axial magnetic circuit 9 with one active end surface and relative to each other.

В нижней внутренней секции 12 корпуса 1 жестко закреплен первый внутренний аксиальный магнитопровод 6 с двумя активными торцовыми поверхностями, в пазы которого со стороны аксиального магнитопровода 9 с одной активной торцовой поверхностью уложена однофазная обмотка 11 возбуждения основного генератора, а с противоположной стороны уложена многофазная обмотка 13 якоря возбудителя. Однофазная обмотка возбуждения 11 основного генератора соединена с многофазной обмоткой 13 якоря возбудителя через первый многофазный двухполупериодный выпрямитель 18.In the lower inner section 12 of the housing 1, the first internal axial magnetic circuit 6 with two active end surfaces is rigidly fixed, in the grooves of which from the side of the axial magnetic circuit 9 with one active end surface is laid a single-phase winding 11 of the excitation of the main generator, and on the opposite side is laid a multiphase winding 13 of the armature pathogen. The single-phase field winding 11 of the main generator is connected to the multi-phase winding 13 of the exciter armature through the first multi-phase full-wave rectifier 18.

В верхней внутренней секции 14 корпуса 1 между постоянным многосекционным многополюсным магнитом 2 и первым внутренним аксиальным магнитопроводом 6 с двумя активными торцовыми поверхностями жестко закреплен второй внутренний аксиальный магнитопровод 4 с двумя активными торцовыми поверхностями, в пазы которого со стороны постоянного многосекционного многополюсного магнита 2 уложена многофазная обмотка 15 якоря подвозбудителя, а со стороны первого внутреннего аксиального магнитопровода 6 с двумя активными торцовыми поверхностями уложена однофазная обмотка 16 возбуждения возбудителя, соединенная с многофазной обмоткой 15 якоря подвозбудителя через второй многофазный двухполупериодный выпрямитель 17.In the upper inner section 14 of the housing 1, between the permanent multi-section multi-pole magnet 2 and the first internal axial magnetic circuit 6 with two active end surfaces, the second internal axial magnetic circuit 4 with two active end surfaces is rigidly fixed, in the grooves of which a multi-phase winding is laid on the side of the permanent multi-section multi-pole magnet 2 15 of the exciter armature, and from the side of the first internal axial magnetic circuit 6 with two active end surfaces, a single-phase excitation winding 16 of the exciter is laid, connected to the multiphase winding 15 of the exciter armature through the second multi-phase full-wave rectifier 17.

Вертикально-осевой аксиальный трехвходовый бесконтактный безваловый ветро-солнечный генератор работает следующим образом.Vertical-axial axial three-input contactless shaftless wind-solar generator works as follows.

При подаче на электрический вход (однофазную дополнительную обмотку 3 возбуждения) постоянного тока (например, от фотоэлектрических преобразователей, преобразующих световую энергию Солнца в электрическую энергию постоянного тока) по дополнительной однофазной обмотке 3 возбуждения протекает ток, при этом создается магнитный поток, направленный согласно с магнитным потоком, создаваемым постоянным многосекционным многополюсным магнитом 2. По принципу суперпозиции магнитных полей магнитные потоки, создаваемые однофазной дополнительной обмоткой возбуждения 3 и постоянным многосекционным многополюсным магнитом 2, суммируются.When a direct current is applied to the electrical input (single-phase additional excitation winding 3) (for example, from photoelectric converters that convert the light energy of the Sun into electrical energy of direct current), a current flows through the additional single-phase excitation winding 3, thereby creating a magnetic flux directed in accordance with the magnetic the flux created by the permanent multi-section multi-pole magnet 2. According to the principle of superposition of magnetic fields, the magnetic fluxes created by the single-phase additional field winding 3 and the permanent multi-section multi-pole magnet 2 are summed up.

При подаче механической энергии вращения на первый механический вход (верхняя внутренняя секция 14 корпуса 1, установленная в средней части корпуса 1 в верхней 5 и средней 7 подшипниковых опорах) второй внутренний аксиальный магнитопровод 4, в пазы которого со стороны постоянного многосекционного многополюсного магнита 2 уложена многофазная обмотка 15 якоря подвозбудителя, а со стороны первого внутреннего аксиального магнитопровода 6 с двумя активными торцовыми поверхностями уложена однофазная обмотка 16 возбуждения возбудителя, приходит во вращение (например, по часовой стрелке). При этом суммарный магнитный поток, созданный постоянным многосекционным многополюсным постоянным магнитом 2 и однофазной дополнительной обмоткой возбуждения 3 взаимодействует с многофазной обмоткой 15 якоря подвозбудителя, уложенной в пазы второго внутреннего аксиального магнитопровода 4 со стороны постоянного многосекционного многополюсного магнита 2, и наводит в ней многофазную ЭДС. Эта ЭДС выпрямляется вторым многофазным двухполупериодным выпрямителем 17 и подается на однофазную обмотку 16 возбуждения возбудителя, уложенную в пазы второго внутреннего аксиального магнитопровода 4 со стороны первого внутреннего аксиального магнитопровода 6.When the mechanical energy of rotation is supplied to the first mechanical input (the upper inner section 14 of the housing 1, installed in the middle part of the housing 1 in the upper 5 and middle 7 bearing supports), the second internal axial magnetic circuit 4, in the grooves of which from the side of the permanent multi-section multi-pole magnet 2 is laid a multiphase the exciter armature winding 15, and from the side of the first internal axial magnetic circuit 6 with two active end surfaces, a single-phase excitation winding 16 of the exciter is laid, comes into rotation (for example, clockwise). In this case, the total magnetic flux created by the permanent multi-section multi-pole permanent magnet 2 and the single-phase additional excitation winding 3 interacts with the multi-phase winding 15 of the exciter armature, laid in the grooves of the second internal axial magnetic circuit 4 from the side of the permanent multi-section multi-pole magnet 2, and induces a multiphase EMF in it. This EMF is rectified by the second polyphase full-wave rectifier 17 and fed to the single-phase excitation winding 16 of the exciter, which is laid in the grooves of the second internal axial magnetic circuit 4 from the side of the first internal axial magnetic circuit 6.

При подаче механической энергии вращения на второй механический вход (нижняя внутренняя секция 12 корпуса 1, установленная в средней части корпуса 1 в средней 7 и нижней 8 подшипниковых опорах) первый внутренний аксиальный магнитопровод 6, в пазы которого со стороны второго внутреннего аксиального магнитопровода 4 уложена многофазная обмотка 13 якоря возбудителя, а со стороны аксиального магнитопровода 9 с одной активной торцовой поверхностью уложена однофазная обмотка 11 возбуждения основного генератора, приходит во вращение в противоположную сторону (например, против часовой стрелки).When the mechanical energy of rotation is supplied to the second mechanical input (the lower inner section 12 of the housing 1, installed in the middle part of the housing 1 in the middle 7 and lower 8 bearing supports), the first internal axial magnetic circuit 6, in the grooves of which from the side of the second internal axial magnetic circuit 4 is laid a multiphase the exciter armature winding 13, and from the side of the axial magnetic circuit 9 with one active end surface, a single-phase excitation winding 11 of the main generator is laid, comes into rotation in the opposite direction (for example, counterclockwise).

При этом магнитный поток, созданный однофазной обмоткой 16 возбуждения возбудителя взаимодействует с многофазной обмоткой 13 якоря возбудителя и наводит в ней многофазную ЭДС. Эта ЭДС выпрямляется первым многофазным двухполупериодным выпрямителем 18 и подается на однофазную обмотку 11 возбуждения основного генератора, уложенную в пазы первого внутреннего аксиального магнитопровода 6 со стороны аксиального магнитопровода 9. При этом в однофазной обмотке 11 возбуждения основного генератора создается магнитный поток.In this case, the magnetic flux created by the single-phase excitation winding 16 of the exciter interacts with the multiphase winding 13 of the exciter armature and induces a multiphase EMF in it. This EMF is rectified by the first multi-phase full-wave rectifier 18 and fed to the single-phase excitation winding 11 of the main generator, laid in the grooves of the first internal axial magnetic circuit 6 from the side of the axial magnetic circuit 9. In this case, a magnetic flux is created in the single-phase excitation winding 11 of the main generator.

Магнитный поток, созданный однофазной обмоткой 11 возбуждения основного генератора, взаимодействует с многофазной обмоткой 10 якоря основного генератора, уложенной в пазы аксиального магнитопровода 9, и наводит в ней многофазную ЭДС, которая подается в сеть.The magnetic flux created by the single-phase excitation winding 11 of the main generator interacts with the multiphase winding 10 of the main generator armature, laid in the grooves of the axial magnetic circuit 9, and induces a multiphase EMF in it, which is fed into the network.

В результате описанных процессов происходит суммирование механической энергии вращения (например, кинетической энергии ветра, преобразованной в механическую энергию вращения ротором Дарье или ротором Савониуса), поступающей на первый и второй механические входы и электрической энергии постоянного тока (например, световой энергии Солнца, преобразованной фотоэлектрическими преобразователями в электрическую энергию постоянного тока), поступающей на электрический вход, преобразование и выдача на выходе суммарной электрической энергии переменного тока.As a result of the described processes, the mechanical energy of rotation (for example, the kinetic energy of the wind, converted into mechanical energy of rotation by the Darrieus rotor or the Savonius rotor), supplied to the first and second mechanical inputs and direct current electrical energy (for example, the solar light energy converted by photoelectric converters into electrical energy of direct current) supplied to the electrical input, conversion and output of the total electrical energy of alternating current.

Выходное напряжение генератора снимается с многофазной обмотки 10 якоря основного генератора и подается в сеть.The output voltage of the generator is removed from the multiphase winding 10 of the armature of the main generator and fed to the network.

Генерируемое в предлагаемом вертикально-осевом аксиальном трех-входовом бесконтактном безваловом ветро-солнечном генераторе за счет преобразования механической энергии вращения напряжение пропорционально сумме скорости вращения верхней 14 и нижней 12 внутренних секций корпуса 1 генератора относительно их общей оси симметрии (вертикальной оси вращения) и определяется по формуле:Generated in the proposed vertical-axial axial three-input contactless shaftless wind-solar generator due to the conversion of mechanical energy of rotation, the voltage is proportional to the sum of the rotation speed of the upper 14 and lower 12 internal sections of the generator body 1 relative to their common axis of symmetry (vertical axis of rotation) and is determined by formula:

Figure 00000002
Figure 00000002

где с - конструктивный коэффициент, ω6 - скорость вращения нижней внутренней секции 12 корпуса 1 с первым внутренним аксиальным магнитопроводом 6 относительно вертикальной оси вращения, прямо пропорциональная скорости набегающего воздушного потока (ветра), Ф11(U13) - магнитный поток возбуждения основного генератора, создаваемый током, протекающим в однофазной обмотке 11 возбуждения основного генератора, пропорциональный напряжению, снимаемому с многофазной обмотки 13 якоря возбудителя, которое определяется по формуле:where c is the design factor, ω 6 is the rotation speed of the lower inner section 12 of the housing 1 with the first internal axial magnetic circuit 6 relative to the vertical axis of rotation, directly proportional to the speed of the incoming air flow (wind), Ф 11 (U 13 ) is the magnetic excitation flux of the main generator generated by the current flowing in the single-phase winding 11 of the excitation of the main generator, proportional to the voltage removed from the multiphase winding 13 of the exciter armature, which is determined by the formula:

Figure 00000003
Figure 00000003

где с - конструктивный коэффициент, ω6 - скорость вращения нижней внутренней секции 12 корпуса 1 с первым внутренним аксиальным магнитопроводом 6 относительно вертикальной оси вращения, прямо пропорциональная скорости набегающего воздушного потока (ветра), ω4 - скорость вращения верхней внутренней секции 14 корпуса 1 со вторым внутренним аксиальным магнитопроводом 4 относительно вертикальной оси вращения, прямо пропорциональная скорости набегающего воздушного потока (ветра), Ф16(U15) - магнитный поток возбуждения возбудителя, создаваемый током, протекающим в однофазной обмотке 16 возбуждения возбудителя, пропорциональный напряжению, снимаемому с многофазной обмотки 15 якоря подвозбудителя, которое определяется по формуле:where c is the design factor, ω 6 is the rotation speed of the lower inner section 12 of the housing 1 with the first internal axial magnetic circuit 6 relative to the vertical axis of rotation, directly proportional to the speed of the incoming air flow (wind), ω 4 is the rotation speed of the upper inner section 14 of the housing 1 with the second internal axial magnetic circuit 4 relative to the vertical axis of rotation, directly proportional to the speed of the incoming air flow (wind), Ф 16 (U 15 ) - the magnetic flux of excitation of the exciter, created by the current flowing in the single-phase winding 16 of the excitation of the exciter, proportional to the voltage taken from the multiphase winding 15 anchors of the exciter, which is determined by the formula:

Figure 00000004
Figure 00000004

где с - конструктивный коэффициент, w4 - скорость вращения верхней внутренней секции 14 корпуса 1 со вторым внутренним аксиальным магнитопроводом 4 относительно вертикальной оси вращения, прямо пропорциональная скорости набегающего воздушного потока (ветра), Ф2 - магнитный поток, создаваемый постоянным многосекционным многополюсным магнитом 2, Ф3 - магнитный поток возбуждения, создаваемый током, протекающим в однофазной дополнительной обмотке 3 возбуждения, пропорциональный напряжению, снимаемому с выхода фотоэлектрического преобразователя.where c is the design factor, w 4 is the speed of rotation of the upper inner section 14 of the housing 1 with the second internal axial magnetic circuit 4 relative to the vertical axis of rotation, directly proportional to the speed of the incoming air flow (wind), Ф 2 is the magnetic flux created by a permanent multi-section multi-pole magnet 2 , Ф 3 - the magnetic flux of excitation created by the current flowing in the single-phase additional excitation winding 3, proportional to the voltage taken from the output of the photoelectric converter.

Существенным преимуществом предлагаемого вертикально-осевого аксиального трехвходового бесконтактного безвалового ветро-солнечного генератора является возможность использования его внутреннего пространства для установки крепежной трубы для размещения в ней проводов для управления ФЭП, которые могут быть размещены над ВОАТББ-ВСГ и закреплены на этой же крепежной трубе для использования с ВОАТББ-ВСГ. Кроме этого вертикально-осевая компоновка предлагаемого трехвходового ветро-солнечного генератора обеспечивает возможность закрепления на верхней и нижней внутренних секциях корпуса вертикальных ветроустановок (например, ротора Дарье или ротора Савониуса).A significant advantage of the proposed vertical-axial axial three-input non-contact shaftless wind-solar generator is the possibility of using its internal space to install a fixing tube for placing wires in it for controlling the PV, which can be placed above the VOATBB-VSG and fixed on the same fixing tube for use with WOATBB-WASH. In addition, the vertical-axial layout of the proposed three-inlet wind-solar generator provides the ability to attach vertical wind turbines (for example, Darrieus rotor or Savonius rotor) to the upper and lower inner sections of the housing.

Claims (1)

Аксиальный трехвходовый бесконтактный ветро-солнечный генератор, содержащий корпус, возбудитель и основной генератор, при этом в корпусе установлены с одной стороны постоянный многосекционный многополюсный магнит, между секциями которого выполнены пазы, в которые уложена однофазная дополнительная обмотка возбуждения, а с противоположной стороны - аксиальный магнитопровод с одной активной торцовой поверхностью, в пазы которого уложена многофазная обмотка якоря основного генератора, а также первый внутренний аксиальный магнитопровод с двумя активными торцовыми поверхностями, в пазы которого со стороны аксиального магнитопровода с одной активной торцовой поверхностью уложена однофазная обмотка возбуждения основного генератора, а с противоположной стороны уложена многофазная обмотка якоря возбудителя, при этом однофазная обмотка возбуждения основного генератора соединена с многофазной обмоткой якоря возбудителя через первый многофазный двухполупериодный выпрямитель, отличающийся тем, что он выполнен с вертикальной осью, корпус выполнен составным и состоит из неподвижных верхней и нижней частей, а также выполненных с возможностью вращения верхней внутренней и нижней внутренней секций, при этом верхняя внутренняя секция установлена в верхней и средней подшипниковых опорах, а нижняя внутренняя секция установлена в средней и нижней подшипниковых опорах с возможностью вращения, при этом в верхней части корпуса жестко закреплен указанный постоянный многосекционный многополюсный магнит с однофазной дополнительной обмоткой возбуждения, а в нижней части корпуса жестко закреплен указанный аксиальный магнитопровод с одной активной торцовой поверхностью, в пазы которого уложена многофазная обмотка якоря основного генератора, при этом в нижней внутренней секции жестко закреплен указанный первый внутренний аксиальный магнитопровод с двумя активными торцовыми поверхностями, а в верхней внутренней секции между указанными постоянным многосекционным многополюсным магнитом и первым внутренним аксиальным магнитопроводом с двумя активными торцовыми поверхностями жестко закреплен второй внутренний аксиальный магнитопровод с двумя активными торцовыми поверхностями, в пазы которого со стороны постоянного многосекционного многополюсного магнита уложена многофазная обмотка якоря подвозбудителя, а со стороны первого внутреннего аксиального магнитопровода с двумя активными торцовыми поверхностями уложена однофазная обмотка возбуждения возбудителя, соединенная с многофазной обмоткой якоря подвозбудителя через второй многофазный двухполупериодный выпрямитель.An axial three-input contactless wind-solar generator containing a housing, an exciter and a main generator, while a permanent multi-section multi-pole magnet is installed in the housing on one side, between the sections of which there are grooves in which a single-phase additional field winding is laid, and on the opposite side - an axial magnetic circuit with one active end surface, in the grooves of which the multiphase winding of the armature of the main generator is laid, as well as the first internal axial magnetic circuit with two active end surfaces, into the grooves of which from the side of the axial magnetic circuit with one active end surface is laid a single-phase excitation winding of the main generator, and from the opposite a multiphase winding of the exciter armature is laid on the side, while the single-phase excitation winding of the main generator is connected to the multiphase winding of the exciter armature through the first multiphase full-wave rectifier, characterized in that it is made with a vertical axis, the body is made of composite and consists of fixed upper and lower parts, as well as made with the possibility of rotation of the upper inner and lower inner sections, while the upper inner section is installed in the upper and middle bearing supports, and the lower inner section is installed in the middle and lower bearing supports with the possibility of rotation, while in the upper part of the housing the specified permanent multi-section multi-pole magnet with a single-phase additional excitation winding is rigidly fixed, and in the lower part of the housing the specified axial magnetic circuit with one active end surface is rigidly fixed, in the grooves of which the multiphase winding is laid the armature of the main generator, while in the lower inner section the specified first internal axial magnetic circuit with two active end surfaces is rigidly fixed, and in the upper internal section between the specified permanent multi-section multi-pole magnet and the first external the morning axial magnetic circuit with two active end surfaces is rigidly fixed to the second internal axial magnetic circuit with two active end surfaces, in the grooves of which, from the side of the permanent multi-section multi-pole magnet, the multiphase winding of the exciter armature is laid, and from the side of the first internal axial magnetic circuit with two active end surfaces there is a packing excitation of the exciter, connected to the multi-phase winding of the armature of the exciter through a second multi-phase full-wave rectifier.
RU2020105349A 2020-02-04 2020-02-04 Axial three-input non-contact wind-solar generator RU2736200C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020105349A RU2736200C1 (en) 2020-02-04 2020-02-04 Axial three-input non-contact wind-solar generator

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020105349A RU2736200C1 (en) 2020-02-04 2020-02-04 Axial three-input non-contact wind-solar generator

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2736200C1 true RU2736200C1 (en) 2020-11-12

Family

ID=73461060

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2020105349A RU2736200C1 (en) 2020-02-04 2020-02-04 Axial three-input non-contact wind-solar generator

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2736200C1 (en)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1931946U (en) * 1965-10-02 1966-02-03 Eugen Depoi CONVERSING STATORLESS ELECTRIC MACHINE.
RU2091967C1 (en) * 1994-02-08 1997-09-27 Кубанский государственный технологический университет Two-way electrical machine
RU2349014C1 (en) * 2007-07-02 2009-03-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кубанский государственный технологический университет" (ГОУВПО "КубГТУ") Two-dimensional axial electric machine-generator
RU2450411C1 (en) * 2011-01-12 2012-05-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кубанский государственный технологический университет" (ГОУ ВПО "КубГТУ") Axial two-input contactless dynamo
RU2561504C1 (en) * 2014-06-16 2015-08-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кубанский государственный технологический университет" (ФГБОУ ВПО "КубГТУ") Axial two-input contactless wind and solar generator
RU2636387C1 (en) * 2017-01-30 2017-11-23 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный технологический университет" (ФГБОУ ВО "КубГТУ") Axial three-inlet wind-solar generator

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1931946U (en) * 1965-10-02 1966-02-03 Eugen Depoi CONVERSING STATORLESS ELECTRIC MACHINE.
RU2091967C1 (en) * 1994-02-08 1997-09-27 Кубанский государственный технологический университет Two-way electrical machine
RU2349014C1 (en) * 2007-07-02 2009-03-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кубанский государственный технологический университет" (ГОУВПО "КубГТУ") Two-dimensional axial electric machine-generator
RU2450411C1 (en) * 2011-01-12 2012-05-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кубанский государственный технологический университет" (ГОУ ВПО "КубГТУ") Axial two-input contactless dynamo
RU2561504C1 (en) * 2014-06-16 2015-08-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кубанский государственный технологический университет" (ФГБОУ ВПО "КубГТУ") Axial two-input contactless wind and solar generator
RU2636387C1 (en) * 2017-01-30 2017-11-23 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный технологический университет" (ФГБОУ ВО "КубГТУ") Axial three-inlet wind-solar generator

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2636387C1 (en) Axial three-inlet wind-solar generator
RU2540415C2 (en) Wind-driven or hydro-electric power plant
RU2450411C1 (en) Axial two-input contactless dynamo
US8575817B2 (en) Axial air gap machine having stator and rotor discs formed of multiple detachable segments
RU2349014C1 (en) Two-dimensional axial electric machine-generator
RU2561504C1 (en) Axial two-input contactless wind and solar generator
EP3479464B1 (en) Homopolar motor for a flywheel energy storage system
US8198748B1 (en) Magnetically levitated linear barrel generator
US8461730B2 (en) Radial flux permanent magnet alternator with dielectric stator block
JP4800296B2 (en) An assembly with a hydro turbine and generator, with the generator rotor connected directly to each blade of the turbine
RU2633356C1 (en) Direct current valve wind generator
RU2623214C1 (en) Axial polyphase two-inlet contactless electrical machine-generator
RU2332775C1 (en) Two-dimensional electrical machine-generator
RU2707963C1 (en) Three-input two-dimensional wind-solar axial-radial electric machine-generator
RU2736200C1 (en) Axial three-input non-contact wind-solar generator
Beik et al. High voltage generator for wind turbines
US7508107B2 (en) High current rotating exciter
RU2605204C1 (en) Shaftless generator
Bumby et al. Axial flux, permanent magnet, generators for engine integration
RU2655379C1 (en) Synchronized axial two-input non-contact wind-solar generator
RU2759598C1 (en) Stabilized three-input axial-radial electric generator machine
RU2763044C1 (en) Three-input axial-radial electric generator machine
RU2629017C1 (en) Hybrid axial electric machine-generator
Saint Saint et al. Design of the coreless axial-flux double-sided permanent magnet synchronous generator for wind power system
CN216564875U (en) Electric motor