RU2788023C1

RU2788023C1 - Segment generator stator

Info

Publication number: RU2788023C1
Application number: RU2022102424A
Authority: RU
Inventors: Александр Михайлович Литвиненко; Михаил Александрович Никулин
Filing date: 2022-02-01
Publication date: 2023-01-16

Abstract

FIELD: power engineering.

SUBSTANCE: invention relates to the field of wind power and can be used to convert wind energy into electrical energy. The stator of the segment generator contains electromechanical modules and fasteners and is equipped with a U-shaped magnetic core and an L-shaped magnetic core. In the window of the coil on the inside, the first permanent magnet is installed with an internal vertical U-shaped magnetic core rack adjacent to it. The external vertical rack of the U-shaped magnetic circuit is installed on the first outside of the coil. A second permanent magnet is attached to the vertical stand of the L-shaped magnetic core with the possibility of contact from the second outside of the coil. Horizontal magnetic core shelves are installed on the base.

EFFECT: implementation of the stator using two standard sizes of permanent magnets along the length, while using both sides of the coil, which leads to a simplification of the design and improved manufacturability.

1 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к области ветроэнергетики и может быть использовано для преобразования энергии ветра в электрическую энергию.The invention relates to the field of wind energy and can be used to convert wind energy into electrical energy.

Известен статор ветроэлектроагрегата по патенту РФ №2379549, опубл. 20.01.2010, бюл. №2, заявка 2008128761/06, 14.07.2008, содержащий источник магнитного поля, магнитопроводы, катушки и крепежные элементы. Кроме того, статор снабжен прикрепленным кронштейном к подшипниковому узлу ветроколеса средним модулем с крепежным основанием и боковым модулем, закрепленном на подвижном основании, шарнирно прикрепленным к крепежному основанию модуля, а также термокомпенсирующим стержнем. Термокомпенсирующий стержень закреплен одним концом в подшипниковом узле ветроколеса, а другим в крайнем шарнире подвижного основания. Изобретение направлено на устранение влияния температуры на величину воздушного зазора, образуемого меду статором и роторными элементами ветроколеса, что обеспечивает высокую адаптационную способность к удлинению лопастей.Known stator wind turbine according to the patent of the Russian Federation No. 2379549, publ. 01/20/2010, bul. No. 2, application 2008128761/06, 07/14/2008, containing a magnetic field source, magnetic circuits, coils and fasteners. In addition, the stator is equipped with a middle module attached to the bearing assembly of the wind wheel with a mounting base and a side module mounted on a movable base, pivotally attached to the mounting base of the module, as well as a temperature-compensating rod. The temperature-compensating rod is fixed at one end in the bearing unit of the wind wheel, and at the other end in the extreme hinge of the movable base. The invention is aimed at eliminating the influence of temperature on the size of the air gap formed between the stator and rotor elements of the wind wheel, which provides a high adaptive ability to elongate the blades.

Также известен статор ветроэлектроагрегата по патенту РФ №2383780, опубл. 10.03.2010, бюл. №7, заявка 2008128747/06, 14.07.2008, который снабжен установленными в лопастях роторными элементами и содержит источник магнитного поля, магнитопроводы, катушку и крепежные элементы. Кроме того, он снабжен подвижным основанием с ползуном, взаимодействующим с поступательными направляющими, и термокомпенсирующим стержнем, шарнирно закрепленными одним концом в основании подшипникового узла ветроколеса, а другим - в ползуне основания. Преимуществом данного статора является его высокая адаптационная способность к удлинению лопастей и компенсации изменения величины воздушного зазора путем устранения влияния температуры на его величину. Совокупность магнитопроводов, катушек и крепежных элементов является модулем статора, модулей может быть несколько.Also known is the stator of a wind turbine according to the patent of the Russian Federation No. 2383780, publ. 10.03.2010, bul. No. 7, application 2008128747/06, 07/14/2008, which is equipped with rotor elements installed in the blades and contains a magnetic field source, magnetic circuits, a coil and fasteners. In addition, it is provided with a movable base with a slider interacting with the translational guides, and a temperature-compensating rod, hinged at one end in the base of the wind turbine bearing assembly, and with the other end in the base slider. The advantage of this stator is its high adaptive ability to elongate the blades and compensate for changes in the air gap by eliminating the effect of temperature on its value. The set of magnetic circuits, coils and fasteners is a stator module, there can be several modules.

Недостатком данного статора является то, что он лишь адаптируется к изменению температуры окружающей среды, но не позволяет осуществлять в широком диапазоне регулирование магнитного поля постоянных магнитов.The disadvantage of this stator is that it only adapts to changes in ambient temperature, but does not allow for a wide range of regulation of the magnetic field of permanent magnets.

Наиболее близким по технической сущности является статор сегментного генератора по патенту РФ №2571996, опубл. 27.12.2015, бюл. №36, заявка 2013150777/06 от 14.11.2013. Статор содержит электромеханические модули, включающие в себя катушки, сердечники, закрепленные винтами. Модули установлены на дугообразном основании, при этом один конец основания установлен в подшипниковом узле. Статор контактирует в магнитном отношении с постоянными магнитами П-образной формы, которые закреплены на основании, которое в свою очередь укреплено на лопастях ветроколеса, другой конец основания статора прикреплен к выходному звену микропривода, который закреплен в подшипнике. Подшипниковый узел и микропривод установлены на общем кронштейне, который установлен на подвижном основании, соединенном с головкой ветроколеса. Недостатком статора является то, что он обладает неудовлетворительной технологичностью и повышенной сложностью.The closest in technical essence is the stator of the segment generator according to the patent of the Russian Federation No. 2571996, publ. December 27, 2015, bul. No. 36, application 2013150777/06 dated 11/14/2013. The stator contains electromechanical modules, including coils, cores fixed with screws. The modules are mounted on an arc-shaped base, with one end of the base mounted in a bearing assembly. The stator is in magnetic contact with U-shaped permanent magnets, which are fixed on the base, which, in turn, is fixed on the wind turbine blades, the other end of the stator base is attached to the output link of the microdrive, which is fixed in the bearing. The bearing unit and the microdrive are mounted on a common bracket, which is mounted on a movable base connected to the wind turbine head. The disadvantage of the stator is that it has unsatisfactory manufacturability and increased complexity.

Изобретение направлено на осуществление уменьшения сложности, повышения технологичности.The invention is aimed at reducing complexity, improving manufacturability.

Это достигается тем, что статор сегментного генератора, содержащий основание, электромеханические модули, состоящие из катушек, сердечников и постоянных магнитов, согласно изобретению, снабжен "П" образным магнитопроводом и "Г" образным магнитопроводом, причем в окне катушки с внутренней стороны установлен первый постоянный магнит с примыкающим к нему внутренней вертикальной стойкой "П" образного магнитопровода, внешняя вертикальная стойка "П" образного магнитопровода установлена с первой внешней стороны катушки, к вертикальной стойке "Г" образного магнитопровода прикреплен второй постоянный магнит с возможностью контакта со второй внешней стороны катушки, при том горизонтальные полки магнитопровода установлены на основании.This is achieved by the fact that the stator of the segment generator, containing the base, electromechanical modules, consisting of coils, cores and permanent magnets, according to the invention, is equipped with a "P" shaped magnetic circuit and a "L" shaped magnetic circuit, and the first permanent a magnet with an inner vertical post "P" shaped magnetic circuit adjacent to it, an external vertical post "P" shaped magnetic circuit is installed on the first outer side of the coil, a second permanent magnet is attached to the vertical post "L" of the shaped magnetic circuit with the possibility of contact from the second outer side of the coil, while the horizontal shelves of the magnetic circuit are installed on the base.

Сущность изобретения иллюстрируется чертежом, где схематично изображен статор: вид спереди - Фиг. 1, вид сверху - Фиг. 2.The essence of the invention is illustrated in the drawing, which schematically shows the stator: front view - Fig. 1, top view - FIG. 2.

Статор сегментного генератора содержит: основание 1, "Г" образный магнитопровод с горизонтальной полкой 2 и вертикальной стойкой 3, постоянный магнит 4, примыкающий ко второй внешней стороне 5 катушки 6, замыкающие роторные элементы 7, внутреннюю вертикальную стойку 8 "П" образного магнитопровода, первый постоянный магнит 9, к первой внешней стороне 10 катушки 6 примыкает внешняя стойка 11 "П" образного магнитопровода, горизонтальные стороны магнитопроводов 12 и 2 прикреплены к основанию 1 с помощью винтов 13.The stator of the segment generator contains: a base 1, a "L" shaped magnetic circuit with a horizontal shelf 2 and a vertical stand 3, a permanent magnet 4 adjacent to the second outer side 5 of the coil 6, closing rotor elements 7, an internal vertical stand 8 "P" shaped magnetic circuit, the first permanent magnet 9, to the first outer side 10 of the coil 6 adjoins the outer rack 11 of the "P" shaped magnetic circuit, the horizontal sides of the magnetic circuits 12 and 2 are attached to the base 1 with screws 13.

Работа устройства: при воздействии набегающего потока воздуха на лопасти, ветроколесо сегментного генератора приходит во вращение. На концах лопастей ветроколеса, укрепленные роторные элементы 7 при движении справа налево на Фиг. 1 производят коммутацию потока по цепи: роторный элемент 7 - воздушный зазор - внутренняя вертикальная стойка 8 - горизонтальный магнитопровод 12 - внешняя вертикальная стойка 11 -воздушный зазор - элемент 7. При дальнейшем продвижении элемента 7 путь прохождения магнитного потока разрывается и поток от постоянного магнита 9 пронизывает витки катушки 6 по внешней стороне 10 магнитопровода. При дальнейшем продвижении элемента 7 к левой стороне чертежа на фиг 1 происходит аналогичная коммутация по цепи: элемент 7 - воздушный зазор - вертикальная стойка 3 - горизонтальная стойка 2 -вертикальная стойка 8 - воздушный зазор - элемент 7. В обоих случаях происходит коммутация воздушного потока постоянных магнитов или в левой, или в правой стороне катушки 6. В обоих случаях возбуждающее напряжение передается потребителю.Operation of the device: when the oncoming air flow acts on the blades, the wind wheel of the segment generator starts to rotate. At the ends of the blades of the wind wheel, the reinforced rotor elements 7 when moving from right to left in Fig. 1, the flow is switched along the circuit: rotary element 7 - air gap - internal vertical column 8 - horizontal magnetic circuit 12 - external vertical column 11 - air gap - element 7. With further advancement of element 7, the path of the magnetic flux is broken and the flux from the permanent magnet 9 permeates the turns of the coil 6 along the outer side 10 of the magnetic circuit. With further advancement of element 7 to the left side of the drawing in Fig. 1, a similar switching takes place along the circuit: element 7 - air gap - vertical column 3 - horizontal column 2 - vertical column 8 - air gap - element 7. In both cases, the air flow is switched constant magnets either on the left or on the right side of the coil 6. In both cases, the exciting voltage is transmitted to the consumer.

Технико-экономическим преимуществом данного статора является то, что становится возможным осуществлять реализацию статора с помощь двух типоразмеров постоянных магнитов по длине, при этом используются обе стороны катушки, что приводит к упрощению конструкции и улучшению технологичности.The technical and economic advantage of this stator is that it becomes possible to implement the stator with the help of two standard sizes of permanent magnets along the length, while using both sides of the coil, which leads to a simplification of the design and improved manufacturability.

Claims

A stator of a segment generator containing a base, electromechanical modules consisting of coils, cores and permanent magnets, characterized in that the stator is equipped with a U-shaped magnetic circuit and an L-shaped magnetic circuit, and the first permanent magnet is installed on the inside of the coil window with an adjoining the inner vertical post of the U-shaped magnetic core, the outer vertical post of the U-shaped magnetic core is installed on the first outer side of the coil, the second permanent magnet is attached to the vertical post of the L-shaped magnetic core with the possibility of contact with the second outer side of the coil, while the horizontal shelves of the magnetic core are installed on the base .