RU81537U1

RU81537U1 - STATOR OF A GENERATOR FOR A WIND POWER INSTALLATION

Info

Publication number: RU81537U1
Application number: RU2008132945/22U
Authority: RU
Inventors: Анатолий Михайлович Русаков; Виктор Федорович Горячев; Вера Николаевна Русакова; Виктор Павлович Дубровский
Original assignee: Артер Текнолоджи Лимитед
Priority date: 2008-08-12
Filing date: 2008-08-12
Publication date: 2009-03-20

Abstract

Сущность полезной модели: статор генератора для ветроэнергетической установки содержит корпус цилиндрической формы, магнитопровод, катушки возбуждения, катушки якоря и шины для соединения соответствующих катушек возбуждения между собой. Магнитопровод соединен с корпусом и имеет кольцеобразную форму. Катушки возбуждения равномерно расположены по периметру магнитопровода. Катушки якоря закреплены на магнитопроводе. Магнитопровод выполнен в виде отдельных секций. Соединение каждой секции магнитопровода с корпусом выполнено в виде, по меньшей мере, двух соединительных приспособлений. Продольная ось симметрии каждого соединительного приспособления расположена радиально. Каждое соединительное приспособление выполнено в виде болта и соответствующей гайки клиновидной формы. Магнитопровод выполнен с гнездами клиновидной формы для размещения гаек соединительных приспособлений. Корпус выполнен с каналами для прохода болтов соединительных приспособлений. 1 з. п. ф-лы, 3 илл.The essence of the utility model: the generator stator for a wind power installation contains a cylindrical body, a magnetic circuit, field coils, armature coils and buses for connecting the respective field coils to each other. The magnetic circuit is connected to the housing and has an annular shape. Field coils are evenly spaced around the perimeter of the magnetic circuit. Anchor coils are fixed to the magnetic circuit. The magnetic circuit is made in the form of separate sections. The connection of each section of the magnetic circuit with the housing is made in the form of at least two connecting devices. The longitudinal axis of symmetry of each connecting device is located radially. Each connecting device is made in the form of a bolt and a corresponding wedge-shaped nut. The magnetic circuit is made with wedge-shaped sockets for accommodating nuts of connecting devices. The housing is made with channels for the passage of bolts of the connecting devices. 1 s P. f-ly, 3 ill.

Description

Полезная модель относится к области энергетической промышленности, в частности к устройствам для преобразования кинетической энергии природных сред в электрическую энергию и может быть использована в ветроэнергетике.The utility model relates to the field of the energy industry, in particular to devices for converting the kinetic energy of natural media into electrical energy and can be used in wind energy.

Известен статор генератора для ветроэнергетической установки, который содержит корпус, соединенный с корпусом магнитопровод, катушки возбуждения, закрепленные на магнитопроводе катушки якоря и шины для соединения соответствующих катушек возбуждения между собой (см., например, патент Российской Федерации №2270362, кл. F03D 9/00, опубл. 20 февраля 2006 г.).Known stator generator for a wind power installation, which contains a housing connected to the housing of the magnetic circuit, the excitation coil, mounted on the magnetic circuit of the armature coil and busbar for connecting the respective excitation coils with each other (see, for example, patent of the Russian Federation No. 2270362, class F03D 9 / 00, published February 20, 2006).

К недостаткам известного технического решения можно отнести относительно сложную конструкцию статора, что требует применения трудоемкой технологии его изготовления, сборки и ремонта. Указанные обстоятельства приводят к увеличению стоимости изготовление статора и эксплуатационных затрат.The disadvantages of the known technical solutions include the relatively complex design of the stator, which requires the use of laborious technology for its manufacture, assembly and repair. These circumstances lead to an increase in the cost of manufacturing the stator and operating costs.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому техническому результату является статор генератора для ветроэнергетической установки, который включает корпус цилиндрической формы, соединенный с корпусом магнитопровод кольцеобразной формы, равномерно расположенные по периметру магнитопровода катушки возбуждения, закрепленные на магнитопроводе катушки якоря и шины для соединения соответствующих катушек возбуждения между собой (см., например, патент Российской Федерации №2204734, кл. F03D 9/00, опубл. 20 мая 2003 г.).The closest in technical essence and the achieved technical result is a generator stator for a wind power installation, which includes a cylindrical body, a ring-shaped magnetic circuit connected to the body, uniformly spaced along the perimeter of the magnetic circuit of the excitation coil, mounted on the magnetic circuit of the armature coil and busbar to connect the respective excitation coils between themselves (see, for example, patent of the Russian Federation No. 2204734, class F03D 9/00, published May 20, 2003).

Выбранное в качестве ближайшего аналога известное техническое решение частично устраняет недостатки описанного выше устройства. К недостаткам известного устройства можно отнести относительно низкую технологичность его Selected as the closest analogue, the known technical solution partially eliminates the disadvantages of the above device. The disadvantages of the known device include relatively low manufacturability

изготовления и сборки, которая обусловлена необходимостью проведения дополнительной доработки деталей и узлов статора, что существенно увеличивает себестоимость продукции и эксплуатационные затраты на ремонт. Указанные недостатки особенно проявляются при изготовлении, сборке и ремонте статоров генераторов для ветроэнергетических установок большой мощности, то есть в том случае, когда наружный диаметр корпуса статора достигает нескольких метров.manufacturing and assembly, which is due to the need for additional refinement of parts and components of the stator, which significantly increases the cost of production and operating costs for repairs. These shortcomings are especially evident in the manufacture, assembly and repair of stators of generators for high-power wind turbines, that is, in the case when the outer diameter of the stator housing reaches several meters.

Полезная модель направлена на решение задачи по созданию конструкции такого статора генератора для ветроэнергетической установки, которая обеспечивала бы снижение стоимости его изготовления и затрат на ремонт. Технический результат, который может быть получен при реализации полезной модели, заключается в упрощении конструкции и улучшении ремонтопригодности узлов и деталей статора генератора для ветроэнергетической установки большой мощности.The utility model is aimed at solving the problem of creating the design of such a generator stator for a wind power installation, which would reduce the cost of its manufacture and repair costs. The technical result that can be obtained by implementing the utility model is to simplify the design and improve maintainability of the components and parts of the generator stator for a high-power wind power installation.

Поставленная задача решена за счет того, что в статоре генератора для ветроэнергетической установки, который включает корпус цилиндрической формы, соединенный с корпусом магнитопровод кольцеобразной формы, равномерно расположенные по периметру магнитопровода катушки возбуждения, закрепленные на магнитопроводе катушки якоря и шины для соединения соответствующих катушек возбуждения между собой, магнитопровод выполнен в виде отдельных секций, а соединение каждой секции магнитопровода с корпусом выполнено в виде, по меньшей мере, двух соединительных приспособлений, продольная ось симметрии каждого из которых расположена радиально, при этом каждое соединительное приспособление выполнено в виде болта и соответствующей гайки клиновидной формы, причем магнитопровод выполнен с гнездами клиновидной формы для размещения гаек соединительных приспособлений, а корпус выполнен с каналами для прохода болтов соединительных приспособлений.The problem is solved due to the fact that in the stator of the generator for a wind power installation, which includes a cylindrical body, a ring-shaped magnetic circuit connected to the body, uniformly spaced along the perimeter of the magnetic circuit of the excitation coil, mounted on the magnetic circuit of the armature coil and busbar to connect the respective excitation coils to each other , the magnetic circuit is made in the form of separate sections, and the connection of each section of the magnetic circuit with the housing is made in the form of at least two connecting devices, the longitudinal axis of symmetry of each of which is located radially, while each connecting device is made in the form of a bolt and a corresponding wedge-shaped nut, and the magnetic circuit is made with wedge-shaped sockets to accommodate the nuts of the connecting devices, and the housing is made with channels for the passage of bolts of the connecting devices .

Кроме того, поставленная задача решена за счет того, что корпус выполнен из магнитомягкого материала.In addition, the task is solved due to the fact that the body is made of soft magnetic material.

Сущность полезной модели поясняется чертежами, где на фиг.1 изображен статор генератора для ветроэнергетической установки, на фиг.2 - узел соединения секции магнитопровода с корпусом и на фиг.3 - генератор для ветроэнергетической установки.The essence of the utility model is illustrated by drawings, in which Fig. 1 shows a generator stator for a wind power installation, Fig. 2 shows a connection node of a magnetic circuit section with a housing, and Fig. 3 shows a generator for a wind power installation.

Статор генератора для ветроэнергетической установки содержит корпус 1 цилиндрической формы. Корпус 1 может быть выполнен из магнитомягкого материала, например, из сплава на основе Fe - Со (пермендюр). С корпусом 1 соединен магнитопровод 2, который имеет кольцеобразную форму и расположен коаксиально внутри корпуса 1. Магнитопровод 2 выполнен в виде отдельных секций 3 (фиг.2 и 3), имеющих форму секторов. Магнитопровод 2 выполнен с пазами, в которых размещены катушки 4 возбуждения. Катушки 4 обмоток возбуждения расположены равномерно по периметру магнитопровода 2. На магнитопроводе 2 закреплены катушки 5 обмоток якоря. Следует отметить, что катушки 4 обмоток возбуждения могут быть изготовлены отдельно от статора и установлены в соответствующих пазах магнитопровода 2 при его окончательной сборке. Соответствующие катушки 4 обмоток возбуждения соединены между собой с помощью шин 6. Соединение каждой секции 3 магнитопровода 2 с корпусом 1 выполнено в виде, по меньшей мере, двух соединительных приспособлений, продольная ось 7 симметрии каждого из которых расположена радиально. Так на фиг.2 представлен вариант конструктивного выполнения устройства, при котором секция 3 магнитопровода 2 соединена с корпусом 1 с помощью трех соединительных приспособлений. Каждое соединительное приспособление выполнено в виде болта 8 и соответствующей гайки 9 клиновидной формы. Магнитопровод 2 (каждая образующая его секция 3) выполнен с гнездами 10 клиновидной формы для The stator of the generator for a wind power installation contains a housing 1 of a cylindrical shape. The housing 1 can be made of soft magnetic material, for example, from an alloy based on Fe - Co (permendure). A magnetic circuit 2 is connected to the housing 1, which has an annular shape and is located coaxially inside the housing 1. The magnetic circuit 2 is made in the form of separate sections 3 (FIGS. 2 and 3) having the shape of sectors. The magnetic circuit 2 is made with grooves in which the excitation coils 4 are placed. The coils 4 of the field windings are evenly spaced around the perimeter of the magnetic circuit 2. On the magnetic circuit 2, coils 5 of the armature windings are fixed. It should be noted that the coils 4 of the field windings can be manufactured separately from the stator and installed in the corresponding grooves of the magnetic circuit 2 during its final assembly. The corresponding coils 4 of the field windings are interconnected by means of buses 6. The connection of each section 3 of the magnetic circuit 2 with the housing 1 is made in the form of at least two connecting devices, the longitudinal axis of symmetry 7 of each of which is located radially. So figure 2 presents a variant of the structural embodiment of the device, in which the section 3 of the magnetic circuit 2 is connected to the housing 1 using three connecting devices. Each connecting device is made in the form of a bolt 8 and the corresponding nut 9 of a wedge-shaped shape. The magnetic core 2 (each section 3 forming it) is made with wedge-shaped sockets 10 for

размещения соответствующих гаек 9 соединительных приспособлений. Корпус 1 выполнен с каналами 11 для прохода соответствующих болтов 8 соединительных приспособлений.the placement of the corresponding nuts 9 connecting devices. The housing 1 is made with channels 11 for the passage of the corresponding bolts 8 of the connecting devices.

Описанный выше статор входит в состав генератора для ветроэнергетической установки, который содержит установленный коаксиально внутри статора ротор. Один из вариантов конструктивного выполнения ротора представлен на фиг.3 и включает установленный с возможностью вращения вал 12, который кинематически связан с валом (на чертежах не изображено) ветроколеса ветроэнергетической установки. На валу 12 с помощью опор-спиц 13 закреплен обод 14. По периметру обода 4 равномерно расположены сердечник 15 с полюсными наконечниками 16.The stator described above is part of the generator for a wind power installation, which contains a rotor mounted coaxially inside the stator. One of the options for constructive execution of the rotor is shown in figure 3 and includes a rotatably mounted shaft 12, which is kinematically connected with the shaft (not shown in the drawings) of a wind wheel of a wind power installation. A rim 14 is mounted on the shaft 12 with the help of spokes 13. Along the perimeter of the rim 4 are evenly spaced the core 15 with pole tips 16.

Статор генератора ветроэнергетической установки работает следующим образом.The stator of the generator of a wind power installation operates as follows.

При сборке статора каждую секцию 3 магнитопровода 2 последовательно закрепляют на корпусе 1 с помощью соответствующих соединительных приспособлений. Для этого гайку 9 каждого соединительного приспособления размещают в соответствующем гнезде 10 секции 3 магнитопровода 2. Болт 8 соединительного приспособления размещают в соответствующем канале 11 корпуса 1 статора. При повороте болт 8 ввинчивается в гайку 9, повороту которой препятствуют клиновидная форма гайки 9 и стенок гнезда 10 и происходит радиальное перемещение секции 3 магнитопровода 2 к корпусу 1 статора. Такая конструкция соединительного приспособления обеспечивает наиболее полный контакт магнитопровода 2 со стенками корпуса 1 статора по всему его периметру. Затем осуществляют размещение катушек 5 обмоток якоря и катушек 4 обмоток возбуждения на магнитопроводе 2. При этом катушки 4 обмоток возбуждения When assembling the stator, each section 3 of the magnetic circuit 2 is sequentially fixed to the housing 1 using appropriate connecting devices. For this, the nut 9 of each connecting device is placed in the corresponding socket 10 of section 3 of the magnetic circuit 2. The bolt 8 of the connecting device is placed in the corresponding channel 11 of the stator housing 1. When turning the bolt 8 is screwed into the nut 9, the rotation of which is prevented by the wedge-shaped shape of the nut 9 and the walls of the socket 10 and the section 3 of the magnetic circuit 2 is radially moved to the housing 1 of the stator. This design of the connecting device provides the most complete contact of the magnetic circuit 2 with the walls of the housing 1 of the stator along its entire perimeter. Then the coils 5 of the armature windings and the coils 4 of the field windings are placed on the magnetic circuit 2. At the same time, the coils 4 of the field windings

закрепляют в соответствующих пазах на магнитопроводе 2 и соединяют между собой с помощью шин 6.fixed in the corresponding grooves on the magnetic circuit 2 and interconnected using tires 6.

Воздушный поток, движущийся вдоль продольной оси симметрии ветроэнергетической установки, попадает на ветроколесо и заставляет его вращаться. Поскольку вал ветроколеса кинематически связан с валом 12 ротора генератора, то вал 12 ротора также начинает вращаться. При вращении ротора постоянный ток поступает от источника постоянного тока в катушки 4 обмотки возбуждения статора. Магнитное поле создается магнитодвижущими силами катушек 4 обмотки возбуждения. Магнитный поток проходит через зазор между полюсными наконечниками 16 сердечника 15 ротора, и секциями 3 магнитопровода 2, которые выполняют функции полюсных наконечников статора, сцепляется с катушками 5 обмотки якоря статора и создает магнитодвижущую силу статора, наводя в статоре электродвижущую силу.The air flow moving along the longitudinal axis of symmetry of the wind power plant falls on the wind wheel and makes it rotate. Since the shaft of the wind wheel is kinematically connected with the shaft 12 of the rotor of the generator, the shaft 12 of the rotor also begins to rotate. When the rotor rotates, direct current is supplied from the direct current source to the stator field winding coils 4. The magnetic field is created by the magnetomotive forces of the coils 4 of the field winding. The magnetic flux passes through the gap between the pole tips 16 of the rotor core 15 and the sections 3 of the magnetic circuit 2, which act as the pole tips of the stator, interlocks with the coils 5 of the stator armature winding and creates a magnetically motive force of the stator, inducing electromotive force in the stator.

Claims

1. The stator of the generator for a wind power installation, including a cylindrical body, connected to the body of a ring-shaped magnetic circuit, evenly spaced along the perimeter of the magnetic circuit of the excitation coil, mounted on the magnetic circuit of the armature coil and busbar for connecting the respective excitation coils to each other, characterized in that the magnetic circuit is made in in the form of separate sections, and the connection of each section of the magnetic circuit with the housing is made in the form of at least two connecting devices d, the longitudinal axis of symmetry of each of which is located radially, with each connecting device made in the form of a bolt and a corresponding wedge-shaped nut, and the magnetic circuit is made with wedge-shaped sockets to accommodate the nuts of the connecting devices, and the housing is made with channels for the passage of bolts of the connecting devices.

2. The stator of the generator according to claim 1, characterized in that the housing is made of soft magnetic material.