UA116122U - LOW-POWER WIND ELECTRIC GENERATOR WITH DUAL SIMPLE TWO-DISC ROTOR - Google Patents
LOW-POWER WIND ELECTRIC GENERATOR WITH DUAL SIMPLE TWO-DISC ROTOR Download PDFInfo
- Publication number
- UA116122U UA116122U UAU201611504U UAU201611504U UA116122U UA 116122 U UA116122 U UA 116122U UA U201611504 U UAU201611504 U UA U201611504U UA U201611504 U UAU201611504 U UA U201611504U UA 116122 U UA116122 U UA 116122U
- Authority
- UA
- Ukraine
- Prior art keywords
- rotor
- disk
- stator
- low
- double
- Prior art date
Links
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 title 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 13
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims abstract description 13
- 239000004033 plastic Substances 0.000 claims description 7
- 230000005405 multipole Effects 0.000 claims description 6
- 229910001172 neodymium magnet Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 5
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 15
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 5
- 229920001342 Bakelite® Polymers 0.000 description 2
- 239000004637 bakelite Substances 0.000 description 2
- 244000309464 bull Species 0.000 description 2
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 2
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 1
- 230000005415 magnetization Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000013021 overheating Methods 0.000 description 1
Abstract
Малопотужний вітроелектрогенератор зі здвоєним дводисковим ротором спрощеної конструкції містить співвісно розташовані дводисковий ротор з стальним магнітопроводом, з'єднаний з вихідним валом вітродвигуна, і дисковий статор з якірними котушками без осердя, перший диск ротора виконаний багатополюсним з рівномірно закріпленими по колу на периферії диска постійними магнітами з чергуванням полюсів, а статор з якірними котушками без осердя розташований з повітряним зазором між дисками ротора. Другий диск ротора виконаний у вигляді стальної пластини.The low-power wind turbine with a double double-disc rotor of simplified design contains a coaxially located double-disc rotor with a steel magnetic circuit connected to the output shaft of the wind turbine, and a disk stator with anchor coils without a core. alternating poles, and the stator with anchor coils without a core is located with an air gap between the rotor disks. The second rotor disk is made in the form of a steel plate.
Description
Корисна модель належить до вітроенергетики і може бути використана для перетворення кінетичної енергії вітру в електричну енергію в присадибних вітроенергоустановках.The useful model belongs to wind power and can be used to convert the kinetic energy of the wind into electrical energy in home wind power plants.
Відомо, що в невеликих ВЕУ найбільш розповсюджені багатополюсні генератори з постійними магнітами (Чоп Гм/ідеїї апа Топу МУ/вїї. Непежабріє Епегду Незоипгсев. - | опдоп апаIt is known that multipole generators with permanent magnets are the most common in small wind turbines (Chop Gm/ideii apa Topu MU/vyi. Nepezhabrie Epegdu Nezoipgsev. - | opdop apa
Мем МоїКк: Тауїог 5 Егапсіб5, 2006. - Р. 310-314|Ї. Проте звичайні автотракторні генератори не задовольняють вимогам ВЕУ.Mem MoiKk: Tauiog 5 Egapsib5, 2006. - R. 310-314|Y. However, conventional auto-tractor generators do not meet the requirements of wind turbines.
Відомий безредукторний вітроагрегат |Пат. ОБА Мо 3740565, кл. 290-55, опубл. 19731), що містить горизонтально установлений магнітоелектричний генератор з сегментним ротором і круговим статором.The well-known gearless wind unit |Pat. BOTH Mo. 3740565, cl. 290-55, publ. 19731), containing a horizontally installed magnetoelectric generator with a segmented rotor and a circular stator.
Недоліком названого вітроагрегату є його складність і громіздкість, що потребує великого обсягу будівельних і монтажних робіт.The disadvantage of the named wind unit is its complexity and bulkiness, which requires a large amount of construction and installation work.
Відомий також вітровий теплогенератор з самозбудженням (Пат. НА Мо 64568. МПКA wind heat generator with self-excitation is also known (Pat. NA Mo 64568. IPC
ЕО307/06. - Опубл. 16.02.2004, Вюл. Мо 21, що містить індукційний перетворювач енергії вітру в теплоту (ІПЕВТ) у вигляді дискових магнітопроводів з зубчастою будовою прилеглих поверхонь, установлених співвісно з зазором між ними, і обмотки збудження, розташованої в кільцевій канавці на статорі, ротор кінематично зв'язаний з валом вітродвигуна, додаткові якірні обмотки ідентичного виконання розташовані в шаховому порядку симетрично на зубцях статора, з'єднані паралельно і через регульований випрямляч приєднані до обмотки збудження.EO307/06. - Publ. 16.02.2004, Vyul. Mo 21, which contains an induction wind energy-to-heat converter (IPEVT) in the form of disc magnetic conductors with a toothed structure of adjacent surfaces, installed coaxially with a gap between them, and an excitation winding located in an annular groove on the stator, the rotor is kinematically connected to the wind motor shaft , additional armature windings of an identical design are located in a staggered order symmetrically on the stator teeth, connected in parallel and connected to the excitation winding through an adjustable rectifier.
Недоліком відомого пристрою є низький електричний ККД із-за перегріву якірних обмоток, обумовлений їхнім розташуванням на зубцях стального магнітопроводу, і залежність величини генерованої ЕРС від остаточного намагнічування зубців, що затрудняє використання пристрою для роботи протягом року.The disadvantage of the known device is the low electrical efficiency due to overheating of the armature windings due to their location on the teeth of the steel magnetic conductor, and the dependence of the generated EMF on the final magnetization of the teeth, which makes it difficult to use the device for year-round operation.
Відомий також присадибний когенераційний вітропарк (Пат. ША Мо 95186, МПК РгО303/06,The homestead cogeneration wind farm is also known (Pat. Sha Mo 95186, IPC RgO303/06,
ЕО309/00. - Опубл. 10.12.2014, Бюл. Мо 23), що містить декілька вітротеплових установок зEO309/00. - Publ. 10.12.2014, Bull. Mo 23), which contains several wind thermal installations with
ІПЕВТ, з'єднаних кінематично з валом свого вітродвигуна, та принаймні один автономний вітроелектрогенератор, для живлення обмоток збудження кожного ІПЕВТ.IPEVTs, connected kinematically to the shaft of their wind engine, and at least one autonomous wind generator to power the excitation windings of each IPEVT.
Недолік присадибного когенераційного вітропарку - відсутність вітроелектрогенератора невеликої потужності для живлення обмоток збудження кожного ІПЕВТ.The shortcoming of the on-site cogeneration wind farm is the lack of a low-power wind generator to power the excitation windings of each IPEVT.
Відомий також безредукторний малопотужний вітроелектрогенератор, взятий за прототипA gearless low-power wind generator, taken as a prototype, is also known
Коо) ІПат. СА Мо 104467. МПК РО307/06 (2006.01), РОЗО 1/06 (2006.01). - Опубл. 10.02.2016, Бюл. Мо 3), що містить багатополюсний дводисковий стальний ротор, з рівномірно закріпленими по колу на периферії дисків постійними магнітами, дзеркально розташованими один до одного різнойменними полюсами, з'єднаний з вихідним валом вітродвигуна, і дисковий статор з якірними котушками без осердя, розташований з повітряним зазором між дисками багатополюсного ротора. Статор виготовлений у вигляді симетрично розташованих по внутрішньому периметру плоских якірних котушок трапецеїдальної форми, з'єднаних згідно послідовно і залитих компаундом.Co., Ltd.) IPat. SA Mo 104467. IPC RO307/06 (2006.01), ROZO 1/06 (2006.01). - Publ. 10.02.2016, Bull. Mo 3), containing a multi-pole two-disc steel rotor, with permanent magnets fixed evenly around the periphery of the discs, opposite poles mirrored to each other, connected to the output shaft of the wind engine, and a disc stator with armature coils without a core, located with an air gap between the discs of the multipole rotor. The stator is made in the form of flat trapezoidal armature coils symmetrically located along the inner perimeter, connected in series and filled with compound.
Недоліком пристрою, взятого за прототип, є складність конструкції дводискового ротора і дороговизна, обумовлена дороговизною великої кількості неодимових магнітів.The disadvantage of the device, taken as a prototype, is the complexity of the design of the two-disk rotor and the high cost, due to the high cost of a large number of neodymium magnets.
В основу корисної моделі поставлено задачу створення такого вітроелектрогенератора, в якому нове виконання конструктивних елементів та їхнє взаємне розташування дозволило б забезпечити спрощення і здешевлення конструкції, збільшення надійності.The basis of a useful model is the task of creating such a wind generator, in which a new implementation of structural elements and their mutual arrangement would allow for simplification and cheaper construction, increase in reliability.
Поставлена задача вирішується тим, що малопотужний вітроелектрогенератор зі здвоєним дводисковим ротором спрощеної конструкції містить співвісно розташовані дводисковий ротор з стальним магнітопроводом, з'єднаний з вихідним палом вітродвигуна, і дисковий статор з якірними котушками без осердя, перший диск ротора виконаний багатополюсним з рівномірно закріпленими по колу на периферії диска постійними магнітами з чергуванням полюсів, а статор з якірними котушками розташований з повітряним зазором між дисками ротора, згідно з корисною моделлю, другий диск ротора виконаний у вигляді стальної пластини.The task is solved by the fact that a low-power wind generator with a double two-disk rotor of a simplified design contains a coaxially located two-disk rotor with a steel magnet wire, connected to the output pole of the wind engine, and a disk stator with armature coils without a core, the first disk of the rotor is made of multipoles with uniformly fixed around the circle on the periphery of the disk with permanent magnets with alternating poles, and the stator with armature coils is located with an air gap between the rotor disks, according to a useful model, the second rotor disk is made in the form of a steel plate.
Згідно з корисною моделлю, статор виготовлений у вигляді пластмасового диска, наприклад, бакелітового, з розташованими по внутрішньому периметру плоских якірних котушок трапецеїдальної форми, залитих компаундом, котушки з'єднані згідно послідовно.According to a useful model, the stator is made in the form of a plastic disk, for example, Bakelite, with flat trapezoidal anchor coils located along the inner perimeter, filled with a compound, the coils are connected in series.
Згідно з корисною моделлю, використані неодимові магніти.According to the utility model, neodymium magnets are used.
Виконання ротора багатополюсним забезпечує збільшення частоти генерованої ЕРС, тобто обійтися без мультиплікатора. Рівномірне закріплення по колу на периферії першого роторного диска постійних магнітів забезпечує надійне збудження магнітного поля і стабільність частоти генерованої ЕРС в якірних обмотках. Виконання другого диска ротора у вигляді стальної пластини забезпечує спрощення конструкції, зменшення кількості магнітів, габаритів і вартості конструкції. Виконання статорного диска пластмасовим, усуває втрати на нагрів диска, зменшує бо момент зрушення, що розширює діапазон робочої швидкості вітру. Розташування якірних обмоток на нерухомому статорі дозволяє уникнути рухомих контактів, а отже підвищити ККД і надійність генератора. Виконання якірних котушок без осердя і стального магнітопроводу забезпечує зменшення моменту зрушення генератора, а отже - його запуск при незначній швидкості вітру. Виготовлення якірних котушок плоскими трапецеїдальної форми покращує компактність статора, збільшує коефіцієнт використання об'єму статора, а отже сприяє зменшені по габариту і маси генератора. З'єднання якірних котушок згідно послідовно забезпечує збільшення ЕРС в обмотках генератора. Використання потужних неодимових магнітів сприяє зменшенню габариту і маси генератора.Making the rotor multi-pole ensures an increase in the frequency of the generated EMF, that is, without a multiplier. Uniform fixing around the periphery of the first rotor disk of permanent magnets ensures reliable excitation of the magnetic field and stability of the frequency of the generated EMF in the armature windings. The execution of the second rotor disk in the form of a steel plate provides a simplification of the design, a reduction in the number of magnets, dimensions and cost of the design. Making the stator disk plastic eliminates losses due to the heating of the disk, because it reduces the moment of displacement, which expands the range of the working speed of the wind. The location of the armature windings on the fixed stator avoids moving contacts, and therefore increases the efficiency and reliability of the generator. The execution of anchor coils without a core and a steel magnetic core provides a reduction in the generator's displacement moment, and therefore - its start-up at low wind speed. The manufacture of flat trapezoidal armature coils improves the compactness of the stator, increases the coefficient of use of the stator volume, and therefore contributes to the reduced size and weight of the generator. Connecting the armature coils in series ensures an increase in EMF in the generator windings. The use of powerful neodymium magnets helps to reduce the size and weight of the generator.
Таким чином, запропонована корисна модель забезпечує спрощення, збільшення надійності і здешевлення конструкції.Thus, the proposed useful model provides simplification, increased reliability, and cheaper design.
Суть і принцип дії малопотужного вітроелектрогенератора зі здвоєним дводисковим ротором спрощеної конструкції пояснюється кресленнями: на Фіг. 1 зображена будова малопотужного вітроелектрогенератора; на Фіг. 2 - статор з якірними обмотками;The essence and principle of operation of a low-power wind generator with a double two-disc rotor of a simplified design is explained by the drawings: in Fig. 1 shows the structure of a low-power wind generator; in Fig. 2 - stator with armature windings;
Малопотужний вітроелектрогенератор зі здвоєним дводисковим ротором спрощеної конструкції складається з корпусу 1, що може бути встановлений як вертикально, так і горизонтально, вала 2, установленого на підшипниках 3, що закриті з обох сторін кришками 4.A low-power wind generator with a double two-disc rotor of a simplified design consists of a body 1, which can be installed both vertically and horizontally, a shaft 2, mounted on bearings 3, which are closed on both sides by covers 4.
Па валу 2 розташований дводисковий ротор 5, 6, другий диск б виконаний стальним, а на першому диску 5 рівномірно по колу закріплені неодимові магніти 7. Між роторними дисками 5 і б з зазором розташований нерухомий пластмасовий, наприклад, бакелітовий статор 8 з плоскими якірними котушками 9 трапецієвидної форми без осердя. Якірні котушки 9 з'єднані згідно послідовно, установлені на пластмасовому диску, розташованого перпендикулярно осі вихідного вала 2, і залиті компаундом. Кіпці обмоток 9 виведені на клемну коробку 10.A two-disc rotor 5, 6 is located on the shaft 2, the second disc b is made of steel, and neodymium magnets 7 are fixed evenly around the first disc 5. Between the rotor discs 5 and b with a gap there is a stationary plastic, for example, bakelite stator 8 with flat armature coils 9 trapezoidal shape without a core. The anchor coils 9 are connected in series, installed on a plastic disc located perpendicular to the axis of the output shaft 2, and filled with compound. The ends of the windings 9 are connected to the terminal box 10.
Шпильками 11 пластмасовий статор 8 з якірними обмотками 9 жорстко закріплений в корпусі 1.Plastic stator 8 with armature windings 9 is rigidly fixed in housing 1 with pins 11.
Вал електрогенератора 2 з'єднаний з вихідним валом 12 вітродвигуна (не показано).The shaft of the electric generator 2 is connected to the output shaft 12 of the wind engine (not shown).
Пристрій працює наступним чином. Вихідний вал 12 вітродвигуна, що приводиться у рух вітром, передає обертовий момент через кінематичний зв'язок валу 2, який, у свою чергу, обертає закріплені на ньому перший роторний диск 5, з закріпленими на ньому постійними неодимовими магнітами 7, та другий роторний стальний диск 6. Так як магніти 7 розташованіThe device works as follows. The output shaft 12 of the wind engine, driven by the wind, transmits torque through the kinematic connection of the shaft 2, which, in turn, rotates the first rotor disk 5 fixed on it, with permanent neodymium magnets 7 fixed on it, and the second rotor steel disk 6. Since the magnets 7 are located
Зо рівномірно на периферії першого роторного диску 5, то створюють потужний магнітний потік, який пронизує плоскі якірні котушки 9 ії замикається через стальні статорні диски 5, 6. При обертанні роторних дисків 5, б магнітний потік постійних магнітів по черзі пронизує якірні котушки 9 і індукує в них ЕРС. Для збільшення вихідної ЕРС якірні котушки 9 з'єднані згідно послідовно в обмотки, кінці яких виведені на клемну коробку 10. Цей генератор може бути однофазним (всі котушки з'єднані послідовно) або трифазним (три групи котушок). З'єднані попередньо згідно обраної схеми обмотки (переважно в "зірку) укладають у спеціально заготовлену форму на пластмасовому диску 8 і заливають для скріплення компаундом.Zo uniformly on the periphery of the first rotor disk 5, then create a powerful magnetic flux that penetrates the flat armature coils 9 and is closed through the steel stator disks 5, 6. When the rotor disks 5, b rotate, the magnetic flux of the permanent magnets alternately penetrates the armature coils 9 and induces they have EMF. To increase the output EMF, the armature coils 9 are connected in series in windings, the ends of which are connected to the terminal box 10. This generator can be single-phase (all coils are connected in series) or three-phase (three groups of coils). The windings connected in advance according to the selected scheme (mostly in a "star") are placed in a specially prepared form on a plastic disk 8 and filled with a compound for bonding.
Основна задача розробника полягає у визначенні величини проміжку та параметрів якірної обмотки при наявній кількості магнітів.The main task of the developer is to determine the size of the gap and parameters of the armature winding with the available number of magnets.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
UAU201611504U UA116122U (en) | 2016-11-14 | 2016-11-14 | LOW-POWER WIND ELECTRIC GENERATOR WITH DUAL SIMPLE TWO-DISC ROTOR |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
UAU201611504U UA116122U (en) | 2016-11-14 | 2016-11-14 | LOW-POWER WIND ELECTRIC GENERATOR WITH DUAL SIMPLE TWO-DISC ROTOR |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
UA116122U true UA116122U (en) | 2017-05-10 |
Family
ID=73717731
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
UAU201611504U UA116122U (en) | 2016-11-14 | 2016-11-14 | LOW-POWER WIND ELECTRIC GENERATOR WITH DUAL SIMPLE TWO-DISC ROTOR |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
UA (1) | UA116122U (en) |
-
2016
- 2016-11-14 UA UAU201611504U patent/UA116122U/en unknown
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN104201848A (en) | Double-stator permanent-magnet vernier wind driven generator | |
US8461730B2 (en) | Radial flux permanent magnet alternator with dielectric stator block | |
Dobzhanskyi et al. | Axial-flux PM disk generator with magnetic gear for oceanic wave energy harvesting | |
Parviainen et al. | Axial flux permanent magnet generator with concentrated winding for small wind power applications | |
CN111181259B (en) | Linear rotation permanent magnet motor with E-shaped stator structure | |
KR20120056408A (en) | Generator | |
CN111969823B (en) | Radial-axial air gap type three-phase disc type transverse flux permanent magnet motor | |
CN103490575B (en) | Multiple tooth mixing exciter panel type wind-driven generator | |
CN104682621B (en) | Axial magnetic field slip synchronization-type double-direct wind power generator | |
CN105743309A (en) | Permanent magnet excitation electric generator | |
RU2441308C1 (en) | Electromechanical converter | |
Anitha et al. | Design and analysis of axial flux permanent magnet machine for wind power applications | |
RU2643522C1 (en) | Hybrid wind-solar generator | |
UA116122U (en) | LOW-POWER WIND ELECTRIC GENERATOR WITH DUAL SIMPLE TWO-DISC ROTOR | |
RU2152118C1 (en) | Slow-speed overhung multipole synchronous generator | |
CN204597718U (en) | The two straight wind-driven generator of axial magnetic field slippage synchronous mode | |
CN102684341B (en) | Permanent-magnet wind-driven generator capable of realizing self-acceleration of magnetic field | |
Sani et al. | The Influence of Rotor Shape and Air Gap Position on the Characteristics of the Three-phase Axial Flux Permanent Magnet Generator | |
Violante et al. | Design of a PM-generator for a straight flow counter-rotating micro-hydro turbine | |
RU109346U1 (en) | MAGNETO-ELECTRIC GENERATOR | |
CN201947135U (en) | Off-grid coreless wind driven generator | |
Chirca et al. | Design analysis of a novel double-sided axial-flux permanent-magnet generator for micro-wind power applications | |
RU157778U1 (en) | SILENT MAGNETOELECTRIC GENERATOR | |
CN103354409A (en) | Two-permanent magnet three-phase generator | |
CN103401390A (en) | Disk type triangular two-magnet three-phase electric generator |