РОТОР СЕГМЕНТНОГО ВЕТРОЭЛЕКТРОГЕНЕРАТОРА
ROTOR OF SEGMENT WIND-DRIVEN ELECTRIC GENERATOR

Изобретение относится к области энергетики, в частности к ветроэлектрогенераторам преимущественно сегментного типа.
Известны [Патент РФ №2270363/А.М.Литвиненко - Ротор ветроэлектрогенератора, опубл. 20.02.2006, бюл. №5, МПК F03D 9/00 (2006.01), заявка №2004128676/06, 27.09.2004.; Патент РФ №227530/А.М.Литвиненко - Ротор сегментного ветроэлектрогенератора, опубл. 27.04.2006, бюл. №12, МПК F03D 9/00 (2006.01), заявка №2004128674/06, 27.09.2004.; Патент РФ №2290534/А.М.Литвиненко - Ротор ветроэлектрогенератора, опубл. 27.12.2006, бюл. №36, МПК F03D 9/00 (2006.01), заявка №2005116803/06, 01.06.2005.] роторы ветроэлектрогенераторов преимущественно сегментного типа, содержащие обод, спицы и ступицу. В общем случае в качестве спиц могут выступать лопасти ветроколеса, а на обод могут быть надеты различные элементы типа цепи с чередующимися ферромагнитными и неферромагнитными участками, катушки с ферромагнитным проводом или призматические элементы, тип которых (ферромагнитный или неферромагнитный) чередуется по ходу длины цепи.
Из всех известных аналогов наиболее близким к заявленному по совокупности существенных признаков является ротор ветроэлектрогенератора [Патент РФ №2358150/А.М.Литвиненко - Ротор ветроэлектрогенератора, опубл. 10.06.2009, бюл. №16, МПК F03D 9/00 (2006.01), заявка №2007139348/06, 23.10.2007], который входит в состав ветроэлектрогенераторной установки и включает в себя соединенные между собой пластины, причем один из углов пластин выполнен в виде зубца.
Недостатком данного ротора является низкая технологичность, вызванная большим количеством соединений, которые при длительной работе ветроколеса могут ослабнуть, т.к. нуждаются в постоянной протяжке.
Изобретение направлено на уменьшение массы и габаритов ротора ветроэлектрогенератора при минимизации его стоимости за счет упрощения технологии изготовления.
Это достигается тем, что ротор сегментного ветроэлектрогенератора, содержащий зубцы, пазы, обод, спицы и ступицу, согласно изобретению, снабжен зубцами, выполненными из многожильного троса, уложенного между спицами с внутренней стороны обода и образующего пазы за соответствующими спицами, при этом концы троса закреплены муфтой.
Сущность изобретения иллюстрируется чертежами, где на фиг.1 показан общий вид ротора спереди, на фиг.2 показано закрепление концов троса с помощью напрессованной муфты, на фиг.3 - вид ротора сверху в составе ветроэлектрогенератора.
Ротор сегментного ветроэлектрогенератора, преимущественно сегментного типа, включает в себя обод 1, спицы 2, ступицу 3, к которой могут быть прикреплены лопасти, стальной многожильный трос 4, который уложен между спицами на внутренней стороне обода, а концы закреплены муфтой, показанной на фиг. 2. Ротор входит в состав сегментного ветроэлектрогенератора и имеет магнитный контакт с магнитопроводами 5, магнитный поток в цепи которых возбуждается постоянными магнитами 6, а колебания магнитного потока индуцируют в катушках 7 ЭДС. Ветродвигатель имеет направляющее устройство (хвост) 8, которое показано на фиг.3 частично, вращающуюся относительно башни, платформу 9 с консолями 10 и 11. На платформе 9 установлен подшипник, а в подшипнике вал 12 ступицы 3. В качестве зубцов выступают участки 13 троса 4 (находящиеся на внутренней стороне обода). В качестве пазов выступают участки 14, расположенные за соответствующими спицами.
Работа устройства. При наличии ветрового потока, который оказывает давление на лопасти, ротор приходит во вращение. Ферромагнитные участки троса, которые находятся в зоне магнитопровода 5 (фактически зубцы ротора), модулируют магнитный поток статоров. Статоры устанавливаются на консолях 10 и 11, которые прикреплены к подвижной (поворотной) платформе 9, на которой также укреплены подшипник ступицы и хвост ветроэлектрогенератора. Статоры, как и все статоры индукторных генераторов, представляют собой магнитную цепь, в состав которой, кроме магнитопровода, входят источник магнитного поля - постоянный магнит или катушка возбуждения, и рабочая катушка, которая воспринимает изменения потока, вызванные его модуляцией ротором. Индуцированное напряжение далее подается на блок регулирования, и далее, к нагрузке. Обод с намотанным внутри него тросом многожильного типа представляет собой фактически зубчатый ротор шихтованного типа, который модулирует магнитный поток и генерирует электроэнергию, при этом детали, показанные на фиг.2, обеспечивают надежное крепление концов троса.
Технико-экономическим преимуществом данного ротора является то, что при его применении оказывается ненужным изготовление специальных элементов, которые в той или иной роли выполняют роль зубцов, а также относительная дешевизна заготовок - сравнительно коротких отрезков троса, которые широко применяются в подъемно-транспортной технике и других отраслях промышленности. При этом наличие большого количества проволок в жилах троса гарантирует высокое сопротивление протеканию вихревых токов, поскольку смазка жил выступает в роли изоляции, а благодаря этому уменьшаются потери в зубцах ротора, что приводит к увеличению эффективности генератора в целом.