РОТОР СЕГМЕНТНОГО ВЕТРОЭЛЕКТРОГЕНЕРАТОРА
ROTOR OF SEGMENTED WIND ELECTRIC GENERATOR

Изобретение относится к области энергетики, в частности, к ветроэлек-трогенераторам преимущественно сегментного типа.
Известны патент РФ №2270363 / A.M. Литвиненко - Ротор ветроэлектро-генератора, 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 / A.M. 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 не обод могут быть надеты различные элементы типа цепи с чередующимися ферромагнитными и не ферромагнитными участками, катушки с ферромагнитным проводом или призматические элементы, тип которых (ферромагнитный или неферромагнитный) чередуются 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.
Достижение технического результата обусловлено тем, что ротор сегментного ветроэлектрогенератора, содержащий зубцы, пазы, обод, спицы и ступицу имеет, согласно изобретению зубцы, выполненные в виде многожильного троса, навитого вокруг обода в виде спирали, и образованы участками троса, находящимися за ободом по потоку, пазы образованы промежутками между витками спирали при совместной навивке вместе с тросом немагнитного каната; причем концы троса закреплены в проеме профиля обода.
Сущность изобретения иллюстрируется чертежом, где на фиг.1 показан общий вид ротора спереди, на фиг.2 показано сечение поперек обода с показом места закрепления троса, на фиг.3 - вид ротора сверху в составе ветроэлектродвигателя.
Ротор генератора, преимущественно сегментного типа включает в себя обод 1, спицы 2, в качестве которых выступают лопасти ветроколеса, ступицу 3, к которой прикреплены лопасти, стальной многожильный трос 4, который обвивает обод по окружности. Трос закреплен в проеме профиля обода с помощью хомутов 5, планок 6 и гаек 7. Ротор входит в состав сегментного ветроэлектрогенератора и имеет магнитный контакт с магнитопроводами 8, в цепи которого возбуждается постоянными магнитами 9, а колебания магнитного потока индуцируют в катушках 10 ЭДС. Ветродвигатель имеет направляющее устройство (хвост) 11, которое показано на фиг.3 частично, вращающее относительно башни платформу 12 с консолями 13 и 14. На платформе 12 установлен подшипник, а в подшипнике вал 15 и ступицы 3. В качестве зубцов выступают участки 16 троса 4 (находящиеся за ободом по потоку, который направлен на фиг.3 снизу вверх), позицией обозначена фронтальная проекция троса. В качестве пазов выступают промежутки 17 между витками спирали троса, которые могут быть получены, например совместной навивкой немагнитного каната вместе с тросом. Таким образом, расстояние между участками 16 - зубцов ротора равно пазовому расстоянию (ширине паза), а длина паза - сечение троса с учетом его расположения под углом к ободу в сумме с пазовым расстоянием составляет пазовое деление.
Работа устройства: при наличии ветрового потока, который оказывает давление на спицы (лопасти), ротор приходит во вращение. Ферромагнитные участки троса, которые находятся в зоне магнитопровода 8 (фактически зубцы ротора) модулируют магнитный поток статоров. Статоры устанавливаются на консолях 13 и 14, которые прикреплены к подвижной (поворотной) платформе 12, 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. При достаточно плотной намотке с наличием воздушных промежутков между витками, ширина - пазовое расстояние которых как минимум равна диаметру троса, обод с обмотанным вокруг него тросом многожильного типа представляет собой фактически зубчатый ротор шихтованного типа, который модулирует 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 степени выполняют роль зубцов, а также относительная дешевизна заготовок - сравнительно коротких отрезков троса, которые широко примняются 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.