СТАТОР ВЕТРОЭЛЕКТРОАГРЕГАТА
WINDMILL STATOR

Изобретение относится к области ветроэнергетики, а именно к ветроэлектрогенераторам с преимущественно тихоходными колесами.
Известны ветроэлектрогенераторы со статорами традиционного типа [1] или сегментного типа [2].
Из всех известных аналогов наиболее близким является статор ветроэлектрогенератора сегментного типа [3], который выполнен на основе магнитной системы и включает в себя катушки, источник возбуждения и магнитопроводы.
Недостатком данного статора является то, что он приспособлен к работе только с двумя ветроколесами, поскольку имеет катушку, размещенную перпендикулярно плоскостям вращения ветроколес.
Изобретение направлено на уменьшение массы и габаритов генератора при минимизации его стоимости.
Это достигается тем, что статор ветроэлектрогенератора содержит катушку, источник возбуждения и магнитопроводы, причем согласно изобретению магнитопроводы установлены на катушке, размещенной в плоскости, параллельной плоскостям вращения ветроколес, причем воздушные зазоры магнитопроводов ориентированы в противоположных от центра катушки направлениях.
Технический результат обеспечивается за счет того, что в статоре ветроэлектрогенератора, содержащем катушку, источник возбуждения и магнитопроводы, установленные на катушке, размещенной в плоскости, параллельной плоскостям вращения ветроколес, причем воздушные зазоры магнитопроводов ориентированы в противоположных направлениях, полюсные наконечники имеют простую технологическую форму и количество комплектов из источников возбуждения и полюсных наконечников ограничено лишь габаритами катушки и количеством ветроколес, которых может быть более двух.
Сущность изобретения иллюстрируется чертежами, где на фиг.1 изображен статор с ветроэлектрогенератором, вид спереди, на фиг.2 - вид сбоку, на фиг.3 увеличено изображена обмотка с магнитопроводами, вид спереди, и на фиг.4 - разрез по одному из магнитопроводов.
Ветроэлектрогенератор имеет башню 1, на которой установлено поворотное основание 2 с траверсой 3. На траверсе закреплены подшипниковые узлы 4 ветроколес 5. На основании также укреплена стойка 6 с верхним ветроколесом 7 и его подшипниковым узлом 8, а также катушка 9, статор верхнего ветроколеса 10 и статоры боковых ветроколес 11, 12. Ветроэлектрогенератор содержит хвост 13, а каждый статор содержит источник возбуждения 14 (постоянный магнит). Статор ветроэлектрогенератора содержит источник возбуждения (постоянный магнит) и два наконечника «Г»-образной формы. Первый наконечник «Г»-образной формы содержит первую сторону 15 и вторую сторону 16, с которыми в зазоре контактируют зубцы 17 роторного элемента 18. Зубцы на фиг.1 и фиг.2 условно не показаны из-за малого масштаба. Второй наконечник аналогично содержит первую сторону 19 и вторую 20, с которой также контактируют в воздушном зазоре зубцы 17 (их вторая сторона). Катушка 9, как видно на фиг.1 и фиг.3, имеет форму тора, и, как видно из фиг.1 и 2, размещена в плоскости, параллельной плоскостям вращения ветроколес. Магнитопроводы 10, 11 и 12 установлены на противоположных от центра сторонах катушки 9 (см. фиг.3). Воздушные зазоры их также ориентированы в противоположных от центра направлениях (от центра по радиусу к периферии). Эта ориентация сохраняется для любых магнитопроводов относительно катушки 9, при этом их может быть не только 3, как показано на фиг.3, но и больше. Таким образом, воздушные зазоры 21 между сторонами 16, 20 и зубцами 17 также расположены на периферии катушки 9. Следовательно, путь магнитного потока следующий: северный полюс магнита 14, первая сторона 15, вторая сторона 16 верхнего наконечника (фиг.4), воздушный зазор 21, зубец 17, воздушный зазор 21, вторая сторона 20 и первая 19 нижнего наконечника (фиг.4), южный полюс магнита 14. Как следует из фиг.4, вторые стороны 16 и 20 верхнего и нижнего наконечников служит лишь для концентрации магнитного потока в зазоре 21. Крепление катушки осуществляется планками 22 и болтами 23.
Статор работает следующим образом: при вращении ветроколес роторные элементы 18 с зубцами 17, установленные на лопастях ветроколес 5, 7, периодически входят в магнитный контакт каждый со своим магнитопроводом, а именно зубцы 17 со вторыми сторонами 16, 20 наконечников. В результате в катушке 9, примыкающей к источнику возбуждения, наводится ЭДС, которая дальше передается потребителю.
Технико-экономическим преимуществом данного статора является его высокая технологичность, основанная на использовании обмотки катушечного типа, а также на том, что при возможном шунтировании одного из магнитопроводов (при остановленном ветроколесе) магнитный поток в другом не уменьшается, а при вращении двух ветроколес и соответственно роторных элементов ЭДС в ветвях катушки суммируются. Кроме того, возможно подключение нескольких (более двух) ветроколес, тогда как в прототипе можно подключить только два ротора-ветроколеса.
Источники информации
А.с. СССР №8617116 / И.П.Копылов и др. - Безредукторный ветроагрегат БИ №11, 1981, F03D 1/100.
Патент РФ №2204734 / A.M.Литвиненко - Статор ветроэлектрогенератора. БИ №14, от 20.05.2003, №2001129417/06 от 31.10.2001, МКИ F03D 9/100.
Патент РФ №2298687 - Статор ветроэлектроагрегата, опубл. БИ №13, от 10.05.2007, з-ка №2006104645/06, от 14.02.2006, МПК F03D 9/00; Н02К 21/00.