БЕЗРЕДУКТОРНЫЙ ВЕТРОЭЛЕКТРОАГРЕГАТ
GEAR-FREE WIND ELECTRIC PLANT

Изобретение относится к области ветроэнергетики и может быть применено для выработки электроэнергии.
Известен агрегат [1], который содержит поворотное ветроколесо, магнитную систему с обмотками, в зазоре которой помещается ротор, причем магнитная система расположена на основании, размещенного в зоне нижнего положения лопастей, а лопасти снабжены ферромагнитными зубчатыми пластинами, составляющими ротор, пластины проходят через воздушный зазор системы.
Недостатком данного устройства является увеличенная масса ротора, который фактически имеет диаметр, равный диаметру самого ветроколеса, что в случае больших ветроколес практически неприемлемо.
Из известных аналогов, наиболее близких к заявленному по совокупности существенных признаков, является ветроагрегат [2], содержащий башню, поворотное основание, снабженное хвостом и сегментным элементом, и концевые сегментные роторные элементы, ветроколесо со ступицей, установленной в подшипнике на роторной оси, и лопастями с сегментными элементами.
Недостатком данного устройства является неудовлетворительная развесовка относительно вертикальной оси башни, связанная с большой массой статора и необходимостью ее компенсации путем увеличения массы хвоста
Изобретение направлено на улучшение степени развесовки головки ветроэлектроагрегата.
Это достигается за счет того, что в безредукторном ветроэлектроагрегате, содержащем башню, поворотное основание, снабженное ветроколесом с сегментными роторными элементами и установленной в подшипнике ступицей, кронштейном с сегментным статорным элементом и хвостовым направляющим элементом, согласно изобретению поворотное основание дополнительно снабжено кронштейном с сегментным статорным элементом, ветроколесо выполнено со спицами и ободом, на котором укреплены сегментные роторные элементы торцевого типа, имеющие магнитный контакт с сегментными статорными элементами, между которыми расположена башня ветроэлектроагрегата.
Получение технического результата достигается за счет лучшей развесовки по сравнению с прототипом.
Сущность изобретения иллюстрируется чертежом, где на фиг.1 показан заявленный безредукторный ветроэлектроагрегат, вид спереди, вариант с ветроколесом за башней, на фиг.2 - то же - вид сверху, на фиг.3 - вариант ветроэлектроагрегата с ветроколесом, расположенным перед башней, вид сверху, на фиг.4 - более подробно магнитная система статоров и роторов торцевого типа, соответствующая варианту, показанная на фиг.1.
Безредукторный ветроэлектроагрегат включает в себя башню 1, статорные сегментные элементы 2, укрепленные с помощью кронштейнов 3 на поворотном основании 4, причем на этом основании также укреплено вращающееся ветроколесо со спицами 5 и ободом 6. На ободе 6 укреплены статорные элементы 2, которые имеют магнитный контакт со статорными элементами. Ветроэлектроагрегат, показанный на фиг.2, имеет сегментные статорные элементы, расположенные на поворотном основании по бокам башни, при этом ветроколесо расположено за башней (по ветровому потоку), при этом колесо имеет утолщенную ось, к которой с помощью балки 8 укреплен хвостовой направляющий элемент 9.
Ветроэлектроагрегат, показанный на фиг.3, имеет аналогичное устройство, но только ветроколесо с ободом 6 и роторными элементами 7 расположено перед башней по ходу потока воздуха, а за ветроколесом также по бокам башни расположены статорные элементы 2. К подвижному основанию 4 с помощью балки 8 прикреплен направляющий хвостовой элемент 9. На фиг.4 более подробно показано устройство магнитных систем. К втулке 10 ветроколеса с помощью спиц 11 прикреплен обод 6. На нем с помощью скоб 12 и винта 13 установлены роторные элементы 7 торцевого типа, которые через воздушный зазор 14 коммутируют магнитный поток, проходящий по магнитопроводам 15, создаваемый постоянным магнитом 16. Соответствующая ЭДС улавливается катушкой 17. Магнитопроводы статора установлены на несущей конструкции 18 статорного элемента и прикрыты обтекаемым аэродинамическим кожухом 19.
Работа устройства в принципе не отличается от прототипа, за исключением более выгодной развесовки. В частности, в агрегате, показанном на фиг.2, появляется возможность увеличения массогабаритных показателей статорных элементов, которые уравновешивают за счет расположения по бокам башни ветроколеса с хвостовым элементом. При этом вынос статорных элементов относительно оси башни минимален, что способствует уменьшению момента инерции при поворотах на ветер. У ветроагрегата, показанного на фиг.3, наблюдается сходная ситуация, но только масса хвостовой балки уравновешена ветроколесом, что дает возможность увеличить массу роторных элементов. И в том, и в другом случае увеличение массы и габаритов статорных или роторных элементов приводит к увеличению глубины модуляции магнитного потока, а следовательно, и вырабатываемого напряжения.
Технико-экономическим преимуществом заявленного ветроэлектроагрегата является высокая технологичность и модульность, сочетаемая с удовлетворительной развесовкой, что в свою очередь позволяет уменьшить нагрузку на башню и, следовательно, снизить ее стоимость.
Источник информации.
1. Авторское свидетельство СССР №861716 /И.П.Копылов, Т.В.Лядова. - Безредукторный ветроагрегат/ Опубл. Бюл. №11, 1981, МКК 7 F03D 1/00.
2. Патент РФ №2208700 /А.М.Литвиненко, В.А.Баркалов. - Безредукторный ветроэлектроагрегат./ Опубл. Бюл. №20, 2003, заявка 2001129401/06 от 31.10.01, МПК 7 F03D 9/00.