Статор сегментного генератора
SEGMENT GENERATOR STATOR

Изобретение относится к области ветроэнергетики и может быть использовано для преобразования энергии ветра в электрическую энергию.
Известен статор ветроэлектроагрегата по патенту РФ № 2379549, опубл. 20.01.2010, бюл. № 2, заявка 2008128761/06, 14.07.2008, содержащий источник магнитного поля, магнитопроводы, катушки и крепежные элементы. Кроме того, статор снабжен прикрепленным кронштейном к подшипниковому узлу ветроколеса средним модулем с крепежным основанием и боковым модулем, закрепленном на подвижном основании, шарнирно прикрепленным к крепежному основанию модуля, а также термокомпенсирующим стержнем. Термокомпенсирующий стержень закреплен одним концом в подшипниковом узле ветроколеса, а другим в крайнем шарнире подвижного основания. Изобретение направлено на устранение влияния температуры на величину воздушного зазора, образуемого между статором и роторными элементами ветроколеса, что обеспечивает высокую адаптационную способность к удлинению лопастей.
Также известен статор ветроэлектроагрегата по патенту РФ № 2383780, опубл. 10.03.2010, бюл. № 7, заявка 2008128747/06, 14.07.2008, который снабжен установленными на лопастях роторными элементами и содержит источник магнитного поля, магнитопроводы, катушку и крепежные элементы. Кроме того, он снабжен подвижным основанием с ползуном, взаимодействующим с поступательными направляющими, и термокомпенсирующим стержнем, шарнирно закрепленным одним концом в основании подшипникового узла ветроколеса, а другим - в ползуне основания. Преимуществом данного статора является его высокая адаптационная способность к удлинению лопастей и компенсации изменения величины воздушного зазора путем устранения влияния температуры на его величину. Совокупность магнитопроводов, катушек и крепежных элементов является модулем статора, модулей может быть несколько.
Недостатком данного статора является то, что он лишь адаптируется к изменению температуры окружающей среды, но не позволяет осуществлять в широком диапазоне регулирование магнитного поля постоянных магнитов.
Наиболее близким по технической сущности является статор сегментного генератора по патенту РФ № 2571996, опубл. 27.12.2015, бюл. № 36, заявка 2013150777/06 от 14.11.2013. Статор содержит электромеханические модули, включающие в себя катушки, сердечники, закрепленные винтами. Модули установлены на дугообразном основании, при этом один конец основания установлен в подшипниковом узле. Статор контактирует в магнитном отношении с постоянными магнитами П-образной формы, которые закреплены на основании, которое в свою очередь укреплено на лопастях ветроколеса, другой конец основания статора прикреплен к выходному звену микропривода, который закреплен в подшипнике. Подшипниковый узел и микропривод установлены на общем кронштейне, который установлен на подвижном основании, соединенном с головкой ветроколеса. Недостатком статора является то, что он обладает неудовлетворительной технологичностью и повышенной виброактивностью.
Изобретение направлено на осуществление уменьшения вибраций, повышения технологичности. Это достигается тем, что статор сегментного генератора, содержащий электромеханические модули, состоящие из катушек, сердечников и микроприводов, согласно изобретению выполнен таким образом, что катушки электромеханических модулей установлены неподвижно на основании попарно, причем их крепление осуществлено с помощью ферромагнитной планки и вставок, размещенных в катушках.
Сущность изобретения иллюстрируется чертежом, где схематично изображен статор (вид спереди) - фиг. 1, причем для одной из катушек приведен поперечный разрез - фиг.2.
На оголовке 1 башни ветроэлектроагрегата, а точнее на поворотном узле 2, установлен привод 3, связанный с основанием подшипникового узла ротора (этот узел не показан, чтобы не загромождать чертеж). На этом приводе неподвижно укреплена дуга 4, на которой закреплены катушки 5. Крепление катушек к дуге 4 осуществляется с помощью ферромагнитной планки 6 и вставок 7. Планка 6 имеет центральное отверстие, через которое пропущен болт 8, крепящий пару катушек к дуге 4. Лопасти - спицы 9 имеют также дуги 10, на которых укреплены магниты 11 с наконечниками.
Работа устройства: при воздействии набегающего потока воздуха на лопасти, ветроколесо приходит во вращение. Магнитные силовые линии постоянных магнитов пересекают витки катушек с электромеханических модулей, установленных на дуге 4. В катушках наводится напряжение, передаваемое потребителю.
При ослаблении, или даже прекращении ветрового порыва, сигнал с систем управления поступает на электродвигатель, что приводит к поступательному перемещению катушки на некоторое расстояние, контролируемое системой управления по показаниям датчика. В результате магнитное поле ослабляется, радиальное усилие снижается, что приводит к уменьшению момента на валу ротора. При увеличении скорости ветра процесс проходит в обратной последовательности.
Технико-экономическим преимуществом данного статора является то, что становится возможным осуществлять с помощью одного элемента - планки 6 крепление сразу двух катушек. Кроме того, поскольку планка 6 является ферромагнитной, она осуществляет магнитную экранировку стороны катушки, обращенной к дуге 4. В свою очередь, приводит к более полному использованию катушек, особенно в случае выполнения витков по размерам воздушного зазора, а именно с приподнятыми краями катушек. Все это приводит к улучшению технологичности, а увеличение эквивалентного воздушного зазора - к уменьшению виброактивности, вызванной периодическим магнитным контактом.