ветрогенератор

Формула изобретения

Ветрогенератор, содержащий башню с поворотными ветроколесами, устройство установки на ветер, роторы и статоры с обмотками, отличающийся тем, что роторы выполнены в виде аэродинамических шайб, представляющих собой двояковогнутые диски, закрепленные на концах лопастей, а статор содержит полюсные наконечники, торцы которых магнитно связаны с роторами.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области ветроэнергетики и может быть использовано для получения электроэнергии.

Известен безредукторный ветроагрегат, содержащий магнитоэлектрический генератор со статором и сегментным ротором и ветроколесо с горизонтальной осью вращения (см. SU 861716 А, 07.09.1981, кл. F 03 D 1/00).

Недостатками ветроагрегата являются большая материалоемкость и сложность сборки.

Известен ветрогенератор, содержащий башню с поворотными ветроколесами, устройство установки на ветер, а также роторы и статоры с обмотками (см. GB 2233715 А, кл. F 03 D 9/00, 16.01.1991, фиг.1, 2), по совокупности существенных признаков принятый в качестве ближайшего аналога (прототипа) изобретения.

Недостатком данного устройства является увеличенная масса ротора, который фактически имеет диаметр, равный диаметру самого ветроколеса, что в случае ветроколес большого диаметра практически неприемлемо.

Технический результат, заключающийся в упрощении конструкции, уменьшении ее массы и габаритов, обеспечивается за счет того, что в ветрогенераторе, содержащем башню с поворотными ветроколесами, устройство установки на ветер, роторы и статоры с обмотками, согласно изобретению роторы выполнены в виде аэродинамических шайб, представляющих собой двояковогнутые диски, закрепленные на концах лопастей, а статор содержит полюсные наконечники, торцы которых магнитно связаны с роторами.

На фиг.1 изображен ветрогенератор с находящейся напротив одной пары полюсов роторной шайбой; на фиг.2 показан ветрогенератор (вид спереди); на фиг.3 - ветрогенератор (вид сверху).

Ветрогенератор имеет нижний полюсный наконечник 1, катушку 2 с сердечником, источник магнитного поля возбуждения 3 (например, постоянный магнит), верхний полюс (верхний полюсный наконечник) 4. Торцы 5 полюсов 1 и 4 скошены так, чтобы обеспечить минимальный зазор между полюсами 1 и 4 и роторной шайбой 6, которая представляет собой часть сферической оболочки, прикрепленной болтом 7 к концу лопасти 8.

Ветрогенератор также включает в себя башню 9 с траверсой 10, на концах которой, в подшипниках 11, установлены поворотные ветроколеса 12, к траверсе 10 прикреплен руль 13 ориентации установки на ветер. Генератор 14 с траверсой 10 установлен на поворотном основании 15.

Шайбы 6 являются частью сферы (т.е. имеют двояковогнутость), а торцы наконечников 1 и 4 магнитно связаны с ферромагнитными шайбами 6 в момент их прохождения мимо наконечников 1 и 4.

Генератор работает следующим образом.

При вращении колес 12 (лопастей 8) в набегающем потоке воздуха аэродинамические пластины 6 коммутируют магнитный поток, созданный магнитом 3 в магнитной системе. Эти изменения потока воспринимаются катушкой 2 и передаются в сеть. При изменении направления ветра верхняя часть башни 9 вместе с подшипниками 11 и рулем 13 поворачивается в подшипнике 11 поворотной части. Одновременно с этим поворачивается магнитная система генератора 14. Таким образом, роторы 6 оказываются в зазоре магнитных систем при любой ориентации колеса 12 на ветер.

Таким образом, в сочетании с большим радиусом роторов 6 обеспечивается быстрая коммутация, что приводит к увеличению удельной нагрузки. Кроме этого, увеличивается надежность за счет отсутствия передаточных механизмов от ветроколеса 12 к генератору 14, а сферическая форма шайб 6 гарантирует магнитное сцепление при возможном изгибе лопастей 8.

Протяженная форма наконечников позволяет осуществлять подключение одновременно двух ветроколес, что вдвое повышает массогабаритные показатели по сравнению с прототипом и традиционными агрегатами.