Результат интеллектуальной деятельности: СТАТОР

Изобретение относится к области ветроэнергетики, а именно к ветроэлектрогенераторам с вертикальной осью вращения.

Известны статоры ветроэлектрогенераторов сегментного типа [Патент РФ №2204734 /A.M.Литвиненко. - Статор ветроэлектрогенератора./ Опубл. Бюл. №14, 20.05.2003, заявка №2001129417/06 от 30.10.2001, MKU F03D 9/00]. Статор содержит первое ротор-ветроколесо с роторными элементами, установленными на концах лопастей. Катушка статора выполнена в виде первого цилиндрического участка и второго цилиндрического участка, которые обращены выпуклостями друг к другу и соединены между собой прямыми участками. Участки охвачены магнитопроводами с источниками магнитного поля. При этом магнитопроводы, расположенные на участке, обращены к роторным элементам, а магнитопроводы, охватывающие участок, расположены с возможностью магнитного контактирования с роторными элементами второго ветроколеса. Магнитопроводы соединены между собой источниками магнитного поля.

Недостатком данного статора являются большие габариты катушки и, следовательно, большой расход меди.

Из всех известных аналогов наиболее близким к заявляемому по совокупности существенных признаков является статор ветроэлектрогенератора [Патент РФ №2253042 /A.M.Литвиненко. - Ветроэлектрогенератор./ Опубл. Бюл. №15, 27.05.2005, заявка №2003130050/06 от 09.10.2003] сегментного типа, который содержит магнитопроводы, источники возбуждения, крепежные элементы, основание и рабочую катушку, согласно изобретению, статор выполнен в виде двух пар П-образных магнитопроводов, верхняя пара которых ориентирована перемычками вниз, между смежными стойками установлена система возбуждения, нижняя пара ориентирована перемычками вверх и охвачена катушкой, которая расположена между смежными стойками.

Недостатком данного изобретения является наличие только радиального зазора, что снижает эффективность конструкции.

Изобретение направлено на обеспечение не только радиального, но и торцевого зазоров, что увеличивает протяженность зазора, уменьшает магнитное сопротивление.

Это достигается тем, что у статора, содержащего источники возбуждения, магнитопроводы, рабочую катушку и основания с крепежными элементами, согласно изобретению магнитопроводы выполнены в виде верхней и нижней групп, каждая группа включает в себя уголок, обращенный горизонтальной полкой к торцевому зазору роторного элемента, а вертикальной полкой - к первому торцу катушки с постоянными магнитами, а второй торец катушки с постоянными магнитами соединен с общим вертикальным магнитопроводом.

Сущность изобретения иллюстрируется чертежом, где показан вертикальный разрез статора и ротора на половине генератора.

Статор состоит из основания 1 в виде кольца, в средней части которого установлен опорный подшипник 2, являющийся нижней опорой вертикального вала 3 ротора, который в верхней части имеет подшипник 4, установленный в верхнем основании 5. Ротор снабжен роторными элементами 6 (прямоугольными пластинами, выполняющими роль зубцов). В зоне торца роторного элемента, а именно около торцевого зазора 7, установлена полка 8 первого уголка, которая обращена к торцу роторного элемента. Эта полка через проставку 9 прикреплена к верхнему основанию. Последовательно с вертикальной полкой 10 первого уголка соединен постоянный магнит 11 с рабочей катушкой 12. Правым торцом постоянный магнит 11 установлен на вертикальном магнитопроводе 13, к которому также внизу присоединен постоянный магнит 14 рабочей катушки возбуждения 15. Вертикальная полка прикреплена с помощью крепежного уголка 16 к основанию 1, а к левому торцу постоянного магнита 14 прикреплена вертикальная полка 17 нижнего уголка, который своей свободной стороной обращен к нижнему торцевому зазору 18. Роторный элемент 6 прикреплен к диску ротора 20 с помощью уголков 19. Между роторным элементом 6 и вертикальным магнитопроводом 13 находится радиальный зазор 21.

Работа статора происходит следующим образом. При вращении ротора происходит коммутация в каждой из двух магнитных цепей: верхней и нижней. Например, в верхней цепи: роторный элемент 6 - зазор 7 - полка 8 - вертикальная полка 10 - постоянный магнит 11 - вертикальный магнитопровод 13 - зазор 21 - роторный элемент 6; в нижней цепи: роторный элемент 6 - зазор 21 - вертикальный магнитопровод 13 - постоянный магнит 14 - полка 17 - нижний уголок - зазор 18 - роторный элемент 6. В результате, в рабочих катушках 12 и 15 будет наводиться электродвижущая сила, которая далее передается потребителю.

Технико-экономическим преимуществом данного статора является его высокая эффективность, которая обусловлена тем, что используются не только радиальные, но и торцевые зазоры.