Результат интеллектуальной деятельности: Ротор сегментного генератора

Изобретение относится к области ветроэнергетики, в частности к ветроэлектрогенераторам сегментного и дугостаторного типов.

Известен ротор ветроэлектрогенератора [Пат. РФ №2290534, опубл. 27.12.2006, бюл. №36, з-ка 2005116803/06, 01.06.2005]. В данном техническом решении достигнут технический результат, заключающийся в уменьшении массы и габаритов ротора ветроэлектрогенератора при минимизации его стоимости за счет упрощения технологии изготовления и обеспечивающийся за счет того, что в роторе ветроэлектрогенератора, содержащего ступицу, лопасти, дугообразные элементы и магнитопроводы, согласно изобретению магнитопровод ротора выполнен в виде ферромагнитных параллелепипедов, чередующихся с немагнитными призмами, основания которых выполнены в виде равнобедренных трапеций, а боковые грани снабжены отверстиями для размещения скрепляющих элементов, такие призмы могут быть и источниками возбуждения. Недостатком данного ротора является возможность его разрушения под действием центробежной сил.

Из всех известных аналогов наиболее близким к заявленному по совокупности существенных признаков является ротор сегментного ветроэлектрогенератора [Пат. РФ №2275530, опубл. 27.04.2006, бюл. №12, з-ка 2004128674/06, 27.09.2004]. Ротор сегментного ветроэлектрогенератора содержит ступицу, лопасти, дугообразные элементы, крепежные элементы и полюсы магнитопроводов. При этом магнитопроводы ротора сегментного ветроэлектрогенератора выполнены в виде катушек из ферромагнитной проволоки, которые установлены на дугообразных элементах или ободе, который с помощью ступицы соединен с валом.

Недостатком данного ротора является необходимость намоточных работ, что отрицательно сказывается на технологии всей установки.

Изобретение направлено на уменьшение массы и габаритов ротора сегментного ветроэлектрогенератора при минимизации его стоимости за счет упрощения технологии изготовления и использования дешевых компонентов.

Достижение технического результата обусловлено тем, что ротор сегментного генератора, содержащий вал, ступицу, обод, источники возбуждения, крепежные элементы и полюсы магнитопроводов, согласно изобретению выполнен в виде пакета, который закреплен на ободе, и включает в себя набор из круглых вкладышей с отверстием, на которые надеты кольцеобразные источники возбуждения, при этом источники возбуждения находятся в магнитном контакте с полюсами, а сам пакет снабжен немагнитным стяжным болтом.

Сущность изобретения иллюстрируется чертежами, где на фиг. 1 показан ротор, вид спереди на один из пакетов, прикрепленных к ободу, на фиг. 2 показан разрез полюса, на фиг. 3 показан разрез по источнику возбуждения.

Ротор может входить в состав ветроэлектрогенератора, который имеет два вертикальных ветровоспринимающих ротора, средняя часть которых прикрыта обтекателем, генераторы установлены на одних валах с ротором, при этом статоры генераторов установлены на поворотном основании, поворачивающемся в подшипнике, который установлен на верхней части неподвижного основания. Каждый из генераторов содержит статор 1 с П-образными магнитопроводами, с торцами, обращенными к воздушному зазору 2, и катушками 3. Ротор снабжен основанием - ободом 4, на котором закреплены пакеты с помощью болтов 5 и уголков 6. Ротор установлен на одном валу с ветровоспринимающими роторами или ветроколесами. Пакет ротора включает в себя набор круглых вкладышей. Ротор содержит центральный немагнитный стяжной болт 8, стягивающий вкладыши с отверстиями, на вкладыши 7 надеты кольцеобразные источники возбуждения - постоянные магниты 9. Их торцы находятся в магнитном контакте с полюсами 10 (магнитными наконечниками). Для предотвращения шунтирования потока по ободу имеется немагнитная прокладка 11.

Работа устройства. При наличии ветрового потока, который оказывает давление на первичный двигатель, ротор приходит во вращение, коммутируя магнитный поток. При этом расположение торцов магнитопроводов обеспечивает примерно постоянный воздушный зазор между ротором и статором. Статор устанавливается на основании, которое в свою очередь прикреплено к подвижному (поворотному) основанию, на котором также укреплены подшипники ступиц и хвост ветроэлектрогенератора. Ротор, как и все роторы синхронных генераторов, представляет собой магнитную цепь, в состав которой, кроме магнитопровода, входят источники магнитного поля - постоянный магнит или катушка возбуждения, рабочая катушка, которая воспринимает изменение потока, вызванного его модуляцией ротором, располагается на статоре. Индуцированное напряжение далее подается на блок регулирования и далее, к нагрузке.

Технико-экономическим преимуществом данного ротора является технологичность, вызванная использованием широко распространенных кольцеобразных магнитов, а также рациональной конструкцией со стяжным болтом.