Вітроелектромеханічний нагрівач

Вітроелектромеханічний нагрівач, що містить вітродвигун і індукційний перетворювач, розміщений в резервуарі з теплоакумулюючою рідиною, у вигляді коаксіальних рухомого та нерухомого магнітопроводів з зубчастою будовою прилеглих поверхонь, з повздовжніми зубцями, паралельними спільній осі магнітопроводів, і 3 27366 Поставлена задача вирішується тим, що вітроелектромеханічний нагрівач, що містить вітродвигун і індукційний перетворювач, розміщений в резервуарі з теплоакумулюючою рідиною, у вигляді коаксіальних рухомого та нерухомого магнітопроводів з зубчастою будовою прилеглих поверхонь, з повздовжніми зубцями, паралельними спільній осі магнітопроводів, і кільцевої обмотки збудження, розташованої в кільцевій канавці на внутрішній поверхні нерухомого магнітопроводу в площині, перпендикулярній спільній осі магнітопроводів, що ділить його зубці навпіл, рухомий магнітопровід розташований всередині порожнистого нерухомого магнітопроводу з можливістю обертання в підшипниках, які закріплені в підшипникових щита х з немагнітного матеріалу, і зв'язаний з вихідним валом вітродвигуна, згідно корисної моделі, в пазах нерухомого магнітопроводу розташовані якірні обмотки, з'єднані паралельно і через послідовно з'єднані випрямляч і регулятор потужності приєднані до виводів кільцевої обмотки збудження. Особливість корисної моделі в тому, що в якірних обмотках, розташованих в пазах нерухомого магнітопроводу, індукується ЕРС для живлення кільцевої обмотки збудження; паралельне з'єднання якірних обмоток забезпечує збільшення сумарної величини індукованого струму; приєднання паралельно з'єднаних якірних обмоток через послідовно з'єднані випрямляч і регулятор потужності до виводів кільцевої обмотки збудження забезпечує отримання випрямленого струму збудження необхідної величини. Таким чином, запропонована корисна модель забезпечує живлення кільцевої обмотки збудження без автономного джерела постійного струму, в результаті чого зменшується вартість вітроелектромеханічного нагрівача, спрощується його експлуатація та її вартість. Технічна сутність і принцип дії запропонованого вітроелектромеханічного нагрівача пояснюється графічним матеріалом: на Фіг.1 подано загальний вид вітроелектромеханічного нагрівача; на Фіг.2 електрична схема з'єднань якірних обмоток з кільцевою обмоткою збудження; на Фіг.3 - розподіл магнітної індукції в зазорі між зубцями магнітопроводів. Вітроелектромеханічний нагрівач містить вітродвигун 1 з вихідним валом 2 і індукційний перетворювач 3, поміщений в резервуар 4 з теплоакумулюючою рідиною 5, у вигляді р ухомого 6 та нерухомого 7 магнітопроводів, розташованих співвісно з радіальним зазором 8, з зубчастою будовою прилеглих поверхней і кільцевої обмотки 9 збудження, розташованої в кільцевій канавці 10 на внутрішній поверхні нерухомого магнітопроводу 7, рухомий магнітопровід 6 зв'язаний з валом 2 вітродвигуна 1. Магнітпроводи 6, 7 виготовлені в формі коаксіальних циліндрів, рухомий магнітопровід 6 розташований всередині порожнистого нерухомого магнітопроводу 7 з можливістю обертання в підшипниках 11, 12 які закріплені в 4 підшипникових щита х 13, 14 з немагнітного матеріалу, повздовжні зубці 15, 16 утворені повздовжніми пазами 17, 18, розташовані на прилеглих зубчасти х поверхнях паралельно спільній осі магнітопроводів, індукційний перетворювач 3 закріплено в резервуарі 4 на магнітоізоляційних опорах 19. В пазах 17 нерухомого магнітопроводу 7 розташовані якірні обмотки 20, з'єднані паралельно і через послідовно з'єднані випрямляч 21 і регулятор потужності 22 приєднані до виводів кільцевої обмотки 9 збудження. Пристрій працює таким чином. Перед установкою в експлуатацію магнітопроводи 6, 7 намагнічуються кільцевою обмоткою збудження від стороннього джерела живлення постійного струму. Надалі магнітопроводи 6, 7 залишаються в намагніченому стані за рахунок остаточного магнетизму. За рахунок енергії вітру вал 2 вітродвигуна 1, а разом з ним і рухомий магнітопровід 6 обертаються. Зубці 15, 16 магнітопроводів 6, 7 намагнічуються магнітним полем збудження в одному напрямі одночасно. Із-за зубчастої будови прилеглих поверхней магнітопроводів 6, 7 магнітний потік, що замикається через них, не буде розподілятися рівномірно. Більша його частина проходитиме через ділянки, де зубець 15 рухомого магнітопроводу 6 розташується під зубцем 16 нерухомого магнітопроводу 7, а найменша - на ділянці, де зубець 15 рухомого магнітопроводу 6 розташується під пазом 17 нерухомого магнітопроводу 7. При цьому між зубцями 15, 16 змінюється зазор 8, а отже і магнітна індукція в ньому. В результаті цього крива 23 розподілу магнітної індукції в зазорі 8 між зубцями 15, 16 набуде пилковидного характеру і матиме вигляд, поданий на Фіг.3. Змінний магнітний потік між зубцями магнітопроводів індукує в якірних обмотках 20 ЕРС, в результаті чого сумарний випрямлений струм через послідовно з'єднані випрямляч 21 і регулятор потужності 22 поступає на кільцеву обмотку 9 збудження і підсилене магнітне поле збудження додатково підмагнічує магнітопроводи 4, 6. Для даного моменту часу в зазорі 8 під зубцем B 16 індукція має максимальне значення d max . При обертанні рухомого магнітопроводу 6, коли над його зубцем 15 розташується паз 17 нерухомого B магнітопроводу 7, індукція зменшується до d min . Таким чином, при обертанні рухомого магнітопроводу 6, жорстко зв'язаного з валом 2 вітродвигуна 1, що обертається за рахунок енергії вітру, індукція в зазорі 8 пульсує, не змінюючи B B знаку від d max до d min . Її можна представити у вигляді двох складових: змінної з амплітудою Bd » = 0,5(Bd max - Bd min ) і постійної, рівної Bd = = 0,5(Bd max + B d min ) Змінна складова магнітного поля індукує в 5 27366 магнітопроводах 6, 7е.р.с. і вихрові струми частотою f=Zn де Z - кількість зубців на рухомому магнітопроводі; n частота обертання рухомого магнітопроводу, с-1. Вихрові струми за законом Джоуля-Ленца нагрівають магнітопроводи 6, 7 а ті нагріватимуть теплоакумулюючу рідину 5 в резервуарі 4, яка може використовуватися для обігріву споруд, парників та теплиць. Постійна складова магнітного потоку ніяких е.р.с. не індукує, тому ця частина магнітного потоку не приймає участі в перетворенні енергії вітру в теплову. Виконання підшипникових щитів 13, 14 і опор 19 із немагнітного матеріалу виключає можливість шунтування магнітного потоку. 6