Вітроелектрична установка модульної конструкції

Реферат: Вітроелектрична установка модульної конструкції належить до електроенергетики, а саме до електричних генераторів з постійними магнітами. До складу вітроелектричної установки входить статор, що має форму циліндричного сердечника з пазами, в які вкладена обмотка, і виконаного з листової електротехнічної сталі, та ротор у вигляді багатополюсної магнітної системи з радіально розташованими магнітами на стальному ярмі ротора, що напресовано на вал. Корпусом вітроелектричної установки є статор, що виконаний із листів електротехнічної сталі, які мають на своїй зовнішній поверхні виступи з продовгуватими отворами, через які проходять болти, що стягують пакет статора. Листи електротехнічної сталі зміщені один відносного другого з утворенням скосу пазів, в які вкладається обмотка. Запропонована конструкція забезпечує збільшення потужності на одиницю об'єму або маси головки завдяки відсутності корпусу головки установки, так як корпус являє собою тільки пакет статора із листів електротехнічної сталі, а наявність скосу пазів дозволяє зменшити реактивний момент і, відповідно, розширити діапазон робочих швидкостей вітрогенератора, що підвищує його ефективність. UA 106673 C2 (12) UA 106673 C2 UA 106673 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Винахід належить до електроенергетики, в даному випадку - до електричних генераторів з постійними магнітами. Відома електрична машина плоскої конструкції (Кенио Т., Нагаморі С. Двигатели постоянного тока с постоянными магнитами, Москва, Энергоатомиздат, 1989, с. 95). На нерухомій частині цієї машини, ярмі статора, що виконано з електротехнічної сталі, розташовані котушки обмотки збудження, на рухомій частині, ярмі ротора із електротехнічної сталі, розташована система збудження з постійними магнітами змінної полярності, що намагнічені в аксіальному напрямку. Недоліком такої електричної машини є великий немагнітний проміжок. Це викликає зниження магнітного потоку і потужності в одиниці об'єму. Найбільш близькою до патенту, що заявляється, є електрична машина [UA 37492 Україна, МПК Н02К 16/00, 21/022. Вітрогенератор модульного типу. - № u2008 09964; заявл. 31.07.08; опубл. 10.22.08, Бюл. № 23]. Вітроелектрична установка модульного типу являє собою конструкцію, до складу якої входить статор, що має форму циліндричного сердечника з пазами, в які вкладена обмотка, і виконаного з листової електротехнічної сталі та ротор у вигляді багатополюсної магнітної системи з радіально розташованими магнітами на стальному ярмі ротора, що напресовано на вал, при цьому, корпусом генератора є кожух головки вітрогенератора, в якому розміщені статор та підшипники. Недоліком такої конструкції електрогенератора, що застосовується у даній вітроелектричній установці, є мала питома потужність, що визначається відношенням електричної потужності до маси генератора або головки вітроелектричної установки. В основу винаходу, що заявляється, поставлена задача підвищення питомих характеристик та ефективності вітроелектричної установки шляхом суміщення статора електрогенератора з корпусом головки та створення скосу пазів, в які вкладається обмотка статора. Поставлена задача вирішується тим, що вітроелектрична установка модульної конструкції, до складу якої входить статор, що має форму циліндричного сердечника з пазами, в які вкладена обмотка, і виконаного з листової електротехнічної сталі, та ротор у вигляді багатополюсної магнітної системи з радіально розташованими магнітами на стальному ярмі ротора, що напресовано на вал, згідно винаходу, корпусом вітроелектроустановки є статор, що виконаний із листів електротехнічної сталі, які мають на своїй зовнішній поверхні виступи з продовгуватими отворами, через які проходять елементи кріплення, що стягують пакет статора, при цьому, листи електротехнічної сталі зміщені один відносного другого з утворенням скосу пазів по довжині сердечника статора, в які вкладається обмотка. Така конструкція вітроелектричної установки дозволить збільшити потужність на одиницю об'єму або маси головки вітрогенератора завдяки відсутності корпусу головки, так як корпус являє собою тільки пакет статора із листів електротехнічної сталі. Наявність скосу пазів дозволяє зменшити реактивний момент і, відповідно, розширити діапазон робочих швидкостей вітрогенератора, що дозволить підвищити його ефективність. Суть запропонованого винаходу пояснюється на фіг. 1, 2, 3, 4. Запропонована конструкція містить ротор з лопатями 1 (фіг. 1), що жорстко кріпиться на валу 2. На валу 2 жорстко закріплене стальне ярмо 3, на якому, в свою чергу, кріпляться радіально розташовані магніти 4. На вал 2 насаджені підшипники 5, які розміщуються в кришках 6. Статор 7 набраний із листів з електротехнічної сталі та стягнутий в пакет разом з кришками 6 елементами кріплення 8, наприклад болтами. Елементи кріплення 8 проходять крізь продовгуваті отвори Г (фіг. 2), що знаходяться на зовнішній стороні листів з електротехнічної сталі статора 7, при цьому, листи зміщені один відносно другого (фіг. 3) з утворенням скосу пазів Δ (фіг. 4) в яких розміщуються обмотки 9. Статор 7 разом з кришками 6, підшипниками 5 та валом 2 кріпиться до опорноповертального пристрою 10, що дозволяє ротору 1 орієнтуватись за напрямком вітру. Працює вітроелектрична установка модульної конструкції наступним чином. При набіганні повітряного потоку на лопаті ротора 1 він починає обертатись разом з валом 2 та, відповідно, магнітами 4. При цьому магнітне поле магнітів 4 пересікає обмотки 9 та індукує в них електричний струм. Скіс пазів статора зменшує реактивний момент та дозволяє обертатись ротору 1 при менших швидкостях вітру, що розширює діапазон робочих швидкостей вітроелектричної установки та підвищує його ефективність. 1 UA 106673 C2 ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 5 10 Вітроелектрична установка модульної конструкції, до складу якої входить статор, що має форму циліндричного сердечника з пазами, в які вкладена обмотка, і виконаний з листової електротехнічної сталі, та ротор у вигляді багатополюсної магнітної системи з радіально розташованими магнітами на стальному ярмі ротора, що напресовано на вал, яка відрізняється тим, що корпусом вітрогенератора є статор, що виконаний із листів електротехнічної сталі, які мають на своїй зовнішній поверхні виступи з продовгуватими отворами, через які проходять елементи кріплення, що стягують пакет статора, при цьому листи електротехнічної сталі зміщені один відносного другого з утворенням скосу пазів по довжині сердечника статора, в які вкладається обмотка. 2 UA 106673 C2 Комп’ютерна верстка І. Мироненко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3