Безредукторный ветроагрегат

(51) МПК НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ(71) Заявитель Учреждение образования Минский государственный высший авиационный колледж(72) Авторы Лапцевич Александр Анатольевич Синяков Анатолий Леонидович Александров Анатолий Николаевич Есипенок Николай Павлович(73) Патентообладатель Учреждение образования Минский государственный высший авиационный колледж(57) Безредукторный ветроагрегат, содержащий основное и дополнительное ветроколеса,присоединенную к заземляющему контуру вертикальную опору, к верхнему торцу которой прикреплена через основной подшипник горизонтальная платформа, на которой установлен соосно с металлической вертикальной опорой магнитоэлектрический генератор,прикрепленный к ней корпусом, в котором расположены статор с однофазной якорной обмоткой и внутри его ротор, оборудованный многополюсным индуктором из кольцевых магнитов и двухконсольным валом, на консолях которого расположены и прикреплены соответственно основное и дополнительное ветроколеса ветроагрегата, отличающийся тем, что снабжен дополнительным подшипником, который расположен на металлической вертикальной опоре под основным подшипником, прикреплен к опоре через электроизоляционную втулку и к горизонтальной платформе электроизоляционной муфтой распределительной клеммной колодкой электроэнергии потребителям, расположенной в шкафу,который прикреплен к металлической вертикальной опоре, при этом однофазная якорная обмотка магнитоэлектрического генератора первым выводом присоединена к горизонтальной платформе, а к ее второму выводу подключены через дополнительный подшипник фазные клеммы распределительной клеммной колодки, нулевые клеммы которой присоединены к металлической вертикальной опоре. Предлагаемое техническое решение относится к безредукторным ветроагрегатам, которые преобразуют кинетическую энергию ветра в электрическую энергию и могут быть установлены в зонах аэропортов, промышленных предприятий и жилых зданий. Известна конструкция ветроагрегата 1. Этот безредукторный ветроагрегат содержит вертикальную опору, к верхнему торцу которой прикреплена с возможностью вращения вокруг ее вертикальной оси горизонтальная платформа, на которой расположена и закреплена ось, на которой закреплены с возможностью вращения вокруг продольной ее оси ветроколесо и связанный с ним внешний ротор магнитоэлектрического генератора. При этом ротор содержит два стальных кольца с закрепленными на них постоянными магнитами, а статор генератора выполнен из шихтованных секций с катушками, расположен между стальными кольцами и прикреплен к оси. Автоматическая ориентация платформы при изменении направления ветра осуществляется флюгером, прикрепленным к платформе при помощи рычага. Безредукторный ветроагрегат работает следующим образом. Под действием кинетической энергии ветра приводится во вращение ветроколесо и вместе с ним внешний ротор,на стальных кольцах которого закреплены постоянные магниты. При вращении постоянных магнитов их магнитный поток замыкается через магнитопроводы шихтованных секций, на которых расположены катушки, при этом в катушках наводится электродвижущая сила, величина которой зависит от магнитного потока постоянных магнитов, числа витков в катушках и частоты вращения ветроколеса. Катушки соединены последовательно и образуют статорную якорную обмотку генератора, к которой подключаются потребители электроэнергии. К недостаткам этого безредукторного ветроагрегата следует отнести сложность его конструкции и пониженную надежность эксплуатации. Сложность конструкции ветроагрегата обусловлена сложной конструкцией магнитоэлектрического генератора, содержащего сложной конструкции внешний ротор, внутри которого расположен также сложной конструкции статор с якорной обмоткой. Пониженная надежность эксплуатации обусловлена тем, что ветроколесо и магнитоэлектрический генератор, расположенные на консоли горизонтальной оси, прикрепленной к платформе, создают изгибающий момент, прикладываемый к вертикальной опоре, под действием которого опора наклоняется в сторону ветроколеса и постепенно ослабляется ее крепление. Наиболее близкой к заявляемой конструкции ветроагрегата является конструкция безредукторного агрегата, у которого отсутствуют отмеченные недостатки 2. Этот безредукторный ветроагрегат содержит основное и дополнительное ветроколеса присоединенную к заземляющему контуру металлическую вертикальную опору, к верхнему торцу которой прикреплена через подшипник горизонтальная платформа, на которой установлен соосно с металлической вертикальной опорой магнитоэлектрический генератор, оборудованный многополюсным индуктором из кольцевых магнитов и двухконсольным валом, на консолях которого расположены и прикреплены соответственно основное и дополнительное ветроколеа установки. Безредукторный ветроагрегат работает следующим образом. Основное и дополнительное ветроколеса преобразуют кинетическую энергию ветра в механическую, под действием которой вращается ротор магнитоэлектрического генератора с многополюсным индуктором, который выполнен из кольцевых магнитов. При вращении индуктора его 2 102272014.08.30 магнитный поток пересекает однофазную якорную обмотку генератора и наводит в ней электродвижущую силу переменного тока, частота которой зависит от частоты вращения индуктора и числа пар его полюсов. К недостатку этого безредукторного ветроагрегата следует отнести его низкую степень готовности к эксплуатации. Низкая степень готовности ветроагрегата к эксплуатации обусловлена несовершенством его конструкции, в результате чего отсутствует возможность подключения нагрузки к выводам однофазной якорной обмотки генератора. Задачей заявляемой модели безредукторного ветроагрегата является повышение степени готовности ветроагрегата к работе. Поставленная техническая задача решается тем, что безредукторный ветроагрегат, содержащий основное и дополнительные ветроколеса, присоединенную к заземляющему контуру вертикальную опору, к верхнему торцу которой прикреплена через основной подшипник горизонтальная платформа, на которой установлен соосно с металлической вертикальной опорой магнитоэлектрический генератор, прикрепленный к ней корпусом, в котором расположены статор с однофазной якорной обмоткой и внутри его ротор, оборудованный многополюсным индуктором из кольцевых магнитов и двухконсольным валом,на консолях которого расположены и прикреплены соответственно основное и дополнительное ветроколеса ветроагрегата, отличается тем, что снабжен дополнительным подшипником, который расположен на металлической вертикальной опоре под основным подшипником, прикреплен к опоре через электроизоляционную втулку и к горизонтальной платформе электроизоляционной муфтой распределительной клеммной колодкой электроэнергии потребителям, расположенной в шкафу, который прикреплен к металлической вертикальной опоре, при этом однофазная якорная обмотка магнитоэлектрического генератора первым выводом присоединена к горизонтальной платформе, а к ее второму выводу подключены через дополнительный подшипник фазные клеммы распределительной клеммной колодки, нулевые клеммы которой присоединены к металлической вертикальной опоре. Сущность заявляемой полезной модели безредукторного ветроагрегата поясняется его схемой, изображенной на фигуре. Безредукторный ветроагрегат содержит основное и дополнительное ветроколеса 1, 2,присоединенную к зазмляющему контуру 3 металлическую вертикальную опору 4, к верхнему торцу которой прикреплена через основной подшипник 5 горизонтальная платформа 6, на которой установлен соосно с металлической вертикальной опорой 4 магнитоэлектрический генератор, прикрепленный к ней корпусом 7, в котором расположены статор 8 с однофазной якорной обмоткой 9 и внутри его ротор 10, оборудованный многополюсным индуктором из кольцевых магнитов 11 и двухконсольным валом 12, на консолях 13, 14 которого расположены и прикреплены соответственно основное и дополнительное ветроколеса 1, 2 ветроагрегата. Для повышения степени готовности безредукторного ветроагрегата к эксплуатации он снабжен дополнительным подшипником 15, который расположен на металлической вертикальной опоре 4 под основным подшипником 5, прикреплен к опоре 4 через электроизоляционную втулку 16 и к горизонтальной платформе 6 электроизоляционной муфтой 17 распределительной клеммной колодкой 18 электроэнергии потребителю, расположенной в шкафу 19, который прикреплен к металлической вертикальной опоре 4. При этом однофазная якорная обмотка 9 магнитоэлектрического генератора первым выводом присоединена к горизонтальной платформе 6, а к ее второму выводу подключены через дополнительный подшипник 15 фазные клеммы 20, 21 распределительной колодки 18,нулевые клеммы 22, 23 которой прикреплены к металлической вертикальной опоре 4. К клеммам 21, 23 подключен нагреватель воды 24, а к клеммам 20 и 22 через трансформаторно 3 102272014.08.30 выпрямительный блок 25 - аккумулятор 26. Для автоматической ориентации ветроколес 1,2 навстречу ветру платформа 6 оборудована флюгером 27. Заявляемый ветроагрегат работает следующим образом. Основное и дополнительное ветроколеса 1, 2 преобразуют кинетическую энергию ветра в механическую, под действием которой вращается вал 12 ротора 10, оборудованный многополюсным индуктором из кольцевых магнитов 11. При вращении многополюсного индуктора его магнитный поток наводит переменное напряжение в однофазной якорной обмотке 9 генератора, первый вывод которой присоединен к заземляющему контуру 3 через горизонтальную платформу 6,основной подшипник 5 и металлическую вертикальную опору 4, к которой прикреплены клеммы 22, 23 клеммной колодки 18, а ко второму выводу однофазной якорной обмотки 9 присоединены клеммы 20 и 21 клеммной колодки 18 через дополнительный подшипник 15, электроизолированный от металлической вертикальной опоры 4 электроизоляционной втулкой 16. Поэтому к нагревателю 24 воды и аккумуляторной батарее 26 подается напряжение от однофазной якорной обмотки 9 генератора, при этом напряжение подается непрерывно, независимо от направления ветра, под действием которого происходит поворот платформы 6. Непрерывная подача напряжения потребителям 24, 26 обеспечивается благодаря оборудованию безредукторного ветроагрегата дополнительным подшипником 15, который выполняет роль кольцо-щеточного узла при повороте горизонтальной платформы 6. Заявляемый безредукторный ветроагрегат обеспечивает непрерывное электроснабжение потребителей, расположенных в зоне действия ветроагрегата, благодаря повышенной степени готовности ветроагрегата к эксплуатации за счет усовершенствования его конструкции. Таким образом, в процессе эксплуатации заявляемой конструкции безредукторного ветроагрегата происходит достижение поставленной технической задачи - повышение степени готовности ветроагрегата к эксплуатации за счет оборудования его дополнительным подшипником, который расположен на вертикальной опоре под основным подшипником и прикреплен к опоре через электроизоляционную втулку и к горизонтальной платформе электроизоляционной муфтой распределительной клеммной колодкой электроэнергии потребителям, расположенной в шкафу, который прикреплен к металлической вертикальной опоре подключения потребителей энергии к выводам однофазной якорной обмотки генератора через клеммы клеммной колодки и дополнительного подшипника. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 4