Безредукторный ветроагрегат

(51) МПК НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ(71) Заявители Синяков Анатолий Леонидович Александров Анатолий Николаевич Сизиков Сергей Вячеславович Дудников Игорь Львович(72) Авторы Синяков Анатолий Леонидович Александров Анатолий Николаевич Сизиков Сергей Вячеславович Дудников Игорь Львович(73) Патентообладатели Синяков Анатолий Леонидович Александров Анатолий Николаевич Сизиков Сергей Вячеславович Дудников Игорь Львович(57) Безредукторный ветроагрегат, содержащий вертикальную опору, к верхнему торцу которой прикреплена с возможностью вращения вокруг нее горизонтальная платформа, на которой расположена двухконсольная ось, на левой консоли которой закреплены с возможностью вращения вокруг левой консоли основное ветроколесо и связанный с ним внешний ротор магнитоэлектрического генератора, статор которого, выполненный из шихтованных секций с катушками, расположен внутри внешнего ротора между его стальными кольцами с постоянными магнитами и прикреплен к левой консоли флюгер, отличающийся тем, что снабжен дополнительным ветроколесом, которое прикреплено к правой консоли и с -образным наконечником металлическим рычагом, на котором закреплен флюгер, при этом к горизонтальной платформе прикреплены двухконсольная ось с возможностью вращения вокруг своей продольной оси в противоположную сторону вращения основного ветроколеса и -образный наконечник металлического рычага с флюгером, который расположен параллельно двухконсольной оси.(56) 1. А.с. СССР 868105, МПК 03 9/00, 1979. 2. А.с. СССР 1737151, МПК 03 9/00, 1992. Предлагаемое техническое решение относится к безредукторным ветроагрегатам, которые преобразуют кинетическую энергию ветра в электрическую энергию. Известен безредукторный ветроагрегат 1. Ветроагрегат содержит основную вертикальную опору, к верхнему торцу которой прикреплена горизонтальная ось, на которой установлено с возможностью вращения ветроколесо с прикрепленным к нему, выполненным в виде стального кольца с закрепленными на нем постоянными магнитами ротором магнитоэлектрического генератора, статор которого выполнен из отдельных с катушками шихтованных секций, которые через фланцы скреплены в кольцо, которое прикреплено к дополнительной вертикальной опоре,установлено соосно с ветроколесом и горизонтальным зазором перед постоянными магнитами ротора генератора. Ветроагрегат работает следующим образом. Под действием ветра приводится во вращение ветроколесо с закрепленным на нем ротором магнитоэлектрического генератора. При вращении постоянных магнитов их магнитный поток замыкается через магнитопроводы шихтованных секций, при этом в катушках, расположенных на магнитопроводах,наводится эдс. Величина эдс зависит от скорости вращения ветроколеса, величины магнитного потока, создаваемого постоянными магнитами, и числа витков катушек. К недостаткам известной конструкции безредукторного ветроагрегата следует отнести сложность конструкции и низкую эффективность работы. Сложность конструкции обусловлена наличием дополнительной вертикальной опоры,к которой прикреплен многосекционный статор с катушками. Низкая эффективность работы обусловлена отсутствием возможности вращения ветроколеса с ротором вокруг вертикальной оси основной опоры, что не позволяет максимально использовать кинетическую энергию ветра при изменении направления ветра. Наиболее близким к заявляемой конструкции безредукторного ветроагрегата является ветроагрегат, у которого отсутствуют отмеченные недостатки 2. Этот безредукторный ветроагрегат содержит вертикальную опору, к верхнему торцу которой прикреплена с возможностью вращения вокруг ее вертикальной оси горизонтальная платформа, на которой расположена двухконсольная ось, на левой консоли 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, и расположен между стальными кольцами, и прикреплен к левой консоли двухконсольной оси, на правой консоли которой закреплен флюгер. 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 обмотку генератора, к которой подключаются потребители электроэнергии. К недостаткам этого безредукторного ветроагрегата следует отнести пониженную эффективность работы по преобразованию кинетической энергии ветра в электрическую энергию. 2 88432012.12.30 Пониженная эффективность работы ветроагрегата обусловлена низкой частотой вращения ротора магнитоэлектрического генератора ветроколесом. Задачей предлагаемой полезной модели безредукторного ветроагрегата является повышение эффективности его работы путем увеличения частоты электродвижущей силы,возникающей в статорной обмотке генератора, при работе ветроагрегата. Поставленная задача решается тем, что в безредукторном ветроагрегате, содержащем вертикальную опору, к верхнему торцу которой прикреплена с возможностью вращения вокруг нее горизонтальная платформа, на которой расположена двухконсольная ось, на левой консоли которой закреплены с возможностью вращения вокруг нее основное ветроколесо и связанный с ним внешний ротор магнитоэлектрического генератора, статор которого, выполненный из шихтованных секций с катушками, расположен внутри внешнего ротора между его стальными кольцами с постоянными магнитами и прикреплен к левой консоли флюгер снабжен дополнительным ветроколесом, которое прикреплено к правой консоли и с -образным наконечником металлическим рычагом, на котором закреплен флюгер, при этом к горизонтальной платформе прикреплены двухконсольная ось с возможностью вращения вокруг своей продольной оси в противоположную сторону вращения основного ветроколеса и -образный наконечник металлического с флюгером рычага,который расположен параллельно двухконсольной оси. Сущность предлагаемой полезной модели безредукторного ветроагрегата поясняется схемой установки, изображенной на фигуре. Безредукторный ветроагрегат содержит вертикальную опору 1, к верхнему торцу которой прикреплена с возможностью вращения на подшипнике 2 вокруг ее оси 3 горизонтальная платформа 4, на которой расположена двухконсольная ось 5, на левой консоли 6 которой закреплены с возможностью вращения на подшипниках 7, 8 вокруг продольной ее оси 9 основное ветроколесо 10 и связанный с ним магнитоэлектрического генератора ротор 11, содержащий два стальных кольца 12, 13 с прикрепленными к ним постоянными магнитами 14, 15, при этом статор выполнен из шихтованных секций 16 с катушками 17,расположен внутри внешнего ротора 11 между его стальными кольцами 12, 13 с постоянными магнитами 14, 15, противоположные полюсы которых имеют одинаковую полярность и прикреплены к левой консоли 6. Кроме того, ветроагрегат содержит флюгер 18,поворачивающий ветроагрегат навстречу ветру. Для повышения эффективности работы безредукторный ветроагрегат снабжен дополнительным ветроколесом 19, которое прикреплено к правой консоли 20 оси 5, при этом двухконсольная ось 5 расположена на платформе 4 с возможностью вращения вокруг своей продольной оси 9 в подшипниках 21, 22 в противоположную сторону вращения основного ветроколеса 10. Ветроагрегат также оборудован с -образным наконечником 23 металлическим рычагом 24, на котором закреплен флюгер 18, при этом металлический пруток-рычаг 24 с флюгером 18 расположен параллельно двухконсольной оси 5 и образным наконечником 23 прикреплен дополнительно к горизонтальной платформе 4. Заявляемый безредукторный ветроагрегат работает следующим образом. Под действием ветра приводится во вращение основное ветроколесо 10 и вместе с ним внешний ротор 11 с постоянными магнитами 14, 15, которые закреплены на стальных его кольцах 12, 13, при этом основное ветроколесо 10 и внешний ротор 11 вращаются по часовой стрелке в подшипниках 7, 8, которые установлены на правой консоли 6 двухконсольной оси 5. Одновременно под действием ветра приводится во вращение дополнительное ветроколесо 19, которое прикреплено к правой консоли 20 двухконсольной оси 5, и вращает закрепленный на левой консоли 6, выполненный из шихтованных секций с катушками 17 статор магнитоэлектрического генератора против часовой стрелки. Из-за вращения ротора 11 по часовой стрелке, а статора магнитоэлектрического генератора - против часовой стрелки при равной частоте вращения основного и дополнительного ветроколес 10, 19 в два раза увеличится частота электродвижущих сил, возникающих 3 88432012.12.30 в катушках 17, расположенных на шихтованных магнитопроводах секций 16 статора генератора, а следовательно, увеличивается в два раза электрическая мощность магнитоэлектрического генератора, то есть безредукторный ветроагрегат работает более эффективно. Флюгер 18 при помощи металлического рычага 24 с -образным наконечником 23 устанавливает ветроколеса 10, 19 навстречу ветровому потоку. Таким образом, при эксплуатации заявляемой конструкции безредукторного ветроагрегата происходит достижение поставленной технической задачи - повышение эффективности работы ветроагрегата путем увеличения частоты электродвижущей силы,возникающей в статорной обмотке генератора, за счет вращения статора и ротора магнитоэлектрического генератора в противоположные стороны благодаря оборудованию ветроагрегата дополнительным ветроколесом, которое прикреплено к правой консоли двухконсольной оси, прикрепленной к горизонтальной платформе с возможностью вращения вокруг своей продольной оси в противоположную сторону вращения основного ветроколеса, к которой дополнительно прикреплен -образным наконечником металлический рычаг с закрепленным на нем флюгером. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 4