RU2600574C1 - Электрическая машина с мультипликатором - Google Patents
Электрическая машина с мультипликатором Download PDFInfo
- Publication number
- RU2600574C1 RU2600574C1 RU2015114885/07A RU2015114885A RU2600574C1 RU 2600574 C1 RU2600574 C1 RU 2600574C1 RU 2015114885/07 A RU2015114885/07 A RU 2015114885/07A RU 2015114885 A RU2015114885 A RU 2015114885A RU 2600574 C1 RU2600574 C1 RU 2600574C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- multiplier
- electric machine
- rotor
- rolling bodies
- separator
- Prior art date
Links
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 claims abstract description 22
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims abstract description 14
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims abstract description 6
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 2
- 238000004870 electrical engineering Methods 0.000 abstract 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 5
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 3
- RZVAJINKPMORJF-UHFFFAOYSA-N Acetaminophen Chemical compound CC(=O)NC1=CC=C(O)C=C1 RZVAJINKPMORJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000341910 Vesta Species 0.000 description 1
- 244000309464 bull Species 0.000 description 1
- 238000011089 mechanical engineering Methods 0.000 description 1
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16H—GEARING
- F16H25/00—Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms
- F16H25/04—Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms for conveying rotary motion
- F16H25/06—Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms for conveying rotary motion with intermediate members guided along tracks on both rotary members
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03D—WIND MOTORS
- F03D7/00—Controlling wind motors
- F03D7/02—Controlling wind motors the wind motors having rotation axis substantially parallel to the air flow entering the rotor
- F03D7/04—Automatic control; Regulation
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K7/00—Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
- H02K7/10—Structural association with clutches, brakes, gears, pulleys or mechanical starters
- H02K7/116—Structural association with clutches, brakes, gears, pulleys or mechanical starters with gears
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/70—Wind energy
- Y02E10/72—Wind turbines with rotation axis in wind direction
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)
- Other Liquid Machine Or Engine Such As Wave Power Use (AREA)
Abstract
Изобретение относится к электротехнике, а именно к электрическим машинам с волновой передачей. Электрическая машина с мультипликатором содержит корпус 10, статор 3, ротор 4 и волновую передачу в режиме мультипликатора с телами качения 7, причем мультипликатор размещен коаксиально внутри ротора электрической машины. Мультипликатор содержит жесткое колесо 5 с наружным зубчатым профилем, являющееся осью электрической машины, сепаратор 6 с телами качения, прикрепленный к корпусу электрической машины, волнообразователь 8, выполненный многодисковым, с выходным валом в форме цилиндра, наружная поверхность которого является основанием для обмотки ротора электрической машины, а внутренняя - выполнена из круговых проточек одного диаметра, число которых равно числу дисков. Центры соседних круговых проточек смещены относительно продольной оси на одинаковые эксцентриситеты, направленные в разные стороны, при этом каждая из этих проточек имеет канавку, в которой размещены ролики, образующие наборные подшипники, внутренними обоймами которых являются диски, контактирующие с телами качения, расположенными в сепараторе. Технический результат состоит в снижении габаритов и массы электрической машины большой мощности с мультипликатором, повышении КПД и снижении стоимости ее изготовления. 2 ил.
Description
Изобретение относится к электроэнергетике и машиностроению, в частности к устройствам, преобразующих кинетическую энергию воздушных масс в электрическую, и предназначено для использования в ветроэнергетических установках высокой мощности.
Известны энергетические установки высокой мощности, состоящие из ветротурбины с осью, мультипликатора с входным и выходным валами и электрогенератора, подключенными так, что ось ветротурбины соединена с входным валом мультипликатора, а его выходной вал с ротором электрогенератора фирм «Vestas»V112-3,0MW; «Nordex»-N80/2500; «Simens» - SWT-2,3-82; «Senvion» (См. http://www.thefuturebuild.com/assets/images/uploads/products/1713/v112-3.0mw offshore uk1.pdf: http://www.nordex-online.com/en/produkte-service/wind-turbines/n90-25-mw.html?no cache=l;
http://www.energv.siemens.com/hq/pool/hq/power-generation/renewables/wind-power/wind%20turbines/Siemens%20Wind%20Turbine%20SWT-2.3-108 EN.pdf;
http://www.senvion.com/fileadmin/user upload/02 WindPowerSolutions/ProductBroc hures/Senvion Product Portfolio EN.pdf), и отечественная установка «Радуга 1» (см. Селезнев И.С. Конструктивные особенности проектируемых ВЭУ «Радуга-1» и «Радуга-250». В сб.: Энергетическое строительство №4. 1990 г. Стр. 22-28).
Недостатком указанных выше энергетических установок является последовательное соединение мультипликатора и электрогенератора, что обусловливает увеличение габаритов.
Известны также волновые передачи с телами качения, обладающие повышенным КПД в режимах редуктора и мультипликатора по сравнению с планетарными передачами. При построении кинематической схемы волновой передачи с телами качения с застопоренным сепаратором возможно одно из колес использовать в качестве обоймы подшипника опорного устройства вращающегося выходного объекта (см. Геращенко А.Н., Постников В.А., Самсонович С.Л. Пневматические, гидравлические и электрические приводы летательных аппаратов на основе волновых исполнительных механизмов. - М.: Изд-во МАИ-Принт, 2002. - 548 с.)
Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемому изобретению является электрическая машина с волновой передачей с телами качения, приведенная в патенте авторов Самсонович С.Л., Стеблецов В.Г., Степанов B.C., Константинов С.А. Силовой мини-привод. Патент РФ №2281597. Опубликован Бюлл. №22 за 2006 г., содержащая мультипликатор на основе волновой передачи с телами качения, размещенной коаксиально с электрической машиной с расположением электрической машины внутри волновой передачи.
Недостатком этой конструкции является увеличение габаритов из-за нерациональной компоновки энергетической установки высокой мощности, так как электрогенератор высокой мощности обладает большим наружным и внутренним диаметрами. Это послужило основанием использовать объем его центральной части для размещения мультипликатора, а в волновой передаче с телами качения реализовать большой момент при небольшом наружном диаметре за счет использования многорядного построения тел качения.
Основной задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является выполнение электрической машины с мультипликатором (а именно, электрогенератора) большой мощности (порядка 1 МВА) с высокими малогабаритными и энергетическими показателями для энергетических установок.
Техническим результатом использования данного изобретения является снижение габаритов и массы электрической машины большой мощности с мультипликатором, повышение КПД и снижение стоимости ее изготовления.
Указанный технический результат достигается тем, что мультипликатор с электрогенератором размещены коаксиально с расположением мультипликатора внутри ротора электрогенератора, при этом мультипликатор построен так, что жесткое колесо является составной частью оси турбины и выполнено с наружным зубчатым профилем, сепаратор с телами качения прикреплен к корпусу электрогенератора, волнообразователь выполнен многодисковым, его выходной вал имеет форму цилиндра, наружная поверхность которого является основанием для обмотки ротора электрогенератора, а внутренняя - выполнена из круговых проточек одного диаметра, число которых равно числу дисков, центры соседних круговых проточек смещены относительно продольной оси на одинаковые эксцентриситеты, направленные в разные стороны, при этом каждая из этих проточек имеет канавку, в которой размещены ролики, образующие наборные подшипники, внутренними обоймами которых являются диски, контактирующие с телами качения, расположенными в сепараторе.
Использование волновой передачи с телами качения таким образом, что жесткое колесо выполнено с наружным зубчатым профилем, позволило сократить наружный диаметр, совместив его с осью турбины и расположить внутри волнообразователя. При этом выполнение волнообразователя с выходным валом с круговыми проточками, расположенными внутри вала, позволило реализовать многодисковый волнообразователь с дисками, расположенными внутри вала волнообразователя, а использование наружной цилиндрической поверхности вала волнообразователя в качестве основания обмотки ротора позволило установить ротор электрогенератора без специальных подшипников.
На фиг. 1 изображен продольный разрез электрической машины с мультипликатором.
На фиг. 2 изображен поперечный разрез электрической машины с мультипликатором.
Электрическая машина с мультипликатором состоит из приводной турбины 1 с осью 2, электрогенератора со статором 3 и ротором 4 и мультипликатора, построенного на основе волновой передачи с телами качения, состоящей из входного звена, которым является жесткое колесо 5, промежуточного звена - неподвижного сепаратора 6 с телами качения 7 и выходного звена, которым является волнообразователь с выходным валом 8.
Жесткое колесо 5 является составной частью оси 2 тубрины 1, установлено в подшипниках качения 9 относительно корпуса 10 и снабжено зубчатым профилем 11, расположенным на его наружной поверхности. Сепаратор 6 с телами качения 7 прикреплен к корпусу 10.
Волнообразователь выполнен многодисковым. Его выходной вал имеет наружную цилиндрическую поверхность, которая является основанием для обмотки ротора 4 электрогенератора. Внутренняя поверхность выходного вала волнообразователя 8 выполнена из круговых проточек одного диаметра, число которых равно числу дисков. Длина вала 8 с проточками может быть равна или больше длины обмотки ротора 4. Центры соседних круговых проточек смещены относительно продольной оси на одинаковые эксцентриситеты «е», направленные в разные стороны. Кроме того, в каждой дуговой проточке имеется канавка, в которой размещены ролики 12, образующие наборные подшипники, у которых общей наружной обоймой является выходной вал 8, а внутренними обоймами - диски 13. Внутренние поверхности дисков 13 контактируют с телами качения 7, расположенными в сепараторе 6.
Электрическая машина с мультипликатором работает следующим образом. При вращении турбины 1 (например, ветротурбины) ее ось 2 совместно с жестким колесом 5 вращается в подшипниках 9 относительно корпуса 10. Зубья наружного профиля 11 жесткого колеса 5 взаимодействуют с телами качения 7, которые совершают радиальные перемещения в окнах сепаратора 6 и вызывают вращение дисков 13 волнообразователя. Каждый диск 13 волнообразователя совершает двойное движение. Одно - относительно собственной оси и второе - относительно центральной продольной оси установки по радиусу, равному эксцентриситету «е». Эксцентриковое движение через ролики 12 наборных подшипников передается на выходной вал 8 волнообразователя. Вместе с валом 8 волнообразователя совершает вращательное движение и ротор 4 относительно статора 3 электрогенератора. При этом скорость вращения ротора 4 больше скорости вращения турбины 1 в передаточное число волновой передачи.
Таким образом, коаксиальное расположение мультипликатора внутри электрогенератора и построение мультипликатора на основе волновой передачи с телами качения по схеме с наружным волнообразователем, элементы которой выполнены специальным образом, позволило сделать электрическую машину с мультипликатором компактной за счет размещения мультипликатора внутри электрогенератора, сократив тем самым объем установки на величину объема мультипликатора. Использование волновой передачи с телами качения вышеуказанным образом позволяет уменьшить трение между контактирующими звеньями и увеличить КПД установки.
Совокупность существенных признаков обеспечивает достижение технического результата в виде значительного улучшения массогабаритных и энергетических показателей электрической машины с мультипликатором по сравнению с вариантом традиционного выполнения.
Claims (1)
- Электрическая машина с мультипликатором, содержащая электрическую машину, включающую корпус, статор, ротор, и волновую передачу в режиме мультипликатора с телами качения, размещенную коаксиально с электрической машиной, отличающаяся тем, что мультипликатор и электрическая машина размещены коаксиально с расположением мультипликатора внутри ротора электрической машины, при этом мультипликатор построен так, что жесткое колесо является составной частью оси приводной турбины и выполнено с наружным зубчатым профилем, сепаратор с телами качения прикреплен к корпусу электрической машины, волнообразователь выполнен многодисковым, его выходной вал имеет форму цилиндра, наружная поверхность которого является основанием для обмотки ротора электрической машины, а внутренняя - выполнена из круговых проточек одного диаметра, число которых равно числу дисков, центры соседних круговых проточек смещены относительно продольной оси на одинаковые эксцентриситеты, направленные в разные стороны, при этом каждая из этих проточек имеет канавку, в которой размещены ролики, образующие наборные подшипники, внутренними обоймами которых являются диски, контактирующие с телами качения, расположенными в сепараторе.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015114885/07A RU2600574C1 (ru) | 2015-04-20 | 2015-04-20 | Электрическая машина с мультипликатором |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015114885/07A RU2600574C1 (ru) | 2015-04-20 | 2015-04-20 | Электрическая машина с мультипликатором |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2600574C1 true RU2600574C1 (ru) | 2016-10-27 |
Family
ID=57216322
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2015114885/07A RU2600574C1 (ru) | 2015-04-20 | 2015-04-20 | Электрическая машина с мультипликатором |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2600574C1 (ru) |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US1735616A (en) * | 1926-07-23 | 1929-11-12 | Morison Inc | Epicyclic ball transmission |
CH151431A (fr) * | 1929-07-20 | 1931-12-15 | Scheuer Prosper | Dispositif réducteur de vitesse. |
RU2029167C1 (ru) * | 1991-11-26 | 1995-02-20 | Организация "Технотрон" | Передача с промежуточными звеньями |
WO2006038833A1 (fr) * | 2004-10-04 | 2006-04-13 | 'tomsk Transmission Systems' Joint Stock Company | Unite de transmission a billes d'un transformateur de vitesse (et variantes) et boite a vitesses a paliers realisee sur la base de cette unite |
RU2281597C1 (ru) * | 2004-12-28 | 2006-08-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Московский авиационный институт (государственный технический университет) | Силовой минипривод (варианты) |
RU2306464C2 (ru) * | 2005-02-07 | 2007-09-20 | Открытое акционерное общество "Научно-производственный центр "Полюс" (ОАО "НПЦ "Полюс") | Волновая передача с параллельными осями |
WO2008119418A1 (de) * | 2007-04-02 | 2008-10-09 | Wittenstein Ag | Koaxialgetriebe, insbesondere hohlwellengetriebe für die industrielle antriebstechnik |
RU108238U1 (ru) * | 2010-06-09 | 2011-09-10 | Российская Федерация, От Имени Которой Выступает Министерство Промышленности И Торговли Российской Федерации | Электромеханический привод |
-
2015
- 2015-04-20 RU RU2015114885/07A patent/RU2600574C1/ru active
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US1735616A (en) * | 1926-07-23 | 1929-11-12 | Morison Inc | Epicyclic ball transmission |
CH151431A (fr) * | 1929-07-20 | 1931-12-15 | Scheuer Prosper | Dispositif réducteur de vitesse. |
RU2029167C1 (ru) * | 1991-11-26 | 1995-02-20 | Организация "Технотрон" | Передача с промежуточными звеньями |
WO2006038833A1 (fr) * | 2004-10-04 | 2006-04-13 | 'tomsk Transmission Systems' Joint Stock Company | Unite de transmission a billes d'un transformateur de vitesse (et variantes) et boite a vitesses a paliers realisee sur la base de cette unite |
RU2281597C1 (ru) * | 2004-12-28 | 2006-08-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Московский авиационный институт (государственный технический университет) | Силовой минипривод (варианты) |
RU2306464C2 (ru) * | 2005-02-07 | 2007-09-20 | Открытое акционерное общество "Научно-производственный центр "Полюс" (ОАО "НПЦ "Полюс") | Волновая передача с параллельными осями |
WO2008119418A1 (de) * | 2007-04-02 | 2008-10-09 | Wittenstein Ag | Koaxialgetriebe, insbesondere hohlwellengetriebe für die industrielle antriebstechnik |
RU108238U1 (ru) * | 2010-06-09 | 2011-09-10 | Российская Федерация, От Имени Которой Выступает Министерство Промышленности И Торговли Российской Федерации | Электромеханический привод |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5622716B2 (ja) | 遊星歯車装置および風力発電装置 | |
US9903347B2 (en) | Wind turbine gearbox | |
WO2010027618A2 (en) | System and assembly for power transmission and generation in a wind turbine | |
JP7149184B2 (ja) | 複合型プラネット・ギヤ装置およびドライブ・トレイン装置 | |
RU2732083C1 (ru) | Регулировочный блок для регулировки по азимуту и/или для регулировки угла атаки ветроэнергетической установки, соответствующие устройства регулировки с таким регулировочным блоком, ветроэнергетическая установка, способ регулировки роторной лопасти, способ отслеживания направления ветра, а также применение регулировочного блока | |
US8680705B2 (en) | Vertical axis wind turbine | |
CN203686041U (zh) | 精密2k-v型减速机 | |
EP3662159B1 (en) | Planet carrier of a wind turbine gearbox with improved lubricant path | |
KR101775301B1 (ko) | 플래너터리 기어, 플래너터리 기어를 갖는 풍력 발전기 및 플래너터리 기어의 사용 | |
RU2600574C1 (ru) | Электрическая машина с мультипликатором | |
US20130202437A1 (en) | Roller Push Belt for Wind Turbine Drive Train Applications | |
CN206600418U (zh) | 新式风电齿轮箱机械泵传动连接结构 | |
CN202579969U (zh) | 用于偏航齿轮箱的紧凑型行星架 | |
KR101346846B1 (ko) | 풍력발전기 | |
CN108141102B (zh) | 一种电机 | |
CN201802447U (zh) | 汽轮发电机组用盘车装置 | |
KR20130106952A (ko) | 풍력발전기의 증속기용 기어장치 | |
RU2588351C1 (ru) | Мультипликатор высокомощной энергетической установки | |
CN109563814B (zh) | 风力传动装置 | |
RU85963U1 (ru) | Планетарный редуктор | |
KR20140093150A (ko) | 원주→축 원운동 구심력 극대화응용유도 구조의 발전장치. | |
CN203201732U (zh) | 行星齿式甩力轮装置 | |
CN203756873U (zh) | 一种行星差环减速器 | |
JP6070300B2 (ja) | 発電装置及び一方向クラッチ構造 | |
RU86686U1 (ru) | Планетарный редуктор |