RU2686529C2 - Onboard wind generator - Google Patents
Onboard wind generator Download PDFInfo
- Publication number
- RU2686529C2 RU2686529C2 RU2018114540A RU2018114540A RU2686529C2 RU 2686529 C2 RU2686529 C2 RU 2686529C2 RU 2018114540 A RU2018114540 A RU 2018114540A RU 2018114540 A RU2018114540 A RU 2018114540A RU 2686529 C2 RU2686529 C2 RU 2686529C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- permanent magnets
- passive suspension
- generator
- wind
- air flow
- Prior art date
Links
- 239000000725 suspension Substances 0.000 claims abstract description 20
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims abstract description 5
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 abstract description 5
- 239000004020 conductor Substances 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 3
- 230000002085 persistent effect Effects 0.000 description 2
- 230000000712 assembly Effects 0.000 description 1
- 238000000429 assembly Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- 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
- F03D1/00—Wind motors with rotation axis substantially parallel to the air flow entering the rotor
- F03D1/04—Wind motors with rotation axis substantially parallel to the air flow entering the rotor having stationary wind-guiding means, e.g. with shrouds or channels
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64D—EQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
- B64D41/00—Power installations for auxiliary purposes
-
- 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
-
- 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
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Wind Motors (AREA)
- Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)
Abstract
Description
Бортовой ветрогенераторOnboard wind generator
Изобретение относится к ветроэнергетике, а именно - к магнитоэлектрическим генераторам, использующим для вращения ротора энергию набегающего воздушного потока.The invention relates to wind energy, namely to magnetoelectric generators, which use the energy of the incoming air flow to rotate the rotor.
Известно техническое решение «Летающая ветроэлектростанция», патент РФ №99079, МПК F03D 9/00, опубл. 10.11.2010, содержащая летательный аппарат, аэродинамический корпус которого заполнен легким газом, снабженного ветрогенератором, а также снабженного якорем и тросом - кабелем для удержания летательного аппарата в потоке струйных течений атмосферного воздуха и передачи электрической энергии на наземный потребитель электрической энергии, содержит не менее двух маршевых двигателей для транспортировки ветроэлектростанции и ее элементов по воздуху к месту потребления электрической энергии, аэродинамический корпус выполнен в форме аэродинамического крыла жесткой или полужесткой конструкции.Known technical solution "Flying wind power plant", RF patent №99079,
Недостатком является то, что система может функционировать только при обеспечении статичного положения в воздухе относительно потребителя на земле, к которому станция привязана тросом, и при этом достаточной силы набегающего воздушного потока, а так же необходимость конструирования и постройки отдельного летательного аппарата-носителя для самой ветроэлектростанции.The disadvantage is that the system can function only with a static position in the air relative to the consumer on the ground, to which the station is tied with a cable, and with sufficient power of the incident air flow, as well as the need to design and build a separate aircraft carrier for the wind power plant .
Известна торцевая электрическая машина (патент РФ №22461668, МПК Н02К 21/24 опубл. 10.02.2005 г.), имеющая статор с обмоткой, закрепленной в корпусе, и два дискообразных ротора с постоянными магнитами. Роторы установлены на валу машины с двух сторон от статора.Known end electric machine (RF patent No. 22261668, IPC NC 21/24 publ. 10.02.2005,), having a stator with a winding fixed in the housing, and two disc-shaped rotors with permanent magnets. The rotors are mounted on the machine shaft on both sides of the stator.
Недостатком данной конструкции является то, что минимальная частота вращения ротора составляет 80 об/мин, из-за чего при небольшой скорости воздушного потока устройство не будет генерировать электрический ток.The disadvantage of this design is that the minimum rotor speed is 80 rpm, which is why the device will not generate electric current at a low air flow rate.
В ветрогенераторах безопасный режим работы обеспечивается торможением основного вала или самого ветроколеса, а так же ветроколесо при скорости ветра более 25 м/с может быть остановлено с помощью системы автоматического перевода лопастей во флюгерное положение, снижая при этом нагрузку.In wind generators, the safe mode of operation is ensured by braking the main shaft or the wind wheel itself, as well as the wind wheel at wind speeds of over 25 m / s can be stopped using a system of automatic translation of the blades into a vane position, while reducing the load.
Ветрогенераторы имеют ограничение по скорости набегающего потока воздушных масс в максимальных пределах до 25-40 м/с, (90-144 км/ч), в связи с чем не могут применяться на подвижных объектах, у которых создается скорость воздушного потока выше указанных параметров. Эти ограничения касаются как прочности материалов, так и прочностно-эксплуатационных характеристик отдельных узлов и агрегатов. Так например, применение шарикоподшипников в опорных вращательных элементах ограничивается нагрузкой до 10000 оборотов в минуту, что в среднем равно скорости набегающего воздушного потока 420 км/ч.Wind generators have a limit on the speed of the oncoming flow of air masses in the maximum range up to 25-40 m / s (90-144 km / h), and therefore cannot be used on moving objects, which create an air flow rate above the specified parameters. These restrictions apply to both the strength of materials and the strength and performance characteristics of individual components and assemblies. For example, the use of ball bearings in the supporting rotary elements is limited to a load of up to 10,000 revolutions per minute, which on average is equal to the speed of the incoming air flow 420 km / h.
Известно устройство перевода в рабочее положение ветродвигателя самолета, патент РФ №2532318 МПК B64D 41/00, F03D 9/00, содержащее устройство перевода в рабочее положение ветродвигателя самолета, размещенное в отсеке фюзеляжа, снабженного обшивкой и силовыми элементами, люком с крышкой, шарнирно закрепленной на силовых элементах, поперечной и продольной стенками и расположенного в нем ветродвигателя.A device for translating the aircraft wind turbine into operational position is known. RF patent No. 2532318 IPC B64D 41/00,
Недостатком данной конструкции является то, что выпуск ветродвигателя из отсека фюзеляжа может осуществляться во время полета летательного аппарата, при этом в момент открытии крышки люка на ветродвигатель начинает сразу воздействовать сила набегающего потока воздуха. Ветродвигатель в момент выпуска находится в статическом состоянии и при этом все силовые элементы конструкции находятся в перпендикулярном положении относительно рабочего состояния и подвергаются не свойственному воздействию сил относительно рабочего положения. При переводе в рабочее состояние ветродвигатель выходит из отсека также в статическом состоянии, при этом все конструктивные элементы ветродвигателя подвергаются экстремальным нагрузкам набегающих воздушных масс, могущих повредить работоспособность устройства.The disadvantage of this design is that the release of the wind turbine from the fuselage compartment can be carried out during the flight of the aircraft, while at the time of opening the hatch cover, the wind turbine immediately begins to be affected by the force of the air flow. The wind turbine at the time of release is in a static state and at the same time all the power elements of the structure are in a perpendicular position relative to the working state and are not subject to the influence of forces relative to the working position. When translated into working condition, a wind turbine leaves the compartment also in a static state, with all the structural elements of a wind turbine subjected to extreme loads of oncoming air masses that could damage the device’s performance.
Технической задачей изобретения является повышение эффективности, за счет расширения рабочего диапазона скоростей воздушного потока.An object of the invention is to increase efficiency, due to the expansion of the working range of the speeds of the air flow.
Технический результатом является расширение рабочего диапазона скоростей воздушного потока, обеспечивающих функционирование системы как при небольшой скорости набегающего воздушного потока, так и экстремальных нагрузках, когда частота вращения осевого вала генератора может превышать более 10000 оборотов в минуту.The technical result is the expansion of the working range of airflow speeds, ensuring the functioning of the system both at low speeds of incoming air flow and extreme loads, when the rotational speed of the axial shaft of the generator can exceed more than 10,000 revolutions per minute.
Технический результат достигается тем, что бортовой ветрогенератор, закрепленный внутри корпуса, содержит ветроколесо, соединенное с ротором, статор выполненный из шихтованного магнитопровода с обмотками и закреплен в герметичном кожухе, на торцевой части корпуса установлена заслонка регулятора контроля силы набегающего воздушного потока, с возможностью перевода ее в открытое и закрытое положение с помощью системы приводных механизмов, соединенной с вышеупомянутой заслонкой с помощью вала привода, а на осевом вале генератора, в передней его части закреплены упорный пассивный подвес на постоянных магнитах и опорный пассивный подвес на постоянных магнитах, причем на задней части вышеупомянутого вала также закреплены опорный пассивный подвес на постоянных магнитах и упорный пассивный подвес на постоянных магнитах.The technical result is achieved by the fact that the onboard wind generator, mounted inside the housing, contains a wind wheel connected to the rotor, a stator made of laminated magnetic circuit with windings and fixed in a sealed casing, an air flow control knob is installed on the front part of the body, with the possibility of translating it to the open and closed position by means of a system of actuators, connected to the above-mentioned damper by means of the drive shaft, and on the axial shaft of the generator, It its part fixed abutment passive suspension with permanent magnets and a passive suspension supporting a permanent magnet, wherein on the back of the aforementioned fixed support shaft as a passive suspension with permanent magnets and a passive suspension resistant permanent magnet.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1-2 (вид сверху и вид сбоку в режиме «закрытой» заслонки) приведена схема бортового ветрогенератора, а на фиг. 3-4 (вид сбоку) отображены режимы с «закрытой» и «открытой» заслонкой регулятора контроля силы набегающего воздушного потока соответственно, а на фиг. 5 вид сбоку - заслонка закрыта, на фиг. 6 вид сверху - заслонка закрыта, на фиг. 7 вид сбоку - заслонка открыта, на фиг. 8 вид сверху - заслонка открыта.The invention is illustrated by drawings, where in FIG. 1-2 (top view and side view in the “closed” flap mode) is a diagram of the onboard wind turbine, and FIG. 3-4 (side view) displays the modes with a “closed” and “open” damper of the regulator of control of the incoming air flow, respectively, and FIG. 5 is a side view - the flap is closed; in FIG. 6 is a top view; the flap is closed; FIG. 7 is a side view - the flap is open, in FIG. 8 view from above - the flap is open.
Устройство содержит расположенный внутри корпуса 1 и закрепленный с помощью креплений 2 бортовой ветрогенератор 9, содержащий ветроколесо 5, соединенное с ротором (на чертеже не показан), статор (не чертеже не показан) выполнен из шихтованного магнитопровода с обмотками и закреплен в герметичном кожухе 8 генератора, на торцевой части корпуса 1 установлена заслонка 3 регулятора контроля силы набегающего воздушного потока, с возможностью перевода в открытое и закрытое положение с помощью системы 11 приводных механизмов, соединенной с вышеупомянутой заслонкой с помощью вала привода 4, на осевом вале 10 генератора, в передней его части закреплены упорный пассивный подвес 6 на постоянных магнитах и опорный пассивный подвес 7 на постоянных магнитах, при чем на задней части вышеупомянутого вала также закреплены опорный пассивный подвес 7 на постоянных магнитах и упорный пассивный подвес 6 на постоянных магнитах.The device contains located on the
1 - Корпус бортового ветрогенератора1 - Case of the onboard wind generator
2 - Крепления генератора2 - Generator mounts
3 - Заслонка регулятора контроля силы набегающего воздушного потока3 - Flap regulator control the power of the incident air flow
4 - Вал привода заслонки регулятора контроля силы набегающего воздушного потока с системой приводных механизмов4 - Shaft drive motor for control of force of incoming air flow with a system of drive mechanisms
5 - Ветроколесо генератора5 - Wind turbine generator
6 - Упорный пассивный подвес на постоянных магнитах6 - Thrust passive permanent magnet suspension
7 - Опорный пассивный подвес на постоянных магнитах7 - Basic passive suspension with permanent magnets
8 - Герметичный кожух генератора8 - Sealed casing of the generator
9 - Генератор9 - Generator
10 - Осевой вал генератора.10 - Axial shaft of the generator.
11 - Система приводных механизмов заслонки11 - Valve Actuator System
Бортовой ветрогенератор работает следующим образом. Заслонка регулятора контроля силы набегающего воздушного потока 3 из «закрытого» режима переводится в «открытый» рабочий режим валом привода 4 заслонки системой 11 приводных механизмов заслонки. Рабочий режим допускает как полное, так и частичное открытие заслонки 3 регулятора контроля силы набегающего воздушного потока. Набегающий воздушный поток попадая в корпус 1 бортового ветрогенератора приводит во вращательное движение через лопасти ветроколеса 5 генератор 9, расположенные на осевом вале генератора 10 с упорными 6 и опорными 7 пассивными подвесами на постоянных магнитах, обеспечивающих работу системы как при небольшой скорости, так и экстремальных нагрузках набегающего воздушного потока. Скорость вращения осевого вала 10 с ветроколесом 5 и генератором 9 регулируется шириной зазора образуемого, в рабочем «открытом» положении, между заслонкой 3 регулятора контроля силы набегающего воздушного потока и внутренней поверхностью корпуса 1 бортового ветрогенератора, регулируемого системой приводных механизмов 11 соединенных через вал 4 с заслонкой регулятора силы набегающего воздушного потока 3.Airborne wind generator works as follows. The gate of the regulator of control of the force of the
Применение в устройстве заслонки регулятора контроля силы набегающего воздушного потока 3 позволяет ограничивать силу воздушного потока, воздействующую на лопасти ветроколеса 5 генератора, обеспечивая плавный старт и стабильно равномерную работу системы даже в условиях изменения скоростей движения несущего объекта или набегающих воздушных масс. Открытие и закрытие заслонки регулятора контроля силы набегающего воздушного потока 3 осуществляется через вал заслонки 4 с системой приводных механизмов заслонки 11.The use in the damper device of the regulator of control of the oncoming
Повышение эффективности предлагаемой конструкции, за счет расширения рабочего диапазона скоростей воздушного потока, достигается применением упорных 6 и опорных 7 пассивных подвесов на постоянных магнитах на осевом вале генератора 10, обеспечивающих функционирование системы как при небольшой скорости набегающего воздушного потока, так и экстремальных нагрузках, когда частота вращения осевого вала генератора может превышать более 10000 оборотов в минуту.Improving the efficiency of the proposed design, due to the expansion of the working range of airflow speeds, is achieved by using
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018114540A RU2686529C2 (en) | 2018-04-19 | 2018-04-19 | Onboard wind generator |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018114540A RU2686529C2 (en) | 2018-04-19 | 2018-04-19 | Onboard wind generator |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2018114540A RU2018114540A (en) | 2018-06-22 |
RU2018114540A3 RU2018114540A3 (en) | 2018-12-21 |
RU2686529C2 true RU2686529C2 (en) | 2019-04-29 |
Family
ID=62713341
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2018114540A RU2686529C2 (en) | 2018-04-19 | 2018-04-19 | Onboard wind generator |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2686529C2 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU193554U1 (en) * | 2019-07-16 | 2019-11-01 | Анатолий Александрович Катаев | ELECTRICITY POWER MODULE |
RU2788447C1 (en) * | 2022-06-01 | 2023-01-19 | Александр Георгиевич Семенов | High-speed vehicle air-powered power plant |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114212256A (en) * | 2022-01-28 | 2022-03-22 | 南方电网电力科技股份有限公司 | Unmanned aerial vehicle |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU741381A1 (en) * | 1978-04-03 | 1980-06-15 | Северо-Западный Заочный Политехнический Институт | Induction motor |
JPS6138173A (en) * | 1984-07-31 | 1986-02-24 | Naoji Isshiki | All direction flow-through type wind mill |
SU1341376A1 (en) * | 1986-04-22 | 1987-09-30 | Ленинградский сельскохозяйственный институт | Wind motor |
RU2162545C2 (en) * | 1999-04-05 | 2001-01-27 | Романов Герард Александрович | Self-controlled windwheel |
EA005354B1 (en) * | 2000-08-21 | 2005-02-24 | Рубикон Ресерч Пти. Лтд. | Control gates |
US20090026770A1 (en) * | 2006-01-24 | 2009-01-29 | Airbus Deutschland Gmbh | Emergency supply unit with a ram-air turbine adapted to be driven by an air stream and with an energy converter for aircraft |
KR101030460B1 (en) * | 2010-09-17 | 2011-04-22 | (주)아성삼디프로젝트 | Wind generator of magnetic levitation |
-
2018
- 2018-04-19 RU RU2018114540A patent/RU2686529C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU741381A1 (en) * | 1978-04-03 | 1980-06-15 | Северо-Западный Заочный Политехнический Институт | Induction motor |
JPS6138173A (en) * | 1984-07-31 | 1986-02-24 | Naoji Isshiki | All direction flow-through type wind mill |
SU1341376A1 (en) * | 1986-04-22 | 1987-09-30 | Ленинградский сельскохозяйственный институт | Wind motor |
RU2162545C2 (en) * | 1999-04-05 | 2001-01-27 | Романов Герард Александрович | Self-controlled windwheel |
EA005354B1 (en) * | 2000-08-21 | 2005-02-24 | Рубикон Ресерч Пти. Лтд. | Control gates |
US20090026770A1 (en) * | 2006-01-24 | 2009-01-29 | Airbus Deutschland Gmbh | Emergency supply unit with a ram-air turbine adapted to be driven by an air stream and with an energy converter for aircraft |
KR101030460B1 (en) * | 2010-09-17 | 2011-04-22 | (주)아성삼디프로젝트 | Wind generator of magnetic levitation |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU193554U1 (en) * | 2019-07-16 | 2019-11-01 | Анатолий Александрович Катаев | ELECTRICITY POWER MODULE |
RU2788447C1 (en) * | 2022-06-01 | 2023-01-19 | Александр Георгиевич Семенов | High-speed vehicle air-powered power plant |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2018114540A (en) | 2018-06-22 |
RU2018114540A3 (en) | 2018-12-21 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN108016623B (en) | System and method for enhancing a primary power device | |
RU2724940C2 (en) | Vertical take-off and landing aircraft with hybrid power plant | |
RU2657083C2 (en) | System for the kinetic energy and potential energy recovery and conversion as electric energy for an aircraft | |
US9174728B2 (en) | Electrical powered tail rotor of a helicopter | |
RU2589212C2 (en) | Convertiplane | |
US6575401B1 (en) | Vertical-lift and horizontal flight aircraft | |
US11387693B2 (en) | Motor cooling system and method | |
JP4742390B2 (en) | Electric motor built-in hub for rotary wing aircraft, and rotary wing aircraft using the same | |
EP3626611B1 (en) | Aircraft propulsion system | |
US9938002B2 (en) | Airframe stabilization mechanism for vertical takeoff and landing transport plane | |
US20190061963A1 (en) | Hybrid aircraft propulsors having electrically-driven augmentor fans | |
CN108545178A (en) | Coaxial double-rotary wing unmanned plane based on vector mechanism | |
US20210254556A1 (en) | Excess thrust control for an aircraft | |
RU2686529C2 (en) | Onboard wind generator | |
US4402475A (en) | Thrusters for airship control | |
KR101733159B1 (en) | Aircraft motor-integrated power generation equipment | |
EP3932805B1 (en) | Hybrid propulsion system for convertible aircraft | |
KR20100087028A (en) | Autonomic rotor system for an aircraft | |
EP3798119B1 (en) | Drive system for counter-rotating parts | |
EP3774532A1 (en) | Aircraft propulsion and torque mitigation technologies | |
CA2794077C (en) | Electrical powered tail rotor of a helicopter | |
CN104554720A (en) | Compound power helicopter | |
CN113859527B (en) | Box type wing aircraft | |
CA1143352A (en) | Thrusters for airship control | |
RU2776988C1 (en) | Wind power complex |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20200420 |