RU2849334C1 - Hydro-wind-solar axial generator unit - Google Patents
Hydro-wind-solar axial generator unitInfo
- Publication number
- RU2849334C1 RU2849334C1 RU2025113062A RU2025113062A RU2849334C1 RU 2849334 C1 RU2849334 C1 RU 2849334C1 RU 2025113062 A RU2025113062 A RU 2025113062A RU 2025113062 A RU2025113062 A RU 2025113062A RU 2849334 C1 RU2849334 C1 RU 2849334C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- rotor
- winding
- housing
- exciter
- phase
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Изобретение относится к электротехнике, в частности, к электрическим машинам и предназначено для суммирования механической энергии (например, энергии ветра и энергии потока воды), световой энергии (например, световой энергии Солнца, с предварительным преобразованием ее фотоэлектрическими преобразователями в электрическую энергию постоянного тока) и тепловой энергии (например, тепловой энергии Земли или Солнца, с предварительным преобразованием ее тепловым преобразователем в электрическую энергию постоянного тока) с одновременным преобразованием полученной суммарной энергии в электрическую энергию постоянного тока высокого качества и может быть использовано для генерирования электрической энергии постоянного тока для нужд локальных объектов, например, фермерских хозяйств и др.The invention relates to electrical engineering, in particular to electrical machines, and is intended for the summation of mechanical energy (for example, wind energy and water flow energy), light energy (for example, light energy from the Sun, with its preliminary conversion by photoelectric converters into direct current electrical energy) and thermal energy (for example, thermal energy from the Earth or the Sun, with its preliminary conversion by a thermal converter into direct current electrical energy) with the simultaneous conversion of the resulting total energy into high-quality direct current electrical energy and can be used to generate direct current electrical energy for the needs of local facilities, for example, farms, etc.
Известна трехвходовая аксиальная генераторная установка (ТАГУ) (патент РФ №2589730, авторы Кашин Я.М., Кашин А.Я., Князев А.С.), содержащая корпус, в котором установлены блок управления, датчики положения ротора, в корпусе каждого из которых размещена сигнальная обмотки и обмотка возбуждения, боковой аксиальный магнитопровод с многофазной обмоткой якоря основного генератора, боковой аксиальный магнитопровод с дополнительной многофазной обмоткой, внутренний аксиальный магнитопровод с многофазной обмоткой якоря подвозбудителя, основной и дополнительной однофазными обмотками возбуждения возбудителя, и ротор, на валу которого посредством дисков жестко закреплены постоянный аксиальный многополюсный магнит индуктора подвозбудителя и аксиальный вращающийся магнитопровод с многофазной обмоткой якоря возбудителя и однофазной обмоткой возбуждения основного генератора, при этом постоянный аксиальный многополюсный магнит индуктора подвозбудителя выполнен с постоянными магнитами положения ротора, закрепленными на нем по внешнему радиусу, а корпус датчика положения ротора с сигнальной обмоткой и обмоткой возбуждения установлен на линии пересечения плоскости, проходящей через оси симметрии постоянных магнитов положения ротора и перпендикулярной оси вращения ротора, при этом каждый датчик положения ротора закреплен на внутренней поверхности корпуса посредством штанги и равноудален от соседних датчиков положения ротора, а вал ротора закреплен в подшипниковых узлах, закрыт крышкой с одной стороны и выходит за пределы корпуса с другой стороны, при этом однофазная обмотка возбуждения основного генератора подключена к многофазной обмотке якоря возбудителя через многофазный двухполупериодный выпрямитель, основная однофазная обмотка возбуждения возбудителя подключена к многофазной обмотке якоря подвозбудителя через многофазный двухполупериодный выпрямитель, а многофазная обмотка якоря основного генератора подключена к выходному многофазному двухполупериодному выпрямителю. В верхней части корпуса ТАГУ установлен фотоэлектрический преобразователь, подключенный к дополнительной однофазной обмотке возбуждения возбудителя, которая выполнена с возможностью подключения к внешнему фотоэлектрическому преобразователю, в нижней части корпуса установлен тепловой преобразователь, выполненный с возможностью подключения к дополнительной многофазной обмотке через блок управления, а на конце вала ротора, выходящем за пределы корпуса, установлен магнитный редуктор, состоящий из вала магнитного редуктора, ведущего и ведомого дисков, выполненных из немагнитного материала, и постоянных магнитов, размещенных на ведущем и ведомом дисках разноименными полюсами навстречу друг к другу, при этом ведущий диск жестко закреплен на валу магнитного редуктора, ведомый диск жестко закреплен на валу ротора трехвходовой аксиальной генераторной установки, а выходной многофазный двухполупериодный выпрямитель выполнен с возможностью подключения к внешнему резервному источнику энергии - аккумуляторной батарее, при этом дополнительная многофазная обмотка выполнена с возможностью подключения через блок управления к внешнему тепловому преобразователю.A three-input axial generator unit (TIGU) is known (RU Patent No. 2589730, authors Kashin Ya. M., Kashin A. Ya., Knyazev A. S.), comprising a housing in which a control unit is installed, rotor position sensors, in the housing of each of which a signal winding and an excitation winding are placed, a side axial magnetic circuit with a multiphase winding of the main generator armature, a side axial magnetic circuit with an additional multiphase winding, an internal axial magnetic circuit with a multiphase winding of the sub-exciter armature, the main and additional single-phase excitation windings of the exciter, and a rotor, on the shaft of which a permanent axial multi-pole magnet of the sub-exciter inductor and an axial rotating magnetic circuit with a multiphase winding of the exciter armature and a single-phase excitation winding of the main generator are rigidly fixed by means of disks, wherein the permanent axial multi-pole magnet the sub-exciter inductor is made with permanent rotor position magnets fixed to it along the outer radius, and the housing of the rotor position sensor with a signal winding and an excitation winding is mounted on the line of intersection of a plane passing through the axes of symmetry of the permanent magnets of the rotor position and perpendicular to the axis of rotation of the rotor, wherein each rotor position sensor is fixed to the inner surface of the housing by means of a rod and is equidistant from adjacent rotor position sensors, and the rotor shaft is fixed in bearing assemblies, closed with a cover on one side and extends beyond the housing on the other side, wherein the single-phase excitation winding of the main generator is connected to the multi-phase winding of the exciter armature through a multi-phase full-wave rectifier, the main single-phase excitation winding of the exciter is connected to the multi-phase winding of the sub-exciter armature through a multi-phase full-wave rectifier, and the multi-phase winding of the armature of the main generator is connected to the output multi-phase full-wave rectifier. In the upper part of the TAGU housing, a photoelectric converter is installed, connected to an additional single-phase excitation winding of the exciter, which is designed with the possibility of connection to an external photoelectric converter, in the lower part of the housing, a thermal converter is installed, designed with the possibility of connection to an additional multi-phase winding through a control unit, and at the end of the rotor shaft extending beyond the housing, a magnetic reducer is installed, consisting of a magnetic reducer shaft, leading and driven disks made of a non-magnetic material, and permanent magnets placed on the leading and driven disks with opposite poles facing each other, wherein the leading disk is rigidly fixed on the shaft of the magnetic reducer, the driven disk is rigidly fixed on the rotor shaft of the three-input axial generator set, and the output multi-phase full-wave rectifier is designed with the possibility of connection to an external backup energy source - a battery, wherein the additional multi-phase winding is designed with the possibility of connection through the control unit to an external thermal converter.
Из известных технических решений наиболее близким к заявляемому изобретению по технической сущности и достигаемому техническому результату является вертикально-осевая трехвходовая аксиальная генераторная установка (патент РФ №2748225, авторы Кашин Я.М., Князев А.С.), содержащая корпус, в котором установлены блок управления, датчики положения ротора, в корпусе каждого из которых размещена сигнальная обмотка и обмотка возбуждения, аксиальный магнитопровод с многофазной обмоткой якоря основного генератора, аксиальный магнитопровод с дополнительной многофазной обмоткой, внутренний аксиальный магнитопровод с многофазной обмоткой якоря подвозбудителя, жестко закрепленный посредством диска в корпусе, основной однофазной обмоткой возбуждения возбудителя и дополнительной однофазной обмоткой возбуждения возбудителя, выполненной с возможностью подключения к внешнему фотоэлектрическому преобразователю, и ротор, на валу которого посредством дисков жестко закреплены постоянный аксиальный многополюсный магнит индуктора подвозбудителя и аксиальный вращающийся магнитопровод с многофазной обмоткой якоря возбудителя и однофазной обмоткой возбуждения основного генератора, при этом постоянный аксиальный многополюсный магнит индуктора подвозбудителя выполнен с постоянными магнитами положения ротора, закрепленными на нем по внешнему радиусу, а корпус каждого датчика положения ротора с сигнальной обмоткой и обмоткой возбуждения установлен на линии пересечения плоскости, проходящей через оси симметрии постоянных магнитов положения ротора и перпендикулярной оси вращения ротора, при этом каждый датчик положения ротора закреплен на внутренней поверхности корпуса посредством штанги и равноудален от соседних датчиков положения ротора, а вал ротора закреплен в подшипниковых узлах, закрыт нижней крышкой с одной стороны и выходит за пределы корпуса с другой стороны, при этом однофазная обмотка возбуждения основного генератора подключена к многофазной обмотке якоря возбудителя через первый многофазный двухполупериодный выпрямитель, основная однофазная обмотка возбуждения возбудителя подключена к многофазной обмотке якоря подвозбудителя через второй многофазный двухполупериодный выпрямитель, а многофазная обмотка якоря основного генератора подключена к выходному многофазному двухполупериодному выпрямителю, выполненному с возможностью подключения к внешнему резервному источнику энергии аккумуляторной батарее, при этом в нижней части корпуса установлен тепловой преобразователь, выполненный с возможностью подключения через блок управления к дополнительной многофазной обмотке, которая выполнена с возможностью подключения к внешнему тепловому преобразователю через блок управления, который содержит дифференциально-минимальное реле, блок питания, выполненный с возможностью подключения посредством дифференциально-минимального реле к тепловому преобразователю, к внешнему тепловому преобразователю или к внешнему резервному источнику энергии - аккумуляторной батарее и имеющий выходы высокого уровня и низкого уровня напряжения, и блоки формирования импульсов по одному для каждой фазы дополнительной многофазной обмотки. Корпус этой установки содержит верхнюю секцию с верхней крышкой и нижнюю секцию со средней и нижней крышками, при этом на верхней наружной части верхней секции корпуса жестко закреплен конусообразный купол, на всей поверхности которого установлены фотоэлектрические преобразователи, а на боковой наружной части верхней секции корпуса жестко закреплены в три яруса направляющие воздушного потока с аэродинамическими гребнями, на направляющих воздушного потока между аэродинамическими гребнями также установлены фотоэлектрические преобразователи, при этом фотоэлектрические преобразователи подключены к дополнительной однофазной обмотке возбуждения возбудителя, а внутри верхней секции корпуса на валу ротора жестко закреплены три ветроколеса, при этом диаметр основания каждой направляющей воздушного потока нижерасположенного яруса, на одну треть больше диаметра основания направляющей воздушного потока предыдущего вышерасположенного яруса, при этом вал ротора установлен вертикально, выходит за пределы корпуса с верхней стороны верхней секции корпуса, дополнительно закреплен в верхнем подшипниковом узле, при этом нижний, средний и верхний подшипниковые узлы выполнены на радиальных магнитных подшипниках, внутренние магниты которых закреплены на валу, а наружные магниты закреплены в центрах нижней и верхней крышек нижней секции, а также в центре верхней крышки верхней секции корпуса соответственно, а с нижней стороны нижней секции корпуса вал закрыт нижней крышкой, в центре внутренней части которой выполнено опорное углубление полусферической формы, при этом аксиальный магнитопровод с многофазной обмоткой якоря основного генератора установлен в нижней части нижней секции корпуса, аксиальный магнитопровод с дополнительной многофазной обмоткой установлен в верхней части нижней секции корпуса, внутренний аксиальный магнитопровод с многофазной обмоткой якоря подвозбудителя, основной и дополнительной однофазными обмотками возбуждения возбудителя установлен в средней части нижней секции корпуса, при этом все аксиальные магнитопроводы, закрепленные в нижней секции корпуса и на валу ротора, установлены торцевыми поверхностями параллельно нижней и верхней части корпуса.Of the known technical solutions, the closest to the claimed invention in terms of technical essence and the technical result achieved is a vertical-axis three-input axial generator unit (RU Patent No. 2748225, authors Kashin Ya. M., Knyazev A. S.), comprising a housing in which a control unit is installed, rotor position sensors, in the housing of each of which a signal winding and an excitation winding are placed, an axial magnetic circuit with a multi-phase winding of the main generator armature, an axial magnetic circuit with an additional multi-phase winding, an internal axial magnetic circuit with a multi-phase winding of the sub-exciter armature, rigidly fixed by means of a disk in the housing, the main single-phase excitation winding of the exciter and an additional single-phase excitation winding of the exciter, made with the possibility of connection to an external photoelectric converter, and a rotor, on the shaft of which a permanent axial multi-pole magnet of the inductor is rigidly fixed by means of disks sub-exciter and an axial rotating magnetic circuit with a multi-phase exciter armature winding and a single-phase excitation winding of the main generator, wherein the permanent axial multi-pole magnet of the sub-exciter inductor is made with permanent rotor position magnets fixed thereto along the outer radius, and the housing of each rotor position sensor with a signal winding and an excitation winding is mounted on the intersection line of a plane passing through the axes of symmetry of the permanent rotor position magnets and perpendicular to the axis of rotation of the rotor, wherein each rotor position sensor is fixed to the inner surface of the housing by means of a rod and is equidistant from adjacent rotor position sensors, and the rotor shaft is fixed in bearing assemblies, closed by a bottom cover on one side and extends beyond the housing on the other side, wherein the single-phase excitation winding of the main generator is connected to the multi-phase exciter armature winding through the first multi-phase full-wave rectifier, the main single-phase excitation winding of the exciter is connected to the multi-phase the armature winding of the sub-exciter through a second multi-phase full-wave rectifier, and the multi-phase armature winding of the main generator is connected to an output multi-phase full-wave rectifier configured to be connected to an external backup power source - a storage battery, wherein a thermal converter is installed in the lower part of the housing, configured to be connected through a control unit to an additional multi-phase winding, which is configured to be connected to an external thermal converter through a control unit, which contains a differential-minimum relay, a power supply unit configured to be connected by means of a differential-minimum relay to the thermal converter, to an external thermal converter or to an external backup power source - a storage battery and having high-level and low-voltage outputs, and pulse generation units, one for each phase of the additional multi-phase winding. The housing of this installation comprises an upper section with an upper cover and a lower section with middle and lower covers, wherein a cone-shaped dome is rigidly fixed to the upper outer part of the upper section of the housing, on the entire surface of which photoelectric converters are installed, and on the lateral outer part of the upper section of the housing, air flow guides with aerodynamic ridges are rigidly fixed in three tiers, photoelectric converters are also installed on the air flow guides between the aerodynamic ridges, wherein the photoelectric converters are connected to an additional single-phase excitation winding of the exciter, and inside the upper section of the housing, three wind wheels are rigidly fixed to the rotor shaft, wherein the diameter of the base of each air flow guide of the lower tier is one third larger than the diameter of the base of the air flow guide of the previous upper tier, wherein the rotor shaft is installed vertically, extends beyond the housing from the upper side of the upper section of the housing, additionally fixed in the upper bearing assembly, wherein the lower, middle and upper bearing assemblies are made on radial magnetic bearings, the internal magnets of which fixed on the shaft, and the outer magnets are fixed in the centers of the lower and upper covers of the lower section, as well as in the center of the upper cover of the upper section of the housing, respectively, and from the lower side of the lower section of the housing the shaft is closed by a lower cover, in the center of the inner part of which a supporting recess of a hemispherical shape is made, wherein the axial magnetic circuit with a multi-phase winding of the main generator armature is installed in the lower part of the lower section of the housing, the axial magnetic circuit with an additional multi-phase winding is installed in the upper part of the lower section of the housing, the internal axial magnetic circuit with a multi-phase winding of the sub-exciter armature, the main and additional single-phase excitation windings of the exciter is installed in the middle part of the lower section of the housing, wherein all axial magnetic circuits fixed in the lower section of the housing and on the rotor shaft are installed with their end surfaces parallel to the lower and upper parts of the housing.
Однако, с помощью известных из пат. №№2748225 и 2589730 генераторных установок невозможно преобразовать кинетическую энергию потока воды в электрическую энергию.However, using the generator units known from patents Nos. 2748225 and 2589730, it is impossible to convert the kinetic energy of the water flow into electrical energy.
Задачей предлагаемого изобретения является усовершенствование генераторной установки, позволяющее расширить область ее применения.The objective of the proposed invention is to improve the generator unit, allowing for an expansion of its scope of application.
Технический результат заявленного изобретения - обеспечение возможности преобразования кинетической энергии потока воды в электрическую энергию.The technical result of the claimed invention is the ability to convert the kinetic energy of a water flow into electrical energy.
Технический результат достигается тем, что в предлагаемой гидро-ветро-солнечной аксиальной генераторной установке, содержащей первый ротор, корпус, содержащий верхнюю секцию с верхней крышкой и нижнюю секцию с верхней и нижней крышками, при этом на верхней наружной части верхней секции корпуса жестко закреплен конусообразный купол, на всей поверхности которого установлены фотоэлектрические преобразователи, а на боковой наружной части верхней секции корпуса жестко закреплены в три яруса направляющие воздушного потока с аэродинамическими гребнями, на направляющих воздушного потока между аэродинамическими гребнями также установлены фотоэлектрические преобразователи, а внутри верхней секции корпуса на валу первого ротора жестко закреплены три ветроколеса, при этом диаметр основания каждой направляющей воздушного потока нижерасположенного яруса, на одну треть больше диаметра основания направляющей воздушного потока предыдущего вышерасположенного яруса, при этом вал первого ротора установлен вертикально, своей нижней частью ограничен опорной пятой, в центре внутренней части которой выполнено опорное углубление полусферической формы, выходит за пределы корпуса своей верхней частью и закреплен в верхнем, среднем и нижнем подшипниковых узлах первого ротора, которые выполнены на радиальных магнитных подшипниках, внутренние магниты которых закреплены на валу первого ротора, наружный магнит верхнего подшипникового узла первого ротора закреплен в центре верхней крышки верхней секции, наружный магнит среднего подшипникового узла первого ротора закреплен в центре верхней крышки нижней секции, при этом в нижней секции установлены блок управления, датчики положения первого ротора, в корпусе каждого из которых размещена сигнальная обмотка и обмотка возбуждения, второй аксиальный магнитопровод с одной активной торцовой поверхностью, в пазы которого уложена многофазная обмотка якоря основного генератора, первый аксиальный магнитопровод с одной активной торцовой поверхностью, в пазы которого уложена первая дополнительная многофазная обмотка, жестко закрепленный на боковой поверхности корпуса посредством первого диска неподвижный аксиальный магнитопровод с двумя активными торцовыми поверхностями, в пазы которого уложены первая многофазная обмотка якоря подвозбудителя, основная однофазная обмотка возбуждения возбудителя и первая дополнительная однофазная обмотка возбуждения возбудителя, выполненная с возможностью подключения к внешнему фотоэлектрическому преобразователю, при этом на валу первого ротора посредством второго диска, жестко закреплен первый постоянный аксиальный многополюсный магнит индуктора подвозбудителя, а посредством третьего диска, закреплен вращающийся аксиальный магнитопровод с двумя активными торцовыми поверхностями, в пазы которого уложены многофазная обмотка якоря возбудителя и однофазная обмотка возбуждения основного генератора, при этом первый постоянный аксиальный многополюсный магнит индуктора подвозбудителя выполнен с постоянными магнитами положения первого ротора, закрепленными на нем по внешнему радиусу, а корпус каждого датчика положения первого ротора с сигнальной обмоткой и обмоткой возбуждения установлен на линии пересечения плоскости, проходящей через оси симметрии постоянных магнитов положения первого ротора и перпендикулярной оси вращения первого ротора, при этом каждый датчик положения первого ротора закреплен на внутренней поверхности корпуса посредством первой штанги и равноудален от соседних датчиков положения первого ротора, при этом все аксиальные магнитопроводы, закрепленные в нижней секции корпуса и на валу первого ротора, установлены торцевыми поверхностями параллельно верхней и нижней крышкам нижней секции корпуса, при этом фотоэлектрические преобразователи подключены к первой дополнительной однофазной обмотке возбуждения возбудителя, однофазная обмотка возбуждения основного генератора подключена к многофазной обмотке якоря возбудителя через первый многофазный двухполупериодный выпрямитель, основная однофазная обмотка возбуждения возбудителя подключена к первой многофазной обмотке якоря подвозбудителя через второй многофазный двухполупериодный выпрямитель, а многофазная обмотка якоря основного генератора подключена к выходному многофазному двухполупериодному выпрямителю, выполненному с возможностью подключения к внешнему резервному источнику энергии -аккумуляторной батарее, при этом в корпусе установлен тепловой преобразователь, выполненный с возможностью подключения через блок управления к первой дополнительной многофазной обмотке, которая выполнена с возможностью подключения к внешнему тепловому преобразователю через блок управления, который содержит дифференциально-минимальное реле, блок питания, выполненный с возможностью подключения посредством дифференциально-минимального реле к тепловому преобразователю, к внешнему тепловому преобразователю или к внешнему резервному источнику энергии - аккумуляторной батарее и имеющий выходы высокого уровня и низкого уровня напряжения, и блоки формирования импульсов по одному для каждой фазы первой дополнительной многофазной обмотки,The technical result is achieved in that in the proposed hydro-wind-solar axial generator plant, comprising a first rotor, a housing containing an upper section with an upper cover and a lower section with upper and lower covers, wherein on the upper outer part of the upper section of the housing a conical dome is rigidly fixed, on the entire surface of which photoelectric converters are installed, and on the lateral outer part of the upper section of the housing air flow guides with aerodynamic ridges are rigidly fixed in three tiers, photoelectric converters are also installed on the air flow guides between the aerodynamic ridges, and inside the upper section of the housing three wind wheels are rigidly fixed on the shaft of the first rotor, wherein the diameter of the base of each air flow guide of the lower tier is one third greater than the diameter of the base of the air flow guide of the previous higher tier, wherein the shaft of the first rotor is installed vertically, its lower part is limited by a support heel, in the center of the inner part of which a support recess of a hemispherical shape is made, extends beyond the housing with its upper part and is fixed in the upper, middle and lower bearing assemblies of the first rotor, which are made on radial magnetic bearings, the internal magnets of which are fixed on the shaft of the first rotor, the outer magnet of the upper bearing assembly of the first rotor is fixed in the center of the upper cover of the upper section, the outer magnet of the middle bearing assembly of the first rotor is fixed in the center of the upper cover of the lower section, while in the lower section a control unit is installed, position sensors of the first rotor, in the housing of each of which a signal winding and an excitation winding are placed, a second axial magnetic circuit with one active end surface, in the slots of which a multiphase winding of the armature of the main generator is laid, a first axial magnetic circuit with one active end surface, in the slots of which the first additional multiphase winding is laid, a fixed axial magnetic circuit with two active end surfaces rigidly fixed to the side surface of the housing by means of the first disk, in the slots of which the first multiphase winding of the armature of the sub-exciter, the main single-phase excitation winding of the exciter are laid and a first additional single-phase excitation winding of the exciter, configured to be connected to an external photoelectric converter, wherein the first permanent axial multi-pole magnet of the sub-exciter inductor is rigidly fixed to the shaft of the first rotor by means of the second disk, and by means of the third disk, a rotating axial magnetic circuit with two active end surfaces is fixed, in the grooves of which the multi-phase winding of the exciter armature and the single-phase excitation winding of the main generator are laid, wherein the first permanent axial multi-pole magnet of the sub-exciter inductor is made with permanent magnets of the position of the first rotor, fixed thereto along the outer radius, and the housing of each position sensor of the first rotor with the signal winding and the excitation winding is mounted on the line of intersection of the plane passing through the axes of symmetry of the permanent magnets of the position of the first rotor and perpendicular to the axis of rotation of the first rotor, wherein each position sensor of the first rotor is fixed to the inner surface of the housing by means of the first rod and is equidistant from the adjacent position sensors of the first rotor, at wherein all axial magnetic circuits secured in the lower section of the housing and on the shaft of the first rotor are installed with their end surfaces parallel to the upper and lower covers of the lower section of the housing, wherein the photoelectric converters are connected to the first additional single-phase excitation winding of the exciter, the single-phase excitation winding of the main generator is connected to the multi-phase winding of the exciter armature through the first multi-phase full-wave rectifier, the main single-phase excitation winding of the exciter is connected to the first multi-phase winding of the sub-exciter armature through the second multi-phase full-wave rectifier, and the multi-phase winding of the armature of the main generator is connected to the output multi-phase full-wave rectifier, configured with the possibility of connection to an external backup energy source - a battery, wherein a thermal converter is installed in the housing, configured with the possibility of connection through the control unit to the first additional multi-phase winding, which is configured with the possibility of connection to an external thermal converter through a control unit that contains a differential-minimum relay, a power supply unit configured with the possibility of connecting via the differential-minimum relay to the thermal converter, to an external thermal converter or to an external backup energy source - a battery and having high-level and low-voltage outputs, and pulse generation units, one for each phase of the first additional multiphase winding,
при этом в пазы неподвижного аксиального магнитопровода с двумя активными торцовыми поверхностями со стороны многофазной обмотки якоря возбудителя, уложенной в пазы вращающегося аксиального магнитопровода, укладывают вторую дополнительную однофазную обмотку возбуждения возбудителя, а нижнюю секцию разделяют на верхний и нижний блоки, при этом верхний блок ограничен в своей верхней части верхней крышкой нижней секции корпуса, а в своей нижней части - нижней опорной крышкой верхнего блока с втулкой, в центре верхней части которой закрепляют наружный магнит нижнего подшипникового узла первого ротора, а в ее нижней части - опорную пяту с опорным углублением полусферической формы, опирающуюся на верхнюю опорную крышку нижнего блока нижней секции, при этом второй аксиальный магнитопровод с одной активной торцовой поверхностью, в пазы которого уложена многофазная обмотка якоря основного генератора, вращающийся аксиальный магнитопровод с двумя активными торцовыми поверхностями, в пазы которого уложены многофазная обмотка якоря возбудителя и однофазная обмотка возбуждения основного генератора, неподвижный аксиальный магнитопровод с двумя активными торцовыми поверхностями, в пазы которого уложены первая многофазная обмотка якоря подвозбудителя, основная, первая и вторая дополнительные однофазные обмотка возбуждения возбудителя, первый аксиальный магнитопровод с одной активной торцовой поверхностью, в пазы которого уложена первая дополнительная многофазная обмотка, первый постоянный аксиальный многополюсный магнит индуктора подвозбудителя, и датчики положения первого ротора устанавливают в верхнем блоке нижней секции корпуса, а в нижнем блоке нижней секции корпуса устанавливают второй ротор, содержащий вал второго ротора, установленный вертикально и соосно с валом первого ротора, закрепленный в верхнем и нижнем подшипниковых узлах второго ротора, которые выполняют на радиальных магнитных подшипниках, внутренние магниты которых закрепляют на валу второго ротора, наружный магнит верхнего подшипникового узла второго ротора закрепляют в центре верхней опорной крышки нижнего блока, наружный магнит нижнего подшипникового узла второго ротора закрепляют в центре нижней крышки нижней секции корпуса, при этом вал второго ротора выходит за пределы корпуса своей нижней частью, на которой жестко закрепляют однонаправленную гидрокинетическую турбину с гидрокрыльями асимметричной формы, выполненную с возможностью размещения ее под водой, при этом внутри нижнего блока на его верхней опорной крышке жестко закрепляют третий аксиальный магнитопровод с одной активной торцовой поверхностью, в пазы которого укладывают вторую дополнительную многофазную обмотку, на нижней крышке нижнего блока нижнего блока нижней секции корпуса внутри нижнего блока жестко закрепляют четвертый аксиальный магнитопровод с одной активной торцовой поверхностью, в пазы которого уложена вторая многофазная обмотка якоря подвозбудителя, при этом третий и четвертый аксиальные магнитопроводы, закрепленные в нижнем блоке нижней секции корпуса, устанавливают торцевыми поверхностями параллельно друг другу и верхней и нижней крышкам нижней секции корпуса активными торцовыми сторонам друг к другу, а между ними на валу второго ротора посредством четвертого диска, жестко закрепляют второй постоянный аксиальный многополюсный магнит индуктора подвозбудителя, который выполняют с постоянными магнитами положения второго ротора, закрепленными на нем по внешнему радиусу, при этом на внутренней боковой поверхности нижнего блока нижней секции корпуса посредством вторых штанг закреплены датчики положения второго ротора, каждый из которых равноудален от соседних датчиков положения второго ротора, при этом корпус каждого датчика положения второго ротора с сигнальной обмоткой и обмоткой возбуждения установлен на линии пересечения плоскости, проходящей через оси симметрии постоянных магнитов положения второго ротора и перпендикулярной оси вращения второго ротора, при этом вторую дополнительную однофазную обмотку возбуждения возбудителя, уложенную в пазы неподвижного аксиального магнитопровода с двумя активными торцовыми поверхностями, подключают ко второй многофазной обмотке якоря подвозбудителя через третий многофазный двухполупериодный выпрямитель, а вторую дополнительную многофазную обмотку выполняют с возможностью подключения к внешнему тепловому преобразователю через блок управления, который дополнительно содержит дополнительные блоки формирования импульсов по одному для каждой фазы второй дополнительной многофазной обмотки.wherein a second additional single-phase excitation winding of the exciter is placed in the slots of a stationary axial magnetic circuit with two active end surfaces on the side of the multiphase winding of the exciter armature laid in the slots of a rotating axial magnetic circuit, and the lower section is divided into upper and lower blocks, wherein the upper block is limited in its upper part by the upper cover of the lower section of the housing, and in its lower part - by the lower support cover of the upper block with a sleeve, in the center of the upper part of which the outer magnet of the lower bearing assembly of the first rotor is fixed, and in its lower part - a support heel with a support recess of a hemispherical shape, resting on the upper support cover of the lower block of the lower section, wherein the second axial magnetic circuit with one active end surface, in the slots of which the multiphase winding of the main generator armature is laid, a rotating axial magnetic circuit with two active end surfaces, in the slots of which the multiphase winding is laid the exciter armature and the single-phase excitation winding of the main generator, a stationary axial magnetic circuit with two active end surfaces, in the slots of which the first multiphase winding of the sub-exciter armature, the main, first and second additional single-phase excitation winding of the exciter are placed, the first axial magnetic circuit with one active end surface, in the slots of which the first additional multiphase winding is placed, the first permanent axial multi-pole magnet of the sub-exciter inductor, and the position sensors of the first rotor are installed in the upper block of the lower section of the housing, and in the lower block of the lower section of the housing a second rotor is installed, containing the shaft of the second rotor, installed vertically and coaxially with the shaft of the first rotor, secured in the upper and lower bearing assemblies of the second rotor, which are made on radial magnetic bearings, the inner magnets of which are secured on the shaft of the second rotor, the outer magnet of the upper bearing assembly of the second rotor is secured in the center of the upper support cover of the lower block, the outer magnet of the lower bearing unit of the second rotor is secured in the center of the lower cover of the lower section of the housing, wherein the shaft of the second rotor extends beyond the housing with its lower part, on which a unidirectional hydrokinetic turbine with asymmetric hydrofoils is rigidly secured, made with the possibility of placing it under water, wherein inside the lower block on its upper support cover a third axial magnetic circuit with one active end surface is rigidly secured, in the grooves of which a second additional multiphase winding is placed, on the lower cover of the lower block of the lower block of the lower section of the housing inside the lower block a fourth axial magnetic circuit with one active end surface is rigidly secured, in the grooves of which a second multiphase winding of the sub-exciter armature is placed, wherein the third and fourth axial magnetic circuits secured in the lower block of the lower section of the housing are installed with their end surfaces parallel to each other and the upper and lower covers of the lower section of the housing with their active end sides towards each other, and between them on the shaft of the second rotor by means of the fourth disk, a second permanent axial multi-pole magnet of the sub-exciter inductor is rigidly fixed, which is made with permanent magnets of the second rotor position, fixed on it along the outer radius, wherein on the inner side surface of the lower block of the lower section of the housing by means of second rods the position sensors of the second rotor are fixed, each of which is equidistant from the adjacent position sensors of the second rotor, wherein the housing of each position sensor of the second rotor with a signal winding and an excitation winding is mounted on the line of intersection of a plane passing through the axes of symmetry of the permanent magnets of the second rotor position and perpendicular to the axis of rotation of the second rotor, wherein the second additional single-phase excitation winding of the exciter, laid in the slots of a fixed axial magnetic circuit with two active end surfaces, is connected to the second multi-phase winding of the armature of the sub-exciter through a third multi-phase full-wave rectifier, and the second additional multi-phase winding is made with the possibility of connection to an external thermal converter through a control unit, which additionally contains additional pulse generation units, one for each phase of the second additional multiphase winding.
Обеспечение возможности преобразования кинетической энергии потока воды в электрическую энергию обеспечивается тем, что в пазы неподвижного аксиального магнитопровода с двумя активными торцовыми поверхностями со стороны многофазной обмотки якоря возбудителя, уложенной в пазы вращающегося аксиального магнитопровода, укладывают вторую дополнительную однофазную обмотку возбуждения возбудителя, а нижнюю секцию разделяют на верхний и нижний блоки, при этом верхний блок ограничен в своей верхней части верхней крышкой нижней секции корпуса, а в своей нижней части - нижней опорной крышкой верхнего блока с втулкой, в центре верхней части которой закрепляют наружный магнит нижнего подшипникового узла первого ротора, а в ее нижней части -опорную пяту с опорным углублением полусферической формы, опирающуся на верхнюю опорную крышку нижнего блока нижней секции, при этом второй аксиальный магнитопровод с одной активной торцовой поверхностью, в пазы которого уложена многофазная обмотка якоря основного генератора, вращающийся аксиальный магнитопровод с двумя активными торцовыми поверхностями, в пазы которого уложены многофазная обмотка якоря возбудителя и однофазная обмотка возбуждения основного генератора, неподвижный аксиальный магнитопровод с двумя активными торцовыми поверхностями, в пазы которого уложены первая многофазная обмотка якоря подвозбудителя, основная, первая и вторая дополнительные однофазные обмотки возбуждения возбудителя, первый аксиальный магнитопровод с одной активной торцовой поверхностью, в пазы которого уложена первая дополнительная многофазная обмотка, первый постоянный аксиальный многополюсный магнит индуктора подвозбудителя, и датчики положения первого ротора устанавливают в верхнем блоке нижней секции корпуса, а в нижнем блоке нижней секции корпуса устанавливают второй ротор, содержащий вал второго ротора, устанавливаемый вертикально и соосно с валом первого ротора, закрепленный в верхнем и нижнем подшипниковых узлах второго ротора, которые выполняют на радиальных магнитных подшипниках, внутренние магниты которых закреплены на валу второго ротора, наружный магнит верхнего подшипникового узла второго ротора закрепляют в центре верхней опорной крышки нижнего блока, наружный магнит нижнего подшипникового узла второго ротора закрепляют в центре нижней крышки нижней секции корпуса, при этом вал второго ротора выходит за пределы корпуса своей нижней частью, на которой жестко закрепляют однонаправленную гидрокинетическую турбину с гидрокрыльями асимметричной формы, выполненная с возможностью размещения ее под водой, при этом внутри нижнего блока на его верхней опорной крышке жестко закрепляют третий аксиальный магнитопровод с одной активной торцовой поверхностью, в пазы которого укладывают вторую дополнительную многофазную обмотку, на нижней крышке нижнего блока нижней секции корпуса внутри нижнего блока жестко закрепляют четвертый аксиальный магнитопровод с одной активной торцовой поверхностью, в пазы которого укладывают вторую многофазную обмотку якоря подвозбудителя, при этом аксиальные магнитопроводы, закрепленные в нижнем блоке нижней секции корпуса, устанавливают торцовыми поверхностями параллельно друг другу и верхней и нижней крышкам нижней секции корпуса, активными торцовыми сторонам друг к другу, а между ними на валу второго ротора посредством четвертого диска жестко закрепляют второй постоянный аксиальный многополюсный магнит индуктора подвозбудителя, который выполняют с постоянными магнитами положения второго ротора, закрепленными на нем по внешнему радиусу, при этом на внутренней боковой поверхности нижнего блока нижней секции корпуса посредством вторых штанг закрепляют датчики положения второго ротора, каждый из которых равноудален от соседних датчиков положения второго ротора, при этом корпус каждого датчика положения второго ротора с сигнальной обмоткой и обмоткой возбуждения устанавливают на линии пересечения плоскости, проходящей через оси симметрии постоянных магнитов положения второго ротора и перпендикулярной оси вращения второго ротора, при этом вторую дополнительную однофазную обмотку возбуждения возбудителя, уложенную в пазы неподвижного аксиального магнитопровода с двумя активными торцовыми поверхностями, подключают ко второй многофазной обмотке якоря подвозбудителя через третий многофазный двухполупериодный выпрямитель, а вторую дополнительную многофазную обмотку выполняют с возможностью подключения к внешнему тепловому преобразователю через блок управления, который дополнительно содержит дополнительные блоки формирования импульсов по одному для каждой фазы второй дополнительной многофазной обмотки.Ensuring the possibility of converting the kinetic energy of the water flow into electrical energy is ensured by the fact that a second additional single-phase excitation winding of the exciter is placed in the slots of a stationary axial magnetic circuit with two active end surfaces on the side of the multiphase winding of the exciter armature, laid in the slots of the rotating axial magnetic circuit, and the lower section is divided into upper and lower blocks, wherein the upper block is limited in its upper part by the upper cover of the lower section of the housing, and in its lower part - by the lower support cover of the upper block with a sleeve, in the center of the upper part of which the outer magnet of the lower bearing assembly of the first rotor is fixed, and in its lower part - a support heel with a support recess of a hemispherical shape, resting on the upper support cover of the lower block of the lower section, wherein the second axial magnetic circuit with one active end surface, in the slots of which the multiphase winding of the main generator armature is laid, a rotating axial magnetic circuit with two active end surfaces, in the slots of which a multiphase winding of the exciter armature and a single-phase excitation winding of the main generator are placed, a fixed axial magnetic circuit with two active end surfaces, in the slots of which the first multiphase winding of the sub-exciter armature, the main, first and second additional single-phase excitation windings of the exciter are placed, a first axial magnetic circuit with one active end surface, in the slots of which the first additional multiphase winding is placed, a first permanent axial multi-pole magnet of the sub-exciter inductor, and the position sensors of the first rotor are installed in the upper block of the lower section of the housing, and in the lower block of the lower section of the housing a second rotor is installed, containing the shaft of the second rotor, installed vertically and coaxially with the shaft of the first rotor, secured in the upper and lower bearing assemblies of the second rotor, which are performed on radial magnetic bearings, the inner magnets of which are secured on the shaft of the second rotor, the outer magnet of the upper the bearing assembly of the second rotor is secured in the center of the upper support cover of the lower block, the outer magnet of the lower bearing assembly of the second rotor is secured in the center of the lower cover of the lower section of the housing, wherein the shaft of the second rotor extends beyond the housing with its lower part, on which a unidirectional hydrokinetic turbine with asymmetric hydrofoils is rigidly secured, made with the possibility of placing it under water, wherein a third axial magnetic circuit with one active end surface is rigidly secured inside the lower block on its upper support cover, in the grooves of which a second additional multiphase winding is placed, on the lower cover of the lower block of the lower section of the housing, a fourth axial magnetic circuit with one active end surface is rigidly secured inside the lower block, in the grooves of which a second multiphase winding of the sub-exciter armature is placed, wherein the axial magnetic circuits secured in the lower block of the lower section of the housing are installed with their end surfaces parallel to each other and to the upper and lower covers of the lower section of the housing, with their active end sides to each other to each other, and between them on the shaft of the second rotor by means of the fourth disk a second permanent axial multi-pole magnet of the sub-exciter inductor is rigidly fixed, which is made with permanent magnets of the position of the second rotor, fixed on it along the outer radius, while on the inner side surface of the lower block of the lower section of the housing by means of second rods the position sensors of the second rotor are fixed, each of which is equidistant from the adjacent position sensors of the second rotor, while the housing of each position sensor of the second rotor with a signal winding and an excitation winding is installed on the line of intersection of a plane passing through the axes of symmetry of the permanent magnets of the position of the second rotor and perpendicular to the axis of rotation of the second rotor, while the second additional single-phase excitation winding of the exciter, laid in the slots of a fixed axial magnetic circuit with two active end surfaces, is connected to the second multi-phase winding of the armature of the sub-exciter through a third multi-phase full-wave rectifier, and the second additional multi-phase winding is made with the possibility of connecting to an external heat converter through a control unit, which additionally contains additional pulse generation units, one for each phase of the second additional multiphase winding.
Разделение нижней секции на верхний и нижний блоки, ограничение верхнего блока в своей верхней части верхней крышкой нижней секции корпуса, установка в нижнем блоке нижней секции корпуса второго ротора, содержащего вал второго ротора, установленный вертикально и соосно с валом первого ротора, жесткое закрепление на нижней части вала второго ротора, выходящей за пределы нижней секции корпуса, однонаправленной гидрокинетической турбины с гидрокрыльями асимметричной формы, выполненной с возможностью размещения ее под водой, и закрепление вала второго ротора в верхнем и нижнем подшипниковых узлах второго ротора, которые выполнены на радиальных магнитных подшипниках, внутренние магниты которых закреплены на валу второго ротора, закрепление наружного магнита верхнего подшипникового узла второго ротора в центре верхней опорной крышки нижнего блока, наружного магнита нижнего подшипникового узла второго ротора - в центре нижней крышки нижней секции корпуса, обеспечивают возможность преобразования кинетической энергии потока воды в механическую энергию вращения, подаваемую на второй механический вход предлагаемой генераторной установки (вал второго ротора).Dividing the lower section into upper and lower blocks, limiting the upper block in its upper part with the upper cover of the lower section of the housing, installing in the lower block of the lower section of the housing a second rotor containing the shaft of the second rotor, installed vertically and coaxially with the shaft of the first rotor, rigidly fastening on the lower part of the shaft of the second rotor, extending beyond the lower section of the housing, a unidirectional hydrokinetic turbine with hydrofoils of an asymmetric shape, made with the possibility of placing it under water, and fastening the shaft of the second rotor in the upper and lower bearing assemblies of the second rotor, which are made on radial magnetic bearings, the internal magnets of which are fixed on the shaft of the second rotor, fastening the outer magnet of the upper bearing assembly of the second rotor in the center of the upper support cover of the lower block, the outer magnet of the lower bearing assembly of the second rotor - in the center of the lower cover of the lower section of the housing, provide the possibility of converting the kinetic energy of the water flow into mechanical energy of rotation supplied to the second mechanical input of the proposed generator unit (the shaft of the second rotor).
Укладка в пазы неподвижного аксиального магнитопровода с двумя активными торцовыми поверхностями со стороны многофазной обмотки якоря возбудителя, уложенной в пазы вращающегося аксиального магнитопровода, второй дополнительной однофазной обмотки возбуждения возбудителя, разделение нижней секции на верхний и нижний блоки, ограничение верхнего блока в своей верхней части верхней крышкой нижней секции корпуса, а в своей нижней части - нижней опорной крышкой верхнего блока с втулкой, закрепление в центре верхней части втулки наружного магнита нижнего подшипникового узла первого ротора, а в ее нижней части - опорной пяты с опорным углублением полусферической формы, опирающейся на верхнюю опорную крышку нижнего блока нижней секции, установка в верхнем блоке нижней секции корпуса второго аксиального магнитопровода с одной активной торцовой поверхностью, в пазы которого уложена многофазная обмотка якоря основного генератора, вращающегося аксиального магнитопровода с двумя активными торцовыми поверхностями, в пазы которого уложены многофазная обмотка якоря возбудителя и однофазная обмотка возбуждения основного генератора, неподвижного аксиального магнитопровода с двумя активными торцовыми поверхностями, в пазы которого уложены первая многофазная обмотка якоря подвозбудителя, основная, первая и вторая дополнительные однофазные обмотки возбуждения возбудителя, первого аксиального магнитопровода с одной активной торцовой поверхностью, в пазы которого уложена первая дополнительная многофазная обмотка, первого постоянного аксиального многополюсного магнита индуктора подвозбудителя, и датчиков положения первого ротора, а в нижнем блоке нижней секции корпуса - второго ротора, содержащего вал второго ротора, установленный вертикально и соосно с валом первого ротора, выходящий за пределы корпуса своей нижней частью, жесткое закрепление внутри нижнего блока на его верхней опорной крышке третьего аксиального магнитопровода с одной активной торцовой поверхностью, укладка в его пазы второй дополнительной многофазной обмотки, жесткое закрепление на нижней крышке нижнего блока нижней секции корпуса внутри нижнего блока четвертого аксиального магнитопровода с одной активной торцовой поверхностью, укладка в его пазы второй многофазной обмотки якоря подвозбудителя, закрепление третьего и четвертого аксиальных магнитопроводов в нижнем блоке нижней секции корпуса параллельно торцовыми поверхностями друг другу и параллельно верхней и нижней крышкам нижней секции корпуса, активными торцовыми сторонам друг к другу, жесткое закрепление между ними на валу второго ротора посредством четвертого диска второго постоянного аксиального многополюсного магнита индуктора подвозбудителя, выполнение его с постоянными магнитами положения второго ротора, закрепленными на нем по внешнему радиусу, закрепление каждого датчика положения второго ротора на внутренней поверхности нижнего блока нижней секции корпуса посредством второй штанги и равноудаление от соседних датчиков положения второго ротора, установка корпуса каждого датчика положения второго ротора с сигнальной обмоткой и обмоткой возбуждения на линии пересечения плоскости, проходящей через оси симметрии постоянных магнитов положения второго ротора и перпендикулярной оси вращения второго ротора, укладка в пазы неподвижного аксиального магнитопровода с двумя активными торцовыми поверхностями второй дополнительной однофазной обмотки возбуждения возбудителя, подключение ее ко второй многофазной обмотке якоря подвозбудителя через третий многофазный двухполупериодный выпрямитель, выполнение второй дополнительной многофазной обмотки с возможностью подключения к внешнему тепловому преобразователю через блок управления, дополнительное оборудование блока управления дополнительными блоками формирования импульсов по одному для каждой фазы второй дополнительной многофазной обмотки обеспечивают возможность преобразования механической энергии вращения, полученной путем преобразования кинетической энергии потока воды и подаваемой на второй механический вход предлагаемой генераторной установки (вал второго ротора) в электрическую энергию.Laying in the slots of a stationary axial magnetic circuit with two active end surfaces on the side of the multiphase winding of the exciter armature, laid in the slots of a rotating axial magnetic circuit, a second additional single-phase excitation winding of the exciter, dividing the lower section into upper and lower blocks, limiting the upper block in its upper part by the upper cover of the lower section of the housing, and in its lower part - by the lower support cover of the upper block with a sleeve, fixing in the center of the upper part of the sleeve of the outer magnet of the lower bearing assembly of the first rotor, and in its lower part - a support heel with a support recess of a hemispherical shape, resting on the upper support cover of the lower block of the lower section, installing in the upper block of the lower section of the housing a second axial magnetic circuit with one active end surface, in the slots of which the multiphase winding of the main generator armature is laid, a rotating axial magnetic circuit with two active end surfaces, in the slots of which the multiphase an exciter armature winding and a single-phase excitation winding of the main generator, a stationary axial magnetic circuit with two active end surfaces, in the slots of which the first multiphase winding of the sub-exciter armature, the main, first and second additional single-phase excitation windings of the exciter are laid, a first axial magnetic circuit with one active end surface, in the slots of which the first additional multiphase winding is laid, a first permanent axial multi-pole magnet of the sub-exciter inductor, and position sensors of the first rotor, and in the lower block of the lower section of the housing - a second rotor containing a shaft of the second rotor installed vertically and coaxially with the shaft of the first rotor, extending beyond the housing with its lower part, rigidly fastening inside the lower block on its upper support cover of the third axial magnetic circuit with one active end surface, laying in its slots of the second additional multiphase winding, rigidly fastening on the lower cover of the lower block of the lower housing sections inside the lower block of the fourth axial magnetic circuit with one active end surface, placing the second multiphase winding of the sub-exciter armature in its slots, securing the third and fourth axial magnetic circuits in the lower block of the lower section of the housing parallel to each other with their end surfaces and parallel to the upper and lower covers of the lower section of the housing, with their active end sides facing each other, rigidly securing them between them on the shaft of the second rotor by means of the fourth disk of the second permanent axial multi-pole magnet of the sub-exciter inductor, making it with permanent magnets of the second rotor position secured to it along the outer radius, securing each position sensor of the second rotor on the inner surface of the lower block of the lower section of the housing by means of the second rod and equidistant from the adjacent position sensors of the second rotor, installing the housing of each position sensor of the second rotor with a signal winding and an excitation winding on the line of intersection of the plane passing through the axes of symmetry of the permanent magnets of the position of the second rotor and perpendicular to the axis of rotation of the second rotor, laying into the slots of a fixed axial magnetic circuit with two active end surfaces of the second additional single-phase excitation winding of the exciter, connecting it to the second multi-phase winding of the sub-exciter armature through a third multi-phase two-half-wave rectifier, making the second additional multi-phase winding with the possibility of connecting to an external thermal converter through a control unit, additional equipment of the control unit with additional pulse generation units, one for each phase of the second additional multi-phase winding, ensure the possibility of converting the mechanical energy of rotation obtained by converting the kinetic energy of the water flow and supplied to the second mechanical input of the proposed generator unit (the shaft of the second rotor) into electrical energy.
На фиг. 1 представлен общий вид предлагаемой гидро-ветро-солнечной генераторной установки в разрезе, на фиг. 2 - внешний вид конусообразного купола и направляющих воздушного потока с аэродинамическими гребнями (вид сверху) и фрагмент направляющих воздушного потока с аэродинамическими гребнями и фотоэлектрическими преобразователями, на фиг. 3 - электрическая схема блока управления, на фиг. 4 - электрическая схема предлагаемой гидро-ветро-солнечной аксиальной генераторной установки, на фиг. 5 - график напряжений на выходе блоков формирования импульсов, на фиг. 6 - общий вид однонаправленной гидрокинетической турбины с гидрокрыльями асимметричной формы.Fig. 1 shows a general view of the proposed hydro-wind-solar generator unit in section, Fig. 2 shows the external view of the cone-shaped dome and air flow guides with aerodynamic ridges (top view) and a fragment of the air flow guides with aerodynamic ridges and photoelectric converters, Fig. 3 shows the electrical circuit of the control unit, Fig. 4 shows the electrical circuit of the proposed hydro-wind-solar axial generator unit, Fig. 5 shows the voltage graph at the output of the pulse generation units, and Fig. 6 shows the general view of the unidirectional hydrokinetic turbine with asymmetric hydrofoils.
Гидро-ветро-солнечная аксиальная генераторная установка (ГВС АГУ) содержит (фиг. 1) первый ротор и корпус 1. Корпус разделен на верхнюю секцию 20 с верхней крышкой 21 и нижнюю секцию 65 с верхней 28 и нижней 46 крышками. На верхней наружной части верхней секции 20 корпуса 1 жестко закреплен конусообразный купол 25. На всей поверхности конусообразного купола 25 установлены фотоэлектрические преобразователи 26. На боковой наружной части верхней секции корпуса 1 жестко закреплены в три яруса направляющие воздушного потока 27 с аэродинамическими гребнями 68 (фиг. 2). На направляющих воздушного потока 27 между аэродинамическими гребнями 68 также установлены фотоэлектрические преобразователи 26. Внутри верхней секции 20 корпуса 1 на валу 24 первого ротора жестко закреплены три ветроколеса 19. Диаметр основания каждой направляющей воздушного потока 27 нижерасположенного яруса на одну треть больше диаметра основания направляющей воздушного потока 27 предыдущего вышерасположенного яруса. Вал 24 первого ротора установлен вертикально, своей нижней частью ограничен опорной пятой 40, в центре внутренней части которой выполнено опорное углубление 39 полусферической формы, выходит за пределы корпуса 1 своей верхней частью и закреплен в верхнем 22-23, среднем 17-18 и нижнем 37-38 подшипниковых узлах первого ротора. Эти подшипниковые узлы выполнены на радиальных магнитных подшипниках, внутренние магниты 22, 17 и 37 которых закреплены на валу 24 первого ротора, наружный магнит 23 верхнего подшипникового узла первого ротора закреплен в центре верхней крышки 21 верхней секции 20, наружный магнит 18 среднего подшипникового узла первого ротора закреплен в центре верхней крышки 28 нижней секции 65. В нижней секции 65 установлены блок управления 57, датчики положения первого ротора 31, в корпусе каждого из которых размещена сигнальная обмотка 32 и обмотка возбуждения, второй аксиальный магнитопровод 3 с одной активной торцовой поверхностью, в пазы которого уложена многофазная обмотка якоря 2 основного генератора, первый аксиальный магнитопровод 16 с одной активной торцовой поверхностью, в пазы которого уложена первая дополнительная многофазная обмотка 15, жестко закрепленный на боковой поверхности корпуса 1 посредством первого диска 10 неподвижный аксиальный магнитопровод 12 с двумя активными торцовыми поверхностями, в пазы которого уложены первая многофазная обмотка якоря 11 подвозбудителя, основная однофазная обмотка возбуждения 9 возбудителя и первая дополнительная однофазная обмотка 8 возбуждения возбудителя, выполненная с возможностью подключения к внешнему фотоэлектрическому преобразователю (на фиг. 1-4 не показан) посредством контактов 79 (фиг. 4). На валу 24 первого ротора посредством второго диска 13 жестко закреплен первый постоянный аксиальный многополюсный магнит 14 индуктора подвозбудителя, а посредством третьего диска 35 закреплен вращающийся аксиальный магнитопровод 6 с двумя активными торцовыми поверхностями, в пазы которого уложены многофазная обмотка 5 якоря возбудителя и однофазная обмотка 4 возбуждения основного генератора. Первый постоянный аксиальный многополюсный магнит 14 индуктора подвозбудителя выполнен с постоянными магнитами 30 положения первого ротора, закрепленными на нем по внешнему радиусу. Корпус каждого датчика положения первого ротора 31 с сигнальной обмоткой 32 и обмоткой возбуждения установлен на линии пересечения плоскости, проходящей через оси симметрии постоянных магнитов 30 положения первого ротора и перпендикулярной оси вращения первого ротора. Каждый датчик положения первого ротора 31 закреплен на внутренней поверхности корпуса 1 посредством первой штанги 33 и равноудален от соседних датчиков положения первого ротора 31. Все аксиальные магнитопроводы, закрепленные в нижней секции 65 корпуса 1 и на валу 24 первого ротора, установлены торцовыми поверхностями параллельно верхней 28 и нижней 46 крышкам нижней секции 65 корпуса 1. Фотоэлектрические преобразователи 26 подключены к первой дополнительной однофазной обмотке 8 возбуждения возбудителя. Однофазная обмотка 4 возбуждения основного генератора подключена к многофазной обмотке 5 якоря возбудителя через первый многофазный двухполупериодный выпрямитель 36. Основная однофазная обмотка 9 возбуждения возбудителя подключена к первой многофазной обмотке 11 якоря подвозбудителя через второй многофазный двухполупериодный выпрямитель 34. Многофазная обмотка якоря 2 основного генератора подключена к выходному многофазному двухполупериодному выпрямителю 56, выполненному с возможностью подключения к внешнему резервному источнику энергии - аккумуляторной батарее АБ 70. В корпусе 1 установлен тепловой преобразователь ТП 44, выполненный с возможностью подключения через блок управления БУ 57 к первой дополнительной многофазной обмотке 15, которая выполнена с возможностью подключения к внешнему тепловому преобразователю ВТП 69 через блок управления БУ 57 (фиг. 4). Блок управления БУ 57 содержит (фиг. 3) дифференциально-минимальное реле ДМР 71, блок питания БП 72, выполненный с возможностью подключения посредством дифференциально-минимального реле ДМР 71 к тепловому преобразователю ТП 44, к внешнему тепловому преобразователю ВТП 69 или к внешнему резервному источнику энергии - аккумуляторной батарее АБ 70 и имеющий выходы высокого уровня ВУ и низкого уровня НУ напряжения (фиг. 3), и блоки формирования импульсов ФИ 73-75 по одному для каждой фазы (ФИ «А» 73, ФИ «В» 74 и ФИ «С» 75) первой дополнительной многофазной обмотки 15. Блоки ФИ «А» 73, ФИ «В» 74 и ФИ «С» 75 идентичны по составу.The hydro-wind-solar axial generator unit (HWSASGU) comprises (Fig. 1) a first rotor and a housing 1. The housing is divided into an upper section 20 with an upper cover 21 and a lower section 65 with upper 28 and lower 46 covers. A conical dome 25 is rigidly fixed to the upper outer part of the upper section 20 of the housing 1. Photoelectric converters 26 are mounted on the entire surface of the conical dome 25. Air flow guides 27 with aerodynamic ridges 68 are rigidly fixed in three tiers to the lateral outer part of the upper section of the housing 1 (Fig. 2). On the air flow guides 27 between the aerodynamic ridges 68, photoelectric converters 26 are also installed. Inside the upper section 20 of the housing 1, three wind wheels 19 are rigidly fixed on the shaft 24 of the first rotor. The diameter of the base of each air flow guide 27 of the lower tier is one third larger than the diameter of the base of the air flow guide 27 of the previous upper tier. The shaft 24 of the first rotor is installed vertically, its lower part is limited by a support heel 40, in the center of the inner part of which a support recess 39 of a hemispherical shape is made, its upper part extends beyond the housing 1 and is fixed in the upper 22-23, middle 17-18 and lower 37-38 bearing assemblies of the first rotor. These bearing assemblies are made on radial magnetic bearings, the internal magnets 22, 17 and 37 of which are fixed on the shaft 24 of the first rotor, the external magnet 23 of the upper bearing assembly of the first rotor is fixed in the center of the upper cover 21 of the upper section 20, the external magnet 18 of the middle bearing assembly of the first rotor is fixed in the center of the upper cover 28 of the lower section 65. In the lower section 65, a control unit 57 is installed, position sensors of the first rotor 31, in the housing of each of which a signal winding 32 and an excitation winding are placed, a second axial magnetic circuit 3 with one active end surface, in the grooves of which a multiphase winding of the anchor 2 of the main generator is laid, a first axial magnetic circuit 16 with one active end surface, in the grooves of which the first additional multiphase winding 15 is laid, rigidly fixed on the side surface of the housing 1 by means of the first disk 10 a stationary axial magnetic circuit 12 with two active end surfaces, in the slots of which the first multiphase winding of the armature 11 of the exciter, the main single-phase excitation winding 9 of the exciter and the first additional single-phase excitation winding 8 of the exciter, configured to be connected to an external photoelectric converter (not shown in Figs. 1-4) by means of contacts 79 (Fig. 4) are placed. On the shaft 24 of the first rotor by means of the second disk 13 the first permanent axial multi-pole magnet 14 of the inductor of the exciter is rigidly fixed, and by means of the third disk 35 a rotating axial magnetic circuit 6 with two active end surfaces is fixed, in the slots of which the multiphase winding 5 of the exciter armature and the single-phase excitation winding 4 of the main generator are placed. The first permanent axial multi-pole magnet 14 of the sub-exciter inductor is made with permanent magnets 30 of the first rotor position, fixed thereto along the outer radius. The housing of each first rotor position sensor 31 with a signal winding 32 and an excitation winding is mounted on the line of intersection of a plane passing through the axes of symmetry of the permanent magnets 30 of the first rotor position and perpendicular to the axis of rotation of the first rotor. Each first rotor position sensor 31 is fixed on the inner surface of the housing 1 by means of a first rod 33 and is equidistant from the adjacent first rotor position sensors 31. All axial magnetic cores fixed in the lower section 65 of the housing 1 and on the shaft 24 of the first rotor are mounted with their end surfaces parallel to the upper 28 and lower 46 covers of the lower section 65 of the housing 1. Photoelectric converters 26 are connected to the first additional single-phase excitation winding 8 of the exciter. The single-phase excitation winding 4 of the main generator is connected to the multi-phase winding 5 of the exciter armature through the first multi-phase full-wave rectifier 36. The main single-phase excitation winding 9 of the exciter is connected to the first multi-phase winding 11 of the sub-exciter armature through the second multi-phase full-wave rectifier 34. The multi-phase winding of the armature 2 of the main generator is connected to the output multi-phase full-wave rectifier 56, configured with the possibility of connection to an external backup energy source - storage battery AB 70. In the housing 1, a thermal converter TP 44 is installed, configured with the possibility of connection through the control unit BU 57 to the first additional multi-phase winding 15, which is configured with the possibility of connection to an external thermal converter VTP 69 through the control unit BU 57 (Fig. 4). The control unit BU 57 contains (Fig. 3) a differential-minimum relay DMR 71, a power supply unit BP 72, made with the possibility of connection by means of the differential-minimum relay DMR 71 to the heat converter TP 44, to the external heat converter EHT 69 or to the external backup energy source - the storage battery AB 70 and having high-level outputs VU and low-level outputs NU of voltage (Fig. 3), and pulse generation units FI 73-75, one for each phase (FI "A" 73, FI "B" 74 and FI "C" 75) of the first additional multiphase winding 15. The units FI "A" 73, FI "B" 74 and FI "C" 75 are identical in composition.
В пазы неподвижного аксиального магнитопровода 12 с двумя активными торцовыми поверхностями со стороны многофазной обмотки якоря 5 возбудителя, уложенной в пазы вращающегося аксиального магнитопровода 6, уложена вторая дополнительная однофазная обмотка 7 возбуждения возбудителя (фиг. 1). Нижняя секция 65 разделена на верхний 29 и нижний 43 блоки. Верхний блок 29 ограничен в своей верхней части верхней крышкой 28 нижней секции 65 корпуса 1, а в своей нижней части - нижней опорной крышкой 67 верхнего блока 29 с втулкой 66. В центре верхней части втулки 66 закреплен наружный магнит 38 нижнего подшипникового узла первого ротора, а в ее нижней части - опорная пята 40 с опорным углублением полусферической формы 39, опирающаяся на верхнюю опорную крышку 64 нижнего блока 43 нижней секции 65. Первый аксиальный магнитопровод 16 с одной активной торцовой поверхностью, в пазы которого уложена первая дополнительная многофазная обмотка 15, второй аксиальный магнитопровод 3 с одной активной торцовой поверхностью, в пазы которого уложена многофазная обмотка якоря 2 основного генератора, вращающийся аксиальный магнитопровод 6 с двумя активными торцовыми поверхностями, в пазы которого уложены многофазная обмотка 5 якоря возбудителя и однофазная обмотка 4 возбуждения основного генератора, неподвижный аксиальный магнитопровод 12 с двумя активными торцовыми поверхностями, в пазы которого уложены первая многофазная обмотка якоря 11 подвозбудителя, основная 9, первая 8 и вторая 7 дополнительные однофазные обмотки возбуждения возбудителя, первый постоянный аксиальный многополюсный магнит 14 индуктора подвозбудителя, и датчики положения первого ротора 31 установлены в верхнем блоке 29 нижней секции 65 корпуса 1. В нижнем блоке 43 нижней секции 65 корпуса 1 установлен второй ротор, содержащий вал 47 второго ротора, установленный вертикально и соосно с валом 24 первого ротора, закрепленный в верхнем 51-52 и нижнем 53-54 подшипниковых узлах второго ротора. Эти подшипниковые узлы выполнены на радиальных магнитных подшипниках, внутренние магниты 52, 53 которых закреплены на валу 47 второго ротора, наружный магнит 51 верхнего подшипникового узла второго ротора закреплен в центре верхней опорной крышки 64 нижнего блока, наружный магнит 54 нижнего подшипникового узла второго ротора закреплен в центре нижней крышки 46 нижней секции 65 корпуса 1. Вал 47 второго ротора выходит за пределы корпуса 1 своей нижней частью.A second additional single-phase excitation winding 7 of the exciter is placed in the slots of the stationary axial magnetic circuit 12 with two active end surfaces on the side of the multiphase winding of the armature 5 of the exciter, placed in the slots of the rotating axial magnetic circuit 6 (Fig. 1). The lower section 65 is divided into an upper 29 and lower 43 block. The upper block 29 is limited in its upper part by the upper cover 28 of the lower section 65 of the housing 1, and in its lower part - by the lower support cover 67 of the upper block 29 with the sleeve 66. In the center of the upper part of the sleeve 66, the outer magnet 38 of the lower bearing unit of the first rotor is fixed, and in its lower part - a support foot 40 with a support recess of a hemispherical shape 39, resting on the upper support cover 64 of the lower block 43 of the lower section 65. The first axial magnetic circuit 16 with one active end surface, in the grooves of which the first additional multiphase winding 15 is laid, the second axial magnetic circuit 3 with one active end surface, in the grooves of which the multiphase winding of the armature 2 of the main generator is laid, a rotating axial magnetic circuit 6 with two active end surfaces, in the grooves of which the multiphase winding 5 is laid exciter armatures and single-phase excitation winding 4 of the main generator, a fixed axial magnetic circuit 12 with two active end surfaces, in the slots of which the first multi-phase winding of the armature 11 of the sub-exciter, the main 9, first 8 and second 7 additional single-phase excitation windings of the exciter, the first permanent axial multi-pole magnet 14 of the sub-exciter inductor are laid, and the position sensors of the first rotor 31 are installed in the upper block 29 of the lower section 65 of the housing 1. In the lower block 43 of the lower section 65 of the housing 1, the second rotor is installed, containing the shaft 47 of the second rotor, installed vertically and coaxially with the shaft 24 of the first rotor, secured in the upper 51-52 and lower 53-54 bearing assemblies of the second rotor. These bearing units are made on radial magnetic bearings, the inner magnets 52, 53 of which are fixed on the shaft 47 of the second rotor, the outer magnet 51 of the upper bearing unit of the second rotor is fixed in the center of the upper support cover 64 of the lower block, the outer magnet 54 of the lower bearing unit of the second rotor is fixed in the center of the lower cover 46 of the lower section 65 of the housing 1. The shaft 47 of the second rotor extends beyond the housing 1 with its lower part.
На нижней части вала 47 второго ротора жестко закреплена однонаправленная гидрокинетическая турбина 48 с гидрокрыльями 80 асимметричной формы (фиг. 1, 2), выполненная с возможностью размещения ее под водой. Внутри нижнего блока 43 на его верхней опорной 64 крышке жестко закреплен третий аксиальный магнитопровод 63 с одной активной торцовой поверхностью, в пазы которого уложена вторая дополнительная многофазная обмотка 62. На нижней крышке 45 нижнего блока 43 нижней секции 65 корпуса 1 внутри нижнего блока 43 жестко закреплен четвертый аксиальный магнитопровод 58 с одной активной торцовой поверхностью, в пазы которого уложена вторая многофазная обмотка якоря 59 подвозбудителя. Третий и четвертый аксиальные магнитопроводы 58 и 63, закрепленные в нижнем блоке 65 нижней секции 43 корпуса 1, установлены торцевыми поверхностями параллельно друг другу и верхней 28 и нижней 46 крышкам нижней секции 64 корпуса 1, активными торцовыми сторонам друг к другу, а между ними на валу 47 второго ротора посредством четвертого диска 60 жестко закреплен второй постоянный аксиальный многополюсный магнит 61 индуктора подвозбудителя, который выполнен с постоянными магнитами 50 положения второго ротора, закрепленными на нем по внешнему радиусу. На внутренней поверхности нижнего блока 43 нижней секции 65 корпуса 1 посредством второй штанги 42 закреплены датчики положения второго ротора 41. Каждый датчик положения второго ротора 41 равноудален от соседних датчиков положения второго ротора 41. Корпус каждого датчика положения второго ротора 41 с сигнальной обмоткой 49 и обмоткой возбуждения установлен на линии пересечения плоскости, проходящей через оси симметрии постоянных магнитов 50 положения второго ротора и перпендикулярной оси вращения второго ротора. Вторая дополнительная однофазная обмотка 7 возбуждения возбудителя, уложенная в пазы неподвижного аксиального магнитопровода 12 с двумя активными торцовыми поверхностями, подключена ко второй многофазной обмотке якоря 59 подвозбудителя через третий многофазный двухполупериодный выпрямитель 55 (фиг. 4). Вторая дополнительная многофазная обмотка 62 выполнена с возможностью подключения к внешнему тепловому преобразователю 69 через блок управления 57 (фиг. 4), который дополнительно содержит дополнительные блоки формирования импульсов 76-78 по одному для каждой фазы второй дополнительной многофазной обмотки 62 (фиг. 3).On the lower part of the shaft 47 of the second rotor, a unidirectional hydrokinetic turbine 48 with hydrofoils 80 of an asymmetric shape (Fig. 1, 2) is rigidly fixed, made with the possibility of placing it under water. Inside the lower block 43, on its upper support 64 cover, a third axial magnetic circuit 63 with one active end surface is rigidly fixed, in the grooves of which a second additional multiphase winding 62 is laid. On the lower cover 45 of the lower block 43 of the lower section 65 of the housing 1, inside the lower block 43, a fourth axial magnetic circuit 58 with one active end surface is rigidly fixed, in the grooves of which a second multiphase winding of the armature 59 of the sub-exciter is laid. The third and fourth axial magnetic circuits 58 and 63, secured in the lower block 65 of the lower section 43 of the housing 1, are installed with their end surfaces parallel to each other and to the upper 28 and lower 46 covers of the lower section 64 of the housing 1, with their active end sides facing each other, and between them on the shaft 47 of the second rotor by means of the fourth disk 60, the second permanent axial multi-pole magnet 61 of the exciter inductor is rigidly secured, which is made with permanent magnets 50 of the position of the second rotor, secured to it along the outer radius. On the inner surface of the lower block 43 of the lower section 65 of the housing 1, the position sensors of the second rotor 41 are secured by means of the second rod 42. Each position sensor of the second rotor 41 is equidistant from the adjacent position sensors of the second rotor 41. The housing of each position sensor of the second rotor 41 with the signal winding 49 and the excitation winding is mounted on the line of intersection of the plane passing through the axes of symmetry of the permanent magnets 50 of the position of the second rotor and perpendicular to the axis of rotation of the second rotor. The second additional single-phase excitation winding 7 of the exciter, laid in the slots of the fixed axial magnetic circuit 12 with two active end surfaces, is connected to the second multiphase winding of the armature 59 of the sub-exciter through the third multiphase two-half-wave rectifier 55 (Fig. 4). The second additional multiphase winding 62 is designed with the possibility of connection to an external thermal converter 69 via a control unit 57 (Fig. 4), which additionally contains additional pulse generation units 76-78, one for each phase of the second additional multiphase winding 62 (Fig. 3).
Низкий уровень (НУ) БП 72 обеспечивает работу электронных компонентов схемы, в частности, транзисторов и ДПР 31 и 41; высокий уровень (ВУ) обеспечивает возможность получения в первой 32 и второй 49 дополнительных многофазных обмотках, соответственно, большой силы тока, при протекании которого возникает магнитный поток, участвующий в создании вращающего электромагнитного момента, приводящего в движение первый и второй роторы ГВС АГУ, соответственно.The low level (LL) of the BP 72 ensures the operation of the electronic components of the circuit, in particular, the transistors and the DPR 31 and 41; the high level (HL) ensures the possibility of obtaining in the first 32 and second 49 additional multiphase windings, respectively, a large current, during the flow of which a magnetic flux arises, participating in the creation of a rotating electromagnetic moment, which sets in motion the first and second rotors of the DHW AGU, respectively.
Резервное питание БУ 57 осуществляется от АБ 70 (фиг. 3, 4) (в состав БУ 57 не входит).The backup power supply for BU 57 is provided by AB 70 (Fig. 3, 4) (not included in BU 57).
ГВС АГУ работает следующим образом. Воздушный поток (ветер) по жестко закрепленным в три яруса на боковой наружной части верхней секции 20 корпуса 1 направляющим 27 с аэродинамическими гребнями 68 (фиг. 2) поступает на лопасти трех жестко закрепленных внутри верхней секции 20 корпуса 1 на выходящем за пределы корпуса 1 своей верхней частью валу 24 первого ротора ветроколес 19. Ветроколеса 19 преобразуют кинетическую энергию ветра в механическую энергию вращения, создавая вращающий момент, который передается на вал 24 первого ротора ГВС АГУ, установленный вертикально и закрепленный в верхнем 22-23, среднем 17-18 и нижнем 37-38 подшипниковых узлах первого ротора, которые выполнены на радиальных магнитных подшипниках, внутренние магниты 22, 17 и 37 которых закреплены на валу 24 первого ротора, наружный магнит 23 верхнего подшипникового узла первого ротора закреплен в центре верхней крышки 21 верхней секции 20 корпуса 1, наружный магнит 18 среднего подшипникового узла первого ротора закреплен в центре верхней крышки 28 нижней секции 65 корпуса 1, которой ограничен в своей верхней части верхний блок 29, а наружный магнит 38 нижнего подшипникового узла закреплен в центре верхней части втулки 66 нижней опорной крышки 67 верхнего блока 29, которой ограничен верхний блок 29 в своей нижней части.The hot water supply system of the AGU operates as follows. The air flow (wind) along guides 27 with aerodynamic ridges 68 (Fig. 2) rigidly fixed in three tiers on the lateral outer part of the upper section 20 of the housing 1, enters the blades of three wind wheels 19 rigidly fixed inside the upper section 20 of the housing 1 on the shaft 24 of the first rotor extending beyond the housing 1 with its upper part. Wind wheels 19 convert the kinetic energy of the wind into mechanical energy of rotation, creating a torque that is transmitted to the shaft 24 of the first rotor of the hot water supply system of the AGU, installed vertically and fixed in the upper 22-23, middle 17-18 and lower 37-38 bearing assemblies of the first rotor, which are made on radial magnetic bearings, the inner magnets 22, 17 and 37 of which are fixed on the shaft 24 of the first rotor, the outer magnet 23 of the upper bearing assembly of the first rotor fixed in the center of the upper cover 21 of the upper section 20 of the housing 1, the outer magnet 18 of the middle bearing unit of the first rotor is fixed in the center of the upper cover 28 of the lower section 65 of the housing 1, which limits the upper block 29 in its upper part, and the outer magnet 38 of the lower bearing unit is fixed in the center of the upper part of the sleeve 66 of the lower support cover 67 of the upper block 29, which limits the upper block 29 in its lower part.
Вращающий момент вызывает вращение вала 24 первого ротора и жестко закрепленных на нем посредством второго диска 13 первого постоянного аксиального многополюсного магнита 14 индуктора подвозбудителя и посредством третьего диска 35 вращающегося аксиального магнитопровода 6 с двумя активными торцовыми поверхностями, в пазы которого уложены многофазная обмотка 5 якоря возбудителя и однофазная обмотка 4 возбуждения основного генератора.The torque causes rotation of the shaft 24 of the first rotor and the inductor of the sub-exciter rigidly fixed to it by means of the second disk 13 of the first permanent axial multi-pole magnet 14 and by means of the third disk 35 of the rotating axial magnetic circuit 6 with two active end surfaces, in the grooves of which the multi-phase winding 5 of the exciter armature and the single-phase winding 4 of the excitation of the main generator are placed.
Благодаря тому, что вал 24 первого ротора своей нижней частью ограничен опирающейся на верхнюю опорную крышку 64 нижнего блока 43 нижней секции 65 опорной пятой 40, в центре внутренней части которой выполнено опорное углубление 39 полусферической формы, и установлен в верхнем 22-23, среднем 17-18 и нижнем 37-38 подшипниковых узлах первого ротора, которые выполнены на радиальных магнитных подшипниках, потери механической энергии, связанные с трением в подшипниковых узлах сведены к нулю.Due to the fact that the shaft 24 of the first rotor is limited by its lower part by a support heel 40 resting on the upper support cover 64 of the lower block 43 of the lower section 65, in the center of the inner part of which a support recess 39 of a hemispherical shape is made, and is installed in the upper 22-23, middle 17-18 and lower 37-38 bearing assemblies of the first rotor, which are made on radial magnetic bearings, the losses of mechanical energy associated with friction in the bearing assemblies are reduced to zero.
Кроме того, первый ротор приводится во вращение при возникновении электромагнитного вращающего момента, создаваемого за счет преобразования тепловой энергии в электрическую.In addition, the first rotor is set in motion by the generation of electromagnetic torque created by converting thermal energy into electrical energy.
При этом, если напряжение на выходе установленного в корпусе 1 теплового преобразователя ТП44 (или на выходе внешнего теплового преобразователя ВТП 69 при его подключении) выше напряжения АБ 70 на 1 В, то ДМР 71 подключает выход ТП 44 (или соответственно выход ВТП 69) (тепловой вход ГВС АГУ) к БП 72 блока управления 57 (фиг. 3, 4).In this case, if the voltage at the output of the thermal converter TP44 installed in housing 1 (or at the output of the external thermal converter VTP 69 when it is connected) is higher than the voltage of AB 70 by 1 V, then DMR 71 connects the output of TP 44 (or, accordingly, the output of VTP 69) (thermal input of the DHW AGU) to BP 72 of the control unit 57 (Fig. 3, 4).
При этом от БП 72 на обмотку возбуждения (на фиг. 1, 3, 4 не показана) датчиков положения первого ротора 31, закрепленных на внутренней поверхности верхнего блока 29 нижней секции 65 корпуса 1 посредством первой штанги 33, подается напряжение постоянного тока низкого уровня (НУ) (фиг. 3). В результате протекания тока в обмотке возбуждения ДПР 31 вокруг сигнальных обмоток 32 в корпусе ДПР 31 возникает магнитный поток, который создает поперечное магнитное поле, и сигнальные обмотки 32 датчиков 31 положения первого ротора становятся чувствительными к магнитному потоку, создаваемому постоянными магнитами 30 положения первого ротора (фиг. 1, 4). При вращении первого постоянного аксиального многополюсного магнита 14 индуктора подвозбудителя с закрепленными на нем по внешнему радиусу постоянными магнитами 30 положения первого ротора магнитный поток, создаваемый этими магнитами, взаимодействует с созданным обмотками возбуждения датчиков 31 положения первого ротора поперечным магнитным полем, в котором находятся сигнальные обмотки 32 датчиков 31 положения первого ротора. В результате этого взаимодействия в этих сигнальных обмотках 32 возникает напряжение постоянного тока низкого уровня, причем напряжение на выходе этих сигнальных обмоток 32 возникает при наличии постоянных магнитов 30 положения первого ротора вблизи сигнальных обмоток 32 как при неподвижном состоянии первого ротора ГВС АГУ, так и при его вращении. Сигналы с выхода сигнальных обмоток 32 каждого датчика 31 положения первого ротора поступают на вход соответствующего блока ФИ «А» 73, ФИ «В» 74 и ФИ «С» 75, которые открывают силовые полупроводниковые ключи (на фиг. 3, 4 не показаны) в соответствующем блоке ФИ и обеспечивают протекание тока от высокоуровневого выхода (ВУ) БП 72 в виде импульсов постоянного тока.In this case, from the power supply 72 to the excitation winding (not shown in Fig. 1, 3, 4) of the position sensors of the first rotor 31, fixed on the inner surface of the upper block 29 of the lower section 65 of the housing 1 by means of the first rod 33, low-level direct current (LDC) voltage is supplied (Fig. 3). As a result of the current flowing in the excitation winding of the DPR 31, a magnetic flux arises around the signal windings 32 in the housing of the DPR 31, which creates a transverse magnetic field, and the signal windings 32 of the position sensors 31 of the first rotor become sensitive to the magnetic flux created by the permanent magnets 30 of the position of the first rotor (Fig. 1, 4). When the first permanent axial multi-pole magnet 14 of the exciter inductor with the permanent magnets 30 of the first rotor position fixed thereto along the outer radius rotates, the magnetic flux created by these magnets interacts with the transverse magnetic field created by the excitation windings of the sensors 31 of the first rotor, in which the signal windings 32 of the sensors 31 of the first rotor position are located. As a result of this interaction, a low-level direct current voltage arises in these signal windings 32, wherein the voltage at the output of these signal windings 32 arises in the presence of the permanent magnets 30 of the first rotor position near the signal windings 32 both when the first rotor of the DHW AGU is stationary and when it rotates. The signals from the output of the signal windings 32 of each sensor 31 of the first rotor position are fed to the input of the corresponding block of the FI "A" 73, FI "B" 74 and FI "C" 75, which open the power semiconductor keys (not shown in Fig. 3, 4) in the corresponding FI block and ensure the flow of current from the high-level output (HLO) of the BP 72 in the form of direct current pulses.
При подаче импульсов от блоков ФИ «А» 73, ФИ «В» 74 и ФИ «С» 75 БУ 57 (фиг. 3) на соответствующие фазы первой дополнительной многофазной обмотки 15, уложенной в пазы первого аксиального магнитопровода 16 с одной активной торцовой поверхностью, магнитный поток, создаваемый первой дополнительной многофазной обмоткой 15, взаимодействует с магнитным потоком, создаваемым первым постоянным аксиальным многополюсным магнитом 14 индуктора подвозбудителя, придавая первому ротору ГВС АГУ (первый постоянный аксиальный многополюсный магнит 14 индуктора подвозбудителя и вращающийся аксиальный магнитопровод 6 с двумя активными торцовыми поверхностями, в пазы которого уложены многофазная обмотка 5 якоря возбудителя и однофазная обмотка 4 возбуждения основного генератора) дополнительный момент вращения, который направлен согласно с моментом вращения от источника механической энергии (воздушного потока) и суммируется с ним.When pulses are supplied from the FI "A" 73, FI "B" 74 and FI "C" 75 units of the BU 57 (Fig. 3) to the corresponding phases of the first additional multiphase winding 15 placed in the slots of the first axial magnetic circuit 16 with one active end surface, the magnetic flux created by the first additional multiphase winding 15 interacts with the magnetic flux created by the first permanent axial multi-pole magnet 14 of the sub-exciter inductor, giving the first rotor of the GVS AGU (the first permanent axial multi-pole magnet 14 of the sub-exciter inductor and the rotating axial magnetic circuit 6 with two active end surfaces, in the slots of which the multiphase winding 5 of the exciter armature and the single-phase excitation winding 4 of the main generator are placed) an additional torque, which is directed in accordance with the torque from the source of mechanical energy (air flow) and is added to it.
Если напряжение на выходе ТП 44 (или на выходе ВТП 69 при его подключении) становится ниже напряжения АБ 70 на 1 В, то ДМР 71 переключает БП 72 на АБ 70. При этом формирование сигналов на входах блоков ФИ «А» 73, ФИ «В» 74 и ФИ «С» 75 осуществляется так же, как и при подключении БП 72 через ДМР 71 к ТП 44 (или к ВТП 69 соответственно).If the voltage at the output of TP 44 (or at the output of VTP 69 when connected) becomes lower than the voltage of AB 70 by 1 V, then DMR 71 switches BP 72 to AB 70. In this case, the formation of signals at the inputs of blocks FI "A" 73, FI "B" 74 and FI "C" 75 is carried out in the same way as when connecting BP 72 through DMR 71 to TP 44 (or to VTP 69, respectively).
Формирование сигнала на выходе каждого из блоков ФИ «А» 73, ФИ «В» 74 и ФИ «С» 75, возникающего при вращении первого ротора ГВС АГУ (т.е. при прохождении постоянных магнитов 30 положения первого ротора мимо сигнальной обмотки 32 датчика 31 положения первого ротора, соответствующего фазе первой дополнительной многофазной обмотки 15, которая подключена к рассматриваемому блоку ФИ «А» 73, ФИ «В» 74 и ФИ «С» 75 соответственно), представлено на фиг. 5.The formation of a signal at the output of each of the blocks FI "A" 73, FI "B" 74 and FI "C" 75, which occurs during the rotation of the first rotor of the hot water supply system of the AGU (i.e., when the permanent magnets 30 of the first rotor position pass by the signal winding 32 of the sensor 31 of the first rotor position, corresponding to the phase of the first additional multiphase winding 15, which is connected to the block under consideration FI "A" 73, FI "B" 74 and FI "C" 75, respectively), is shown in Fig. 5.
При вращении первого постоянного аксиального многополюсного магнита 14 индуктора подвозбудителя и вращающегося аксиального магнитопровода 6 с двумя активными торцовыми поверхностями с многофазной обмоткой 4 якоря возбудителя и однофазной обмоткой 9 возбуждения основного генератора магнитный поток первого постоянного аксиального многополюсного магнита 14 индуктора подвозбудителя взаимодействует с первой многофазной обмоткой 11 якоря подвозбудителя, уложенной в пазы неподвижного аксиального магнитопровода 12 с двумя активными торцовыми поверхностями, жестко закрепленного в корпусе 1 посредством первого диска 10, и наводит в ней многофазную систему ЭДС, которая выпрямляется вторым многофазным двухполупериодным выпрямителем 34 и подается на основную однофазную обмотку 9 возбуждения возбудителя, уложенную в пазы неподвижного аксиального магнитопровода 12 с двумя активными торцовыми поверхностями. При этом в основной однофазной обмотке 9 возбуждения возбудителя протекает электрический ток и создается магнитный поток (фиг. 1, 4).When rotating the first permanent axial multi-pole magnet 14 of the sub-exciter inductor and the rotating axial magnetic circuit 6 with two active end surfaces with a multi-phase winding 4 of the exciter armature and a single-phase excitation winding 9 of the main generator, the magnetic flux of the first permanent axial multi-pole magnet 14 of the sub-exciter inductor interacts with the first multi-phase winding 11 of the sub-exciter armature, laid in the slots of the fixed axial magnetic circuit 12 with two active end surfaces, rigidly fixed in the housing 1 by means of the first disk 10, and induces in it a multi-phase EMF system, which is rectified by the second multi-phase two-half-wave rectifier 34 and is fed to the main single-phase excitation winding 9 of the exciter, laid in the slots of the fixed axial magnetic circuit 12 with two active end surfaces. In this case, an electric current flows in the main single-phase excitation winding 9 of the exciter and a magnetic flux is created (Fig. 1, 4).
Одновременно в фотоэлектрических преобразователях 26, установленных по всей поверхности конусообразного купола 25, жестко закрепленного на верхней наружной части верхней секции 20 корпуса 1, и на направляющих воздушного потока 27 между аэродинамическими гребнями 68 (и во внешнем фотоэлектрическом преобразователе (на фиг. 1, 3, 4 не показан)) (световой вход ГВС АГУ) происходит преобразование световой энергии в электрическую энергию постоянного тока. Протекающий по первой дополнительной однофазной обмотке 8 возбуждения возбудителя, подключенной к фотоэлектрическим преобразователям 26 (и/или к внешнему фотоэлектрическому преобразователю при его подключении к ней через контакты 79) (фиг. 4), постоянный ток создает магнитный поток, сонаправленный с магнитным потоком, создаваемым электрическим током, протекающим по основной однофазной обмотке 9 возбуждения возбудителя.At the same time, in the photoelectric converters 26 installed over the entire surface of the cone-shaped dome 25 rigidly fixed to the upper outer part of the upper section 20 of the housing 1, and on the air flow guides 27 between the aerodynamic ridges 68 (and in the external photoelectric converter (not shown in Fig. 1, 3, 4)) (the light input of the hot water supply system of the AGU), the conversion of light energy into direct current electrical energy occurs. The direct current flowing through the first additional single-phase excitation winding 8 of the exciter connected to the photoelectric converters 26 (and/or to the external photoelectric converter when it is connected to it via contacts 79) (Fig. 4) creates a magnetic flux co-directed with the magnetic flux created by the electric current flowing through the main single-phase excitation winding 9 of the exciter.
Одновременно поток воды поступает на гидрокрылья 80 асимметричной формы однонаправленной гидрокинетической турбины 48 (фиг. 1, 2, 6), жестко закрепленной на нижней части выходящего за пределы корпуса 1 вала 47 второго ротора, установленного вертикально и соосно с валом 24 первого ротора, выполненной с возможностью размещения ее под водой. Гидрокрылья 80 асимметричной формы преобразуют кинетическую энергию потока воды в механическую энергию вращения, создавая вращающий момент, который передается на вал 47 второго ротора ГВС АГУ, установленный вертикально и закрепленный в верхнем 51-52 и нижнем 53-54 подшипниковых узлах второго ротора 47, которые выполнены на радиальных магнитных подшипниках, внутренние магниты 52, 53 которых закреплены на валу 47 второго ротора, наружный магнит 51 верхнего подшипникового узла второго ротора 47 закреплен в центре верхней опорной крышки 64 нижнего блока, наружный магнит 54 нижнего подшипникового узла второго ротора 47 закреплен в центре нижней крышки 46 нижней секции 65 корпуса 1.At the same time, the water flow enters the hydrofoils 80 of the asymmetrical shape of the unidirectional hydrokinetic turbine 48 (Fig. 1, 2, 6), rigidly fixed to the lower part of the shaft 47 of the second rotor extending beyond the housing 1, installed vertically and coaxially with the shaft 24 of the first rotor, designed with the possibility of placing it under water. Hydrofoils 80 of asymmetric shape convert the kinetic energy of the water flow into mechanical energy of rotation, creating a torque that is transmitted to the shaft 47 of the second rotor of the hot water supply system of the AGU, installed vertically and secured in the upper 51-52 and lower 53-54 bearing assemblies of the second rotor 47, which are made on radial magnetic bearings, the inner magnets 52, 53 of which are secured on the shaft 47 of the second rotor, the outer magnet 51 of the upper bearing assembly of the second rotor 47 is secured in the center of the upper support cover 64 of the lower block, the outer magnet 54 of the lower bearing assembly of the second rotor 47 is secured in the center of the lower cover 46 of the lower section 65 of the housing 1.
Вращающий момент вызывает вращение вала 47 второго ротора и жестко закрепленного на нем между жестко закрепленым внутри нижнего блока 43 на его верхней опорной 64 крышке третьего аксиального магнитопровода 63 с одной активной торцовой поверхностью, в пазы которого уложена вторая дополнительная многофазная обмотка 62, и установленным параллельно к нему и к верхней 28 и нижней 46 крышкам нижней секции 65 корпуса 1 торцовыми поверхностями и жестко закрепленным на нижней крышке 45 нижнего блока 43 нижней секции 65 корпуса 1 внутри нижнего блока 43 четвертым аксиальным магнитопроводом 58 с одной активной торцовой поверхностью, в пазы которого уложена вторая многофазная обмотка якоря 59 подвозбудителя, посредством четвертого диска 60 второго постоянного аксиального многополюсного магнита 61 индуктора подвозбудителя.The torque causes rotation of the shaft 47 of the second rotor and the third axial magnetic circuit 63, rigidly fixed on it between the third axial magnetic circuit 63, rigidly fixed inside the lower block 43 on its upper support 64 cover, in the grooves of which the second additional multiphase winding 62 is placed, and the end surfaces of the end surfaces installed parallel to it and to the upper 28 and lower 46 covers of the lower section 65 of the housing 1 and the fourth axial magnetic circuit 58, rigidly fixed on the lower cover 45 of the lower block 43 of the lower section 65 of the housing 1 inside the lower block 43, with one active end surface, in the grooves of which the second multiphase winding of the armature 59 of the sub-exciter is placed, by means of the fourth disk 60 of the second permanent axial multi-pole magnet 61 of the sub-exciter inductor.
Благодаря тому, что вал 47 второго ротора установлен в верхнем 51-52, и нижнем 53-54 подшипниковых узлах второго ротора, которые выполнены на радиальных магнитных подшипниках, потери механической энергии, связанные с трением в подшипниковых узлах сведены к нулю.Due to the fact that shaft 47 of the second rotor is installed in the upper 51-52 and lower 53-54 bearing assemblies of the second rotor, which are made on radial magnetic bearings, the losses of mechanical energy associated with friction in the bearing assemblies are reduced to zero.
Кроме того, второй ротор приводится во вращение при возникновении электромагнитного вращающего момента, создаваемого за счет преобразования тепловой энергии в электрическую.In addition, the second rotor is set in motion by the generation of electromagnetic torque created by converting thermal energy into electrical energy.
При этом, если напряжение на выходе установленного в корпусе 1 теплового преобразователя ТП44 (или на выходе внешнего теплового преобразователя ВТП 69 при его подключении) выше напряжения АБ 70 на 1 В, то ДМР 71 подключает выход ТП 44 (или соответственно выход ВТП 69) (тепловой вход ГВС АГУ) к БП 72 блока управления 57 (фиг. 3, 4).In this case, if the voltage at the output of the thermal converter TP44 installed in housing 1 (or at the output of the external thermal converter VTP 69 when it is connected) is higher than the voltage of AB 70 by 1 V, then DMR 71 connects the output of TP 44 (or, accordingly, the output of VTP 69) (thermal input of the DHW AGU) to BP 72 of the control unit 57 (Fig. 3, 4).
При этом от БП 72 на обмотку возбуждения (на фиг. 1, 3, 4 не показана) датчиков положения второго ротора 41, закрепленных на внутренней поверхности нижнего блока 43 нижней секции 65 корпуса 1 посредством второй штанги 42 (фиг. 1), подается напряжение постоянного тока низкого уровня (НУ) (фиг. 3). В результате протекания тока в обмотках возбуждения датчиков положения второго ротора 41 вокруг сигнальных обмоток 49 в корпусе датчиков положения второго ротора 41 возникает магнитный поток, который создает поперечное магнитное поле, и сигнальные обмотки 49 датчиков 41 положения второго ротора становятся чувствительными к магнитному потоку, создаваемому постоянными магнитами 50 положения второго ротора (фиг. 1, 3, 4). При вращении второго постоянного аксиального многополюсного магнита 61 индуктора подвозбудителя с закрепленными на нем по внешнему радиусу постоянными магнитами 50 положения второго ротора магнитный поток, создаваемый этими магнитами взаимодействует с созданным обмотками возбуждения датчиков 41 положения второго ротора поперечным магнитным полем, в котором находятся сигнальные обмотки 49 датчиков 41 положения второго ротора. В результате этого взаимодействия в этих сигнальных обмотках 49 возникает напряжение постоянного тока низкого уровня, причем напряжение на выходе этих сигнальных обмоток 49 возникает при наличии постоянных магнитов 50 положения второго ротора вблизи сигнальных обмоток 49 как при неподвижном состоянии второго ротора ГВС АГУ, так и при его вращении. Сигналы с выхода сигнальных обмоток 49 каждого датчика 41 положения второго ротора поступают на вход соответствующего блока ФИ «А»Г 76, ФИ «В»Г 77 и ФИ «С»Г 78, которые открывают силовые полупроводниковые ключи (на фиг. 3, 4 не показаны) в соответствующем блоке ФИ и обеспечивают протекание тока от высокоуровневого выхода (ВУ) БП 72 в виде импульсов постоянного тока.In this case, low-level direct current (LDC) voltage is supplied from the power supply 72 to the excitation winding (not shown in Fig. 1, 3, 4) of the second rotor position sensors 41, secured to the inner surface of the lower block 43 of the lower section 65 of the housing 1 by means of the second rod 42 (Fig. 1) (Fig. 3). As a result of the current flowing in the excitation windings of the second rotor position sensors 41, a magnetic flux arises around the signal windings 49 in the housing of the second rotor position sensors 41, which creates a transverse magnetic field, and the signal windings 49 of the second rotor position sensors 41 become sensitive to the magnetic flux created by the permanent magnets 50 of the second rotor position (Fig. 1, 3, 4). When the second permanent axial multi-pole magnet 61 of the exciter inductor with the permanent magnets 50 of the second rotor position fixed thereto along the outer radius rotates, the magnetic flux generated by these magnets interacts with the transverse magnetic field generated by the excitation windings of the sensors 41 of the second rotor, in which the signal windings 49 of the sensors 41 of the second rotor position are located. As a result of this interaction, a low-level direct current voltage arises in these signal windings 49, wherein the voltage at the output of these signal windings 49 arises in the presence of the permanent magnets 50 of the second rotor position near the signal windings 49 both when the second rotor of the DHW AGU is stationary and when it rotates. The signals from the output of the signal windings 49 of each sensor 41 of the second rotor position are fed to the input of the corresponding block of the FI "A" G 76, FI "B" G 77 and FI "C" G 78, which open the power semiconductor keys (not shown in Fig. 3, 4) in the corresponding FI block and ensure the flow of current from the high-level output (HLO) of the BP 72 in the form of direct current pulses.
При подаче импульсов от блоков ФИ «А»Г 76, ФИ «В»Г 77 и ФИ «С»Г 78 на соответствующие фазы второй дополнительной многофазной обмотки 62, уложенной в пазы третьего аксиального магнитопровода 63 с одной активной торцовой поверхностью, магнитный поток, создаваемый второй дополнительной многофазной обмоткой 62, взаимодействует с магнитным потоком, создаваемым вторым постоянным аксиальным многополюсным магнитом 61 индуктора подвозбудителя, придавая второму ротору ГВС АГУ (второй постоянный аксиальный многополюсный магнит 61 индуктора подвозбудителя) дополнительный момент вращения, который направлен согласно с моментом вращения от источника механической энергии (потока воды) и суммируется с ним.When pulses are supplied from the blocks FI "A" G 76, FI "B" G 77 and FI "C" G 78 to the corresponding phases of the second additional multiphase winding 62, placed in the slots of the third axial magnetic circuit 63 with one active end surface, the magnetic flux created by the second additional multiphase winding 62 interacts with the magnetic flux created by the second permanent axial multi-pole magnet 61 of the sub-exciter inductor, giving the second rotor of the GVS AGU (the second permanent axial multi-pole magnet 61 of the sub-exciter inductor) an additional torque, which is directed in accordance with the torque from the source of mechanical energy (water flow) and is summed up with it.
Если напряжение на выходе ТП 44 (или на выходе ВТП 69 при его подключении) становится ниже напряжения АБ 70 на 1 В, то ДМР 71 переключает БП 72 на АБ 70. При этом формирование сигналов на входах блоков ФИ «А»Г 76, ФИ «В»Г 77 и ФИ «С»Г 78 осуществляется так же, как и при подключении БП 72 через ДМР 71 к ТП 44 (или к ВТП 69 соответственно).If the voltage at the output of TP 44 (or at the output of VTP 69 when connected) becomes lower than the voltage of AB 70 by 1 V, then DMR 71 switches BP 72 to AB 70. In this case, the formation of signals at the inputs of blocks FI "A" G 76, FI "B" G 77 and FI "C" G 78 is carried out in the same way as when connecting BP 72 through DMR 71 to TP 44 (or to VTP 69, respectively).
Формирование сигнала на выходе каждого из блоков ФИ «А»Г 76, ФИ «В»Г 77 и ФИ «С»Г 78, возникающего при вращении второго ротора ГВС АГУ (т.е. при прохождении постоянных магнитов 50 положения второго ротора мимо сигнальной обмотки 49 датчика 41 положения второго ротора, соответствующего фазе второй дополнительной многофазной обмотки 62, которая подключена к рассматриваемому блоку ФИ «А»Г 76, ФИ «В»Г 77 и ФИ «С»Г 78 соответственно), представлено на фиг. 5.The formation of a signal at the output of each of the blocks FI "A" G 76, FI "B" G 77 and FI "C" G 78, which occurs during the rotation of the second rotor of the hot water supply system of the AGU (i.e., when the permanent magnets 50 of the second rotor position pass by the signal winding 49 of the sensor 41 of the second rotor position, corresponding to the phase of the second additional multiphase winding 62, which is connected to the block under consideration FI "A" G 76, FI "B" G 77 and FI "C" G 78, respectively), is shown in Fig. 5.
При вращении второго постоянного аксиального многополюсного магнита 61 индуктора подвозбудителя его магнитный поток взаимодействует со второй многофазной обмоткой 59 якоря подвозбудителя, уложенной в пазы четвертого аксиального магнитопровода 58 с одной активной торцовой поверхностью, жестко закрепленного на нижней крышке 45 нижнего блока 43 нижней секции 65 корпуса 1 внутри нижнего блока 43, и наводит в ней многофазную систему ЭДС, которая выпрямляется третьим многофазным двухполупериодным выпрямителем 55 и подается на вторую дополнительную однофазную обмотку 7 возбуждения возбудителя, уложенную в пазы неподвижного аксиального магнитопровода 12 с двумя активными торцовыми поверхностями со стороны многофазной обмотки якоря 5 возбудителя. При этом во второй дополнительной однофазной обмотке 7 возбуждения возбудителя протекает электрический ток и создается магнитный поток.When the second permanent axial multi-pole magnet 61 of the sub-exciter inductor rotates, its magnetic flux interacts with the second multi-phase winding 59 of the sub-exciter armature, placed in the slots of the fourth axial magnetic circuit 58 with one active end surface, rigidly fixed on the lower cover 45 of the lower block 43 of the lower section 65 of the housing 1 inside the lower block 43, and induces in it a multi-phase EMF system, which is rectified by the third multi-phase full-wave rectifier 55 and fed to the second additional single-phase excitation winding 7 of the exciter, placed in the slots of the fixed axial magnetic circuit 12 with two active end surfaces from the side of the multi-phase winding of the exciter armature 5. In this case, an electric current flows in the second additional single-phase excitation winding 7 of the exciter and a magnetic flux is created.
Созданный электрическими токами, протекающими в основной 9, первой 8 и второй 7 дополнительных однофазных обмотках возбуждения возбудителя суммарный магнитный поток взаимодействует с многофазной обмоткой 5 якоря возбудителя, уложенной в пазы вращающегося аксиального магнитопровода 6 с двумя активными торцовыми поверхностями, и наводит в ней многофазную систему ЭДС, которая выпрямляется первым многофазным двухполупериодным выпрямителем 36 и подается на однофазную обмотку 4 возбуждения основного генератора, уложенную в пазы вращающегося аксиального магнитопровода 6 с двумя активными торцовыми поверхностями. Под действием этой системы ЭДС в однофазной обмотке 4 возбуждения основного генератора протекает электрический ток и создается магнитный поток.The total magnetic flux generated by the electric currents flowing in the main 9, first 8 and second 7 additional single-phase excitation windings of the exciter interacts with the multi-phase winding 5 of the exciter armature, placed in the slots of the rotating axial magnetic circuit 6 with two active end surfaces, and induces in it a multi-phase EMF system, which is rectified by the first multi-phase full-wave rectifier 36 and fed to the single-phase excitation winding 4 of the main generator, placed in the slots of the rotating axial magnetic circuit 6 with two active end surfaces. Under the action of this EMF system, an electric current flows in the single-phase excitation winding 4 of the main generator and a magnetic flux is created.
Магнитный поток, созданный электрическим током, протекающим в однофазной обмотке 4 возбуждения основного генератора взаимодействует с многофазной обмоткой 2 якоря основного генератора, уложенной в пазы второго аксиального магнитопровода 3 с одной активной торцовой поверхностью, установленного в верхнем блоке 29 нижней секции 65 корпуса 1, и наводит в ней многофазную систему ЭДС, которая подается в сеть, а также выпрямляется выходным многофазным двухполупериодным выпрямителем 56 и подается на АБ 70 для ее зарядки.The magnetic flux created by the electric current flowing in the single-phase excitation winding 4 of the main generator interacts with the multi-phase winding 2 of the main generator armature, placed in the slots of the second axial magnetic circuit 3 with one active end surface, installed in the upper block 29 of the lower section 65 of the housing 1, and induces in it a multi-phase EMF system, which is fed into the network, and is also rectified by the output multi-phase two-half-wave rectifier 56 and fed to the AB 70 for charging it.
Постоянные магниты 30 положения первого ротора, закрепленные по внешнему радиусу первого постоянного аксиального многополюсного магнита 14 индуктора подвозбудителя, служат для формирования управляющих сигналов в каждом из блоков ФИ «А» 73, ФИ «В» 74 и ФИ «С» 75. Полярность всех постоянных магнитов 30 положения первого ротора одинакова. Их количество и расположение выбирается таким образом, чтобы при их воздействии на сигнальную обмотку 32 датчика положения первого ротора 31 возникали управляющие сигналы, которые при вращении первого постоянного аксиального многополюсного магнита 14 индуктора подвозбудителя с постоянными магнитами 30 положения первого ротора обеспечивали бы своевременное переключение направления протекания тока в соответствующих фазах первой дополнительной многофазной обмотки 15 для непрерывного создания нужного электромагнитного вращающего момента и придания первому ротору вращения в заданном направлении.The permanent magnets 30 of the first rotor position, fixed along the outer radius of the first permanent axial multi-pole magnet 14 of the sub-exciter inductor, serve to generate control signals in each of the units FI "A" 73, FI "B" 74 and FI "C" 75. The polarity of all the permanent magnets 30 of the first rotor position is the same. Their number and arrangement are selected in such a way that, when they act on the signal winding 32 of the first rotor position sensor 31, control signals arise which, during rotation of the first permanent axial multi-pole magnet 14 of the sub-exciter inductor with the permanent magnets 30 of the first rotor position, would ensure a timely switching of the direction of current flow in the corresponding phases of the first additional multi-phase winding 15 for the continuous creation of the required electromagnetic torque and imparting rotation to the first rotor in a given direction.
Постоянные магниты 50 положения второго ротора, закрепленные по внешнему радиусу второго постоянного аксиального многополюсного магнита 61 индуктора подвозбудителя, служат для формирования управляющих сигналов в каждом из блоков ФИ «А»Г 76, ФИ «В»Г 77 и ФИ «С»Г 78. Полярность всех постоянных магнитов 50 положения второго ротора одинакова. Их количество и расположение выбирается таким образом, чтобы при их воздействии на сигнальную обмотку 49 датчика положения второго ротора 41 возникали управляющие сигналы, которые при вращении второго постоянного аксиального многополюсного магнита 61 индуктора подвозбудителя с постоянными магнитами 50 положения второго ротора обеспечивали бы своевременное переключение направления протекания тока в соответствующих фазах второй дополнительной многофазной обмотки 62 для непрерывного создания нужного электромагнитного вращающего момента и придания второму ротору вращения в заданном направлении.The permanent magnets 50 of the second rotor position, fixed along the outer radius of the second permanent axial multi-pole magnet 61 of the sub-exciter inductor, serve to generate control signals in each of the units FI "A" G 76, FI "B" G 77 and FI "C" G 78. The polarity of all the permanent magnets 50 of the second rotor position is the same. Their number and arrangement are selected in such a way that when they act on the signal winding 49 of the second rotor position sensor 41, control signals arise which, during rotation of the second permanent axial multi-pole magnet 61 of the sub-exciter inductor with the permanent magnets 50 of the second rotor position, would ensure timely switching of the direction of current flow in the corresponding phases of the second additional multi-phase winding 62 for continuously creating the required electromagnetic torque and imparting rotation to the second rotor in a given direction.
Таким образом, в предлагаемой гидро-ветро-солнечной аксиальной генераторной установке благодаря дополнительной установке гидрокинетической турбины с гидрокрыльями асимметричной формы, разделению нижней секции 65 на верхний 29 и нижний 43 блоки и установке в нижней секции третьего и четвертого аксиальных магнитопроводов с многофазными обмотками и второго ротора со вторым постоянным магнитом индуктора подвозбудителя обеспечена возможность преобразования кинетической энергии потока воды в электроэнергию.Thus, in the proposed hydro-wind-solar axial generator plant, thanks to the additional installation of a hydrokinetic turbine with asymmetrical hydrofoils, the division of the lower section 65 into upper 29 and lower 43 blocks and the installation in the lower section of the third and fourth axial magnetic circuits with multiphase windings and the second rotor with the second permanent magnet of the exciter inductor, the possibility of converting the kinetic energy of the water flow into electrical energy is ensured.
Таким образом, совокупность представленных признаков позволяет расширить область применения известной вертикально-осевой аксиальной генераторной установки за счет обеспечения возможности преобразования кинетической энергии потока воды в электрическую энергию.Thus, the combination of the presented features makes it possible to expand the scope of application of the known vertical-axis axial generator unit by providing the possibility of converting the kinetic energy of the water flow into electrical energy.
Claims (1)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2849334C1 true RU2849334C1 (en) | 2025-10-23 |
Family
ID=
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU107828U1 (en) * | 2010-12-22 | 2011-08-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Пензенская государственная технологическая академия" | MOBILE WIND-HYDRO POWER PLANT |
| RU2663969C1 (en) * | 2017-05-03 | 2018-08-13 | Анатолий Александрович Катаев | Electric power generating module |
| CN108757289A (en) * | 2018-05-25 | 2018-11-06 | 哈尔滨工程大学 | A kind of comprehensive integration generating device using maritime renewable energy |
| CN111089034A (en) * | 2020-01-08 | 2020-05-01 | 深圳大学 | Power generation platform |
| RU2748225C1 (en) * | 2020-10-20 | 2021-05-21 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный технологический университет" (ФГБОУ ВО "КубГТУ") | Vertical-axis three-entry axial generator set |
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU107828U1 (en) * | 2010-12-22 | 2011-08-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Пензенская государственная технологическая академия" | MOBILE WIND-HYDRO POWER PLANT |
| RU2663969C1 (en) * | 2017-05-03 | 2018-08-13 | Анатолий Александрович Катаев | Electric power generating module |
| CN108757289A (en) * | 2018-05-25 | 2018-11-06 | 哈尔滨工程大学 | A kind of comprehensive integration generating device using maritime renewable energy |
| CN111089034A (en) * | 2020-01-08 | 2020-05-01 | 深圳大学 | Power generation platform |
| RU2748225C1 (en) * | 2020-10-20 | 2021-05-21 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный технологический университет" (ФГБОУ ВО "КубГТУ") | Vertical-axis three-entry axial generator set |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8120224B2 (en) | Permanent-magnet switched-flux machine | |
| RU2540973C2 (en) | Wind-driven or hydro-electric power plant | |
| US5334898A (en) | Polyphase brushless DC and AC synchronous machines | |
| US7982351B2 (en) | Electrical machines | |
| CN104137399A (en) | Turbine generator | |
| Parviainen et al. | Axial flux permanent magnet generator with concentrated winding for small wind power applications | |
| KR101101676B1 (en) | Annular Iron Core Permanent Magnet Variable Speed Three Phase Generator | |
| Mueller et al. | Electrical generators for direct drive systems: a technology overview | |
| RU2453725C2 (en) | Power-generating device | |
| RU2849334C1 (en) | Hydro-wind-solar axial generator unit | |
| Nataraj et al. | Modeling and FEA analysis of axial flux PMG for low speed wind turbine applications | |
| RU2417506C2 (en) | Low-speed electric machine with circular stator | |
| JPH11510995A (en) | Magnetic circuit of rotating device for generating power and electric power | |
| McDonald et al. | A multi-stage axial flux permanent magnet machine for direct drive wind turbines | |
| RU2748225C1 (en) | Vertical-axis three-entry axial generator set | |
| RU2255409C2 (en) | Induction generator | |
| Szabó | Novel variable reluctance generators used in small wind turbines: The modular approach | |
| CN209642521U (en) | A kind of multi-phase permanent linear electric generator | |
| Supardi et al. | A prototype of low power permanent magnet generator for renewable energy applications | |
| Chirca et al. | Design analysis of a novel double-sided axial-flux permanent-magnet generator for micro-wind power applications | |
| KR20100003427U (en) | Alternator with multipole multiphase | |
| RU2759598C1 (en) | Stabilized three-input axial-radial electric generator machine | |
| RU2736200C1 (en) | Axial three-input non-contact wind-solar generator | |
| Tien | Design criteria for axial flux, permanent magnet, toroidal winding generator for 6D BIM applications | |
| RU2763044C1 (en) | Three-input axial-radial electric generator machine |