Аэроупругий электрогенератор

 

АЭРОУПРУГИЙ ЭЛЕКТРОГЕНЕРАТОР , содержащий две опоры, расположенный на них колебательный элемент, выполненный в виде однопролетной балки из электропроводного материала, и взаимодействующие с ним магниты, отличающийся тем, что, с целью повышения мощности, балка расположена на опорах с образованием консольных участков, а магниты установленыфпо -всей длине последних. . (Л с а 4

СО}ОЭ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

4(5l}F 03 D 5/06

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

llO ДЕЛАМ . ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (2i) 3638864/25-06 (22) 02.09.83 (46) 07.06.85. Бюл. В 21 (721 С.С. Нефедов (71) Центральный ордена Трудового

Красного Знамени научно-исследовательский и проектный институт строительных металлоконструкций им. Н.П. Мельникова (53) 621.548.9(088.8) (56) 1 Авторское свидетельство СССР

}} 23260, кл. F 03 D 5/06, 1931 .

2. Патент США И - 4024409, кл. 290/55, опублик. 1977..

„„SU„„1160094 A (54) (57) АЭРОУПРУГИЙ ЭЛЕКТРОГЕНЕРА-.

ТОР, содержащий две опоры, расположенный на них колебательный элемент, выполненный в виде однопролетной

l балки из электропроводного материала, и взаимодействующие с ним магниты, отличающийсятем, что, с целью повышения мощности, балка расположена на опорах с образованием консольных участков, а магниты установлены@по всей длине последних.

1160094

dc>

) с„ элемента равна

Изобретение относится к ветроэнергетике и может быть использовано как источник электроэнергии для изолированных потребителей в отдаленных районах, а также в качестве дат- 5 чика скорости ветра.

Известен аэроупругий электрогенератор, содержащий опорно-поворотное устройство, на котором закреплен колебательный элемент в виде аэроупру-1О гого неустойчивого стержня, а также систему магнитов и флюгер, Преобразование энергии колебаний в электрическую энергию производится с помощью якоря, механически связан- 15 ного с колебательным элементом и совершающего возвратно-поступательные движения в поле магнитов генератора,. циклически изменяя магнитный поток в системе (1 )., 20

Однако в этом электрогенераторе, предлагается промежуточное преобразование энергии автоколебаний в энергию возвратно-поступательного движе. ния якоря, что приводит к потере 25 энергии.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к изобретению является аэроупругий электрогенератор, содержащий,две опо-З0 ры, расположенный на них колебательный элемент, выполненный в.виде однопролетной балки из электропроводного материала, и взаимодействующие с ним магниты t2 |, 35

Недостатком известного аэроупругого электрогенератора является то, что магниты размещены в пролете колебательного элемента, экранируют его от ветра, а значительная часть ампли-. туды колебаний приходится на удаление от магнита зоны, где напряженность магнитного поля уменьшается, Это приводит к снижению мощности генератора.

Цель изобретения — повышение мощности аэроупругого электрогенератора.

Поставленная цель достигается тем, что в аэроупругом электрогенераторе, 50 содержащем две опоры, расположенный на них колебательный элемент, выполненный в виде однопролетной балки из электропроводного материала, и взаимодействующие с ним магниты, балка рас-55 положена на опорах с образованием консольных участков, а магниты уста" новлены по всей длине последних.

На фиг, 1 представлен аэроупругий электрогенератор; вид сбоку, на фиг. 2 — разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 — разрез Б-Б на фиг. 1.

Аэраупругий электрогенератор содержит две опоры 1, расположенный на них колебательный элемент 2, выполненный в виде однопролетной балки из электропроводного материала, и взаимодействующие с ним магниты 3. Балка

2 расположена на опорах 1 с образованием консольных участков 4, а магниты

3 установлены по всей длине последних.

В опорах 1 установлены торсионы 5, на которых закреплен колебательный элемент 2. Магниты 3 укреплены на опорах 1, а последняя установлена на опорно-поворотном устройстве 6, к которому прикреплен флюгер 7. Опорноповоротное устройство. 6 закреплено на стойке 8.

Аэроупругий электрогенератор работает следующим образом.

При воздействии ветра опорно-поворотное устройство 6 под действием флюгера. 7 поворачивается таким обра.зом, что колебательный элемент 2 устанавливается нормально к ветру.

Если скорость ветра близка к критической, то возникают автоколебания элемента 2 в вертикальной плоскости.

Если элемент 2 имеет цилиндрическую форму сечения, а расстояние между торсионами 5 равно 1, то при скорости ветра, близкой к М„, он совершает интенсивные колебания вследствие вихревого возбуждения. Длину стержня определяют по формуле

В = (1.5. — 2,0) сР где d — - диаметр стержня; с — скорость звука в материале

I стержня, Ч вЂ” рабочая скорость ветра.

Если элемент 2 имеет форму попе. речного сечения в виде прямоугольника, двутавра, звезды и т, пр., тр для него выполняется критерий Ден-.

Гартога где 6 — коэффициент лобового сопроЛ тивления;

С вЂ” коэффициент подт,емной силы, d — угол атаки.

Частота собственн1, х колебаний где ув

А-А

ВНИИПИ Заказ 3718 j31- Тираж .446 Подписное

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул. Проектная, 4 плотность воздуха; размер сечения элемента 2 в вертикальной плоскости; критическая скорость ветра; логарифмический декремент затухания колебаний;

° . погонная масса элемента 2.

При скорости ветра, близкой кЧ кр элемент 2 с некруглой формой поперечного сечения начинает испытывать колебания типа гальпирования. В

1, 160094 4 случае. колебаний элемента 2 его консольные участки 4 пересекают магнитные силовые линии. Благодаря этому в элементе 2 возникает электродвижущая сила, которая может быть снята присоединением концов проводников от сети к торсионам 5.

Эффективность аэроупругого генератора заключается в том, что увеличи1ð ваются его мощность и выработка электроэнергии, а его стоимость снижается . за счет устранения промежуточных преобразований энергии и исключения необходимых для этого узлов и агрегатов.