Среди всего многообразия ветрогенераторов следует выделить так называемые ветротурбины с прямым приводом. Визуально они похожи на обычный ветрогенератор с мачтой, лопастями, крестовиной и гондолой. Однако помимо всего этого на них как будто надет "бублик". Этот кольцеобразный элемент и есть сам генератор, как это не странно.
В один из таких ветрогенераторов нам разрешили залезть. Его мощность относительно небольшая всего 500 кВт. Эти ветротурбины относятся к ветрякам с прямым приводом, потому что лопасти его ротора вращают ротор электрического генератора напрямую без использования такого механического преобразователя как мультипликатор (редуктор наоборот). Дело в том, что в обычных ветряках стоят высокоскоростные компактные генераторы, которые нужно вращать с большой скоростью.
В ветряках с прямым приводом стоит низкоскоростной генератор на подобие таких, которые стоят на ГЭС.
Итак, мы поднялись по мачте. Лифта или другого грузоподъёмного механизма здесь нет. Рядом проложены силовые кабели, которые передают электроэнергию от генератора вниз.
Открываем дверь и попадаем на некое подобие смотровой площадки. Конструктивно это такая юбочка-каёмочка под гондолой ветряка. Сейчас ротор ветротурбины находится в сервисном режиме, и лопасти не вращаются.
Отсюда можно близко рассмотреть корпус ветрогенератора, но чтобы добраться до его обмоток, придётся лезть в гондолу. Обмотку мы будем рассматривать, а не срезать.
Из смотровой площадки поднимаемся по лестнице наверх и заходим внутрь гондолы.
Там практически ничего нет, только одиноко стоящий пульт управления генератором. Здесь нужно отметить, что гондола фактически нужна только как обтекатель воздушных потоков.
Лезем внутрь, чтобы отснять обмотку ротора и статора. Отснять в смысле сфоткать, а не срезать. Как можно видеть, архитектурно ротор и статор очень похожи на те, что ставятся на гидрогенераторы ГЭС. Большое количество зубов на статоре и полюсов на роторе делают этот трёхфазный синхронный генератор тихоходным.
Обычно, если вы залезаете в гондолу ветряка, то там натолкано много всяческого оборудования. Вот, полюбуйтесь, чего здесь только нет:
И поскольку нам не разрешили разобрать ветряк, чтобы более детально разобраться, что там как устроено, то мы рассмотрим устройство схожего ветряка на этапе его установки и сборки. Такие ветряки с прямым приводом монтируются специальным краном.
Здесь можно видеть, как статор, который по сути представляет из себя тонкое кольцо с обмоткой и сердечником, вставлен в корпус. А корпус крепится к гондоле.
Далее тем же краном монтируется ротор. Как можно видеть, его полюса шевронные, т. е. немного скошены с обеих сторон. Это сделано для уменьшения эффекта магнитного залипания.
Ротор поднимается наверх и вставляется в статор. Эта ветротурбина гораздо мощнее, чем та, в которую нас впустили. Её мощность 4,7 МВт.
Когда ротор закреплён в статоре, можно навешивать крестовину с тремя лопастями, и ветряк уже по сути готов.
Преимущество у этих ветротурбин с прямым приводом только одно: они надёжные, и там особо ломаться нечему.
К недостаткам можно отнести плохую аэродинамику из-за бубликообразного генератора и высокое содержание меди в нём по сравнению с обычными ветротурбинами.
