AT384657B - Drehzahlregeleinrichtung fuer windkonverter zur erzeugung elektrischen stromes - Google Patents

Description

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   Die Erfindung betrifft eine Drehzahlregeleinrichtung für Windkonverter zur Erzeugung elektri- schen Stroms, mit einer durch Fliehgewichte mechanisch betätigten Windflügelverstellvorrichtung, wobei ein Gestänge vorgesehen ist, an dessen einem Ende die Fliehgewichte und an dessen anderem
Ende ein Getriebe zur Verstellung der Windflügel vorgesehen sind. 



   Bei einer bekannten Einrichtung dieser Art (US-PS Nr. 2, 139, 954) wird die Windflügelverstel- lung über ein Zahnrad-Zahnstangen-Getriebe vorgenommen, das in eine durch die Fliehgewichte betätigbare Muffe eingebaut ist. Dieses System ist zwar robust, hat aber den Nachteil, dass es wegen der ungünstigen mechanischen Übersetzungsverhältnisse ziemlich träge ist. Ausserdem sind mit dieser bekannten Anordnung nur relativ geringe Verstellwinkel für die Windflügel erzielbar, wenn der Muffenweg aus Platzgründen kurz gehalten werden soll. 



   Bei einer andern bekannten Einrichtung dieser Art (FR-PS Nr. 954. 440) bewirken die Flieh- gewichte über ein Gestänge, das direkt an den verdrehbar gelagerten Windflügeln angelenkt ist, eine gewisse Drehzahlregelung. Auch diese bekannte Anordnung ist stabil und robust, hat aber den Nachteil, dass sie relativ viel Platz beansprucht. 



   Den beiden vorgenannten bekannten Einrichtungen haftet noch der Nachteil an, dass sie bei sehr hohen Windgeschwindigkeiten keine ausreichende Drehzahlregelung bewirken, was zu Schäden am elektrischen Teil des Windkonverters führen kann. 



   Es wurden nun rein elektrische Drehzahlregelungen geschaffen. Entsprechende Bremsschaltungen sind   z. B.   aus Bild 3"Prinzipschaltung des Konverters   SWEC2"auf   Seite 113 der DE Zeitschrift etz. Bd. 106 (1985) Heft 3 und der GB-PS Nr. 2, 006, 998 (Armstrong) zu entnehmen. Diese elektri- schen Bremseinrichtungen haben den Nachteil, dass sie bei einer Beschädigung von Elektrik und/oder Elektronik unwirksam werden. 



   Weiters ist es bekannt (GB-PS Nr. 2, 067, 247), eine von Drucksensoren gesteuerte elektromechanische Windflügelverstellvorrichtung vorzusehen. Nachteilig hiebei ist, dass bei Ausfall von Elektronik und/oder Elektrik eine Bremsung des Windkonverters überhaupt nicht stattfindet. 



   Ziel der Erfindung ist es, die Nachteile der bekannten Anordnungen zu vermeiden und eine Drehzahlregelung für einen Windkonverter zu schaffen, der sich durch sehr gute Betriebszuverlässigkeit sowie einfachen, und kompakten Aufbau auszeichnet. 



   Dieses Ziel wird erfindungsgemäss dadurch erreicht, dass das Verstellgetriebe für je einen Windflügel von einem Zylinder mit mindestens einer schraubenförmig verlaufenden Innennut und einem darin verschiebbaren Kolben mit mindestens einer dazu passenden schraubenförmig verlaufenden Aussenfeder gebildet ist und dass zusätzlich eine an sich bekannte, von einem Drehzahlsensor gesteuerte Magnetfeldbremseinrichtung vorgesehen ist, wobei der Drehzahlsensor   (z. B.   ein piezoelektrischer Umwandler) von dem zwischen den Fliehgewichten und Schraubkolben befindlichen Hebelsystem beaufschlagt ist. 



   Die erfindungsgemässe Einrichtung hat folgende Vorteile :
1. Höchst wirksame mechanische Drehzahlregelung durch Schraubzylinder und Schraubkolben. 



   2. Hohes Mass an Anpassungsfähigkeit durch entsprechende Auslegungsmöglichkeit von Schraub- zylinder, Schraubkolben und Gestänge. 



   3. Zusätzliche elektrische Bremsvorrichtung, die erst dann wirksam wird, wenn die mechani- sche Drehzahlregelung nicht ausreicht. 



   Ein Hauptvorteil des Erfindungsgegenstandes besteht also darin, dass ausser einer rein mechanischen Windflügelverstellvorrichtung im Extremfall eine elektrische Bremseinrichtung betätigt wird, die über ein spezielles Verstellgetriebe beaufschlagt wird, mit dem durch mechanische Einwirkung auf den Drehzahlsensor eine besonders ausgewogene Bremsung erzielbar ist, wenn die Windflügel nicht oder fast nicht mehr verstellt werden. 



   Die Erfindung soll nun an Hand der Zeichnungen näher erläutert werden ; in diesen zeigen Fig. 1 einen schematischen Schnitt durch einen Impeller zum Betrieb eines Generators, Fig. 2 eine Steuerschaltung zur Drehzahlregelung und Fig. 3 eine schaubildliche Ansicht eines Details der mechanischen Flügelverstellvorrichtung. 



   Die erfindungsgemässe Drehzahlregeleinrichtung besteht aus einer mechanischen, durch Flieh- 
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 --V, FG-- des Impellers --RF-- undtor --Gen--. Die Windflügelverstellvorrichtung bzw. das Verstellgetriebe --V, FG-- ist von einem Zylinder --Z-- mit mindestens einer schraubenförmig verlaufenden Innennut (nicht dargestellt) und einem darin verschiebbaren Kolben --PI-- mit mindestens einer dazu passenden schraubenförmig verlaufenden   Aussenfeder --F-- gebildet.   Dabei weist die   Windflügelverstellvorrichtung --V,   FG-- Fliehgewichte --FG-- auf, die über ein Hebelsystem --H-- mit dem Schraubkolben --PI-verbunden sind, der in dem mit dem   Windflügel --RF-- fest   verbundenen   Schraubzylinder--Z--   gelagert ist.

   Selbstverständlich weist das Verstellgetriebe eine (in den Zeichnungen nicht dargestellte) Rückstellvorrichtung,   z. B.   in Form einer Feder, auf. Eine automatische Magnetfeldbremseinrichtung (Fig. 2) ist von einem am Impeller angebrachten Drehzahlsensor --P-- gesteuert. Vorzugsweise ist der Drehzahlsensor --P-- ein piezoelektrischer Umwandler. Der Drehzahlsensor-Pist von dem zwischen den Fliehgewichten --FG-- und Schraubkolben --PI-- befindlichen Hebelsystem --H-- beaufschlagt.

   Die Magnetfeldbremsung (Fig. 2) wird durch eine Regelschaltung --RS-bewerkstelligt, deren Eingang --E-- mit dem   Ausgang --A-- des Drehzahlsensors --P-- und   deren   Ausgänge-l,   2, 3-- mit den   Steuereing ngen --G-- von Thyristoren --Th1,   Th2,   Th3-- verbun-   
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    --Th2, Th1-- undlastschalter-Th3--verwendet   sind. 



   In den Bremslastkreis ist mindestens ein, vorzugsweise einstellbarer, Lastwiderstand --RW-eingesetzt. Für die Magnetfeldbremsung werden vorzugsweise bidirektionale   Thyristoren --Thl,   Th2,   Th3-- verwendet.   

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH : Drehzahlregeleinrichtung für Windkonverter zur Erzeugung elektrischen Stroms, mit einer durch Fliehgewichte mechanisch betätigten Windflügelverstellvorrichtung, wobei ein Gestänge vorgesehen ist, an dessen einem Ende die Fliehgewichte und an dessen anderem Ende ein Getriebe zur Verstellung der Windflügel vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, dass das Verstellgetriebe für je einen Windflügel (RF) von einem Zylinder (Z) mit mindestens einer schraubenförmig verlaufenden Innennut (nicht dargestellt) und einem darin verschiebbaren Kolben (PI) mit mindestens einer dazu passenden schraubenförmig verlaufenden Aussenfeder (F) gebildet ist und dass zusätzlich eine an sich bekannte, von einem Drehzahlsensor (P) gesteuerte Magnetfeldbremseinrichtung (Fig. 2) vorgesehen ist, wobei der Drehzahlsensor (z.

   B. ein piezoelektrischer Umwandler) von dem zwischen den Fliehgewichten (FG) und Schraubkolben (PI) befindlichen Hebelsystem (H) beaufschlagt ist.