CZ299373B6

CZ299373B6 - Wind engine with vertical axis and electronically controlled hunting of wings

Info

Publication number: CZ299373B6
Application number: CZ20041013A
Authority: CZ
Inventors: Endris@Jaroslav
Original assignee: Endris@Jaroslav
Priority date: 2004-10-05
Filing date: 2004-10-05
Publication date: 2008-07-09
Also published as: CZ20041013A3; CZ15408U1

Abstract

Each wing (1) on a rotor cage (7) is provided with its own control circuit including an independent electric motor (22) for setting the wing (1) approach angle. In working position, the wing (1) approach angle setting is identical within 360 degrees of the rotor cage (7) rotation and for the adjacent wings (1) it is phase off set by an angle formed between the adjacent wings (1). At least one reference point for determining beginning of angle count of position of all the wing (1) spars (2) is arranged on the rotor cage (7). A wind velocity sensor, such as anemometer (6), for providing a computer with information of wind shocks (11) enabling thus early setting the approach angles of all the wings (1), is installed on a beam (4) in front of the rotor cage (7).

Description

Větrný motor se svislou osou a elektronicky řízeným kýváním křídelWind motor with vertical axis and electronically controlled swinging of the wings

Oblast technikyTechnical field

Vynález se týká větrného motoru se svislou osou rotorové klece, ke které jsou připojeny elektronicky ovládaná obdélníková křídla a nad klecí je umístěno kormidlo. Vynález se tedy týká přeměny energie větru na energii elektrickou ve větrných elektrárnách.The invention relates to a wind motor with a vertical axis of a rotor cage to which electronically operated rectangular wings are connected and a rudder is placed above the cage. The invention therefore relates to the conversion of wind energy into electrical energy in wind power plants.

Dosavadní stav technikyBACKGROUND OF THE INVENTION

Větrné motory nejčastěji používané pracují na vztlakovém principu, mají rovinu otáčení kolmo ke směru větru. Větrné motory se svislou osou bývají odporové nebo vztlakové. Odporové větrné motory mají nízký výkonový součinitel. Větrný motor s kývavými křídly sestrojil W. Just a popsal výpočty všech parametrů ve své knize Windmotor mít vertikaler asche bei Aufitriebausnutzung Denkskschiflt z roku 1943 a je popsán v knize F. Kašpara Větrné motory a elektrárny z roku 1948. Tento motor realizoval a kývavý pohyb dosáhl táhly spojenými s výstředníkem spojeným s čepem ovládaným jedním křídlem navíc, které plní úlohu směrového kormidla, jak je zobrazeno na obr. 1. Bod výstředníku 3 má stále stejnou polohu ke směru větru. Tak dosáhl, že všechna křídla mají směr vztlaku, který vytváří točivý moment stejného smyslu. Kývavý pohyb křídel řízený výstředníkovými táhly je odstředivými silami silně namáhán a praxe ukázala jak je poruchový. To je zobrazeno na obr. 1 a 2. Vztlak křídel působí ale mezi křídly různými směry a na příklad mezi dvěma křídly se přes excentr a táhla vzájemně ovlivňují. Stejné je to i mezi ostatními křídly a směrovým kormidlem. Tyto interakce mezi křídly mění vzájemně úhel náběhu alfa jednotlivých křídel a tak ovlivňují výkon. Zdánlivě „silnější“ křídla v určitém bodě otáčení rotoru přes táhla a excentry působí na ostatní. To se projeví rázy na táhlech a excentru, které se tím ničí. Mechanismus ovládání křídel se komplikuje provedením a má velkou poruchovost. Úkolem tohoto vynálezu je vyřešit všechny nedostatky tohoto motoru, jak je popsáno v podstatě technického řešení.The wind engines most commonly used are based on the buoyancy principle, having a plane of rotation perpendicular to the wind direction. Vertical-axis wind motors are resistive or buoyant. Resistive wind engines have a low power factor. The swinging wind engine was designed by W. Just and described the calculations of all parameters in his book Windmotor having a vertikaler asche bei Aufitriebausnutzung Denkskschiflt from 1943 and is described in F. Kašpar's book Wind Engines and Power Plants from 1948. This engine realized and the rocking movement reached rods coupled to an eccentric coupled to an extra one-pin pivot acting as a rudder, as shown in Fig. 1. The eccentric point 3 still has the same position in relation to the wind direction. Thus he achieved that all wings have a lift direction that creates torque of the same meaning. The swinging movement of the wings, driven by eccentric drawbars, is severely stressed by centrifugal forces, and practice has shown it to be defective. This is shown in FIGS. 1 and 2. The lift of the wings, however, acts between the wings in different directions and, for example, between the two wings they interact with each other via the eccentric and the linkage. The same is true between the other wings and rudder. These interactions between the wings change the angle of attack alpha of each wing and thus affect performance. Seemingly "thicker" wings at some point of rotor rotation over the rods and eccentrics act on others. This will show shocks on the rods and eccentric, which is destroyed. The wing control mechanism is complicated by design and has a high failure rate. SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to solve all the drawbacks of this engine as described in essence of the invention.

Při rešerši byly zjištěny čtyři patenty ve třídě F 03 D 3/2, F 03 D 3/06 a F 03 D 7/06. V nizozemském patentu číslo 9201771 autor Dr. Ir. Emile Sanders je popsán odporový větný motor, jeho křídla se otáčí kolem svislé osy o 360 stupňů. Nastavení křídel řeší přes ozubené převody. Tento patent nemá shodné části s přihlašovaným řešením. V německém patentu číslo DE391 81 84 autor Hoscheid, Raimund je popsán odporový větrný motor, který má na obvodu rotoru umístěny desky spojené ozubenými koly s osou rotoru. Tyto desky se otáčí o 360 stupňů kolem své osy. Kormidlo je spojeno perlovými pásy které řídí otáčení desek na obvodu rotoru. Tento patent rovněž nemá shodné části s přihlašovaným řešením. Další německý patent číslo 43 05 600 Al je třídy F 03 D 7/06, autor Jurgen, Dirk a je vhodný pro lopatková kola plavidel, větrná kola cykloidních vrtulí s vertikální osou. K nastavení listů používá lineární motor elektrického, pneumatického nebo hydraulického typu, upevněný na rotoru. Přenos síly na pohyb křídla je pomocí táhel a kloubu na křídle. Lineární motor je spojen s elektronickým zařízením. Každé křídlo má svůj lineární motor, všechny jsou upevněny na ose rotoru. Tento patent nemá shodné části s při45 hlašovaným řešením. Patent US 4 303 835 autor Puran Blair je odporový větrný motor s výběrovým blokováním lopatek. Nad motorem je umístěno kormidlo se snímačem a jeho signál je veden do kodéru. Lopatky se volně otáčejí pokud nejsou zablokovány. Osy lopatek jsou opět osazeny snímači spojenými s kodérem, stejně jako osa rotoru. Kodér podle směru větru a polohy lopatek a osy rotoru řídí blokování a odblokování lopatek. Tento patent nemá shodné části s přihlašovaným řešením.Four patents in class F03D 3/2, F03D 3/06 and F03D 7/06 were found during the search. In Dutch patent no. Ir. Emile Sanders is described by a drag resistor motor, its wings rotate about a vertical axis by 360 degrees. The wings are solved via toothed gears. This patent does not have identical parts to the present solution. German Patent No. DE391 81 84 to Hoscheid, Raimund discloses a resistive wind motor having a plate connected by gear wheels to the rotor axis at the periphery of the rotor. These plates rotate 360 degrees around their axis. The rudder is connected by pearl bands that control the rotation of the plates on the rotor periphery. This patent also does not have identical parts to the claimed solution. Another German patent number 43 05 600 Al is class F 03 D 7/06 by Jurgen, Dirk and is suitable for the blades of vessels, wind wheels of cycloidal propellers with vertical axis. It uses an electric, pneumatic or hydraulic linear motor mounted on the rotor to adjust the blades. Transfer of power to the movement of the wing is by means of rods and joint on the wing. The linear motor is connected to an electronic device. Each wing has its own linear motor, all mounted on the rotor axis. This patent does not coincide with the reported solution. U.S. Patent No. 4,303,835 to Puran Blair is a resistive wind motor with selective blade blocking. Above the motor there is a rudder with a sensor and its signal is routed to the encoder. The blades rotate freely if they are not blocked. The blade axes are again fitted with encoders connected to the encoder, as well as the rotor axis. The encoder controls the blocking and unlocking of the blades according to the wind direction and blade position and rotor axis. This patent does not have identical parts to the present solution.

-1 CZ 299373 B6-1 CZ 299373 B6

Podstata vynálezuSUMMARY OF THE INVENTION

Výše uvedené nedostatky jsou do značné míry odstraněny větrným motorem se svislou osou rotorové klece, ke které jsou připojena elektronicky ovládaná obdélníková křídla a nad klecí je umístěno kormidlo, podle tohoto vynálezu. Jeho podstatou je to, že k obvodu rotorové klece jsou pomocí nosníků, umístěných v podélném těžišti rotačně připojena křídla, přičemž každé křídlo je na ose nosníku opatřeno alespoň jedním samostatným motorem propojeným s regulátorem spojeným se snímačem polohy tětivy křídla podle úhlu Ψ sevřeného se směrem větrného proudu, snilo mačem polohy křídla na obvodu rotoru a snímačem otáček rotorové klece.The above drawbacks are largely overcome by a wind motor having a vertical axis of the rotor cage to which electronically operated rectangular wings are connected and a rudder according to the invention is placed above the cage. In essence, wings are rotatably connected to the periphery of the rotor cage by means of beams located in the longitudinal center of gravity, each wing having at least one separate motor connected to the regulator connected to the chord position sensor according to the angle Ψ of the wind direction. current, it dreamed with the wing positioner on the rotor perimeter and the rotor cage speed sensor.

Regulátor je s výhodou opatřen zesilovačem pohonu. Křídla jsou ve výhodném provedení opatřena motory na nosnících na obou koncích křídla. Úhel Ψ má s výhodou referenční bod umístěný na kormidle. Větrný motor je s výhodou opatřen alespoň jedním snímačem polohy.The controller is preferably provided with a drive amplifier. The wings are preferably provided with motors on beams at both ends of the wing. The angle Ψ preferably has a reference point located on the rudder. Preferably, the wind motor is provided with at least one position sensor.

Větrný motor se svislou osou a elektronicky řízeným kýváním křídel podle tohoto vynálezu odstraňuje nevýhody shora uvedeného větrného motoru. Používá rotor se svislou osou otáčení kolmou ke směru větru a svislá obdélníková křídla umístěná na obvodu rotorové klece. K řízení kývavého pohybu křídla u otáčejícího rotoru je důležitá poloha nosníku křídla na obvodu rotoru s úhlem sevřeným se směrem větrného proudu. Tento úhel nazvaný psí je zobrazen na obr. 2, s rozdílnými směry vztlaku. Matematické řešení podle W. Justa se zakládá na tom, že uvede v soulad rozložení aerodynamických sil vztlaku a odporu s jejich ideálním rozložením po celém obvodu 360 stupňů rotoru.The vertical-axis wind motor and electronically controlled swinging of the present invention eliminates the disadvantages of the aforementioned wind motor. It uses a rotor with a vertical axis of rotation perpendicular to the wind direction and vertical rectangular wings located on the perimeter of the rotor cage. In order to control the swinging movement of the sash at the rotating rotor, the position of the sash beam on the periphery of the rotor with an angle to the direction of the wind current is important. This angle, called the canine, is shown in Figure 2, with different uplift directions. W. Just's mathematical solution is based on matching the distribution of lift and drag aerodynamic forces with their ideal distribution around the 360-degree rotor.

Tento motor používá samostatné řízení každého křídla na obvodu rotoru zvlášť. Proto je každé křídlo vybaveno na ose nosníku křídla motorem a snímačem polohy, který snímá směr tětivy křídla na obvodu rotoru podle úhlu psí a polohy nosníku křídla na obvodu rotoru. Pro přesné změření úhlu psí a směru tětivy se používá rotační snímač pro inkrementální odměřování, absolutní odměřování, interferometrické, nebo jiné až po optoelektronické snímače CCD. Všechny tyto snímače mají vysokou přesnost a výrobci robotů a NC strojů je používají v praxi s osvědčenými regulačními obvody. Tyto snímače používají jako počátek odměřování referenční bod od kterého se úhel psí počítá. Umístí se proti směru větru nebo na některou světovou stranu. Každé křídlo má samostatné ovládání na obvodu rotoru zvlášť. Tak se nemohou uplatnit interakce mezi křídly, nejsou zde poruchová táhla a excentry, ani mechanické ovládání kormidla.This motor uses separate control of each wing on the rotor perimeter separately. Therefore, each wing is equipped with a motor and a position sensor on the wing bar axis that senses the direction of the chord of the wing on the rotor perimeter according to the psi angle and the position of the wing bar on the rotor perimeter. A rotary encoder for incremental encoders, absolute encoders, interferometric, or others up to optoelectronic CCDs is used to accurately measure the dog's angle and chord direction. All of these encoders are highly accurate and are used by robots and NC machine manufacturers in practice with proven control circuits. These transducers use a reference point from which the dog's angle is calculated as the measurement start point. It is placed upwind or on any cardinal point. Each wing has a separate control on the rotor perimeter separately. Thus, the interaction between the wings, the failure bars and the eccentrics, and the mechanical control of the rudder cannot be applied.

Tak odpadá poruchovost táhel a získá se vysoká přesnost nastavení úhlů náběhu alfa a tím vyšší účinnost a širokopásmovost větrného motoru. Elektronika řídí každé křídlo samostatně a nastavuje tětivu profilu křídla podle vektorového počtu w = v + u ( w = výsledný vektor, ^v = rychlost větru, ^u = obvodová rychlost). Použito může být i matematické řešení podle W. Justa, které se zakládá na tom, že uvede v soulad rozložení aerodynamických sil vztlaku a odporu s jejich ideálním rozložením a to po jednotlivých stupních v celém obvodu 360 stupňů rotorové klece. Tyto výpočty jsou složité a řešení vektorovým počtem je výhodnější. Výsledný vektor w přesně sleduje obvodovou rychlost u a rychlost větru v celém pásmu pracovní činnosti větrného motoru. Sečtením vektoru w s úhlem náběhu alfa přeneseme tuto vlastnost vektoru w i na úhel náběhu alfa, který je nastavován elektronikou v celém pásmu pracovní činnosti větrného motoru na každém křídle. Úhel náběhu alfa se volí podle poláry profilu křídla. Polára profilu křídla je známa z grafu závislosti součinitele vztlaku Cy na součiniteli odporu Cx. Maximální poměr Cy / Cx je optimální úhel náběhu alfa profilu křídla vyjádřený úhlem, který svírá spojnice bodů na poláře s počátkem grafu. Přesnost vektoru w a jeho součtu s optimálním úhlem náběhu alfa v celém pásmu pracovní činnosti větrného motoru dodává maximální širokopásmovost v celém větrném pásmu větrného motoru. Protože směr pohybu křídel na rotoru proti směru větru se mění na návětmé straně na opačný na závětmé straně, je nutné změnit sčítání vektoru w s kladným úhlem náběhu alfa na návětmé straně na odčítání - to značí inverzní kladný úhel náběhu na závětrnéThis eliminates the drawbar failure and obtains a high accuracy of the alpha angles adjustment and thus a higher efficiency and broadband wind engine. The electronics control each wing individually and adjust the chord of the wing profile according to the vector count w = v + u (w = resulting vector, ^v = wind speed, ^u = peripheral speed). W. Just's mathematical solution can also be used, based on bringing the distribution of the lift and drag aerodynamic forces into line with their ideal distribution, one at a time across the 360-degree rotor cage. These calculations are complicated and a vector count solution is preferable. The resulting vector w accurately monitors the peripheral velocity u and the wind velocity throughout the wind engine operating range. By summing the vector w with the angle of attack alpha, we transmit this property of the vector wi to the angle of attack alpha, which is set by the electronics throughout the wind power band on each wing. The angle of attack alpha is chosen according to the polar of the wing airfoil. The wing profile polar is known from the graph of the buoyancy factor Cy vs. the resistance factor Cx. The maximum Cy / Cx ratio is the optimum angle of attack of the alpha profile of the wing, expressed by the angle between the line points on the polar and the beginning of the graph. The accuracy of the vector w and its sum with the optimum angle of attack alpha throughout the wind engine operating range delivers maximum broadband throughout the wind engine wind range. Since the direction of movement of the wings on the rotor against the wind direction changes on the upstream side to the opposite on the downstream side, it is necessary to change the addition of the vector w with the positive angle of attack alpha on the downstream side to subtraction.

-2CZ 299373 B6 straně rotoru. Svislá křídla umístěná na obvodu rotoru mají obdélníkový tvar, takže obvodová rychlost je po celé délce křídla stejná. Stejná bude i délka tětivy profilu křídla. Proto je konstrukce křídla jednodušší, křídlo bude nejlevnější ze všech zkroucených listů vrtule. Výška křídla je omezena pouze konstrukcí a použitým materiálem. Upevnění křídla v ložisku nahoře i dole na rámu rotoru omezí vlivy gyroskopických momentů, rázů a vibrací při nárazech větru. Výsledný vektor w sečtený s úhlem náběhu alfa vyřešil širokopásmovost větrného motoru v celém pásmu rychlostí větru. Stojící motor má křídla do praporu, kdy je nastaven nulový úhel náběhu alfa, takže křídla mají nulový vztlak. Při dosažení prahových rychlostí větru se rotor odbrzdí a křídla nastaví na optimální úhel náběhu. Tím se rotor rozbíhá, až dosáhne jmenovitých otáček rotoru, ío Optimální úhel náběhu se používá až do jmenovitého výkonu s maximální účinností v celém tomto pásmu větru až po dosažení jmenovité rychlosti větru. Všechny rychlosti větru v pásmu nad jmenovitou rychlostí větru až po rychlosti větru nebezpečné větrnému motoru jsou regulovány pomocí úhlu náběhu alfa. Je použita nepřímá úměra - čím větší rychlost větru tím menší úhel náběhu alfa. Při dosažení nebezpečné rychlosti větru je nastaven nulový úhel náběhu alfa, kdy se rotor zastaví protože na křídlech není vztlak. Rychlé zastavení rotoru při závadách v síti 50 Hz (zkraty, vypadnutí pojistek atd.) je možné nastavením záporného úhlu náběhu. S ohledem na synchronizaci sítě 50 Hz a s ohledem na pracovní charakteristiku pracovního stroje je důležitá frekvence otáček rotoru. Přesné otáčky rotoru jsou regulací dodrženy i při nárazech větru. Výhodné je umístění anemometru před rotor, takže signál z anemometru je zpracován počítačem dříve než náraz větru přijde do rotoru. Tak má regulační smyčka dost času nastavit úhel alfa křídla odpovídající nárazu větru. Při nárazech větru je dosaženo konstantních otáček rotoru s dostatečnou přesností, není zapotřebí drahého měniče kmitočtu.-2E 299373 B6 rotor side. The vertical wings located on the periphery of the rotor have a rectangular shape so that the peripheral speed is the same over the entire length of the wing. The length of the chord of the wing profile will be the same. Therefore, the design of the wing is simpler, the wing will be the cheapest of all twisted propeller blades. The wing height is limited only by the construction and the material used. Fixing the sash in the bearing at the top and bottom of the rotor frame will reduce the effects of gyro moments, shock and vibration during wind gusts. The resulting vector w, summed with the angle of attack alpha, solved the wind bandwidth across the wind speed band. The stationary engine has wings to the battalion, where the alpha angle of attack is set to zero, so the wings have zero buoyancy. When the wind speed thresholds are reached, the rotor releases and the wings adjust to the optimum angle of attack. As a result, the rotor starts up until it reaches the rated rotor speed. The optimum angle of attack is used up to the rated power with maximum efficiency throughout this wind range up to the rated wind speed. All wind speeds in the range above the rated wind speed up to the wind speed dangerous to the wind engine are regulated by the angle of attack alpha. Indirect proportion is used - the higher the wind speed, the smaller the angle of attack alpha. When the dangerous wind speed is reached, the alpha angle of attack is set to zero, when the rotor stops because there is no buoyancy on the wings. The rotor can be stopped quickly in the case of faults in the 50 Hz mains (short-circuits, fuses etc.) by adjusting the negative lead angle. Due to the synchronization of the 50 Hz network and the operating characteristics of the working machine, the rotor speed is important. The exact rotor speed is also maintained by the regulation in the event of wind gusts. It is preferable to place the anemometer in front of the rotor, so that the signal from the anemometer is processed by the computer before the wind blows into the rotor. Thus, the control loop has enough time to adjust the angle of the sash corresponding to the wind impact. In the event of wind gusts, a constant rotor speed is achieved with sufficient accuracy, without the need for an expensive frequency converter.

Přehled obrázků na výkresechBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Větrný motor se svislou osou a elektronicky řízeným kýváním křídel je vysvětlen pomocí teoretického výkresu na obr. 1, který zobrazuje větrný motor se svislou osou a kývavým pohybem křídel realizovaný výstředníkem s táhly a excentry, které ovládají kývání křídel pomocí křídla s úlohou kormidla. Obr. 2 je teoretické zobrazení funkce větrného motoru, bez táhel a křídla s funkcí kormidla. Na obr. 3 je zobrazení větrného motoru při pohledu z boku. Na obr. 4 je zobrazení rotorové klece větrného motoru při pohledu zdola, od motorů.A vertical-axis wind motor with electronically controlled swaying is explained by the theoretical drawing in Fig. 1, which illustrates a vertical-axis wind motor and swaying movement of the wings by an eccentric with rods and eccentrics that control the swaying using a rudder wing. Giant. 2 is a theoretical representation of the wind engine function, without linkage and wing with rudder function. Fig. 3 is a side view of the wind engine. Fig. 4 is a bottom view of the rotor motor of the wind motor from the motors.

Příklady provedení vynálezuDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

Z obr. 3 jsou patrná svislá obdélníková křídla 1, která mají osy nosníků 2 uloženy na rotorové kleci 7 v ložisku 3 nahoře i dole. Rotor klece 7 se otáčí na ose 8, která je uložena v dalším ložisku na stožáru 9 a je spojena s převodovkou 32, brzdou 33 a generátorem 34. Na každém nosníkuReferring to FIG. 3, vertical rectangular wings 1 are shown which have the axes of beams 2 mounted on the rotor cage 7 in the bearing 3 at the top and bottom. The rotor of the cage 7 rotates on an axis 8 which is mounted in another bearing on the mast 9 and is connected to the gearbox 32, the brake 33 and the generator 34. On each beam

2 křídla 1 je dole umístěna výkonná jednotka, která se skládá z rotačního snímače 24 pro odměřování úhlů, tachogenerátoru 23, motoru 22 a převodovky 21. Nad rotorovou klecí 7 je umístěno kormidlo 5, kormidlový nosník 4 a anemometr 6. Na obr. 4 je zobrazení rotorové klece 7 větrného motoru při pohledu zdola, od motorů. Pod každým křídlem i je zobrazena výkonná jednotka složená z rotačního snímače 24, tachogenerátoru 23, motoru 22 a převodovky 21, která je umístě45 ná pod dolním ložiskem 3 nebo horním ložiskem rotorové klece 7, nebo oběma. Tato výkonná jednotka je pevně spojena s osou 8 nosníku 2 křídla i. Převodovka 32 je zobrazena pro rovnoběžné osy hřídelí s výkonnou jednotkou. Může být také převodovka s kuželovými koly pro různoběžné osy hřídelí nosníku 2 a osou výkonné jednotky.2 of the wing 1, there is a power unit, which consists of a rotary encoder 24 for measuring angles, a tachogenerator 23, a motor 22 and a gearbox 21. Above the rotor cage 7 is a rudder 5, a rudder beam 4 and anemometer 6. In FIG. a bottom view of the rotor motor cage 7 from the engines. Below each wing 1 is shown a power unit consisting of a rotary encoder 24, a tachogenerator 23, a motor 22 and a transmission 21, which is located 45 below the lower bearing 3 or the upper bearing of the rotor cage 7, or both. This power unit is rigidly connected to the axis 8 of the wing bar 2. The transmission 32 is shown for parallel shaft axes to the power unit. It may also be a bevel gearbox for the various axes of the shaft 2 of the beam 2 and the axis of the power unit.

Větrný motor se svislou osou a elektronicky řízeným kýváním křídel I ovládá kývání každého křídla 1 zvlášť. Na spodním konci každého křídla 1 je nosník 2 křídla 1 pevně spojen s osou výkonné jednotky složené z rotačního snímače 24 pro odměřování úhlů, tachogenerátoru 23, motoru 22 a převodovky 21. Tato výkonná jednotka může být také na horním konci křídla 1 a pro velmi dlouhá křídla i na obou koncích. Tyto výkonné jednotky na všech křídlech i jsou spojenyThe wind motor with vertical axis and electronically controlled swinging of the wings 1 controls the swinging of each wing 1 separately. At the lower end of each wing 1, the beam 2 of the wing 1 is rigidly connected to the axis of the power unit consisting of a rotary encoder 24 for measuring angles, a tachogenerator 23, a motor 22 and a gearbox 21. wings at both ends. These powerful units on all wings i are connected

-3 CZ 299373 B6 s regulačním obvodem tvořeným počítačem, naprogramovaným pro kývavý pohyb každého křídla i na obvodu rotorové klece 7. Regulační obvod má počítač se vstupem napojeným na anemometr 6 na nosníku 4, další vstup na kormidlo 5 nebo na ultrazvukový anemometr 6 s výstupem pro směr 11 větru a otáčkoměr pro výpočet obvodové rychlosti u upevněný, na ose rotoru. Refe5 renční bod od kterého se měří úhel psí pro výpočet polohy nosníků 2 křídel 1 na obvodu rotoru je umístěn na kormidle 5, nebo na výstupu pro směr 11 větru z anemometru 6. Regulační obvod připojený na výstup počítače obsahuje polohový regulátor a zesilovač pohonu pro každé křídlo 1, který je napojen na výkonnou jednotku s motorem 22, Počítač určuje požadovanou hodnotu polohy pro polohové regulátory, které přes zesilovač pohonu řídí motory 22. Zpětná vazba ze ío snímače 24 pro odměřování úhlů a tachogenerátoru 23 dodávají zpětné hlášení polohy tětivy křídla i, (to je skutečná hodnota) do polohového regulátoru, který upraví polohu tětivy.The control circuit has a computer with an input connected to the anemometer 6 on the beam 4, an additional input to the rudder 5, or to an ultrasonic anemometer 6 with the output. for wind direction 11 and a tachometer for calculating the peripheral speed u mounted on the rotor axis. The reference point from which the psi angle is measured to calculate the position of the beams 2 of the wings 1 on the rotor perimeter is located on the rudder 5, or at the wind direction 11 outlet of the anemometer 6. The control circuit connected to the computer output includes a position controller and drive amplifier for The computer determines the position value for the position controllers that drive the motors via the drive amplifier 22. The feedback from the angle measuring sensor 24 and the tachogenerator 23 provide feedback of the chord position of the wing 1, (this is the actual value) to the positioner, which adjusts the chord position.

Průmyslová využitelnostIndustrial applicability

Větrný motor se svislou osou a elektronicky řízeným kýváním křídel je zařízení pro přeměnu energie větru na energii elektrickou, pracující na aerodynamickém principu. Pracuje s vyšší účinností, velkou širokopásmovostí v pásmu od prahových rychlostí větru do jmenovité rychlosti větru. Nad touto rychlostí má dobrou regulovatelnost a konstantní otáčky rotoru. Má snadné spouštění i zastavování rotoru a regulaci větrných nárazů. Větrný motor má jednoduchá obdélníková křídla a je výrobně levnější.The wind motor with vertical axis and electronically controlled swinging of wings is a device for converting wind energy into electrical energy, working on the aerodynamic principle. It works with higher efficiency, large broadband in the range from the threshold wind speed to the nominal wind speed. Above this speed it has good controllability and constant rotor speed. It has easy starting and stopping of the rotor and regulation of wind impacts. The wind motor has simple rectangular wings and is cheaper to manufacture.

Claims

PATENT CLAIMS

A wind motor having a vertical axis of a rotor cage (7), to which electronically controlled rectangular wings (1) are connected, and a rudder (5) is located above the cage (7), characterized in that the perimeter of the rotor cage (7) wings (1) are rotatably connected by means of beams (2) located in the longitudinal center of gravity, each wing (1) having at least one separate motor (22) connected to the regulator connected to the chord position sensor (1) on the axis of the beam (2) ) according to the angle Ψ with the wind direction (11), sash position sensor (1)

35 on the rotor periphery and the rotor cage speed sensor (7).

Wind engine according to claim 1, characterized in that the controller is provided with a drive amplifier.

40

Wind engine according to claim 1, characterized in that the wings (1) are provided with motors on beams at both ends of the wing (1).

Wind engine according to any one of the preceding claims, characterized in that the angle Ψ has a reference point located on the rudder (5).

Wind engine according to any one of the preceding claims, characterized in that it is provided with at least one position sensor.