Regelungsvorrichtung für Windradantriebe. Die wenigen bisher durch
Windräder angetriebenen elektrischen Anlagen litten hauptsächlich an zwei .Übelständen,
erstens an den relativ großen, durch die Kegelradübersetzungen verursachten Reibungsverlusten
und zweitens an dem schlechten Wirkungsgrad des Windrades, denn die günstigste Ausnutzung
findet bekanntlich statt, wenn die Geschwindigkeit der Schaufelbewegung etwa gleich
der halben- Windgeschwindigkeit ist. Da der gewöhnliche Dynamoantrieb eine konstante
oder nahezu konstante Geschwindigkeit der Antriebsmaschine erfordert, so wies das
Windrad demgemäß nur bei einer ganz bestimmten Windgeschwindigkeit den besten Wirkungsgrad
auf, während jede Änderung der Windgeschwindigkeit über oder unter diesen Betrag
ein Sinken des Wirkungsgrades zur Folge haben mußte.Control device for wind turbine drives. The few through so far
Electrical systems driven by wind turbines suffered mainly from two.
first of all due to the relatively large friction losses caused by the bevel gear ratios
and secondly, the poor efficiency of the wind turbine, because the most favorable utilization
is known to take place when the speed of the blade movement is about the same
is half the wind speed. Since the ordinary dynamo drive is a constant
or requires almost constant speed of the prime mover, so this pointed out
Accordingly, the wind turbine only has the best efficiency at a very specific wind speed
on while any change in wind speed is above or below this amount
a decrease in efficiency had to result.
Nachstehend wird eine Vorrichtung beschrieben, welche die vorerwähnten
Übelstände vermeidet. Abb. r zeigt beispielsweise den nach der Erfindung ausgebildeten
Antrieb einer Gleichstromdynamo. Das Windrad r treibt mittels der Riemenscheibe
2 die Gleichstromdynamo 3 an, die gemeinsam mit dem Windrad als Ganzes um die Vertikalachse
drehbar angeordnet ist, um der Windrichtung folgen zu können. Das kleine Windrad
4 und eine von der Welle des großen Windrades angetriebene Riemenscheibe 5 sind
direkt gekuppelt mit den Sonnenrädern eines Differentialgetriebes 6. Die Planetenräder
sind mit einer durch die Hohlwelle der Scheibe 5 hindurchgehenden Welle 7 fest verbunden,
auf der wiederum eine das Handrad des Nebenschlußreglers 8 antreibende Schnurscheibe
g sitzt. Die Drehrichtung des kleinen Windrades ist der des großen entgegengesetzt
gerichtet. Das übersetzungsverhältnis des Antriebs von der Welle des großen Windrades
zur Scheibe 5 ist so gewählt, daß die beiden Planetenräder uni die horizontale Achse
nicht umlaufen, die Welle ; also mit dein Handrad des Nebenschlußreglers stillsteht,
sobald das große Windrad mit der halben Windgeschwindigkeit und das kleine Windrad
fast reibungslos mit nahezu der vollen Windgeschwindigkeit umläuft. Die an ein Gleichstromnetz
von konstanter Spannung
angeschlossene Dynamo sei dabei auf eine
bestimmte Erregerstromstärke und eine entsprechende beliebige, mittlere Leistung
eingestellt.An apparatus using the aforementioned will be described below
Avoids evils. Fig. R shows, for example, that formed according to the invention
Driving a DC dynamo. The wind turbine r drives by means of the pulley
2 the DC dynamo 3, which together with the wind turbine as a whole around the vertical axis
is rotatably arranged in order to be able to follow the wind direction. The little wind turbine
4 and a pulley 5 driven by the shaft of the large windmill
directly coupled to the sun gears of a differential gear 6. The planet gears
are firmly connected to a shaft 7 passing through the hollow shaft of the disk 5,
on the turn a handwheel of the bypass regulator 8 driving cord pulley
g sits. The direction of rotation of the small wind turbine is opposite to that of the large one
directed. The gear ratio of the drive from the shaft of the large wind turbine
to disk 5 is chosen so that the two planet gears uni the horizontal axis
do not run around the wave; So with your handwheel of the bypass regulator stands still,
as soon as the large wind turbine with half the wind speed and the small wind turbine
runs almost smoothly at almost full wind speed. The to a direct current network
of constant tension
connected dynamo is on one
certain excitation current and a corresponding arbitrary average power
set.
Läßt die Windgeschwindigkeit nach, so tritt eine verhältnismäßig starke
Entlastung der Dynamo ein, ohne daß sich die Geschwindigkeit des großen Windrades
wesentlich verringert, weil mit dem Nachlassen des Winddruckes bzw. der Dynamoleistung
durch die Entlastung auch das zu überwindende Drehmoment sofort sehr viel kleiner
geworden ist. Das kleine fast leer laufende Windrad ist dagegen dem Abfall der Windgeschwindigkeit
mehr gefolgt als die vom großen Windrad angetriebene Scheibe 5. Infolgedessen beginnt,
da das algebraische Mittel aus den beiden Sonnenradgeschwindigkeiten nicht mehr
- o ist, das Planetenräderpaar bzw. die Achse 7 und das Handrad des Reglers 8 sich
zu drehen und verstärkt den Erregerstrom. Hierdurch erhöht sich die Leistung der
Dynamo, das Drehmoment wird größer und die Geschwindigkeit des großen Windrades
i fällt ab, bis die Achse 7 zum Stillstand gekommen und der Beharrungszustand wieder
eingetreten ist. Bci Steigerung der Windgeschwindigkeit vollzieht sich der Vorgang
in umgekehrtem Sinne.If the wind speed decreases, a relatively strong one occurs
Discharge the dynamo without affecting the speed of the large wind turbine
significantly reduced, because with the decrease of the wind pressure or the dynamo output
as a result of the relief, the torque to be overcome is immediately much smaller
has become. The small, almost idle wind turbine, on the other hand, is due to the drop in wind speed
followed more than the disk driven by the large wind turbine 5. As a result,
because the algebraic mean of the two sun wheel speeds is no longer
- o is, the pair of planet gears or the axis 7 and the handwheel of the controller 8 itself
to rotate and amplify the excitation current. This increases the performance of the
Dynamo, the torque increases and the speed of the big wind turbine increases
i drops until axis 7 has come to a standstill and the steady state again
has occurred. The process takes place when the wind speed increases
in the opposite sense.
In Abb. 2 ist der nach der Erfindung ausgeführte Antrieb eines als
Generator finit Übersynchronismus arbeitenden Kurzschluß-J)rehstrom-Asynchronmotors
dargestellt. Um für den Generator io möglichst kleine Abmessungen zu erhalten, sind
beide Anker in entgegengesetztem Drehsinne drehbar angeordnet. Jeder Anker ist mit
einem Riemenantrieb versehen. Einer von beiden Riemen läuft, um den entgegengesetzten
Drehsinn der Anker zu erzeugen, verschränkt. Da die Tourenzahl des Generators nicht
mit der Windgeschwindigkeit willkürlich geändert werden kann, so müssen für den
Antrieb die beiden Konus-Riemenscheibenpaare 11, 12, und 13, 14 zur Anwendung kommen.
Auf der Achse A des Differentialgetriebes sitzen -rwei durch Rechts- und Linksgewinde
gegeneinander verstellbare Riemengabeln 1.5 und r6. Je nach der Drehrichtung der
Achse 7 wird das Übersetzungsverhältnis n#ischen dem Generator io und der Hauptantriebswelle
geändert.In Fig. 2, the drive implemented according to the invention is a
Generator finite over-synchronism working short-circuit J) right current asynchronous motor
shown. In order to obtain the smallest possible dimensions for the generator io
both armatures rotatably arranged in opposite directions of rotation. Every anchor is with
provided with a belt drive. One of the two belts runs to the opposite one
To generate the direction of rotation of the armature, entangled. Since the number of revolutions of the generator is not
with the wind speed can be changed arbitrarily, so must for the
Drive the two cone pulley pairs 11, 12 and 13, 14 are used.
On the axis A of the differential gear sit -rwei through right and left-hand threads
adjustable forks 1.5 and r6. Depending on the direction of rotation of the
Axis 7 is the gear ratio between the generator and the main drive shaft
changed.
Der Reguliervorgang ist hier folgender: Läßt die Windgeschwindigkeit
nach, so findet, wie bei der Anordnung nach Abb. r, eine starke Entlastung des großen
Windrades ohne wesentliche 1linderung seiner Geschwindigkeit statt. Das kleine Windrad
jedoch fällt mit der Geschwindigkeit ab und es beginnt die Welle 7, das Übersetzungsverhältnis
vergrößernd, sich so lange zu drehen, bis durch die Vergrößerung des Drehmoments
die Geschwindigkeit des großen Windrades sich auf die halbe Windgeschwindigkeit
eingestellt hat und die Achse 7 zum Stillstand gekommen ist.The regulation process here is as follows: Leaves the wind speed
after, as in the arrangement according to Fig. r, there is a strong relief of the large one
Wind turbine without any significant reduction in speed. The little wind turbine
however, the speed drops and shaft 7, the gear ratio, begins
increasing to rotate until the torque increases
the speed of the large wind turbine is reduced to half the wind speed
has set and axis 7 has come to a standstill.