DE836963C

DE836963C - Disconnector for wind turbines

Info

Publication number: DE836963C
Application number: DEH1434A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Dr Ulrich Huetter
Original assignee: ULRICH HUETTER DIPL ING DR
Current assignee: ULRICH HUETTER DIPL ING DR
Priority date: 1950-01-31
Filing date: 1950-01-31
Publication date: 1952-04-17

Description

Trennschalter für Windkraftanlagen Feim 13etrieli vorn Windkraftanlagen, die mit elektrischen Speichern und irgendwie gearteten Verbrauchern zusammenarbeiten, ist es erforderlich, z,#%,isclien dem Generator der Anlage und der Speicheranlage einen Trennschalter einzubauen, der die l.eittiiir, unterbricht, wenn die Spannung des Generators der .lnlage kleiner wird. als die Spannung der Speicheranlage, d. h. also, wenn der elel;tri:che Strom nicht mehr von der Windkraftanlage zum Speicher, sondern umgekehrt fließen «-i11. In diesem letzteren Falle würde nämlich nicht mehr die Windkraftanlage den Speicher aufladen, sondern die im Speicher aufgestapelte l:iiergie ztini Antrieb bei Windstille dienen, oder finit anderen Worten, die gespeicherte Energie \%-iircle sinnlos vergeudet werden.Disconnector for wind turbines Feim 13etrieli in front of wind turbines, who work together with electrical storage and consumers of any kind, it is necessary, z, #%, isclien the generator of the system and the storage system to install a circuit breaker that interrupts the line when the voltage of the generator of the system becomes smaller. than the voltage of the storage system, d. H. So, if the elel; tri: che electricity no longer from the wind turbine to the storage, rather flow the other way round «-i11. In the latter case there would be no more the wind turbine will charge the storage, rather the stacked ones in the storage l: iiergie ztini drive when there is no wind, or finitely other words, the stored one Energy \% - iircle to be senselessly wasted.

Hs sind nun Trennschalter für diesen Zweck in @-ielfältiger Ausführung gebaut worden, die nach den verschiedensten Prinzipien arbeiten. Im wesentlichen wird aber vorwiegend sowohl das Spannungsverhältnis zwischen Generator und Speicher als auch die absolute Klemmenspannung des Generators sowie die Stromrichtung in der Leitung zur Veranlassung des Schaltvorganges herangezogen. Der Nachteil aller dieser Schalter ist, daß sie selbst bei Dämpfungseinrichtungen allzu empfindlich ansprechen und zwischen Generator und Speicheranlage dauernd aus- und einschalten. Außerdem stellen sie erst dann eine Verbindung her, wenn das Rad bereits läuft. Sie können also nicht bei Hoc'hschnelläufern zur Erleichterung des Anlaufes der Anlage verwendet werden.Hs are now disconnectors for this purpose in a variety of designs which work according to the most varied of principles. Essentially however, the tension between the generator and the storage system is predominant as well as the absolute terminal voltage of the generator and the current direction in the line used to initiate the switching process. Everyone's downside this switch is that it is overly sensitive even with attenuators respond and switch them on and off between the generator and the storage system. In addition, they only establish a connection when the bike is already running. So you can not use high speed skiers to facilitate the start of the Plant can be used.

Diesem Mangel ist gemäß der vorliegenden Erfindung abgeholfen durch Verwendung eines Schalters, der seine Schaltimpulse nicht durch elektrische Größen erhält, sondern von einem Windfühler. Dieser Windfühler ist mit einer Dämpfung, z. l3. einer dynamischen oder hydraulischen Dämpfung, versehen, derart, daß nicht ein einzelner kurzer Lufthauch zum Einschalten genügt, sondern erst ein gleichmäßiger Luftstrom, und zwar auch dann, wenn dieser vorübergehend wieder auf die Geschwindigkeit Null zurückgeht.This deficiency is remedied by the present invention Use of a switch that does not generate its switching impulses through electrical quantities but from a wind sensor. This wind sensor is with a damping, e.g. l3. dynamic or hydraulic damping, in such a way that a single short breath of air is not enough to switch on, but rather first a steady flow of air, even if this is temporary goes back to zero speed.

Der Schalter ist dabei zweckmäßig so verstellbar. daß er bei einer gegebenen Mindestwind-"eschwiiidigkeit, wenn diese nur genügend gleichmüßig auftritt, die Verbindung zwischen Speicher und Generator herstellt. Der Vorteil dieser -Maßiialinie besteht darin, daß dadurch schon bei Windrieschwindigkeiten, bei denen ein Hochschnelläufer noch nicht zum Anlaufen kommen kann. mit der Speicherenergie das Rad automatisch angeworfen wird. Er bleibt dann mit dem Speicher verbunden, rauch wenn vorübergehende Flauten ein so weithendes Absinken der Generatornennspannung bringen, daß ein Energiestrom vom Speicher zum indrad fließt, statt umgekehrt.The switch is expediently adjustable in this way. that he was with a given minimum wind speed, if this occurs evenly enough, establishes the connection between storage and generator. The advantage of this dimension line consists in the fact that as a result, even at wind speeds at which a high-speed runner cannot start yet. with the stored energy the wheel automatically is started. It then remains connected to the memory, smoke if temporary Lulls cause the generator nominal voltage to drop so far that an energy flow flows from the reservoir to the indrad instead of the other way around.

Die praktische Betriebserfahrung hat indessen gezeigt, daß solche kurzzeitigen Rückströme die Gesanitenergiedarbietung nicht senken, weil andererseits die Zeiten nutzbar gemacht werden, die das Rad beim Betrieb mit anderen Schalteinrichtungen zum «'ie<leraiilauf und zum Wiederhochlaufen auf die zur I?nergieabgabe erforderliche Mindestdrehzahl benötigen würde.However, practical operational experience has shown that such Short-term back currents do not reduce the physical energy performance, because on the other hand the times can be made available that the bike is operating with other switching devices to run and to run back up to the level required for energy delivery Would require minimum speed.

Der `Windfühler kann sowohl als Düse als auch als Stauscheibe oder als kleines Hilfswindrad mit horizontaler oder vertikaler Achse ausgebildet werden. In den ersten beiden Fällen wird der Staudruck unmittelbar für die Verstellung - eines hydraulisch oder durch Trägheitswirkungen von Schwungmassen gedämpften Schalters verwendet. lin dritten Falle ist nicht der Staudruck, sondern die Drehzahl die Meßgröße.The `wind sensor can be used as a nozzle as well as a baffle plate or be designed as a small auxiliary wind turbine with a horizontal or vertical axis. In the first two cases, the dynamic pressure is used directly for the adjustment - a switch dampened hydraulically or by the inertia of centrifugal masses used. In the third case, it is not the dynamic pressure but the speed that is the measured variable.

Die Zeichnung veranschaulicht drei Ausführungsbeispiele.The drawing illustrates three exemplary embodiments.

Fig. i ist eine schaubildliche Darstellung des ersten, Fig.2 ein schematischer Schnitt durch eine zweite Ausführungsform, Fig.3 ein Bild eines dritten Ausführungsbeispiels.FIG. I is a diagrammatic representation of the first, FIG. 2 a schematic representation Section through a second embodiment, Figure 3 is a picture of a third embodiment.

Gemäß Fig. i ist auf einer Hochachse a der «-indkraftanlage ein Rahmen b drehbar und in diesem eine Stauscheibe c schwingbar gelagert, die mittels eines Armes d an einer geeigneten Dämpfungseinrichtung e angreift und an der ein Quecksilberschalter f oder ein anderer auf Neigung ansprechender Schalter befestigt ist, der die Verbindung zwischen Speicher und Generator unterbricht, wenn die Windgeschwindigkeit ein bestimmtes -Mindestmaß unterschreitet.According to FIG. 1, a frame is on a vertical axis a of the -indkraftanlage b rotatably and in this a baffle plate c pivotably mounted, which by means of a Arm d engages a suitable damping device e and on which a mercury switch f or some other tilt-responsive switch is attached to make the connection between storage and generator interrupts when the wind speed is a certain -Minimum falls below the minimum.

Die Einstellung in den Wind besorgt in an sich bekannter Weise die mit dem Rahmen b verbundene Steuerfahne g. Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 ist statt der Stauscheibe eine Winddüse h verwendet, lief welcher der bei i herrschende Druck über das Rohr k auf den Quecksilberschalter m einwirkt, derart, daß bei zu geringer Windstärke der Stromschluß zwischen dem mit dem einen Pol des Generators o ständig in Verbindung bleibenden Quecksilber p und dem Kontaktstift q des Quecksilberschalters unterbrochen wird und damit zugleich der Stromkreis der Akkumulatorenbatterie.The setting into the wind is concerned in a manner known per se with the control flag g connected to the frame b. In the embodiment according to FIG. 2, a wind nozzle h is used instead of the baffle plate, which ran the pressure prevailing at i via the pipe k on the mercury switch m, so that if the wind strength is too low, the current is shorted between the one pole of the generator o The mercury p, which remains in constant contact, and the contact pin q of the mercury switch are interrupted and, at the same time, the circuit of the accumulator battery.

Hier ist statt der Dämpfungseinrichtung e der Fig. i eine Drosseldüse r verwendet, welche die Verschiebung des Quecksilbers p hemmt und dadurch die Schaltung so weit verzögert, daß vorübergehende Flauten keine Unterbrechung verursachen.Instead of the damping device e of FIG. 1, there is a throttle nozzle r used, which inhibits the displacement of the mercury p and thereby the circuit delayed so far that temporary lulls do not cause an interruption.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 ist ein Schalenkreuz s vorgesehen, auf dessen senkrechter Achse t ein Schwungring u und eine Rührschaufel v befestigt ist. Letztere reicht in ein ruhendes Quecksilbergefäß hinein, in welchem zwei Kontaktblättchen q so angebracht sind, daß sie bei ruhender Rührschaufel die Quecksilberfüllung p nicht berühren, bei genügend rasch sich drehender Rührschaufel aber, wenn die Quecksilberoberfläche entsprechend der gestrichelten Linie sich einstellt, vom Quecksilber erreicht und kurzgeschlossen werden. Der Schwungring u sorgt dafür, daß bei kurzdauernden Schwankungen der Windstärke kein unerwünschtes Schalten eintritt.In the embodiment according to FIG. 3, a cup cross s is provided, on the vertical axis t of which a flywheel u and a stirring blade v are attached. The latter reaches into a stationary mercury vessel, in which two contact sheets q are attached in such a way that when the paddle is stationary they do not touch the mercury filling p, but when the paddle is rotating fast enough, when the mercury surface adjusts itself according to the dashed line, it is reached by the mercury and be short-circuited. The flywheel u ensures that no undesired switching occurs in the event of brief fluctuations in the wind strength.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Disconnectors for wind turbines where a generator driven by the wind works on electrical storage to switch off the memory if the terminal voltage of the generator is too low, characterized in that that the circuit breaker is exposed to the action of a wind sensor.

2. Isolation switch according to claim i, characterized in that a baffle plate is used as the wind sensor that acts mechanically on the electrical circuit breaker.

3. Isolation switch according to claim i, characterized in that a wind nozzle is used as the wind sensor and a pressure change occurring in this nozzle as a function of the wind strength is brought into effect on the circuit breaker. : I.

Disconnector according to claim i, characterized in that a cup cross is used as a wind sensor.

5. Isolating switch according to claim i, characterized in that the isolating switch is a Is subject to damping.

6. Isolating switch according to claim i and 5, characterized in that that a flywheel is used as damping for the disconnector.