DE948410C

DE948410C - Windkraftanlage mit zur Leistungsregelung voll oder teilweise um ihre Laengsachse verstellbaren Fluegeln und einer Anlaufhilfseinrichtung

Info

Publication number: DE948410C
Application number: DEA19660A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Ulrich Huetter
Original assignee: Allgaier Werke GmbH and Co KG
Current assignee: Allgaier Werke GmbH and Co KG
Priority date: 1954-02-10
Filing date: 1954-02-10
Publication date: 1956-08-30

Description

Windkraftanlage mit zur Leistungsregelung voll oder teilweise um ihre Längsachse verstellbaren Flügeln und einer Anlaufhilfseinrichtung In dem Patent gib 62o ist eine Windkraftanlage mit zur Leistungsregelung voll oder teilweise um ihre Längsachse verstellbaren Flügeln beschrieben, mit einer Anlaufhilfseinrichtung, die aus einer der Kraftrichtung der normalen Reglerfeder entgegenwirkenden vorgespannten Feder und aus einem bei laufender Anlage durch eine Druckflüssigkeit beaufschlagten Arbeitszylinder als Spannvorrichtung für die Feder besteht. In dem Hauptpatent ist auch bereits die Anordnung eines an dem Druckraum angeschlossenen, vorzugsweise in Abhängigkeit von der Windgeschwindigkeit betätigbaren Schaltventils unter Schutz gestellt, mit dessen Hilfe die Anlaufhilfseinrichtung zusätzlich zum Verstellen der Windradflügel auf kleinere Leistung bei übergroßen Windgeschwindigkeiten ausgenutzt :werden kann.
In Fortentwicklung der im Hauptpatent offenbarten Erfindung hat es sich nun als besonders vorteilhaft herausgestellt, an den Druckraum des Arbeitszylinders noch ein anderes Steuerorgan anzuschließen, das vorzugsweise auf elektromagneti-. schem Wege fernbedienbar ist. Die Anordnung eines solchen fernsteuerbaren Regelorgans, das selbstverständlich in beliebiger Weise als Schieber, Ventil od. dgl. ausgebildet sein kann, in dem Druckflüssigkeitssystem für den Arbeitszylinder schafft nämlich die Möglichkeit, den Betriebszustand der Anlage aus beliebiger Entfernung durch Verstellen der Flügelblätter zu beeinflussen und auf diese Weise die Windkraftanlage durch Betätigen eines kleinen Schalters nach Belieben an-bzw. abzustellen.
Im weiteren Ausbau der Erfindung läßt sich der Betätigungsmagnet durch ein in Abhängigkeit von der Ladespannung einer mit der Windkraftanlage zusammenarbeitenden Batterie ansprechendes Schaltrelais auch selbsttätig steuern. Durch einen derartigen »Spannungswächter« wird ein Überladen der Batterie mit seinen gefährlichen Folgen verhindert und damit die Voraussetzung für einen vollautomatischen Betrieb der gesamten Windkraftanlage geschaffen. Es liegt dabei im Rahmen der Erfindung,. die Ansprechspannung des Steuerrelais für den Elektromagneten durch ein in Brückenschaltung angeordnetes Potentiometer einstellbar zu machen, um den Ladevorgang der Batterie, z. B. in Anpassung an die jeweiligen Windverhältnisse, zusätzlich beeinflussen zu können.
Denn durch Erhöhen der Ansprechspannung des Steuerrelais, zum Beispiel bei verhältnismäßig schwachem Windangebot, läßt sich auf diese Weise gelegentlich Vollaufladung der Batterie erreichen, während durch Wahl einer etwa niedrigeren Ansprechspannung bei reichlichem Windangebot ein starkes Kochen der Batterie mit Sicherheit verhindert werden kann.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung in zwei Abbildungen dargestellt. Von diesen zeigt Abb. i die Anordnung eines elektromagnetisch betätigten Regelorgans an der Anlaufhilfseinrichtung einer Wnndknaftanlage im teilweise aufgeschnittenen Schaubild und Abb: 2 ein Schaltsystem - zur selbsttätigen Steuerung des Regelorgans in Abhängigkeit von der Batterie-Ladespannung mit einstellbarer Höhe der Ansprechspannung.
In der Äbb. i sind die Hauptteile der Anlaufhilfseinrichtung, nämlich der Arbeitszylinder 17, die vorgespannte Feder 18, die Kolbenstange i9 und der Kolben 2o, in Übereinstimmung mit den gleichen Teilen in Fig. i des Hauptpatentes bezeichnet. Durch, idie.Zulelitung 25 wird das Druckmittel von der Druckpumpe 23; die über einen Exzenter 22 angetrieben wird, durch die Kanäle 41 und. 4.2 in den Druckraum 38 des Arbeitszylinders gefördert, wobei der abdichtend im Zylinder 17 geführte Kolben 2o entgegen der Spannung der Druckfeder 18 in den Zylinder eingefahren wird. Hierbei werden die Flügel 2 der Windkraftanlage von der Kolbenstange i9 über einen im Hauptpatent näher beschriebenen Verstellmechanismus :12, 13, 14., 16 in ihre Betriebsstellung für größte Leistungsabgabe geschwenkt.
Als Neugestaltung ist an dem Arbeitszylinder 17 ein als Rundschieber 4.3 ausgebildetes Steuerorgan angeordnet. Der SChiVber 43 ist durch eine Kupplung 44 mit dem verschiebbaren Magnetkern 46 einer Magnetspule 47 verbunden, der im stromlosen, Zustand durch eine Feder 48 ein Stück weit aus der Magnetspule 47 hinausgeschoben wird. Der Rundschieber 43 befindet sich dabei in der in Abb. i dargestellten Lage, in welcher er die Verbindung von der Druckleitung 42 zur Rückleitung 39 absperrt. Wird dagegen der aus einer Stromquelle 49 gespeiste elektrische Stromkreis über die Magnetspule 4.7 mittels des Schaltkontaktes 5o geschlossen, dann wird der Eisenkern 46 in die Spule hineingezogen und verstellt dabei den Schieber 43 so weit in Richtung des Pfeiles 5 i, daß die Ringnut 52 eine Verbindung zwischen der Druckleitung 42 und der Rücklaufleitung 39 freigibt. Infolge der damit zwangläufig eintretenden Verringerung des Druckes im Druckraum 38. des Arbeitszylinders wird der Kolben 2o mit der Kolbenstange i9 von der gespannten Feder 18 in Richtung des Pfeiles 59 verschoben und regelt dabei über die im Hauptpatent näher erläuterten Zwischenglieder die Windradflügel auf kleinere Leistungsaufnahme. Sobald der Stromfluß in der Magnetspule 47 durch Öffnen des Schaltkontaktes 5o wieder unterbrochen wird, verschiebt die Rückführfeder 48 den Magnetkern 46 und den Schieber 43 entgegen der Pfeilrichtung 51 in die gezeichnete'Lage, bei der der Druckraum 38 abgeschlossen ist, so daß das von der Druckleitung 25 zuströmende Druckmittel den Kolben 20 erneut in den Zylinder hineindrückt, wobei die Windradflügel =wieder in. Betriebsstellung verschwenkt werden und .die Anlage an Drehzahl und Leistungsabgabe zunimmt.
In der Abb.2 ist ein Schaltsystem zur selbsttätigen Betätigung des Schalters 5o in Abhängigkeit von der Ladespannung einer Batterie 49 veranschaulicht. Dieses besteht aus einer zwischen den Plus- und Minuspol der Batteriezuleitung gelegten Brücke 53, 54, 55 mit zwei stromabhängigen Widerständen, z. B. Glühlampen 53 @in diagonal gegenüberliegenden Brückenstrecken und je einen fest justierbarem Widerstand 54 und einem Potetitiometer 55 in den beiden anderen diagonal gegenüberliegenden Brückemstreoken. An die Zwischenpunkte 56 und 57 ist ein auf eine bestimmte Spannung einjustiertes Relais 58- gelegt, das den Stromkreis über die Magnetspule 47 mittels des Schaltkontaktes 50 schließt -bzw. öffnet. Durch- Verändern des Potentiometerwiderstandes 55 läßt sich das Nullpotentional zwischen den Punkten 56 und 57 der Schaltbrücke auf einen bestimmten, gewünschten Wert der angelegten Spannung, also der Batterieladespanmung, einreguilieren. Damit wird erreicht, daß jedesmal beim Einreichen der eingestellten Spannung das Relais 5o/58 zieht und damit über den Magneten 47 und den Schieber 43 der Öldruck im Druckraum abgebaut wird, was, wie schon dargelegt, ein Absinken der Drehzahl und damit der Ladespannung zur Folge hat.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Windkraftanlage mit zur Leistungsregelung voll oder teilweise um ihre Längsachse verstellbaren Flügeln und einer Anlaufhilfseinrichtung, die aus einer der Kraftrichtung der normalen Reglerfeder entgegenwirkenden vorgespannten Feder und einem bei laufender Anlage durch eine Druckflüssigkeit beaufschlagten Arbeitszylinder als Spannvorrichtung für die Feder besteht, nach den Ansprüchen i und 2 des Patentes 9i8 62o, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Druckraum (38) des Arbeitszylinders (17) ein zusätzliches Steuerorgan (43) angeschlossen ist, das eine Verbindung zwischen dem Druckraum (38) und einer Rückl.aufleitung (39) zum Druckflüssigkeitssammelraum herzustellen gestattet und das vermittels eines Elektromagneten (46, 47) fernbedienbar ist.
2. Windkraftanlage nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der das Steuerorgan betätigende Elektromagnet (46, 47) durch ein in Abhängigkeit von der Generätorspannung der Windkraftanlage ansprechendes Relais (5o58) selbsttätig steuerbar ist.
3. Windkraftanlage nach den Ansprüchen i und. 2, dadurch gekennzeichnet, daß der das Steuerorgan betätigende Elektromagnet (46, 47) durch ein in Abhängigkeit von der Ladespannung einer mit der Windkraftanlage zusammenarbeitenden Batterie ansprechendes Relais (5o/ 58) selbsttätig steuerbar ist.
4. Windkraftanlage nach den Ansprüchen i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ansprechspannung des Steuerrelais (58) vorzugsweise durch ein in Brückenschaltung angeordnetes Potentiometer (55) einstellbar ist.