FR2480862A1

FR2480862A1 - Turbine eolienne comportant un systeme d'isolation des perturbations provenant du train d'entrainement

Info

Publication number: FR2480862A1
Application number: FR8107973A
Authority: FR
Inventors: Glidden Sweet Doman
Original assignee: United Technologies Corp
Current assignee: Raytheon Technologies Corp
Priority date: 1980-04-22
Filing date: 1981-04-22
Publication date: 1981-10-23
Also published as: IT8121294A1; GB2074661B; FI79387B; ES8300381A1; DK157981A; IL62560A; FI811217L; IT8121294A0; DE3113384A1; JPS57377A; AU6974081A; US4329117A; IN153477B; FR2480862B1; ZA812191B; AU541777B2; DK153241B; FI79387C; KR850000998B1; ES501537A0

Abstract

L'INVENTION CONCERNE UNE TURBINE EOLIENNE COMPORTANT UN SYSTEME D'ISOLATION DES PERTURBATIONS PROVENANT DU TRAIN D'ENTRAINEMENT. LA TURBINE EOLIENNE 10 DE L'INVENTION ENTRAINE EN ROTATION UN ELEMENT DE CHARGE TEL QU'UN GENERATEUR DE PUISSANCE ELECTRIQUE 50 ET ELLE COMPREND, DANS SON TRAIN D'ENTRAINEMENT, UN SYSTEME D'ENGRENAGES 55 MONTES ELASTIQUEMENT, CE SYSTEME ISOLANT ET AMORTISSANT L'ELEMENT DE CHARGE 50 VIS-A-VIS DES PERTURBATIONS SURVENANT DANS LE TRAIN D'ENTRAINEMENT A LA SUITE DE RAFALES DE VENT ET D'UNE DISSYMETRIE DES COURANTS DE VENT, AINSI QUE DES VIBRATIONS INHERENTES PAR TORSION SANS DEVOIR MODULER LE PAS DES AUBES 15 DE LA TURBINE. L'INVENTION EST UTILISEE POUR ASSURER UNE EFFICACITE OPTIMALE DES TURBINES EOLIENNES, NOTAMMENT LORSQUE LE VENT SOUFFLE A UNE VITESSE MARGINALE.

Description

1 La présente invention concerne, d'une manière générale, de grandes

turbines éoliennes et, plus spé- cifiquement, des turbines éoliennes de ce type compor- tant des aubes à surface portante à pas variable. 5 Compte tenu du regain d'intérêt apporté aux turbines éoliennes comme moyen de production de puis- sance électrique que l'on tire de l'énergie du vent, on cherche constamment à apporter des améliorations à l'efficacité de ces turbines. Les essais entrepris 10 en vue d'améliorer l'efficacité des grandes turbines éoliennes ont abouti à l'élaboration de turbines éoliennes comportant des aubes à pas variable. On peut trouver un exemple d'un type de turbine éolienne com- portant des aubes à pas variable dans le brevet des 15 Etats-Unis d'Amérique no 4.083.651 aux noms de Cheney, Jr. et al., accordé à la Demanderesse et ayant pour titre "lWind Turbine with Automatic Pitch and Yaw Con- trol" (= turbine éolienne avec système de réglage au- tomatique de pas et de lacet). Comme décrit dans ce 20 brevet, on règle le pas des aubes des turbines éolien- nes en fonction des conditions du vent de façon à ré- gler la vitesse de la turbine ou, en d'autres mots, afin de régler la quantité d'énergie éolienne captée par les aubes de la turbine. On peut également régler 25 le pas des aubes de façon à réduire les perturbations survenant dans le train d'entraînement de la turbine, par exemple, sous l'effet de rafales de vent, d'une dissymétrie des courants de vent, des vibrations dues à la torsion et analogues minimisant ainsi les effets 30 néfastes éventuellement exercés par ces perturbations sur l'élément de charge de la turbine éolienne (généra- teur de puissance électrique ou analogues). Bien que, dans le brevet précité, le pas des aubes de turbines soit réglé automatiquement par un système d'organes 35 pendulaires pivotants assemblés aux aubes, on à élabo- ré différents systèmes en vue de régler le pas des aubes des turbines éoliennes par voie numérique ou par 2480862 2 d'autres méthodes équivalentes. Un exemple d'un système de réglage numérique du pas des aubes est décrit dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique nO 4.193.005 aux noms de Kos et al., accordé à la Demanderesse et ayant 5 pour titre "Multi-Mode Control System for Wind Turbines" (= système de réglage à plusieurs modes pour les tur- bines éoliennes). La totalité de ce brevet est mention- née ici à titre de référence. Dans le système de réglage décrit dans ce bre- 10 vet aux noms de Kos et al., la sortie est un signal de référence d'angle de pas déterminé sous forme d'une fonction à boucle fermée du couple de l'arbre, ainsi que différents autres paramètres de fonctionnement et signaux de référence. Lorsque le vent souffle à grande 15 vitesse, c'est-à-dire lorsque le vent fournit une quantité d'énergie supérieure à celle requise pour ac- tionner l'élément de charge de la turbine éolienne et que les aubes de la turbine "gaspillent" ainsi l'énergie éolienne, les rafales de vent et la dissymétrie 20 des courants du vent en travers du rotor de la turbine provoquent, dans le train d'entraînement de cette der- nière, des perturbations mécaniques qui se manifestent par des changements brusques dans le couple de l'arbre, si bien que le système de réglage règle le pas des 25 aubes pour maintenir ce couple de l'arbre à un niveau de référence, réduisant ainsi l'amplitude des pertur- bations afin de minimiser les effets exercés, sur le générateur, par les perturbations survenant dans le train d'entraînement. Lorsqu'il s'agit de conditions 30 marginales relatives à la vitesse du vent, le système décrit dans le brevet précité de Kos et :al. règle le pas des aubes des turbines éoliennes de façon à porter au maximum la quantité d'énergie éolienne captée par ces aubes afin de l'utiliser pour actionner le généra- 35 teur. Dans de telles conditions marginales, le système de réglage n'est pas en mesure de régler le pas des aubes pour maintenir un couple constant dans l'arbre 3 et compenser ainsi les effets résultant des rafales de vent et de la dissymétrie des courants du vent, En conséquence, si l'on ne prévoit pas des éléments absor- bant des perturbations telles que les réactions de cou- 5 ple dans le train duentra nement des turbines éoliennes sous l1effet des rafales de vent et de la dissymétrie des courants du vent, ces perturbations risquent alors d'être transmises, via le train d9entraúnement, au gé- nérateur, risquant ainsi de détériorer ce dernier . 10 Différents moyens en vue d'absorber les pertur- bations ou les chocs survenant dans les trains d9entrat- nement sous lgeffet de vibrations- de réactions de couple et analogues ont été proposés dans la technique antérieure. Des exemples de ces dispositifs absorbant 15 les chocs et les vibrations sont donnés dans les bref vets des Etats-Unis d'Amérique nl 2,844o048 aux nomse de Bennett-et al., 3.146,629 au nom de Schmnitter et 3.460,405 au nom de Simmonse En analysant ces brevets, on comprendra qu'il n est ni indiqué, ni suggéré que

20 les appareils y décrits sont utilisés dans le train deentralnement d'une turbine éolienne pour absorber les chocs et les vibrations, tout en améliorant les possibilités de captage de lénergie du vent par une turbine éolienne lorsque le vent souffle dans des 25 conditions marginales. Le seul moyen connu pour isoler un élément de charge d'une turbine éolienne vis-à-vis des perturba- tions survenant dans le train d'entraînement est cons- titué d'un accouplement visqueux disposé dans larbre 30 principal de la turbine. Il a été déterminé qu'un accouplement de ce type était la cause d'une perte- importante dgénergie fournie à 1Délément de chargez si bien qu'il n'apporte pas une solution totalement acceptable au problème posé par les perturbations 35 survenant dans le train dentratnemento Un objet principal de la présente invention est de fournir une turbine éolienne permettant dDéviter 2480862 les déficiences de la technique antérieure. Un autre objet de la présente invention est de fournir une turbine éolienne comportant un élément en vue d'isoler l'élément de charge de la turbine vis-à- 5 vis des perturbations survenant dans le train d'entraf- nement sous l'effet des vibrations, des réactions de couple et analogues Un autre objet de la présente invention est de fournir une turbine éolienne comportant un système 10 d'isolation des perturbations du train d'entraînement, l'élément prévu pour réaliser cette isolation amélio- rant les possibilités de captage d'énergie par les aubes d'une turbine lorsque le-vent souffle dans des conditions marginales. 15 Ces différents objets, ainsi que d'autres qui apparattront plus clairement à la lecture de la des- cription détaillée ci-après donnée en se référant aux revendications et aux dessins annexés, sont réalisés par la turbine éolienne de la présente invention qui 20 comprend un train d'entraînement constitué de plu- sieurs aubes à surface portante montées sur un moyeu ou un rotor conçu pour alimenter, par rotation, un élément de charge tel qu'un générateur de puissance électrique ou un alternateur. La vitesse de rotation 25 du rotor augmente progressivement jusqu'à une valeur compatible avec la vitesse de fonctionnement de l'élé- ment de charge du fait qu'il est élastiquement en pri- se avec une partie non rotative de la turbine telle que la nacelle et ce, par des moyens élastiques tels 30 que des ressorts ou analogues. Dans la forme de réa- Iisation préférée, le train d'engrenages est enfermé dans un carter supporté par plusieurs ressorts héli- coïdaux de façon à pouvoir pivoter, les oscillations de ce carter sur ces ressorts suite à l'absorption 35 des réactions de couple dues aux rafales de vent et aux vibrations produites par les résonances inhérentes au train d'entraînement, étant amorties par des élé- 2480862 ments tels qu'un amortisseur associé à chaque ressort de montage. En isolant de la sorte le générateur ou l'alternateur vis-à-vis des perturbations du train dtentrainement au moyen d'un train d'engrenages monté 5 élastiquement, on libère le système de réglage du pas des aubes, de telle sorte que ce pas puisse être réglé de façon à capter le maximum d'énergie lorsque le vent souffle à la vitesse minimum, améliorant ainsi le ren- dement et l'efficacité globale de la turbine éolienne. 10 Les caractéristiques et avantages ci-dessus de la présente invention, ainsi que d'autres apparaîtront plus clairement à la lecture de la description ci- après donnée en se référant aux dessins annexés dans lesquels : 15 la figure 1 est une vue isométrique d'une forme de réalisation préférée de la turbine éolienne de la présente invention, cette vue représentant schématique- ment un système de réglage d'angle de pas des aubes, ainsi qu'un mécanisme de changement de pas associé à 20 la turbine, certaines parties de celle-ci étant élaguées afin de montrer des détails de construction , la figure 2 est une élévation agrandie d'une boîte d'engrenages utilisée dans la turbine éolienne illustrée en figure 1, certaines parties de cette boite 25 d'engrenages et des éléments de montage élastiques pré- vus pour cette boite étant élaguées afin de montrer des détails de construction ; la figure 3 illustre, par un graphique, la relation entre la puissance de sortie de la turbine et 30 la vitesse du vent dans des conditions de fonctionne- ment normal de la turbine ; et la figure 4 représente, par un graphique, la relation entre le rapport de puissance de la turbine et l'angle de pas des aubes pour une seule vitesse arbi- 35 traire du vent. 2480862 6 Dans les figures 1 et 2, la turbine éolienne de la présente invention est désignée d'une manière gêne- rale par le chiffre de référence 10 et elle comprend deux aubes 15 ou plus à pas variable, ce -pas étant ré- 5 glé en faisant pivoter ces aubes sur leurs axes longi- tudinaux au moyen d'organes de commande hydrauliques 20 alimentés par un débit réglé d'un fluide hydraulique venant d'un mécanisme de changement de pas 25. Ce mé- canisme de changement de pas peut être de n'importe

10 quel type connu et il ne fait pas partie de la présente invention. Ce mécanisme de changement de pas est com- mandé par un système 30 réglant l'angle de pas des aubes et calculant un signal de référence d'angle de pas des aubes en réponse à des signaux d'entrée de démarrage/ 15 arrêt de la turbine, de la vitesse du rotor de la tur- bine, de référence de la vitesse du rotor, de la limite d'accélération du rotor, de la limite de décélération du rotor, de la vitesse du vent, du couple de l'arbre, de la vitesse du générateur, ainsi que de la mise en/ 20 hors ligne du générateur. Des détails relatifs-à ce système de réglage 30 de l'angle de pas des aubes sont donnés dans le brevet précité de Kos et al. La turbine éolienne 10 comporte un train d'en- tratnement comprenant un rotor ou moyeu 35 sur lequel 25 sont montées des aubes 15, le rotor étant fixé à un arbre principal40 qui est lui-même supporté par des paliers ou des coussinets espacés 45. L'énergie du vent captée par la turbine éolienne 10 actionne un élément de charge 50 tel qu'un générateur ou un alternateur. Afin d'amener progressivement la vitesse de l'arbre 40 à une valeur compatible avec la vitesse de fonctionnement normale(synchrone) du générateur 50, le train d'entraînement comporte un système d'engrenages 55 accouplant cet arbre 40 au générateur. Afin d'iso- 35 ler ce générateur 50 vis-à-vis des vibrations de tor- sion résultant du fonctionnement normal de la turbine éolienne, ainsi que des forces du couple de réaction 248086~ 7, résultant des rafales de vent et de conditions analogues, tout en améliorant l'efficacité de la turbine en per- mettant, au système de réglage de régler, lorsque le vent souffle à la vitesse minimale, leangle de pas des 5 aubes pour capter au maximum leénergie du vents le sys- tème d'engrenages 55 est fixé élastiquement sur une partie non rotative de la turbine grâce à des éléments de montage élastiques 60 assemblés activement à une extrémités, à la boîte deengrenages et, -à lautre extré- 10 mité, à la base 65 de la nacelle 70o Bien que la na- celles le train dientramnemient et le moyeu pivotent normalement en un mouvement de lacet sur un axe verti= cal, ce pivotement n'est pas considéré comme une rotation, puisqu:aussi bien ce terme est utilisé dans lex- 15 pression "partie non rotative, de la turbine'.o En se référant à la figure 3 qui est un diagram- me de la puissance de sortie de la turbine éolienne vis-à-vis de la vitesse du vent, on constate queen dessous de la vitesse de conjonction' la turbine est incapable 20 de produire une puissance utilisable. A des vitesses se situant entre la vitesse de conjonction et la vitessenomi- nale, un accroissement de la vitesse du vent donne lieu à une élévation de la puissance de sortié de la turbine. Dans cette zone de fonctionnement, afin de maintenir 25 la production de puissance utile par la turbine éolien- ne, il convient d'ontimaliser la quantité d'énergie éolienne captée par la turbine. Lorsque le vent souffle à des vitesses supérieures à la vitesse nominale, il fournit de l'énergie en une quantité supérieure à celle 30 suffisante pour actionner la turbine et le générateur à la vitesse nominale: si bien que les aubes de la turbine donnent lieu à un "'gaspillage" d'énergie. Dès lors, en examinant la figure 3, on comprendra que, si le vent souffle à une vitesse marginale, cvest-à-dire 35 à une vitesse se situant entre la vitesse de-conjonc- tion et la vitesse nominale, le système 30 de réglage de langle de pas des aubes doit calculer un angle de 2480862 8 pas de telle sorte que les aubes de la turbine captent au mieux l'énergie du vent tandis que, lorsque ce der- nier souffle à des vitesses supérieures à la vitesse nominale et inférieures à la vitesse de disjonction, 5 une partie seulement de l'énergie disponible est requise pour que la turbine continue à fonctionner à une puis- sance nominale, tandis que le système de réglage calcu- lera un angle de pas indiquant le captage d'énergie requis pour maintenir la sortie du générateur à la 10 puissance nominale. A une vitesse de disjonction, la vitesse du vent est à ce point élevée que la turbine est amenée à ltarrêt de telle sorte qu'elle ne puisse 9tre détériorée par le vent. Lorsqu'il règle l'angle de pas alors que le 15 générateur est en ligne et synchronisé avec une- grille de puissance dtutilité, le système 30 de régla- ge d'angle de pas des aubes du type décrit dans le brevet précité de Kos et al. règle cet angle de pas des aubes en fonction de la vitesse du vent, du couple 20 de l1arbre, de la vitesse du rotor et de la vitesse du générateur. Lorsque le générateur est en ligne il est essentiellement bloqué dans sa vitesse de fonction- nement synchrone et, par conséquent, les réglages effec- tués dans le signal de référence dtangle de pas des au- 25 bes dépendront beaucoup plus du couple de l'arbre et de la vitesse du vent que de la vitesse du rotor et du générateur. Dans la figure 6 du brevet précité de Kos et al., on constate que, dans un système en ligne pour

le réglage du couple de ltarbre, une dérivée de temps 30 du signal de référence dlangle des aubes est obtenue par différentes opérations pratiquées sur des signaux d'erreurs résultant dtune comparaison dlun couple de référence d'arbre avec un couple réel d'arbre, ainsi que dtune comparaison de la vitesse du rotor avec-la 35 vitesse du' générateur. On comprendra que, si le vent souffle à des vitesses supérieures à la vitesse nomi- nale, étant donné que l'on dispose d'une quantité 2480862 9 d'énergie éolienne supérieure à celle suffisante pour actionner la turbine à la vitesse nominale, le pas des aubes peut ftre réglé continuellement pour compenser les rafales de vent et la dissymétrie des courants de 5 vent en travers de la turbine sans pour autant réduire la puissance de sortie de celle-ci à une valeur-infé- rieure à celle requise pour actionner le générateur en synchronisme. De plus, en examinant la figure 6 du brevet précité de Kos et al., on constate que les cir- 10 cuits en ligne prévus pour le réglage du couple de l'arbre assurent l'amortissement des résonances de torsion dans le train dtentrainement dans des conditions de fonctionnement normal. Toujours en se référant au-système en ligne 15 prévu pour le réglage du couple conformément au brevet de Kos et al., lorsque le générateur est en ligne et que la turbine éolienne fonctionne à des vitesses se situant entre la vitesse de conjonction et la vitesse nominale, le couple réel de l'arbre est d'une amplitude 20 absolue inférieure à celle d'un signal de couple de référence que l'on soustrait du signal réel de couple, ce qui a pour effet d'émettre un signal d'erreur néga- tive vers un circuit de compensation dynamique. Cette erreur négative donne lieu à une dérivée de temps né- 25 gative dans l'angle de pas des aubes à la sortie du système en ligne prévu pour le réglage du couple de l'arbre. Lorsque cette sortie négative est intégrée dans l'intégrateur décrit dans le brevet précité de Kos et al. (figure 8), le faible angle de-pas qui en résul- 30 te, est introduit dans un circuit o l'on fait inter- venir des arrêts d'intégrateur maximum et minimum, ce circuit établissant un angle de pas minimum (afin de capter le maximum d'énergie éolienne) à la sortie du système de réglage d'angle de pas 30.Dans le brevet 35 précité de Kos et al., il est stipulé que l'angle minimum des aubes est programmé en fonction de la vites- - se du rotor et de la vitesse du vent. Etant donné que, 2480862 10 pour toutes les applications pratiques, la vitesse du rotor reste pratiquement constante lorsque le généra- teur est synchronisé avec la grille d'utilité, on comprendra que, si le vent souffle à des vitesses se si- 5 tdant entre la vitesse de conjonction et la vitesse nominale, l'angle de pas des aubes sera programmé plus ou moins sous forme d'une fonction de boucle ouverte de la vitesse du vent. En conséquence, dans la zone se situant entre la vitesse de conjonction et la vites- 10 se nominale, étant donné que le couple de l'arbre n'est pas une base efficace pour la modulation du pas des aubes, ce pas ne pourra être réglé en réponse à des vibrations et des perturbations du couple de l'arbre. De plus, si l'angle de pas des aubes était 15 modulé en réponse au couple de l'arbre, cette modula- tion réduirait les possibilités de captage de l'énergie éolienne par la turbine, ces possibilités devant, ainsi qu'on l'a exposé ci-dessus, être optimalisées lorsque le vent souffle à faible vitesse, La figure 4 donne 20 un diagramme du rapport de puissance de la turbine (puissance de sortie de la turbine/puissance disponi- ble du courant de vent intercepté par la turbine) vis- à-vis de l'angle de pas des aubes. On constate que la courbe ainsi tracée atteint un sommet à un rapport de 25 puissance de PR, correspondant à un angle 31 des aubes. En conséquence, *on comprendra qu'un seul angle de pas correspond à une efficacité optimale de la turbine et- qu'un réglage de ltangle de pas par rapport à cet angle unique réduit nécessairement l'efficacité en diminuant, 30 ipso facto, la gamme des vitesses du vent dans laquelle la turbine peut produire une puissance utile. Afin d'améliorer l'efficacité de la turbine éolienne de la présente invention, cette turbine com- prend un élément destiné à isoler le générateur vis- 35 à-vis des perturbations de l'arbre d'entraînement dans la zone de fonctionnement se situant entre la vitesse de conjonction et la vitesse nominale du vent sans - 2480862 il devoir pour autant moduler le pas des aubes. En se référant à nouveau aux figures 1 et 2, ce moyen diso- lation consiste à monter élastiquement le système d'engrenages 55 sur une partie non rotative de la %urbinep 5 par exemple, la nacelle 70. Dans la forme de réalisa- tion préférée, ce système d'engrenages 55 est constitué d'un système d'engrenages planétaires de telle sorte que l'arbre 40 et le rotor du générateur 50 puissent dtre disposés coaxialement. Ctest ainsi que, comme 10 représenté en figure 2, ce système d'engrenages com-

prend un engrenage planétaire 75 entraînant plusieurs engrenages satellites 80, lesquels sont en prise avec cet engrenage planétaire et un engrenage annulaire extérieur 85. Bien entendu, on comprendra que plusieurs étages d'engrenages planétaires seront généra- lement nécessaires pour obtenir un rapport de démulti- plication désiré ; on comprendra également que l'on peut utiliser n'importe quel nombre d'étages de ce type sans pour autant se départir de la présente inven- 20 tion. De plus, si les arbres du générateur et de la turbine ne doivent pas 9tre disposés coaxialement, on peut alors utiliser n'importe quel autre système d'engrenages. - Les engrenages rotatifs sont disposés dans et 25 supportés par un . carter. 90 de n'importe quelle ma- nière appropriée bien connue dans la technique, Ce carter 90 comporte un premier et un deuxième bras ou une première et une deuxième chape 95 s'étendant vers l'extérieur, chacune de ces chapes comportant un point 30 de pivotement sur lequel sont assemblées les montures élastiques 60. Chacune de ces montures élastiques comprendun ressort 100 disposé à l'intérieur de et retenu latéra- lement par un logement 105 fixé à la base 65 de la na- 35 celle par des boulons 110. Ce ressort est situé entre la base du logement 105 et une plaque de retenue 110 pivotant sur une extrémité de l'articulation 115 dont 2480862 12 l'autre extrémité pivote sur la chape 95. En consé- quence, on constatera que n'importe quel mouvement de pivotement du carter d'engrenages 90 sur son axe lon- gitudinal sera transmis aux ressorts 100 dont l'un 5 est ainsi comprimé, tandis que l'autre est allongé. Dès lors, toute réaction de couple imprimée à l'un ou l'autre des engrenages renfermés dans le carter sous l'effet d'une perturbation survenant dans le train d'entraînement à la suite de rafales de vent ou analo- 10 gues, de même que toute vibration de torsion du rotor de la turbine éolienne en raison de-ses caractéristi- ques inhérentes de structure et de fonctionnement, seront isolées du générateur par les ressorts 100, mi- nimisant ainsi les risques de détérioration du géné- 15 rateur suite à ces perturbations. De plus-, on compren- dra que l'assemblage élastique du système d'engrenages à la nacelle-assure l'absorption des chocs ou l'isola- tion des perturbations indépendamment du réglage de l'angle de pas des aubes. En conséquence, contraire- 20 ment aux turbines éoliennes de la technique antérieure dans lesquelles la modulation de l'angle de pas cons- titue l'unique moyen de parer à ces perturbations du train d'entratnement, avec les pertes d'efficacité qui en résultent, suivant là présente invention, même si 25 le-vent souffle à une vitesse marginale, l'efficacité de la-turbine est maintenue à une valeur optimale par le système de réglage d'angle de pas des aubes, l'ab- sorption des chocs (ou l'isolation des perturbations) étant entièrement assurée par l'assemblage élastique 30 du système d'engrenages avec la nacelle. Afin d'amortir les oscillations du carter d'engrenages s'exerçant sur les ressorts 100 et résul- tant, par exemple, de vibrations de torsions fondamen- tales, des éléments d'amortissement peuvent être assem- 35 blés activement à ce système d'engrenages et à la nacelle de la turbine. Dans la forme de réalisation pré- férée, ces éléments d'amortissement sont constitués 2480862 13 d'amortisseurs 120 dont les cylindres sont assemblés à la base de la nacelle au fond du logement 105, tandis que les tiges des pistons de ces amortisseurs sont assemblées aux organes de retenue 110 des ressorts et, 5 partant, aux articulations 115. En conséquence, on comprendra que la présente invention fournit un moyen perfectionné en vue de re- lier mécaniquement une turbine éolienne à un élément de charge en isolant efficacement, de cet élément de 10 charge, les perturbations survenant dans le train d'entraînement de la turbine sous l'effet des rafales de vent, de la dissymétrie des courants de vent et des. caractéristiques inhérentes de vibration du système. De plus, on comprendra que cette isolation vis-à-vis 15 des perturbations est assurée indépendamment du sys- tème de réglage' du pas des aubes lorsque le vent souf- fle à une vitesse marginale, permettant ainsi d'assurer une efficacité optimale de la turbine dans de telles conditions. 20 Bien que l'invention ait été illustrée et dé- crite en se référant à certaines de ses formes de réalisation détaillées, l'homme de métier comprendra que diverses modifications et omissions peuvent y être apportées tant dans la forme que dans les détails sans 25 pour autant se départir de l'esprit et du cadre de l'invention. Dès lors, il est entendu que, suivant l'invention, différents autres types de ressorts ou d'organes élastiques peuvent être utilisés pour assem- bler le système d'engrenages à n'importe quelle partie 30 non rotative appropriée de la turbine éolienne. De la même manière, on peut utiliser n'importe quel type d'élément d'amortissement sans pour autant se départir

de l'invention. En outre, bien que, dans la forme de réalisation préférée, l'élément d'amortissement soit 35 disposé à l'intérieur et coaxialement par rapport aux ressorts, il est entendu que l'on peut également adop- ter d'autres dispositions relatives équivalentes entre les ressorts et les éléments amortisseurs. 2480862 14

Claims

REVENDICATIONS

1. Turbine éolienne comportant un train d'en- tra nement comprenant plusieurs aubes à surface por- tante montées sur un rotor conçu pour actionner un 5 élément de charge, la vitesse de rotation de ce rotor étant portée progressivement à une valeur compatible avec le fonctionnement de cet élément de charge par un système d'engrenages monté élastiquement sur la turbine éolienne dans une partie non rotative de celle-ci afin 10 d'isoler cet élément de charge vis-à-vis des perturba- tions que subit le train d'entraînement suite à des conditions telles que des rafales de vent, une dissy- métrie des courants de vent et les résonances inhérentes du train dientrafnement. 15

2. Turbine éolienne suivant la revendication 1, caractérisée en ce que le système d'engrenages est dis- posé dans et supporté par un carter, lequel est logé à l'intérieur de et assemblé à une nacelle par au moins un ressort., 20

3. Turbine éolienne suivant la revendication 2, caractérisée en ce qutelle comprend également des élé- ments assemblés activement à ce carter et à ce logement afin dtamortir les oscillations de ce carter sur ces ressorts. 25

4. Turbine éolienne suivant la revendication 3, caractérisée en ce que les éléments amortisseurs com- portent au moins un amortisseur.

5. Turbine éolienne suivant la revendication 1, caractérisée en ce que le pas des aubes à surface por- 30 tante est réglable, ce pas étant réglé par un système de réglage d'angle de pas des aubes dont la sortie in- dique, lorsque le vent souffle à grande vitesse, le pas auquel les aubes doivent être réglées pour isoler l'élé- ment de charge vis-à-vis des perturbations survenant 35 dans le train d'entraînement tout en maintenant une puissance de sortie désirée tandis que, lorsque le vent souffle à une vitesse marginale, la sortie de ce système 2480862 15 indique le pas auquel les aubes doivent être réglées pour porter au maximum la puissance de sortie du rotor et ce, généralement, quelles que soient les perturba- tions survenant dans le train dîentraînement, cet élé- 5 ment de. charge étant isolé vis-à-vis de ces perturba- tions du train dtentra:nement lorsque le vent souffle à cette vitesse marginale et ce, du fait que le système d'engrenages est monté élastiquement, optimalisant ain- si la. puissance de sortie du rotor à la fois lorsque 10 le vent souffle à grande vitesse et à vitesse marginale.

6. Turbine éolienne suivant la revendication 5, caractérisée en ce que le système deengrenages est sup- porté de façon à pouvoir pivoter au moins sur un res- sort s étendant généralement vers l textérieur de ce 15 Wstème d'engrenages.

7. Turbine éolienne suivant la revendication 6, caractérisée en ce qu'elle comprend également des éléments en vue d'amortir les oscillations du système d'engrenages sur les ressorts, ces éléments amortis- 20 seurs comprenant au moins un amortisseur s'étendant généralement vers l'extérieur de ce système dtengrena- ges.

8. Turbine éolienne suivant la revendication 7, caractérisée en ce que le système dtengrenages est dis- 25 posé dans un carter, lequel est lui-meme disposé dans une nacelle comportant une base, les ressorts précités étant reliés activement à cette nacelle et au carter précité afin de supporter verticalement ce dernier sur la base de la nacelle. 30

9 Turbine éolienne suivant la revendication 8, caractérisée en ce que leamortisseur est généralement disposé parallèlement au ressort -