NL8101785A - Windturbine voorzien van middelen voor het opnemen van er door de wind op uitgeoefende onregelmatige belastingen. - Google Patents

Windturbine voorzien van middelen voor het opnemen van er door de wind op uitgeoefende onregelmatige belastingen. Download PDF

Info

Publication number
NL8101785A
NL8101785A NL8101785A NL8101785A NL8101785A NL 8101785 A NL8101785 A NL 8101785A NL 8101785 A NL8101785 A NL 8101785A NL 8101785 A NL8101785 A NL 8101785A NL 8101785 A NL8101785 A NL 8101785A
Authority
NL
Netherlands
Prior art keywords
wind
wind turbine
housing
transmission
turbine
Prior art date
Application number
NL8101785A
Other languages
English (en)
Original Assignee
United Technologies Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by United Technologies Corp filed Critical United Technologies Corp
Publication of NL8101785A publication Critical patent/NL8101785A/nl

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03DWIND MOTORS
    • F03D15/00Transmission of mechanical power
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03DWIND MOTORS
    • F03D7/00Controlling wind motors 
    • F03D7/02Controlling wind motors  the wind motors having rotation axis substantially parallel to the air flow entering the rotor
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03DWIND MOTORS
    • F03D7/00Controlling wind motors 
    • F03D7/02Controlling wind motors  the wind motors having rotation axis substantially parallel to the air flow entering the rotor
    • F03D7/022Adjusting aerodynamic properties of the blades
    • F03D7/0224Adjusting blade pitch
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05BINDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2270/00Control
    • F05B2270/10Purpose of the control system
    • F05B2270/20Purpose of the control system to optimise the performance of a machine
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70Wind energy
    • Y02E10/72Wind turbines with rotation axis in wind direction
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S416/00Fluid reaction surfaces, i.e. impellers
    • Y10S416/50Vibration damping features

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Wind Motors (AREA)
  • Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)
  • Measurement And Recording Of Electrical Phenomena And Electrical Characteristics Of The Living Body (AREA)
  • Prostheses (AREA)
  • Surgical Instruments (AREA)

Description

ΐ 5 - - 1 -
Windturbine voorzien van middelen voor het opnemen van er door de wind op uitgeoefende onregelmatige belastingen.
De uitvinding heeft in het algemeen betrekking op grote windturbines en meer in het bijzonder op die windturbines, die zijn voorzien van bladen met een instelbare spoed.
5 Ten gevolge van de nieuwe interesse in wind turbines voor het opwekken van elektriciteit met behulp van windenergie, wordt voortdurend gezocht naar verbeteringen in het rendement van dergelijke windturbines. Pogingen om een beter rendement te krijgen bij grote windturbines 10 hebben gevoerd tot de ontwikkeling van windturbines met bladen met variabele spoed. Een voorbeeld van een type van een dergelijke windturbine is beschreven in het Amerikaanse octrooischrift 4.083.651. Zoals in dit octrooischrift uiteengezet wordt de spoed van de wind-15 turbinebladen ingesteld overeenkomstig de windomstandigheden, zodanig dat het toerental van de windturbine wordt bestuurd ofwel met andere woorden de hoeveelheid windenergie die door de turbinebladen wordt opgenomen.
De spoed van de bladen kan eveneens worden inge-20 steld ter vermindering van de door de wind op de turbine-aandrijfmiddelen uitgeoefende onregelmatige belastingen, zoals bijv. ten gevolge van windstoten, asymmetrische luchtstromingen, torsievibratie en dergelijke, waardoor de nadelige invloeden van dergelijke onregelmatigheden 25 op de door de windturbine aangedreven inrichting (zoals een generator of dergelijke) worden verminderd.
Terwijl de spoed van de turbinebladen volgens het genoemde Amerikaanse octrooischrift automatisch wordt bestuurd door een inrichting omvattende verzwenkbare 30 slingerelementen, die zijn verbonden met de bladen, zijn ook verdere stelsels ontwikkeld voor het regelen van de spoed van windturbinebladen op digitale of andere equivalente wijzen. Een voorbeeld van een digitaal blad-hoekinstelsysteem is beschreven in het Amerikaanse 35 octrooischrift 4.193.005. Dit octrooischrift wordt in het nu volgende als bekend beschouwd.
81017 8 5 k ' s -2 -
In het betreffende octrooischrift wordt de uitgang van het stelsel gevormd door een instelhoek-referentie-signaal, dat is vastgesteld als een gesloten-lusfunktie van de as-torsie evenals verschillende andere bedienings-5 parameters en referentiesignalen. Bij grote windsnelheden dat wil zeggen wanneer meer windenergie beschikbaar is dan vereist voor het aandrijven van de met de windturbine verbonden inrichting, zodat de turbine een deel van de aan de bladen geleverde windenergie moet vernietigen, 10 zullen windstoten en asymmetrische windstromingen oorzaak zijn van mechanische onregelmatigheden die door de turbinerotor worden uitgeoefend op de aan te drijven inrichting en welke worden waargenomen als plotselinge veranderingen in de as-torsie, waarop het regelstelsel 15 de spoed van de bladen verstelt om de as-torsie op een bepaald ; niveau te handhaven door vermindering van de amplitude van onregelmatigheid, ter verkleining van de effekten van de onregelmatigheden op de door de. aandrijving aangedreven generator.
20 Bij marginale windomstandigheden wordt volgens het Amerikaanse octrooischrift de spoed van de bladen zodanig ingesteld, dat de maximale hoeveelheid windenergie, die wordt uitgeoefend op de bladen, kan worden gebruikt voor het aandrijven van de generator. Onder dergelijke 25 marginale omstandigheden kan het regelstelsel de spoed van de bladen niet zodanig instellen, dat een constante as-torsie wordt gehandhaafd om eventuele windstoten en asymmetrische luchtstromingen te compenseren. Wanneer dus geen middelen aanwezig zijn voor het absorberen van 30 onregelmatigheden, zoals torsie-reacties in de aandrijving van de windturbine ten gevolge van windstoten en asymmetrische luchtstromingen, zullen dergelijke onregelmatigheden worden doorgeleid naar de aangedreven generator, wat het risico van beschadiging daarvan met zich brengt.
35 Verschillende middelen voor het absorberen van onregelmatigheden of schokken uitgeoefend op aandrijvingen ten gevolge van vibratie, torsiereacties en dergelijke, zijn reeds bekend.. Voorbeelden van dergelijke schok-en vibratie-absorberende inrichtingen zijn beschreven 40 in de Amerikaanse octrooischriften 2.844.048; 3.146.629; 8101785 f- , \ - 3 - en 3.460.405. Bij beschouwing van deze octrooischriften zal duidelijk zijn dat de daarin beschreven inrichtingen noch bestemd zijn, noch worden voorgesteld als gebruikt te kunnen worden voor de aandrijving van een windturbine 5 voor het absorberen van schokken en vibraties onder verbetering van de opneemcapaciteit van de windenergie van een windturbine onder marginale windomstandigheden.
De enige bekende inrichting voor het opnemen van onregelmatigheden die door een windturbine zouden worden 10 uitgeoefend op de aangedreven inrichting, bestaat uit een visceuze koppeling, die wordt aangebracht in de hoofdturbine-as. Vastgesteld is dat een dergelijke koppeling een aanmerkelijk verlies met zich brengt in de energie die aan de aan te drijven inrichting wordt 15 toegevoerd, zodat een dergelijke inrichting in het geheel niet geschikt is voor het oplossen van de onregelmatigheids-problemen.
Het hoofddoel van de onderhavige uitvinding is nu het verschaffen van een windturbine waardoor de bezwaren 20 van de bekende windturbine worden overwonnen.
Een verder doel van de uitvinding is het verschaffen van een windturbine voorzien van middelen voor het opnemen van er door de wind op uitgeoefende onregelmatige belastingen ten gevolge van vibratie, torsië-reacties 25 en dergelijke.
Een verder doel van de uitvinding is nog het verschaffen van een windturbine voorzien van zodanige scheidingsmiddelen, dat de energie-opnamemogelijkheden van de .turbinebladen worden verbeterd onder marginale wind-30 omstandigheden.
Deze en verdere doeleinden worden nu volgens de uitvinding bereikt bij een windturbine omvattende een aandrijving bestaande uit een aantal bladen gemonteerd op een naaf of rotor en geschikt voor het draaibaar 35 aandrijven van een inrichting zoals een generator of dergelijke. Daarbij wordt het toerental van de rotor omhoog getransformeerd tot een waarde aangepast op het werktoeren-tal van de aangedreven inrichting door een overbrenging die veerkrachtig is gemonteerd op een niet draaiend deel 40 van de turbine zoals de gondel, door veerkrachtige middelen 8101785 . - 4 - zoals veren of dergelijke. Bij de voorkeursuitvoeringsvorm is de overbrenging opgenomen binnen een huis, dat verzwenkbaar wordt ondersteund door een aantal schroefveren, waarbij trillingen van het huis op de veren ten gevolge 5 van het absorberen van torsie-reacties van windstoten en vibratie of van daarmee gepaard gaande aandrijving-resonanties, worden gedempt door dempingsmiddelen zoals een schokdemper, verbonden met elk der ondersteuningsveren. De scheiding van de generator of dergelijke van de on-10 regelmatige belastingen van aandrijving door de veerkrachtig gemonteerde overbrenging maakt het mogelijk dat het blad-hoekregelstelsel de bladhoek instelt op,een maximale energie-opname tijdens minimale windomstandigheden, waardoor het gedrag en het totale rendement van de windturbine 15 wordt verbeterd.
Deze en verdere kenmerken en voordelen van de onderhavige uitvinding zullen nu nader worden toegelicht aan de hand van een beschrijving van een uitvoeringsvorm, weergegeven in de tekening, waarin: 20 fig. 1 een perspectivisch aanzicht toont van een windturbine volgens de uitvinding, met schematische weergave van een inrichting voor het regelen van de bladhoek en met een spoedwijzigingsmechanisme, dat is gekoppeld met de turbine, waarbij delen van de turbine zijn wegge-25 broken voor het weergeven van details van de constructie? fig. 2 een aanzicht toont, op vergrote schaal, van een tandwieloverbrenging gebruikt bij de windturbine van fig. 1, waarbij delen van de overbrenging en de veerkrachtige ondersteuningen daarvan zijn weggelaten 30 voor het weergeven van details van de constructie; fig. 3 een grafiek toont weergevende het verband tussen het door de turbine geleverde vermogen en de windsnelheid tijdens normale werking van de turbine? en fig. 4 een grafiek toont weergevende het verband 35 tussen de spoedhoek van een blad en de verhouding tussen het door de turbine geleverde vermogen en het ten gevolge van de luchtstroom ter beschikking staande vermogen bij een bepaalde gekozen windsnelheid.
In de fig. 1 en 2 is de windturbine volgens de 40 onderhavige uitvinding in het algemeen aangeduid met 10 8101785
i L
- 5 - en omvat deze twee of meer bladen 15 met instelbare spoed, waarbij de spoed wordt ingesteld door verzwenking van de bladen om hun 'langsas door hydraulische bedieningsinrichtingen 20, waaraan een bepaalde hoeveelheid hydraulisch medium 5 wordt toegevoerd vanaf het spoedveranderingsmechanisme 25.
Het spoedveranderingsmechanisme kan van een bekend type zijn en vormt geen deel van de onderhavige uitvinding. Het spoedveranderingsmechanisme wordt bestuurd door de bladhoekrege-laar 30, die een bladhoekreferentiesignaal berekent in 10 afhankelijkheid van ingangssignalen van het starten of stilzetten van de turbine, het turbinerotortoerental, de rotortoerentalréferentie, de rotorversnellingslimiet, de rotorvertragingslimiet, de windsnelheid, de as-torsie, het generatortoerental en het uit- of inschakelen van de 15 generatorleiding. Details van de bladhoekregelaar 30 zijn beschreven in het hierboven genoemde Amerikaanse octrooi-schrift 4.193.005.
De windturbine 10 omvat een aandrijving bestaande uit een rotor of naaf 35 waarop de bladen 15 zijn gemon-20 teerd en welke rotor is vastgezet aan een hoofdas 40, die wordt ondersteund door op afstand van elkaar liggende kussenblokken of legers 45. De windenergie, die door de windturbine 10 wordt opgenomen, drijft de inrichting 50 aan, zoals een generator of dergelijke. Om het toerental 25 van de as 40 omhoog te transformeren tot een waarde aangepast op het normale (synchrone) bedrijfstoerental van de generator 50, is de aandrijving voorzien van een overbrenging 55, die de as 40 koppelt met. de generator. Om de generator 50 gescheiden te houden van torsievibraties resulterend 30 uit de normale werking van de windturbine en van reactie-torsiekrachten resulterend uit windstoten en dergelijke terwijl het rendement van de turbine wordt verbeterd door instelling van de bladhoek bij minimale windomstandigheden, zodanig dat de bladhoek wordt ingesteld op een maximale 35 opname van de windenergie, wordt de tandwieloverbrenging 55 veerkrachtig vastgezet aan een niet draaiend deel van de turbine door verende montage-onderdelen 60, waarvan het ene einde werkzaam is verbonden met de tandwielkast en het andere einde met een bodemdeel 65 van de gondel 70.
40 Hoewel de gondel, tezamen met de aandrijving en de naaf 8101785 - 6 - * < normaal kunnen verzwenken om een vertikale as, wordt een dergelijke verzwenking niet beschouwd als verdraaiing wanneer in het-bovenstaande wordt gesproken over een niet draaiend deel van de turbine.
5 Zoals blijkt uit fig. 3, waarin het uitgangsvermogen van de windturbine is uitgezet tegen de windsnelheid, zal beneden een bepaalde inschakelsnelheid de turbine niet in staat zijn een bruikbaar vermogen te leveren.
Bij snelheden tussen de inschakelsnelheid V. en de nominale 10 windsnelheid V , brengt een tóename van de windsnelheid een toename tot stand van het. door de turbine afgegeven vermogen. In dit bedrijfsgebied moet de.hoeveelheid windenergie, die door de turbine wordt opgevangen, optimaal zijn voor het handhaven van de opwekking van bruikbaar 15 vermogen door de windturbine. Bij windsnelheden boven de nominale snelheid V , levert de wind meer dan genoeg energie voor het aandrijven van de turbine en de generator dan bij de nominale windsnelheid, zodat een deel van het door de bladen opgenomen vermogen moet worden "vernietigd". 20 Uit fig. 3 zal. duidelijk zijn, dat onder marginale windsnelheidsomstandigheden, dat wil zeggen windsnelheden tussen de inschakel- en de nominale snelheid, de bladhoek-regelaar 30 een bladhoek moet calculeren zodanig dat de optimale windenergie wordt opgenomen, terwijl bij wind-25 snelheden boven de nominale snelheid en onder de uit- schakelsnelheid slechts een deel van de beschikbare energie is vereist om de werking van de turbine te handhaven bij een nominaal vermogen, zodanig dat de regelaar een bladhoek zal berekenen zoals deze geschikt is om het 30 vermogen van de generator bij nominale belasting te handhaven. Bij de uitschakelsnelheid Vu is de windsnelheid zo groot, dat de turbine wordt uitgeschakeld om beschadiging ervan ten gevolge van de wind te voorkomen.
Zoals uiteengezet in het bovengenoemde Amerikaanse 35 octrooischrift 4.193.005, zal de bladhoekregelaar, tijdens het regelen van de spoed terwijl de generator is ingeschakeld en gesynchroniseerd met een elektriciteitsnet, de bladhoek instellen overeenkomstig de windsnelheid, de as-torsie, het rotortoerental en het generatortoerental. 40 Wanneer de generator is ingeschakeld, zal deze nagenoeg 8101785
* V
- 7 - met het synchrone toerental moeten werken, zodat het referentiesignaal van instellingen van de spoedhoek meer afhankelijk zal zijn van de as-torsie en de windsnelheid dan van het toerental van de rotor en de generator. Uit 5 fig. 6 van het genoemde Amerikaanse octrooischrift blijkt, dat bij een ingeschakelde as-torsieregeling een afgeleide in de tijd van het bladhoekreferentiesignaal wordt verkregen door verschillende bewerkingen op fout-signalen resulterend uit een vergelijking van een referentie-10 as-torsie met de werkelijke as-torsie en een vergelijking van het rotortoerental met het generatortoerental. Het zal duidelijk zijn dat bij windsnelheden boven de nominale, waarbij dus meer dan genoeg windenergie beschikbaar is voor het aandrijven van de turbine met het nominale toeren-15 tal, de bladhoek continu zal worden ingesteld voor het compenseren van windstoten en asymmetrische luchtstromen over de turbine, zonder verlaging van het afgegeven vermogen van de turbine tot een waarde onder die welke is vereist voor het synchroon aandrijven van de generator. Bij 20 beschouwing van het Amerikaanse octrooischrift blijkt verder, dat het as-torsieregelcircuit van fig. 6 een demping verschaft van torsieresonantie in de aandrijving onder normale werkomstandigheden.
Wanneer verder volgens dit octrooischrift de 25 generator is ingeschakeld en de windturbine werkt bij windsnelheden tussen de inschakel- en de nominale waarde, zal de werkelijke as-torsie in absolute waarde geringer zijn dan een referentietorsiesignaal dat wordt verkregen van het werkelijke torsiesignaal, wat resulteert in een 30 negatief foutsignaal naar een dynamisch compensatiecircuit. Deze negatieve fout resulteert in een negatieve tijds-afgeleide van de bladhoek als uitgang van de ingeschakelde as-torsieregelaar. Wanneer deze negatieve uitgang wordt geïntegreerd in de integrator volgens fig. 8 van het 35 genoemde Amerikaanse octrooischrift zal de resulterende lage spoedhoek worden toegevoerd als een ingang aan het circuit dat de maximale en minimale integratiestappen uitvoert, welk circuit een minimale spoedhoek (voor maximale windenergie-ontvangst] tot stand brengt als uitgang 40 van de spoedhoekregelaar 30. Het Amerikaanse octrooischrift 8101785 - 8 - beschrijft dat de minimale bladhoek is geprogrammeerd als een funktie van het rotortoerental en de windsnelheid.
Daar het rotortoerental voor alle praktische doeleinden nagenoeg constant zal moeten blijven wanneer de generator 5 is gesynchroniseerd met het gebruiksnet, zal duidelijk zijn dat bij windsnelheden tussen de inschakel- en de nominale waarde de bladhoek meer of minder wordt geprogrammeerd als een open-lus-funktie van de windsnelheid. Daar in het gebied tussen de inschakel- en de nominale snelheden 10 de as-torsie geen effektieve basis vormt voor wijziging van de bladhoek is de hoek niet instelbaar in afhankelijkheid van as-torsxeverstoringen en vibraties. ,
Wanneer verder de spoedhoek gewijzigd zou worden in afhankelijkheid van de as-torsie zou een dergelijke 15 wijziging leiden tot een vermindering in het vermogen van de turbine windenergie op te nemen, welk vermogen, zoals boven uiteengezet, juist moet toenemen voor het verkrijgen van optimale omstandigheden bij geringe windsnelheid.
In tig. 4 van de tekening is nu de vermogensverhouding 20 van de turbine Vv uitgezet tegen de bladhoek 8, waarbij de vermogensverhouding νγ de verhouding is tussen het uitgangsvermogen van de turbine en het beschikbare vermogen van de windstroom die door de turbine wordt onderschept.
Uit de figuur blijkt dat de resulterende kromme een piek 25 heeft bij een verhouding Vv , corresponderend met. een bladhoek Het zal dus duidelijk zijn dat slechts êên spoedhoek correspondeert met het optimale turbinerendement en dat door verstelling van de spoedhoek vanuit die ene hoek noodzakelijkerwijs het rendement wordt verlaagd, waardoor 30 tevens het gebied van windsnelheden wordt verkleind waarbij de turbine bruikbaar vermogen kan leveren.
Ter verbetering van rendement van de turbine omvat de windturbine volgens de onderhavige uitvinding middelen om de generator te scheiden van onregelmatige belastingen 35 van de aandrijfas in het werkzame gebied tussen inschakelen nominale windsnelheden zonder dat wijziging van de bladhoek is vereist.
Zoals blijkt uit de fig. 1 en 2 omvatten deze scheidingsmiddelen de veerkrachtige montage van de tandwiel-40 overbrenging 55 op een niet-draaiend deel van de turbine 8101785 - 9 - zoals de gondel 70. Volgens de voorkeursuitvoeringsvorm omvat de tandwieloverbrenging 55 een planetair stelsel waarbij de as 40 en de rotor van de generator 50 coaxiaal kunnen worden aangebracht. Zoals weergegeven in fig. 2 5 omvat de tandwieloverbrenging een centraal wiel 75, dat een aantal planeetwielen 80 aandrijft, die in aangrijping zijn met het centrale wiel en met het buitenste ringwiel 85. Het zal uiteraard duidelijk zijn dat in het algemeen een aantal overbrengingen van het planeettandwielenstelsel 10 noodzakelijk zal zijn om een gewenste aandrijfverhouding te verkrijgen en elk aantal van deze trappen kan worden toegepast zonder buiten de uitvindingsgedachte te vallen. Indien het verder niet vereist zou zijn de assen van generator en turbine coaxiaal aan te brengen, zou elke 15 andere tandwieloverbrenging kunnen worden gebruikt.
De draaibare tandwielen zijn aangebracht binnen en ondersteund door een huis 90 op een geschikte bekende wijze. Het huis 90 omvat eerste en tweede armen of uitstekende delen 95, die naar buiten toe er van afsteken 20 en elk een plaats vormen voor de scharnierende verbinding van het huis met veerkrachtige ondersteuningen 60.
Elk van de veerkrachtige ondersteuningen omvat een veer 100, aangebracht binnen en zijdelings opgesloten door het huis 105, dat aan de bodem 65 van de gondel is 25 vastgezet door middel van bouten 110. De veer bevindt zich tussen de bodem van het huis 105 en een veervasthoud-plaat 110, die verzwenkbaar is verbonden met het ene einde van de schakel 115, waarvan het andere einde verzwenkbaar is verbonden met de arm 95. Het zal duidelijk zijn, dat 30 elke verzwenkende beweging van het tandwielhuis 90 om de langsas ervan overgebracht zal worden op de veren 100, waarbij de ene veer samengedrukt zal worden en de andere zal worden verlengd. Elke torsiereactie van één van de tandwielen binnen het huis, resulterend uit een onregel-35 matige aandrijving veroorzaakt door windstoten of dergelijke en elke torsievibratie van de windturbinerotor ten gevolge van structurele en bedrijfseigenschappen ervan, zal dus worden gescheiden van de generator 50 door de veren 100, waardoor het gevaar van beschadiging van de generator doof 40 dergelijke onregelmatigheden minimaal wordt gemaakt.
8101785 r *- - 10 -
Verder zal duidelijk zijn, dat de veerkrachtige verbinding tussen het tandwielenstelsel en de gondel de schok-absorptie en de scheiding van onregelmatigheden onafhankelijk maakt van de instelling van de bladhoek. In tegen-5 stelling met de bekende windturbines waarbij wijziging van de bladhoek het enkele middel verschaft voor het opnemen van onregelmatige belastingen van de aandrijving met een bijbehorend verlies aan rendement, wordt volgens de onderhavige uitvinding het rendement van de turbine 10 onder marginale windsnelheidsomstandigheden gehandhaafd op een optimale waarde door het regelstelsel van de bladhoek, waarbij elke schokabsorptie en dus opvanging van onregelmatigheden wordt opgenomen door de veerkrachtige verbinding tussen het tandwielstelsel en de gondel.
15 Om trillingen van het tandwielhuis op de veren 100 te dempen zoals bijv. voor het opvangen van torsie-vibraties, kunnen dempingsmiddelen werkzaam zijn verbonden met het tandwielstelsel en de turbinegondel. Bij de voorkeursuitvoeringsvorm omvatten dergelijke dempings-20 middelen schokdempers 120 waarvan de cilinders zijn verbonden met de bodem van de gondel ter plaatse van de bodem van het huis 105, terwijl de zuiger van de schokdemper via de zuigerstang is verbonden met de veervast-houder 110 en dus met de schakel 115.
25 Het zal dus duidelijk zijn, dat de onderhavige uitvinding verbeterde middelen verschaft voor de mechanische verbinding van een windturbine met een aan te drijven inrichting, waarbij de onregelmatige belastingen van de windturbine ten gevolge van windstoten, asymmetrische 30 windstromingen en dergelijke en de vibratie-eigenschappen van het stelsel als zodanig op effektieve wijze worden gescheiden van de door de windturbine aangedreven inrichting. Verder zal duidelijk zijn dat de scheiding van dergelijke onregelmatigheden wordt verkregen on-35 afhankelijk van het bladhoekregelstelsel bij marginale windsnelheidsomstandigheden, waarbij het rendement van de turbine onder dergelijke omstandigheden optimaal kan zijn.
Hoewel de uitvinding is beschreven en weergegeven 40 aan de hand van een bepaalde uitvoeringsvorm, zal het 8101785
it· V
- 11 - de deskundige duidelijk zijn dat verschillende wijzigingen kunnen worden aangehracht zonder buiten de uitvindings-gedachte te vallen. Zo kunnen volgens de uitvinding verschillende andere typen veren of veerkrachtige elementen 5 worden verbonden met het tandwielstelsel en met andere geschikte, niet draaiende delen van de windturbine. Ook kunnen andere typen dempingsmiddelen worden toegepast.
Terwijl de dempingsmiddelen bij de beschreven uitvoeringsvorm inwendig en coaxiaal ten opzichte van de veren zijn aange-10 bracht, zal duidelijk zijn dat ook andere equivalente opstellingen tussen de veren en de dempingsmiddelen kunnen worden toegepast.
- conclusies - 8101785

Claims (10)

1. Windturbine omvattende een aandrijving bestaande uit een aantal bladen gemonteerd op een rotor geschikt voor het aandrijven van een inrichting, met het kenmerk, dat het toerental van de rotor omhoog wordt 5 getransformeerd tot een waarde aangepast op het werktoeren-tal van de aangedreven inrichting door een overbrenging, die veerkrachtig is gemonteerd op een niet draaibaar deel van de windturbine om de aangedreven inrichting te scheiden van onregelmatige belastingen op de aandrijving resulterend 10 uit die omstandigheden zoals windstoten,· asymmetrische windstromen en zoals die ontstaan uit aandrijvingsresonanties.
2. Windturbine volgens conclusie 1, m e t het ken merk, dat de overbrenging is aangebracht in en ondersteund door een huis, welk huis is opgenomen binnen en 15 verbonden is met een gondel door ten minste ëën veer.
3. Windturbine volgens conclusie 2, met het ken merk, dat middelen aanwezig zijn, die werkzaam zijn verbonden met het huis en met de omhulling voor het dempen van oscillaties van het huis op de veer.
4. Windturbine volgens conclusie 3,met het ken merk, dat de dempingsmiddelen bestaan uit ten minste ëën schokdemper.
5. Windturbine volgens één der voorgaande conclusies, waarbij de spoed van de bladen instelbaar is en de spoed 25 wordt geregeld door een bladhoekregelaar, met het kenmerk, dat de uitgang van de bladhoekregelaar bij hoge windsnelheden een aanwijzing vormt voor de bladhoek vereist voor het scheiden van de belasting van de aandri jvingsonregelmatigheden onder handhaving van een 30 gewenst uitgangsvermogen, terwijl de uitgang bij marginale windsnelheidsomstandigheden een aanwijzing vormt voor de bladhoek vereist voor een maximaal uitgangsvermogen van de rotor onafhankelijk van aandrijvingsonregelmatigheden, waarbij de aangedreven inrichting is gescheiden van de 8101785 ' ' " -13- aandrijvingsonregelmatigheden onder de genoemde marginale windsnelheidsomstandigheden door de veerkrachtig gemonteerde overbrenging, waardoor het rotoruitgangsvermogen optimaal is onder zowel marginale als hoge windsnelheidsomstandigheden.
6. Windturbine volgens conclusie 5, m e t het kenmerk, dat de overbrenging scharnierend wordt ondersteund door ten minste ëên veer, die zich naar buiten toe uitstrekt vanaf de overbrenging.
7. Windturbine volgens conclusie 7, m e t het 10 kenmerk, dat middelen aanwezig zijn voor het dempen van oscillaties van de overbrenging op de veer, welke dempingsmiddelen ten minste ëên schokdemper omvatten, die zich in het algemeen naar buiten toe uitstrekt vanaf de overbrenging.
8. Windturbine volgens conclusie 7, m e t het 'kenmerk, dat de overbrenging is aangebracht in een huis, welk huis is opgesteld binnen een gondel welke een bodemdeel omvat, waarbij de veer werkzaam is verbonden met de gondel en met het huis voor het vertikaal onder-20 steunen van het huis op de bodem van de gondel.
9. Windturbine volgens conclusie 8, m e t het kenmerk, dat de schokdemper in hoofdzaak evenwijdig met de veer is opgesteld.
10. Windturbine als beschreven en/of weergegeven in 25 de tekening. 81017 8 5
NL8101785A 1980-04-22 1981-04-10 Windturbine voorzien van middelen voor het opnemen van er door de wind op uitgeoefende onregelmatige belastingen. NL8101785A (nl)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US06/142,783 US4329117A (en) 1980-04-22 1980-04-22 Wind turbine with drive train disturbance isolation
US14278380 1980-04-22

Publications (1)

Publication Number Publication Date
NL8101785A true NL8101785A (nl) 1981-11-16

Family

ID=22501256

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NL8101785A NL8101785A (nl) 1980-04-22 1981-04-10 Windturbine voorzien van middelen voor het opnemen van er door de wind op uitgeoefende onregelmatige belastingen.

Country Status (20)

Country Link
US (1) US4329117A (nl)
JP (1) JPS57377A (nl)
KR (1) KR850000998B1 (nl)
AR (1) AR224304A1 (nl)
AU (1) AU541777B2 (nl)
BR (1) BR8102391A (nl)
CA (1) CA1154685A (nl)
DE (1) DE3113384A1 (nl)
DK (1) DK153241C (nl)
ES (1) ES501537A0 (nl)
FI (1) FI79387C (nl)
FR (1) FR2480862A1 (nl)
GB (1) GB2074661B (nl)
IL (1) IL62560A (nl)
IN (1) IN153477B (nl)
IT (1) IT1167745B (nl)
NL (1) NL8101785A (nl)
NO (1) NO811264L (nl)
SE (1) SE448488B (nl)
ZA (1) ZA812191B (nl)

Families Citing this family (51)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3231016A1 (de) * 1982-08-20 1984-02-23 Thyssen Industrie Ag, 4300 Essen Umlaufraedergetriebe mit umlaufschmierung
US4515525A (en) * 1982-11-08 1985-05-07 United Technologies Corporation Minimization of the effects of yaw oscillations in wind turbines
US4534705A (en) * 1983-01-21 1985-08-13 Selestam Rune K Horizontal-shaft wind turbine with few blades
US4426192A (en) * 1983-02-07 1984-01-17 U.S. Windpower, Inc. Method and apparatus for controlling windmill blade pitch
GB8716126D0 (en) * 1987-07-08 1987-08-12 Moore G Windmill air pump
US6327957B1 (en) * 1998-01-09 2001-12-11 Wind Eagle Joint Venture Wind-driven electric generator apparatus of the downwind type with flexible changeable-pitch blades
DE19916453A1 (de) * 1999-04-12 2000-10-19 Flender A F & Co Windkraftanlage
DE19917605B4 (de) * 1999-04-19 2005-10-27 Renk Ag Getriebe für Windgeneratoren
DE19963086C1 (de) * 1999-12-24 2001-06-28 Aloys Wobben Rotorblatt für eine Windenergieanlage
EP1266138A1 (en) * 2000-03-08 2002-12-18 Forskningscenter Riso A method of operating a turbine
NO320790B1 (no) * 2000-10-19 2006-01-30 Scan Wind Group As Vindkraftverk
DE10119427A1 (de) * 2001-04-20 2002-10-24 Enron Wind Gmbh Kopplungsvorrichtung für eine Windkraftanlage
DE10153683C1 (de) * 2001-10-31 2003-05-22 Aerodyn Eng Gmbh Rotorwellen/naben-Einheit für eine Windenergieanlage
US6902370B2 (en) * 2002-06-04 2005-06-07 Energy Unlimited, Inc. Telescoping wind turbine blade
AT504818A1 (de) * 2004-07-30 2008-08-15 Windtec Consulting Gmbh Triebstrang einer windkraftanlage
JP2006046107A (ja) * 2004-08-02 2006-02-16 Yanmar Co Ltd 風力発電装置
DE102004060770B3 (de) * 2004-12-17 2006-07-13 Nordex Energy Gmbh Windenergieanlage mit Halteeinrichtung für eine Rotorwelle
US7582977B1 (en) * 2005-02-25 2009-09-01 Clipper Windpower Technology, Inc. Extendable rotor blades for power generating wind and ocean current turbines within a module mounted atop a main blade
DK1748216T3 (en) * 2005-07-25 2015-07-27 Gen Electric Suspension System
KR100752510B1 (ko) * 2006-04-14 2007-08-29 유니슨 주식회사 단일 메인베어링을 갖는 풍력 발전기
DE102006032525A1 (de) * 2006-07-12 2008-01-17 Repower Systems Ag Windenergieanlage mit einem Triebstrang
DE102006040970B4 (de) * 2006-08-19 2009-01-22 Nordex Energy Gmbh Verfahren zum Betrieb einer Windenergieanlage
EP2084400B1 (en) * 2006-10-02 2017-08-09 Vestas Wind Systems A/S A wind turbine and a method for damping edgewise oscillations in one or more blades of a wind turbine by changing the blade pitch
WO2008131778A2 (en) * 2007-04-30 2008-11-06 Vestas Wind System A/S A method of operating a wind turbine with pitch control, a wind turbine and a cluster of wind turbines
ATE490405T1 (de) * 2007-05-31 2010-12-15 Vestas Wind Sys As Verfahren zum betrieb einer windturbine, windturbine und verwendung des verfahrens
JP4959439B2 (ja) * 2007-06-22 2012-06-20 三菱重工業株式会社 風力発電装置
DE102007030494A1 (de) * 2007-06-30 2009-01-02 Nordex Energy Gmbh Verfahren zum Anfahren einer Windenergieanlage nach einer Betriebspause und Windenergieanlage, die das Verfahren ausführen kann
EP2014917B1 (en) * 2007-07-10 2017-08-30 Siemens Aktiengesellschaft Minimising wind turbine generator air gap with a specific shaft bearing arrangement
BE1017836A3 (nl) * 2007-11-05 2009-08-04 Hansen Transmissions Int Reactiearm voor een windturbineaandrijving.
US8215906B2 (en) * 2008-02-29 2012-07-10 General Electric Company Variable tip speed ratio tracking control for wind turbines
US8004100B2 (en) * 2008-03-14 2011-08-23 General Electric Company Model based wind turbine drive train vibration damper
US7719128B2 (en) * 2008-09-30 2010-05-18 General Electric Company System and method for controlling a wind turbine during loss of grid power and changing wind conditions
WO2010051278A1 (en) * 2008-10-27 2010-05-06 Williams Scot I Wind turbine inspection
US8334610B2 (en) * 2009-02-13 2012-12-18 Robert Migliori Gearless pitch control mechanism for starting, stopping and regulating the power output of wind turbines without the use of a brake
US8556591B2 (en) * 2010-04-21 2013-10-15 General Electric Company Systems and methods for assembling a rotor lock assembly for use in a wind turbine
US7944079B1 (en) * 2010-04-21 2011-05-17 General Electric Company Systems and methods for assembling a gearbox handling assembly for use in a wind turbine
CN101852173B (zh) * 2010-06-04 2012-06-13 浙江华鹰风电设备有限公司 下风向变桨距风力发电机
DE102010044297B4 (de) * 2010-09-03 2022-07-14 Zf Friedrichshafen Ag Drehmomentstütze
US8500400B2 (en) 2011-09-20 2013-08-06 General Electric Company Component handling system for use in wind turbines and methods of positioning a drive train component
FR2980770B1 (fr) * 2011-10-03 2014-06-27 Snecma Turbomachine a helice(s) pour aeronef avec systeme pour changer le pas de l'helice.
JP6027131B2 (ja) * 2011-11-25 2016-11-16 ヴェスタス ウィンド システムズ エー/エス 風力タービン駆動トレイン部品を移動させる器具及び方法
JP5808696B2 (ja) * 2012-03-01 2015-11-10 住友重機械工業株式会社 風力発電装置
JP5705139B2 (ja) * 2012-01-16 2015-04-22 住友重機械工業株式会社 風力発電装置
CN103206347B (zh) * 2012-01-16 2015-06-17 住友重机械工业株式会社 风力发电装置
JP5878089B2 (ja) * 2012-06-28 2016-03-08 住友重機械工業株式会社 モニタリング方法およびモニタリング装置
CN102828910B (zh) * 2012-09-12 2014-09-10 华锐风电科技(集团)股份有限公司 风力发电机组的变桨控制方法、装置和风力发电机组
DE102012025127A1 (de) * 2012-12-21 2014-06-26 Voith Patent Gmbh Wasserkraftwerk zur Ausnutzung der Energie geführter oder freier Wasserströme
SG11201509778YA (en) * 2013-06-17 2016-01-28 Lockheed Corp Turbine with hydraulic variable pitch system
GB201320191D0 (en) * 2013-11-15 2014-01-01 Ricardo Uk Ltd Wind turbine
DE102015009325A1 (de) * 2015-07-22 2017-01-26 Senvion Gmbh Triebstranglagerung einer Windenergieanlage und Windenergieanlage
CN110552837A (zh) * 2019-07-22 2019-12-10 国电联合动力技术有限公司 柔性塔筒风电机组停机控制方法、装置及风电机组

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1381354A (en) * 1920-07-02 1921-06-14 Shishkoff Paul Regulating and controlling the transmission of power
GB226400A (en) * 1924-02-23 1924-12-24 George Edward Worthington Improvements in wind motors
NL15972C (nl) * 1925-06-04 1900-01-01
FR878481A (fr) * 1941-09-04 1943-01-21 Système d'aéromoteurs à groupes générateurs à entraînement de deux hélices de sens contraires, avec dispositifs de commande et de réglage automatiques, et ses applications
FR937903A (fr) * 1944-09-15 1948-08-31 Système et installation pour le réglage automatique de la vitesse de rotation des moteurs et des propulseurs fluido-dynamiques, en particulier des moteurs à vent et des propulseurs marins
DE837230C (de) * 1948-12-19 1952-04-21 Nordwind G M B H Verfahren und Einrichtung zur Leistungsregelung von Windraedern fuer den Antrieb von Arbeitsmaschinen mit zumindest angenaehert konstant zu haltender Drehzahl
DE814034C (de) * 1949-04-09 1951-09-17 Siemens Schuckertwerke A G Elektrischer Staubsauger mit elastischer Lagerung des Motorgeblaeses
DE942980C (de) * 1953-03-10 1956-05-09 Karl Wolf Dipl Ing Windkraftanlage
US2959228A (en) * 1957-05-28 1960-11-08 Gen Motors Corp Torque responsive propeller control
US4110631A (en) * 1974-07-17 1978-08-29 Wind Power Systems, Inc. Wind-driven generator
US4150301A (en) * 1977-06-02 1979-04-17 Bergey Jr Karl H Wind turbine
DE2736438A1 (de) * 1977-08-10 1979-02-22 Mannesmann Ag Planetengetriebe mit lastausgleich
US4219308A (en) * 1977-11-21 1980-08-26 Ventus Energy Corp. Torque control system for wind energy conversion devices
US4160170A (en) * 1978-06-15 1979-07-03 United Technologies Corporation Wind turbine generator pitch control system
US4193005A (en) * 1978-08-17 1980-03-11 United Technologies Corporation Multi-mode control system for wind turbines
US4239977A (en) * 1978-09-27 1980-12-16 Lisa Strutman Surge-accepting accumulator transmission for windmills and the like
DD139445A1 (de) * 1978-11-21 1980-01-02 Guenther Klein Mehrstufiges planetengetriebe
US4242050A (en) * 1980-02-14 1980-12-30 Oakes Richard M Windmill power generator

Also Published As

Publication number Publication date
IT8121294A1 (it) 1982-10-21
GB2074661B (en) 1983-10-19
FI79387B (fi) 1989-08-31
ES8300381A1 (es) 1982-11-01
DK157981A (da) 1981-10-23
IL62560A (en) 1986-04-29
FI811217L (fi) 1981-10-23
FR2480862A1 (fr) 1981-10-23
IT8121294A0 (it) 1981-04-21
DE3113384A1 (de) 1982-04-08
JPS57377A (en) 1982-01-05
AU6974081A (en) 1981-10-29
US4329117A (en) 1982-05-11
IN153477B (nl) 1984-07-21
FR2480862B1 (nl) 1983-11-04
ZA812191B (en) 1982-04-28
AU541777B2 (en) 1985-01-17
DK153241B (da) 1988-06-27
FI79387C (fi) 1989-12-11
KR850000998B1 (ko) 1985-07-15
ES501537A0 (es) 1982-11-01
IT1167745B (it) 1987-05-13
SE8102427L (sv) 1981-10-23
SE448488B (sv) 1987-02-23
AR224304A1 (es) 1981-11-13
NO811264L (no) 1981-10-23
GB2074661A (en) 1981-11-04
KR830005488A (ko) 1983-08-20
BR8102391A (pt) 1981-12-22
CA1154685A (en) 1983-10-04
DK153241C (da) 1988-11-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
NL8101785A (nl) Windturbine voorzien van middelen voor het opnemen van er door de wind op uitgeoefende onregelmatige belastingen.
CA1234542A (en) Minimization of the effects of yaw oscillations in wind turbines
JP5704464B2 (ja) モータトルクが補償される風力タービン
KR100617399B1 (ko) 풍력발전장치용 방위각 구동장치
AU622955B2 (en) Power generating system
US6870281B2 (en) Wind power plant stabilization
CN101761449B (zh) 垂直轴风力发电系统及其风叶角度自动调节装置
EP0530315B1 (en) Free-yaw, free-pitch wind-driven electric generator apparatus
US4333018A (en) Wind energy conversion system with reaction torque for power control
EP0087471A1 (en) Wind energy conversion system
AU2012276300B2 (en) Vertical axis wind turbine with variable pitch mechanism
JP4104037B2 (ja) パッシブ・アクティブ・ピッチ・フラップ機構
WO2017009943A1 (ja) ダウンウィンド型風力発電装置およびダウンウィンド型風力発電装置の制御方法
US4518312A (en) Dual fold tail vane assembly for wind energy systems
US11549488B2 (en) Method and controller for operating a wind turbine
US4219308A (en) Torque control system for wind energy conversion devices
CN110307120A (zh) 一种高效利用风能的风力发电机叶片
WO2011158256A2 (en) Self governing pitch control mechanism in vertical axis wind turbine
CN218325089U (zh) 摆翼调速的垂直轴风力机
CN102359435A (zh) 垂直轴风力发电系统及其风叶角度自动调节装置
EP0391704A1 (en) Automatic feathering gear for windmill blades
CN118564409A (zh) 一种自适应风向抗倾覆风力发电装置
RU2115826C1 (ru) Консольный ветроагрегат
SK63694A3 (en) Wind engine controlling with self-acting centrifugal governor

Legal Events

Date Code Title Description
A85 Still pending on 85-01-01
BA A request for search or an international-type search has been filed
BB A search report has been drawn up
BC A request for examination has been filed
BV The patent application has lapsed