RU127828U1

RU127828U1 - WIND POWER PLANT

Info

Publication number: RU127828U1
Application number: RU2012150871/06U
Authority: RU
Inventors: Юрий Сергеевич Маркин; Олег Юрьевич Маркин; Николай Анатольевич Малев; Гульназ Ильдусовна Ризванова; Руслан Ринатович Рахматуллин; Константин Олегович Маркин
Priority date: 2012-11-27
Filing date: 2012-11-27
Publication date: 2013-05-10

Abstract

Ветроэлектроустановка, содержащая ряд ветроколес с конфузором, представляющих собой батарею ветроколес, и ряд конических мультипликаторов, расположенных на платформе и имеющих вертикальный и горизонтальный валы, причем первый конический мультипликатор представляет собой конический мультипликатор-генератор, при этом каждое ветроколесо имеет минимум четыре вогнутых лопасти и вертикально расположенный вал, верхняя вращательная опора которого жестко связана с крышей здания ветроэлектроустановки, а нижняя упорно-вращательная опора вертикального вала жестко связана с основанием ветроэлектроустановки, вертикальный вал первого ветроколеса связан муфтой с вертикальным валом конического мультипликатора-генератора, вертикальный вал каждого ветроколеса связан муфтой с вертикальным валом соответствующего конического мультипликатора, горизонтальные валы которых последовательно кинематически с помощью муфт связаны между собой и с валом конического мультипликатора-генератора, каждое ветроколесо установлено по отношению к предыдущему со смещением лопастей на угол, определяемый соотношением 90:N, где N - общее количество ветроколес, конфузор каждого ветроколеса выполнен прямоугольной формы в виде раструбов, установленных широкой частью в сторону воздушного потока, а узкой частью, направленной на рабочую поверхность лопасти ветроколеса, примыкающей к ней вплотную, платформа снабжена рядом конических ходовых колес, расположенных в направляющей, выполненной в виде круга и жестко связанной с зубчатым венцом плоского конического зубчатого колеса, расположенного сверху и кинематически связанного с малым к�A wind turbine containing a number of wind wheels with a confuser, representing a battery of wind wheels, and a series of conical multipliers located on the platform and having vertical and horizontal shafts, the first conical multiplier being a conical multiplier-generator, with each wind wheel having at least four concave blades and a vertical located shaft, the upper rotational support of which is rigidly connected with the roof of the building of the wind turbine, and the lower rotary support the vertical shaft is rigidly connected to the base of the wind turbine, the vertical shaft of the first wind wheel is connected by a coupling to the vertical shaft of the conical multiplier-generator, the vertical shaft of each wind wheel is connected by the coupling to the vertical shaft of the corresponding conical multiplier, the horizontal shafts of which are successively kinematically connected with each other and with the conical shaft a multiplier-generator, each wind wheel is set in relation to the previous one with the displacement of the blades by an angle, op consumed by a ratio of 90: N, where N is the total number of wind wheels, the confuser of each wind wheel is made in a rectangular shape in the form of sockets installed with the wide part towards the air flow, and with the narrow part directed to the working surface of the wind wheel blade adjacent to it, the platform is equipped with a row bevel gears located in a guide made in the form of a circle and rigidly connected to the gear rim of a flat bevel gear gear located on top and kinematically connected with a small

Description

Полезная модель относится к альтернативным источникам электрической энергии и предназначена для использования, как в сельских, так и в городских условиях.The utility model relates to alternative sources of electrical energy and is intended for use in both rural and urban conditions.

Известна ветроэлектроустановка, содержащая ряд ветроколес с конфузором, представляющих собой батарею ветроколес, и ряд конических мультипликаторов, расположенных на платформе и имеющих вертикальный и горизонтальный валы, причем первый конический мультипликатор представляет собой конический мультипликатор-генератор, при этом каждое ветроколесо имеет минимум четыре вогнутых лопасти и вертикально расположенный вал, верхняя вращательная опора которого жестко связана с крышей здания ветроэлектроустановки, а нижняя упорно-вращательная опора вертикального вала жестко связана с основанием ветроэлектроустановки, вертикальный вал первого ветроколеса связан муфтой с вертикальным валом конического мультипликатора-генератора, вертикальный вал каждого ветроколеса связан муфтой с вертикальным валом соответствующего конического мультипликатора, горизонтальные валы которых последовательно кинематически с помощью муфт связаны между собой и с валом конического мультипликатора-генератора, каждое ветроколесо установлено по отношению к предыдущему со смещением лопастей на угол, определяемый соотношением 90: N, где N - общее количество ветроколес, конфузор каждого ветроколеса выполнен прямоугольной формы в виде раструбов, установленных широкой частью в сторону воздушного потока, а узкой частью, направленной на рабочую поверхность лопасти ветроколеса, примыкающей к ней вплотную, платформа снабжена рядом конических ходовых колес, расположенных в направляющей, выполненной в виде круга и жестко связанной с зубчатым венцом плоского конического зубчатого колеса, расположенного сверху и кинематически связанного с малым коническим зубчатым колесом с возможностью вращения от привода, причем направляющая с платформой размещены на потолочной плите здания ветроэлектроустановки, платформа имеет флюгер и снабжена центрирующим валом, расположенным в подпятнике, выполненным в потолочной плите, а центрирующий вал имеет токосъемник (патент РФ №120723, МПК F03D 3/04, 27.09.2012).A wind turbine is known, comprising a series of wind wheels with a confuser, representing a battery of wind wheels, and a series of conical multipliers located on the platform and having vertical and horizontal shafts, the first conical multiplier being a conical multiplier-generator, each wind wheel having at least four concave blades and a vertically located shaft, the upper rotational support of which is rigidly connected with the roof of the building of the wind turbine, and the lower persistent-rotational the vertical shaft support is rigidly connected to the base of the wind turbine, the vertical shaft of the first wind wheel is connected by a coupling to the vertical shaft of the conical multiplier-generator, the vertical shaft of each wind wheel is connected by the coupling to the vertical shaft of the corresponding conical multiplier, the horizontal shafts of which are connected kinematically with each other and with the shaft conical multiplier-generator, each wind wheel is installed in relation to the previous one with the displacement of the blades on the angle defined by the ratio 90: N, where N is the total number of wind wheels, the confuser of each wind wheel is rectangular in the form of sockets installed with the wide part towards the air flow, and with the narrow part directed to the working surface of the wind wheel blade adjacent to it closely, the platform equipped with a number of bevel gears arranged in a guide made in the form of a circle and rigidly connected to the gear rim of a flat bevel gear gear located on top and kinematically connected with a small bevel gear with the possibility of rotation from the drive, and the guide with the platform placed on the ceiling plate of the building of the wind turbine, the platform has a weather vane and is equipped with a centering shaft located in the thrust plate made in the ceiling plate, and the centering shaft has a current collector (RF patent No. 120723, IPC F03D 3/04, 09/27/2012).

Основным недостатком известной ветроэлектроустановки является высокая трудоемкость перемещения платформы с размещенными на ней ветроколесами с конфузорами для направления их против ветра из-за наличия ручного привода перемещения платформы, при этом надо постоянно следить за направлением ветра и постоянно корректировать положение конфузоров.The main disadvantage of the known wind power installation is the high complexity of moving the platform with wind wheels with confusers placed on it to direct them against the wind due to the presence of a manual drive to move the platform, while constantly monitoring the direction of the wind and constantly adjusting the position of the confusers.

Задачей полезной модели является снижение трудоемкости перемещения платформы с размещенными на ней ветроколесами с конфузорами для направления их против ветра за счет обеспечения механизации перемещения с возможностью автоматической корректировки рассогласования между направлением ветра и направлением конфузоров.The objective of the utility model is to reduce the complexity of moving the platform with wind wheels with confusers placed on it to direct them against the wind by providing mechanization of movement with the ability to automatically correct the mismatch between the direction of the wind and the direction of the confusers.

Технический результат достигается тем, что в ветроэлектроустановке, содержащей ряд ветроколес с конфузором, представляющих собой батарею ветроколес, и ряд конических мультипликаторов, расположенных на платформе и имеющих вертикальный и горизонтальный валы, причем первый конический мультипликатор представляет собой конический мультипликатор-генератор, при этом каждое ветроколесо имеет минимум четыре вогнутых лопасти и вертикально расположенный вал, верхняя вращательная опора которого жестко связана с крышей здания ветроэлектроустановки, а нижняя упорно-вращательная опора вертикального вала жестко связана с основанием ветроэлектроустановки, вертикальный вал первого ветроколеса связан муфтой с вертикальным валом конического мультипликатора-генератора, вертикальный вал каждого ветроколеса связан муфтой с вертикальным валом соответствующего конического мультипликатора, горизонтальные валы которых последовательно кинематически с помощью муфт связаны между собой и с валом конического мультипликатора-генератора, каждое ветроколесо установлено по отношению к предыдущему со смещением лопастей на угол, определяемый соотношением 90: N, где N - общее количество ветроколес, конфузор каждого ветроколеса выполнен прямоугольной формы в виде раструбов, установленных широкой частью в сторону воздушного потока, а узкой частью, направленной на рабочую поверхность лопасти ветроколеса, примыкающей к ней вплотную, платформа снабжена рядом конических ходовых колес, расположенных в направляющей, выполненной в виде круга и жестко связанной с зубчатым венцом плоского конического зубчатого колеса, расположенного сверху и кинематически связанного с малым коническим зубчатым колесом с возможностью вращения от привода, причем направляющая с платформой размещены на потолочной плите здания ветроэлектроустановки, платформа имеет флюгер и снабжена центрирующим валом, расположенным в подпятнике, выполненным в потолочной плите, а центрирующий вал имеет токосъемник, согласно нашему предложению, привод выполнен в виде следящего электропривода, состоящего из индукционного датчика, имеющего стержень, сориентированный по направлению конфузоров, и последовательно соединенных суммирующего усилителя контура положения

, регулятора положения W_РП(S), суммирующего усилителя контура скорости

, регулятора скорости W_РС(S), преобразователя AW, электродвигателя М, соединенного с тахогенератором BR, который подключен к суммирующему усилителю контура скорости

, конического редуктора q, соединенного с вращающимся трансформатором TС, который подключен к суммирующему усилителю контура положения

, причем вал электродвигателя M жестко связан с малым коническим зубчатым колесом, а флюгер имеет стержень, установленный с возможностью поворота относительно стержня индукционного датчика.The technical result is achieved in that in a wind turbine containing a number of wind turbines with a confuser, representing a battery of wind turbines, and a series of conical multipliers located on the platform and having vertical and horizontal shafts, the first conical multiplier is a conical multiplier-generator, with each wind wheel has a minimum of four concave blades and a vertically located shaft, the upper rotational support of which is rigidly connected to the roof of the building and the lower rotational support of the vertical shaft is rigidly connected to the base of the wind turbine, the vertical shaft of the first wind wheel is connected by a coupling to the vertical shaft of the conical multiplier-generator, the vertical shaft of each wind wheel is connected by the coupling to the vertical shaft of the corresponding conical multiplier, the horizontal shafts of which are successively kinematically with couplings are connected with each other and with the shaft of the conical multiplier-generator, each wind wheel is installed in relation to the previous one with the displacement of the blades by an angle determined by the ratio 90: N, where N is the total number of wind wheels, the confuser of each wind wheel is made in a rectangular shape in the form of sockets installed with the wide part towards the air flow, and the narrow part directed at the working surface of the wind wheel blade adjacent close to it, the platform is equipped with a number of bevel running wheels located in a guide made in the form of a circle and rigidly connected with the ring gear of a flat bevel gear located about the top and kinematically connected with a small bevel gear with the possibility of rotation from the drive, and the guide with the platform is placed on the ceiling plate of the building of the wind turbine, the platform has a weather vane and is equipped with a centering shaft located in the thrust plate made in the ceiling plate, and the centering shaft has a current collector, according to our proposal, the drive is made in the form of a follow-up electric drive, consisting of an induction sensor having a rod oriented in the direction of the confusers, and the last sequence summing amplifier connected to the position loop

, position controller W _RP (S), the summing amplifier of the speed loop

, a speed controller W _PC (S), an inverter AW, an electric motor M connected to a tachogenerator BR, which is connected to a summing amplifier of the speed loop

, a bevel gear q connected to a rotary transformer TC, which is connected to a summing amplifier of the position loop

moreover, the shaft of the electric motor M is rigidly connected to the small bevel gear, and the weather vane has a shaft mounted for rotation relative to the shaft of the induction sensor.

Такое исполнение привода ветроэлектроустановки позволило ручной привод заменить следящим электроприводом, позволяющим в автоматическом режиме поддерживать направление конфузоров против изменяющегося направления ветра и обеспечивать нормальную работу ветроэлектроустановки.This design of the wind turbine drive made it possible to replace the manual drive with a servo drive, which automatically supports the direction of confusers against the changing wind direction and ensures the normal operation of the wind turbine.

Сущность полезной модели поясняется чертежами, где на фиг.1 представлена схема главного вида ветроэлектроустановки с условным поворотом стержня флюгера и стержня индукционного датчика на 90°, а на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1 (вид сверху на ветроэлектроустановку), на фиг.3 - структурная схема следящего электропривода.The essence of the utility model is illustrated by drawings, in which Fig. 1 shows a diagram of the main view of a wind turbine with a conditional rotation of the vane shaft and the rod of the induction sensor by 90 °, and in Fig. 2 - section AA in Fig. 1 (top view of the wind turbine), figure 3 is a structural diagram of a tracking electric drive.

На чертеже цифрами обозначены:In the drawing, the numbers indicate:

1 - первое ветроколесо с вогнутыми лопастями,1 - the first wind wheel with concave blades,

2 - второе ветроколесо с вогнутыми лопастями,2 - the second wind wheel with concave blades,

3 - третье ветроколесо с вогнутыми лопастями,3 - the third wind wheel with concave blades,

4 - вертикальный вал ветроколеса,4 - vertical shaft of a wind wheel,

5 - вогнутые лопасти ветроколеса,5 - concave blades of a wind wheel,

6 - конфузор,6 - confuser,

7 - муфта,7 - coupling

8 - первый конический мультипликатор (конический мультипликатор-генератор),8 - the first conical multiplier (conical multiplier-generator),

9 - второй конический мультипликатор,9 - the second conical multiplier,

10 - третий конический мультипликатор,10 - the third conical multiplier,

11 - муфта,11 - coupling

12 - муфта,12 - coupling

13 - платформа,13 is a platform

14 - коническое ходовое колесо,14 - conical running wheel,

15 - направляющая,15 - guide

16 - зубчатый венец плоского конического зубчатого колеса,16 - the gear rim of a flat bevel gear,

17 - малое коническое зубчатое колесо,17 - a small bevel gear,

18 - следящий электропривод,18 - servo drive

19 - центрирующий вал,19 - centering shaft

20 - подпятник,20 - thrust bearing

21 - потолочная плита здания ветроэлектроустановки,21 - ceiling plate of the building of a wind power installation,

22 - токосъемник,22 - current collector,

23 - верхняя вращательная опора вертикального вала ветроколеса,23 - upper rotational support of the vertical shaft of the wind wheel,

24 - крыша здания ветреэлектроустановки,24 - roof of the building of a wind power installation,

25 - нижняя упорно-вращательная опора вертикального вала ветроколеса,25 - lower rotational support of the vertical shaft of the wind wheel,

26 - основание ветроэлектроустановки.,26 - the base of the wind turbine.,

27 - флюгер,27 - weather vane,

28 - индукционный датчик,28 - induction sensor,

29 - стержень индукционного датчика,29 - the rod of the induction sensor,

30 - стержень флюгера.30 - the rod of the weather vane.

Ветроэлектроустановка содержит ряд ветроколес 1, 2, 3 с конфузором 6 и ряд конических мультипликаторов 8, 9, 10, расположенных на платформе 13. Ветроколеса 1, 2 и 3 представляют собой единую батарею ветроколес. Количество ветроколес в батарее определяется несущей способностью потолочной плиты 21 здания ветроэлектроустановки. Конические мультипликаторы 8, 9, 10 имеют вертикальный и горизонтальный валы. Первый конический мультипликатор представляет собой конический мультипликатор-генератор 8. Каждое ветроколесо 1, 2, 3 имеет минимум четыре вогнутых лопасти и вертикально расположенный вал 4. Верхняя вращательная опора 23 вертикального вала 4 жестко связана с крышей 24 здания ветроэлектроустановки. Нижняя упорно-вращательная опора 25 вертикального вала 4 жестко связана с основанием 26 ветроэлектроустановки. Вертикальный вал 4 первого ветроколеса 1 связан муфтой 7 с вертикальным валом конического мультипликатора-генератора 8.The wind turbine contains a number of wind wheels 1, 2, 3 with a confuser 6 and a number of conical multipliers 8, 9, 10 located on the platform 13. Wind wheels 1, 2 and 3 represent a single battery of wind wheels. The number of wind wheels in the battery is determined by the bearing capacity of the ceiling plate 21 of the building of the wind turbine. Conical multipliers 8, 9, 10 have vertical and horizontal shafts. The first conical multiplier is a conical multiplier-generator 8. Each wind wheel 1, 2, 3 has at least four concave blades and a vertically located shaft 4. The upper rotational support 23 of the vertical shaft 4 is rigidly connected to the roof 24 of the wind turbine building. The lower rotational support 25 of the vertical shaft 4 is rigidly connected to the base 26 of the wind turbine. The vertical shaft 4 of the first wind wheel 1 is connected by a coupling 7 to the vertical shaft of the conical multiplier-generator 8.

Вертикальный вал 4 второго ветроколеса 2 и вертикальный вал 4 третьего ветроколеса 3 связаны через соответствующую муфту с вертикальным валом соответственно второго 9 и третьего 10 конических мультипликаторов. Горизонтальные валы второго 9 и третьего 10 конических мультипликаторов последовательно кинематически с помощью муфт 11 и 12 связаны между собой и с горизонтальным валом конического мультипликатора-генератора 8. Таким образом, вертикальный вал каждого ветроколеса 2, 3 связан кинематически с горизонтальным валом конического мультипликатора-генератора 8. Каждое ветроколесо установлено по отношению к предыдущему со смещением лопастей на угол, определяемый соотношением 90:N, где N - общее количество ветроколес. Углы смещения устанавливаются с помощью зубчатых колес (на чертеже условно не показаны) путем поворота их на соответствующий угол. Конфузор 6 каждого ветроколеса выполнен прямоугольной формы в виде раструбов, установленных широкой частью (основанием) в сторону воздушного потока, а узкой частью (горловиной), направленной на рабочую поверхность лопасти 5 ветроколеса, примыкающей к ней вплотную. Ветроэлектроустановка имеет платформу 13, на которой расположены конический мультипликатор-генератор 8, конические мультипликаторы 9, 10, кинематически связанные с ветроколесами, соответственно, 1, 2, 3. Платформа 13 имеет флюгер 27 и снабжена рядом конических ходовых колес 14, расположенных в направляющей 15. Направляющая 15 установлена неподвижно, выполнена из швеллера в виде круга и жестко связана с зубчатым венцом 16 плоского конического зубчатого колеса, расположенного сверху. Зубчатый венец 16 плоского конического зубчатого колеса кинематически связан с малым коническим зубчатым колесом 17 с возможностью вращения от привода. Направляющая 15 с платформой 13 размещена на потолочной плите 21 здания ветроэлектроустановки. Платформа 13 снабжена центрирующим валом 19, расположенным в подпятнике 20, выполненным в потолочной плите 21. Центрирующий вал 19 имеет токосъемник 22.The vertical shaft 4 of the second wind wheel 2 and the vertical shaft 4 of the third wind wheel 3 are connected through the corresponding coupling with the vertical shaft of the second 9 and third 10 conical multipliers, respectively. The horizontal shafts of the second 9 and third 10 conical multipliers are kinematically successively connected by means of clutches 11 and 12 to the horizontal shaft of the conical multiplier-generator 8. Thus, the vertical shaft of each wind wheel 2, 3 is kinematically connected to the horizontal shaft of the conical multiplier-generator 8 Each wind wheel is set in relation to the previous one with the blades shifted by an angle determined by the ratio 90: N, where N is the total number of wind wheels. The offset angles are set using gears (not conventionally shown in the drawing) by turning them to the corresponding angle. The confuser 6 of each wind wheel is made rectangular in the form of sockets installed with a wide part (base) in the direction of the air flow, and a narrow part (neck) directed to the working surface of the wind wheel blade 5 adjacent to it. The wind turbine has a platform 13 on which are located a conical multiplier-generator 8, conical multipliers 9, 10 kinematically connected with wind wheels, respectively, 1, 2, 3. The platform 13 has a weather vane 27 and is equipped with a number of conical running wheels 14 located in the guide 15 The guide 15 is fixedly mounted, made of a channel in the form of a circle and is rigidly connected with the ring gear 16 of the flat bevel gear located on top. The ring gear 16 of the flat bevel gear is kinematically connected to the small bevel gear 17 for rotation from the drive. The guide 15 with the platform 13 is placed on the ceiling plate 21 of the wind turbine building. The platform 13 is provided with a centering shaft 19 located in the thrust bearing 20, made in the ceiling plate 21. The centering shaft 19 has a current collector 22.

Отличием предлагаемой ветроэлектроустановки является то, что привод выполнен в виде следящего электропривода 18.The difference of the proposed wind turbine is that the drive is made in the form of a tracking electric drive 18.

Следящий электропривод 18 состоит из индукционного датчика 28, имеющего стержень 29, сориентированный по направлению конфузоров 6, и последовательно соединенных суммирующего усилителя контура положения

, конического редуктора q, соединенного с вращающимся трансформатором ТС, который подключен к суммирующему усилителю контура положения

.The servo drive 18 consists of an induction sensor 28 having a rod 29 oriented in the direction of the confusers 6, and a series-connected summing amplifier of the position loop

, position controller W _RP (S), the summing amplifier of the speed loop

, a bevel gear q connected to a rotating transformer of the vehicle, which is connected to a summing amplifier of the position loop

.

Вал электродвигателя М жестко связан с малым коническим зубчатым колесом 17.The motor shaft M is rigidly connected to the small bevel gear 17.

Флюгер 27 имеет стержень 30, установленный с возможностью поворота относительно стержня 29 индукционного датчика 28.The weather vane 27 has a shaft 30 mounted rotatably relative to the shaft 29 of the induction sensor 28.

Пример конкретного выполнения.An example of a specific implementation.

Ветроэлектроустановка (фиг.1) содержит три ветроколеса 1, 2, 3, представляющих собой батарею ветроколес, каждое из которых имеет вертикально расположенный вал 4 и четыре вогнутые лопасти 5 (фиг.2).The wind turbine (Fig. 1) contains three wind wheels 1, 2, 3, which are a battery of wind wheels, each of which has a vertically located shaft 4 and four concave blades 5 (Fig. 2).

Верхняя вращательная опора 23 вертикального вала 4 жестко связана с крышей 24 здания ветроэлектроустановки, а нижняя упорно-вращательная опора 25 вала 4 жестко связана с основанием 26 ветроэлектроустановки.The upper rotational support 23 of the vertical shaft 4 is rigidly connected with the roof 24 of the building of the wind turbine, and the lower rotational support 25 of the shaft 4 is rigidly connected with the base 26 of the wind turbine.

Для увеличения скорости ветра ветроколеса 1, 2, 3 снабжены конфузорами 6 прямоугольной формы в виде раструбов, установленных широкой частью (основанием) в сторону воздушного потока, а узкой частью (горловиной), направленной на рабочую поверхность вогнутой лопасти 5 ветроколеса, примыкающей к ней вплотную.To increase the wind speed, the wind wheels 1, 2, 3 are equipped with rectangular confusers 6 in the form of sockets installed by the wide part (base) in the direction of the air flow, and by the narrow part (neck) directed to the working surface of the concave blade 5 of the wind wheel adjacent to it .

При этом каждое последующее ветроколесо установлено по отношению к предыдущему со смещением лопастей на угол а (фиг.2), определяемый количеством градусов прямого угла, приходящегося на количество ветроколес в батарее.In this case, each subsequent wind wheel is installed in relation to the previous one with the blades shifted by an angle a (Fig. 2), determined by the number of degrees of the right angle per number of wind wheels in the battery.

Лопасти каждого последующего ветроколеса, например, ветроколеса 2, смещены по отношению к предыдущему на угол α. Для описанной ветроэлектроустановки угол α равен 30°. Лопасти третьего ветроколеса 3 смещены еще на 30° и составляют по отношению к лопастям ветроколеса 2 угол, равный 60°. Неравномерности вращения всех ветроколес складываются, а общая неравномерность вращения ротора генератора Г конического мультипликатора-генератора 8 уменьшается, поскольку каждое ветроколесо работает на генератор Г со смещением по фазе на угол, равный 30°.The blades of each subsequent wind wheel, for example, wind wheel 2, are offset relative to the previous one by an angle α. For the described wind turbine, the angle α is 30 °. The blades of the third wind wheel 3 are shifted another 30 ° and make an angle equal to 60 ° with respect to the blades of the wind wheel 2. The rotation irregularities of all the wind wheels are added up, and the general uneven rotation of the rotor of the generator G of the conical multiplier-generator 8 is reduced, since each wind wheel works on the generator G with a phase shift of an angle equal to 30 °.

Количество N ветроколес может быть любым и определяется несущей способностью потолочной плиты 21 здания ветроэлектроустановки. Чем больше ветроколес, тем равномернее будет вращаться ротор генератора Г. Увеличение количества ветроколес повысит мощность ветроэлектроустановки примерно во столько раз, сколько стало ветроколес.The number N of the wind wheels can be any and is determined by the bearing capacity of the ceiling plate 21 of the building of the wind turbine. The larger the wind wheels, the more evenly the rotor of generator G. will rotate. An increase in the number of wind wheels will increase the power of the wind turbine approximately as many times as the number of wind wheels.

На платформе 13 расположены первый конический мультипликатор (конический мультипликатор-генератор 8), второй 9 и третий 10 конические мультипликаторы, и батарея ветроколес 1, 2, 3.On the platform 13 are the first conical multiplier (conical multiplier-generator 8), the second 9 and third 10 conical multipliers, and the battery of wind wheels 1, 2, 3.

Вертикальный вал 4 первого ветроколеса 1 связан муфтой 7 с вертикальным валом конического мультипликатора-генератора 8, установленного под конфузором 6. Вертикальные валы второго 2 и третьего 3 ветроколес связаны такими же муфтами с соответствующими вертикальными валами второго 9 и третьего 10 конических мультипликаторов. Конические мультипликаторы 9 и 10 последовательно кинематически с помощью муфт 11 и 12 связаны между собой и с валом конического мультипликатора-генератора 8.The vertical shaft 4 of the first wind wheel 1 is connected by a coupling 7 to the vertical shaft of a conical multiplier-generator 8 mounted under the confuser 6. The vertical shafts of the second 2 and third 3 wind wheels are connected by the same couplings with the corresponding vertical shafts of the second 9 and third 10 conical multipliers. The conical multipliers 9 and 10 are kinematically successively connected using the couplings 11 and 12 to each other and to the shaft of the conical multiplier-generator 8.

Платформа 13 имеет флюгер 27 (на фиг.2 стержень 30 флюгера условно повернут на 90°) и снабжена рядом конических ходовых колес 14, расположенных в неподвижной круговой швеллерной направляющей 15, жестко связанной с зубчатым венцом 16 плоского конического зубчатого колеса. Зубчатый венец 16 расположен сверху и кинематически связан с малым коническим зубчатым колесом 17 с возможностью вращения от следящего электропривода 18 (фиг.3).The platform 13 has a weather vane 27 (in FIG. 2, the vane shaft 30 is conventionally rotated 90 °) and is equipped with a number of bevel running wheels 14 located in a stationary circular channel guide 15, rigidly connected with the ring gear 16 of the bevel gear. The gear ring 16 is located on top and kinematically connected with a small bevel gear 17 with the possibility of rotation from a servo drive 18 (figure 3).

Направление конфузоров 6 широкой частью (основанием) в сторону воздушного потока осуществлено с помощью следящего электропривода 18.The direction of the confusers 6 with the wide part (base) in the direction of the air flow is carried out using a tracking electric drive 18.

Направление конфузоров 6 корректируется следящим электроприводом 18 путем сравнения этого направления с направлением флюгера 27 (направлением ветра).The direction of the confusers 6 is adjusted by the tracking electric drive 18 by comparing this direction with the direction of the weather vane 27 (wind direction).

Платформа 13 снабжена центрирующим валом 19, расположенным в подпятнике 20, выполненным в потолочной плите 21 здания ветроэлектроустановки. Вал 19 снабжен токосъемником 22.The platform 13 is equipped with a centering shaft 19 located in the thrust bearing 20, made in the ceiling plate 21 of the wind turbine building. The shaft 19 is equipped with a current collector 22.

Малое коническое зубчатое колесо 17 жестко связано с валом электродвигателя М, включенного в электрическую цепь следящего электропривода 18, состоящего из индукционного датчика 28, имеющего стержень 29 (на фиг.2 стержень 29 индукционного датчика 28 условно повернут на 90°), сориентированный по направлению конфузоров 6, и последовательно соединенных суммирующего усилителя контура положения

, регулятора скорости W_РП(s), преобразователя AW, электродвигателя М, конического редуктора q, соединенного с вращающимся трансформатором ТС, который подключен к суммирующему усилителю контура положения

, тахогенератора BR, образующего отрицательную обратную связь по скорости вращения электродвигателя М и подключенного к суммирующему усилителю контура скорости

.The small bevel gear 17 is rigidly connected to the shaft of the electric motor M, which is included in the electric circuit of the servo drive 18, consisting of an induction sensor 28 having a rod 29 (in Fig. 2, the rod 29 of the induction sensor 28 is conditionally rotated 90 °), oriented in the direction of the confusers 6, and a series-connected summing amplifier circuit position

, position controller W _RP (S), the summing amplifier of the speed loop

, speed controller W _RP (s), converter AW, electric motor M, bevel gear q connected to a rotary transformer TC, which is connected to a summing amplifier of the position loop

, tachogenerator BR, forming a negative feedback on the speed of rotation of the motor M and connected to the summing amplifier of the speed loop

.

Предлагаемая ветроэлектроустановка работает следующим образом.The proposed wind turbine operates as follows.

Направление конфузоров 6 широкой частью (основанием) в сторону воздушного потока (фиг.2) приводит в движение ветроколеса 1, 2, 3, которые передают вращательное движение, кинематически с ними связанному, ротору генератора Г конического мультипликатора-генератора 8. Генератор Г вырабатывает электрический ток, который через токосъемник 22 передается потребителям электрической энергии. Выработанная электроэнергия может использоваться как в момент ее выработки, так и аккумулироваться в электроаккумуляторы с возможностью использования в требуемый момент времени.The direction of the confusers 6 with the wide part (base) in the direction of the air flow (Fig. 2) sets in motion the wind wheels 1, 2, 3, which transmit the rotational motion kinematically connected with them, to the rotor of the generator G of the conical multiplier-generator 8. Generator G generates an electric current, which is transmitted through the current collector 22 to consumers of electric energy. The generated electricity can be used both at the time of its generation, and accumulated in electric batteries with the possibility of use at the required time.

При изменении направления ветра происходит отклонение стержня 30 флюгера 27 от стержня 29 индукционного датчика 28, определяющего направление конфузоров 6. Информация о значении угла поворота стержня 30 флюгера 27 (сигнал U_α3) и информация о значении угла поворота вала электродвигателя М (сигнал U_α) поступают соответственно на первый и второй входы сумматора

, формирующего сигнал рассогласования ΔU_α, который подается на вход регулятора положения W_РП(S). Управляющее воздействие U_РП, сформированное регулятором положения W_РП(S), поступает на первый вход суммирующего усилителя контура скорости

. На второй вход суммирующего усилителя контура скорости

поступает сигнал U_ТГ о текущем значении угловой скорости вращения ω_ДВ вала электродвигателя. При отклонении сигнала ω_ДВ от требуемого значения, на выходе суммирующего усилителя контура скорости

формируется сигнал рассогласования ΔU_ТГ, который обрабатывается регулятором скорости W_РС(S). Сигнал U_РС с выхода регулятора скорости поступает на преобразователь AW, где усиливается по мощности до величины U_у, достаточной для приведения в действие вала электродвигателя М.When changing the direction of the wind, the rod 30 of the vane 27 deviates from the rod 29 of the induction sensor 28, which determines the direction of the confusers 6. Information about the angle of rotation of the rod 30 of the vane 27 (signal U _α3 ) and information about the value of the angle of rotation of the motor shaft M (signal U _α ) arrive respectively at the first and second inputs of the adder

forming the error signal ΔU _α , which is fed to the input of the position controller W _RP (S). The control action U _RP formed by the position controller W _RP (S) is fed to the first input of the summing amplifier of the speed loop

. To the second input of the summing amplifier of the speed loop

receives a signal U _TG about the current value of the angular velocity of rotation ω _DW of the motor shaft. If the signal ω _LW deviates from the required value, the output of the summing amplifier of the speed loop

a mismatch signal ΔU _TG is generated, which is processed by the speed controller W _PC (S). The signal U _RS from the output of the speed controller is supplied to the converter AW, where it is amplified by power to a value U _у sufficient to drive the shaft of the electric motor M.

Электродвигатель М через редуктор q, благодаря жесткому соединению вала электродвигателя М с малым коническим зубчатым колесом 17, поворачивает на угол β платформу 13 с размещенными на ней ветроколесами с конфузорами 6 и стержнем 29 индукционного датчика 28 до согласованного положения со стержнем 30 флюгера 27 (направлением ветра). Отклонение ветра относительно конфузоров 6 может быть направлено в ту или другую сторону. Следящий электропривод 18 учитывает эти отклонения и дает команды на поворот платформы 13 в соответствующую сторону.The electric motor M through the gearbox q, due to the rigid connection of the shaft of the electric motor M with a small bevel gear 17, rotates the platform 13 through the angle β with the wind wheels placed on it with confusers 6 and the rod 29 of the induction sensor 28 to an agreed position with the rod 30 of the vane 27 (wind direction ) The deviation of the wind relative to the confusers 6 can be directed in one direction or another. The tracking electric drive 18 takes into account these deviations and gives commands to rotate the platform 13 in the corresponding direction.

Таким образом, использование предлагаемой полезной модели позволит снизить трудоемкость перемещения платформы с размещенными на ней ветроколесами с конфузорами для направления их против ветра за счет обеспечения механизации перемещения с возможностью автоматической корректировки рассогласования между направлением ветра и направлением конфузоров.Thus, the use of the proposed utility model will reduce the complexity of moving the platform with wind wheels with confusers placed on it to direct them against the wind by providing mechanization of movement with the ability to automatically correct the mismatch between the direction of the wind and the direction of the confusers.

Claims

A wind turbine containing a series of wind wheels with a confuser, representing a battery of wind wheels, and a series of conical multipliers located on the platform and having vertical and horizontal shafts, the first conical multiplier being a conical multiplier-generator, with each wind wheel having at least four concave blades and a vertical a shaft located, the upper rotational support of which is rigidly connected with the roof of the building of the wind turbine, and the lower rotational support is the vertical shaft is rigidly connected to the base of the wind turbine, the vertical shaft of the first wind wheel is connected by a coupling to the vertical shaft of the conical multiplier-generator, the vertical shaft of each wind wheel is connected by the coupling to the vertical shaft of the corresponding conical multiplier, the horizontal shafts of which are successively kinematically connected with each other and with the conical shaft a multiplier-generator, each wind wheel is set in relation to the previous one with the displacement of the blades by an angle, op consumed by a ratio of 90: N, where N is the total number of wind wheels, the confuser of each wind wheel is made in a rectangular shape in the form of sockets installed with the wide part towards the air flow, and with the narrow part directed to the working surface of the wind wheel blade adjacent to it, the platform is equipped with a row bevel running wheels located in a guide made in the form of a circle and rigidly connected with the gear rim of a flat bevel gear located on top and kinematically connected with a small with a gear to rotate from the drive, moreover, the guide with the platform is placed on the ceiling plate of the wind turbine building, the platform has a weather vane and is equipped with a centering shaft located in the thrust bearing made in the ceiling plate, and the centering shaft has a current collector, characterized in that the drive is made in in the form of a follow-up electric drive, consisting of an induction sensor having a rod oriented in the direction of confusers, and series-connected summing amplifier Dr. position

, position controller W _RP (S), the summing amplifier of the speed loop

moreover, the shaft of the electric motor M is rigidly connected to the small bevel gear, and the weather vane has a shaft mounted rotatably relative to the shaft of the induction sensor.