RU164481U1 - Ветрогенератор - Google Patents

Abstract

Ветрогенератор, содержащий электрогенератор и механизм поворота, отличающийся тем, что механизм поворота содержит центральный ведущий вал, на котором зафиксирована ведущая шестерня, которая входит в зацепления с ведомыми шестернями, которые зафиксированы при помощи шпоночного соединения на штангах, установленных в корпусе, и входят в зацепления с венцом.

Description

Полезная модель относится к области ветроэнергетики и может быть использована в лопастных устройствах, преобразующих кинетическую энергию ветра в электрическую.

Известен патент на изобретение [1], описывающий ветровую энергетическую установку, содержащую ветрогенератор, установленный на вращающейся платформе, которая поворачивается за счет аэродинамического руля при набегании воздушного потока. Однако, к недостатку указанного ветрогенератора можно отнести малую эффективность конструкции при использовании ветрогенераторов подобного типа промышленных размеров.

Например, при расчетной мощности ветрогенератора равной 800 кВт вес башни составляет около 10000 кг. Максимальное средние значение скорости ветра в Российской Федерации составляет 10,1 м/с [2], при таких значения веса башни и скорости ветра оптимальная площадь аэродинамического руля составляет 64,1 м². При таких размерах аэродинамического руля в разы увеличится вес и размеры всей конструкции, благодаря чему монтаж и транспортировка ветрогенератора будет весьма затруднительна. А при уменьшении площади аэродинамического руля эффективность ветрогенератора будет снижаться за счет того, что более слабые потоки воздуха не будут участвовать в выработке электроэнергии. Ниже приведены расчеты площади аэродинамического руля.

Сопротивление передвижению определяется по формуле:

где G-сила тяжести Н, G=98100 Н, f - коэффициент трения качения подшипника, f=0,2, ρ - плотность воздуха кг/м³, ρ=1,2 кг/м³, v - скорость ветра, v=10,1 м/с, l - кратчайшее расстояние от аэродинамического руля до оси вращения, l=5 м.

Прототипом предлагаемой полезной модели является ветрогенератор по заявки на патент РФ[3] и содержит электрогенератор и механизм поворота который включает в себя редукторный двигатель, аксиально установленный на червячной шестерне.

Недостатками изобретения является сравнительно низкий КПД механизма поворота из-за больших потерь на трение вследствие большой площади контакта зубьев червяка и зубьев шестерни.

Задача полезной модели- увеличение КПД установки.

Решение указанной задачи достигается в ветрогенераторе, содержащим электрогенератор и механизм поворота, в котором механизм поворота содержит центральный ведущий вал, на котором зафиксирована ведущая шестерня, которая входит в зацепления с ведомыми шестернями, которые зафиксированы при помощи шпоночного соединения на штангах, установленных в корпусе, и входящих в зацепления с венцом.

Сущность модели поясняется на чертежах. На фиг. 1 - изображен общий вид ветрогенератора, на фиг. 2 - главный вид механизма поворота, на фиг. 3 - вид слева.

Механизм поворота ветрогенератора обеспечивает возможность вращения генератора на 360° и содержит центральный ведущий вал 1, на котором зафиксирована ведущая шестерня 2 при помощи шпоночного соединения. Ведущая шестерня 2 входит в зацепления с ведомыми шестернями 3, 4, которые также зафиксированы при помощи шпоночного соединения на штангах 5, 6, установленных в корпусе 7 на самоустанавливающихся подшипниках 8, 9. Ведомые шестерни 10, 11 закреплены на штангах и входят в зацепления с венцом 12, который выполняет роль опоры корпуса ветрогенератора 13, который закрепляется при помощи шпилечного соединения. Венец установлен на игольчатый подшипник 14. Механизм поворота выполнен так, что венец привода выступает в роли опорной поверхности для корпуса ветрогенератора, вследствие чего механизм весьма компактен и обладает малой массой.

Центральный ведущий вал 1 зафиксирован в самоустанавливающемся подшипнике 15, закрепленным в полом корпусе 7, который играет роль удерживающего устройства и центрирует его относительно приводных шестерней 3, 4. Сам корпус закреплен штангами 16, 17 к корпусу опоры ветрогенератора 18.

Устройство работает следующим образом: устройство управления приводом, который включает в себя несколько датчиков, регистрирует показатели силы и направление ветра. При достижении нужного показателя силы ветра датчик подает сигнал на контроллер (на чертеже не указан), а тот, в свою очередь, на электродвигатель механизма поворота. После чего момент со шкива электродвигателя передается на главную шестерню, которая входит в зацепления с шестернями, а они в свою очередь входят в зацепления с венцом. После чего и происходит поворот ветрогенератора.

В данном механизме привода возможно использовать электродвигатель, обладающий малым энергопотреблением вследствие того, что механизм имеет большие передаточные соотношения и высокие значения КПД из-за большой разности числа зубьев ведущей шестерни и ведомого венца. В этом соотношении немалую роль играет двухступенчатость механизма.

Claims (1)

1. Ветрогенератор, содержащий электрогенератор и механизм поворота, отличающийся тем, что механизм поворота содержит центральный ведущий вал, на котором зафиксирована ведущая шестерня, которая входит в зацепления с ведомыми шестернями, которые зафиксированы при помощи шпоночного соединения на штангах, установленных в корпусе, и входят в зацепления с венцом.

   

Images