RU178619U1 - Электромеханическое устройство торможения ветроэнергетической установки - Google Patents
Электромеханическое устройство торможения ветроэнергетической установки Download PDFInfo
- Publication number
- RU178619U1 RU178619U1 RU2017129298U RU2017129298U RU178619U1 RU 178619 U1 RU178619 U1 RU 178619U1 RU 2017129298 U RU2017129298 U RU 2017129298U RU 2017129298 U RU2017129298 U RU 2017129298U RU 178619 U1 RU178619 U1 RU 178619U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- wind
- cams
- power
- power installation
- braking device
- Prior art date
Links
- 238000009434 installation Methods 0.000 title claims abstract description 16
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 238000013021 overheating Methods 0.000 description 2
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 1
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03D—WIND MOTORS
- F03D7/00—Controlling wind motors
- F03D7/06—Controlling wind motors the wind motors having rotation axis substantially perpendicular to the air flow entering the rotor
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L1/00—Supplying electric power to auxiliary equipment of vehicles
- B60L1/02—Supplying electric power to auxiliary equipment of vehicles to electric heating circuits
- B60L1/04—Supplying electric power to auxiliary equipment of vehicles to electric heating circuits fed by the power supply line
- B60L1/06—Supplying electric power to auxiliary equipment of vehicles to electric heating circuits fed by the power supply line using only one supply
- B60L1/08—Methods and devices for control or regulation
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/70—Wind energy
- Y02E10/74—Wind turbines with rotation axis perpendicular to the wind direction
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Transportation (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Wind Motors (AREA)
Abstract
Настоящая полезная модель относится к ветроэнергетике и может быть использована в ветроэнергетических установках, в частности в элементах регулирования и ограничения мощности ветроколеса (ротора) ветроэнергетической установки (ВЭУ) вертикально-осевого и горизонтально-осевого типах малой и средней мощностей. Техническая задача настоящей полезной модели заключается в адаптивном ограничении мощности на ветроколесе и обеспечении безаварийной эксплуатации ветроэнергетической установки. Электромеханическое устройство торможения ветроэнергетической установки, смонтированное в месте стыка мачты со ступицей, включающее тормозные колодки и тормозной барабан, отличающееся тем, что в устройстве дополнительно установлены со стороны мачты электропривод и соединенный с ним через редуктор трехкулачковый блок, состоящий из корпуса с направляющими для кулачков, внутри которого расположены кулачки с упорами на их нижней поверхности, контактирующими со спиральными выступами на спиральном диске, который расположен внутри корпуса трехкулачкового блока, причем на кулачках шарнирно закреплены тормозные колодки. 2 ил.
Description
Настоящая полезная модель относится к ветроэнергетике и может быть использована в ветроэнергетических установках, в частности в элементах регулирования и ограничения мощности ветроколеса (ротора) ветроэнергетической установки (ВЭУ) вертикально осевого типа малой и средней мощностей.
Как правило, все ветроэнергетические установки спроектированы таким образом, что номинальная электрическая мощность достигается при скорости ветра 11 м/с. При скорости ветра выше 11 м/с необходимо ограничивать располагаемую механическую мощность на ветроколесе для предотвращения следующих негативных факторов:
- разрушение лопастей под действием центробежной силы (из-за превышения допустимой частоты вращения ветроколеса);
- перегрев обмоток генератора;
- вибрационные колебания ротора и мачты ветроэнергетической установки (из-за превышения допустимой частоты вращения ветроколеса).
Согласно ГОСТ Р 51991-2002, ВЭУ мощностью выше 4 кВт должны иметь как минимум две независимые системы торможения ветроагрегата - рабочую и аварийную. При аварийном сбросе нагрузки или выходе из строя аварийного тормоза должна быть предусмотрена защита ветроагрегата от неконтролируемого увеличения частоты вращения ветроколеса.
Известен ряд технических решений, целью которых является ограничение мощности на ветроколесе и его торможение за счет аэродинамического ограничения крутящего момента на валу ротора RU 112954 U2 от 17.06.2011, механического (фрикционного) торможения RU 128268 от 10.09.2012 и генераторного (электрического) торможения ветроколеса RU 2563877 от 24.06.2014.
Недостатками указанных технических решений является недостаточный тормозной момент на валу ротора ВЭУ, невозможность работы при продолжительных высоких скоростях ветра, а также сложность интеграции в конструкции ветроэнергетических установок.
Наиболее близким к заявляемому техническому решению является устройство для осуществления управления ветроэнергетической установкой (патент RU 128268 от 10.09.2012, F03D 7/06, опубл. 20.05.2013). Прототип представляет собой тормозное устройство ветроколеса вертикально-осевой ветроэнергетической установки, которое смонтировано на платформе в месте стыка мачты с осью вращения ветроколеса (со ступицей) и содержит две осесимметричных самоустанавливающихся тормозных колодки, взаимодействующих с фрикционным кольцом. При этом тормозные колодки кинематически связаны с установленными на общей оси коромыслами, свободные концы которых соединены шатунами с неравноплечим качающимся рычагом, к большему плечу которого шарнирно подсоединена подпружиненная тяга. Тяга приводится в действие с помощью каната.
Основными недостатками прототипа является малый тормозной момент на роторе ВЭУ, процесс торможения не является автоматическим и должен осуществляться силами обслуживающего персонала по ВЭУ.
Техническая задача настоящей полезной модели заключается в адаптивном ограничении мощности на ветроколесе и обеспечении безаварийной эксплуатации ветроэнергетической установки.
Техническая задача достигается тем, что электромеханическое устройство торможения ветроэнергетической установки представляет собой трехкулачковый блок, на кулачках которого шарнирно закреплены тормозные колодки, которые входят во фрикционное трение с тормозным барабаном при превышении допустимых значений частоты вращения ветроколеса, температуры электрического генератора или вибрационных колебаний ВЭУ.
На фиг. 1 изображена кинематическая схема электромеханического устройства торможения ветроэнергетической установки.
На фиг. 2 представлена 3D-модель электромеханического устройства торможения ветроэнергетической установки.
Электромеханическое устройство торможения (фиг. 1, 2), смонтированное между ступицей 8 и мачтой 9, включает в себя электрический привод 1, соединенный через редуктор 2 с трехкулачковым блоком, состоящим из корпуса 10, внутри которого находятся кулачки 5 и спиральный диск 4. В корпусе имеются направляющие для перемещения по ним кулачков 5 в радиальном направлении. На нижней поверхности кулачков находятся упоры под спиральные выступы на диске 4. Кроме того, на кулачках 5 с помощью шарниров 6 закреплены тормозные колодки 7.
Устройство работает следующим образом.
При превышении допустимых значений частоты вращения ветроколеса, температуры электрического генератора или вибрационных колебаний ВЭУ на электрический привод 1 поступает сигнал активации, и привод передает мощность через редуктор 2 на спиральный диск 4. При вращении спирального диска 4 его спиральные выступы скользят по упорным частям кулачков 5, тем самым раздвигая их по направляющим корпуса 10 в радиальном направлении от центра к периферии и упираются в тормозной барабан 3, в результате чего возникает торможение ветроколеса. За счет большого передаточного коэффициента редуктора 2, ветроколесо может оставаться заблокированным без дополнительных затрат электроэнергии. Для прекращения торможения (для разблокировки) ветроколеса, на электрический привод 1 поступает сигнал реверсивной активации и привод 1 передает вращение на спиральный диск 4 в противоположную сторону, тем самым перемещая кулачки 5 от периферии к центру.
Линейное перемещение кулачков 5 осуществляется за счет вращения спирального диска 4, по которому движутся кулачки. На кулачках 5 с помощью шарниров 6 установлены сменные тормозные колодки 7. Шарниры 6 необходимы для устранения радиального перекоса тормозных колодок 7. На нижней части кулачков 5 имеются упоры, которые контактируют со спиральными выступами на диске 4 и скользят по этим выступам при вращении диска. Вращение на спиральный диск передается от электрического привода 1 через редуктор 2. При включении электрического привода крутящий момент передается на трехкулачковый блок, и кулачки движутся в радиальном направлении от центра к периферии. На вращающейся части ступицы ветроколеса 8 закреплен тормозной барабан 3 с внутренней фрикционной стенкой. При движении кулачков 5 от центра к периферии, закрепленные на них тормозные колодки 7, упираются в тормозной барабан 3 и происходит процесс фрикционного трения, тем самым обеспечивается торможение ветроколеса.
Питание электрического привода электромеханического устройства торможения осуществляется за счет отдельного автономного аккумулирующего устройства (на фиг. 1, 2 не показано).
Трехкулачковый блок, редуктор и электрический привод имеют сквозное центральное отверстие для проведения кабеля, который прокладывается от генератора сквозь мачту.
Сигнал к активации электромеханического устройства торможения ветроэнергетической установки осуществляется в случаях: превышение предельной частоты вращения ветроколеса; возникновение вибрационных колебаний конструкции, превышающих допустимые значения; перегрев компонентов электрического генератора; сигнал управления от пользователя ВЭУ.
Таким образом, предлагаемое устройство позволяет ограничивать мощность на ветроколесе и обеспечивает безаварийную эксплуатации ветроэнергетической установки.
Claims (1)
- Электромеханическое устройство торможения ветроэнергетической установки, смонтированное в месте стыка мачты со ступицей, включающее тормозные колодки и тормозной барабан, отличающееся тем, что в устройстве дополнительно установлены со стороны мачты электропривод и соединенный с ним через редуктор трёхкулачковый блок, состоящий из корпуса с направляющими для кулачков, внутри которого расположены кулачки с упорами на их нижней поверхности, контактирующими со спиральными выступами на спиральном диске, который расположен внутри корпуса трехкулачкового блока, причем на кулачках шарнирно закреплены тормозные колодки.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017129298U RU178619U1 (ru) | 2017-08-16 | 2017-08-16 | Электромеханическое устройство торможения ветроэнергетической установки |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017129298U RU178619U1 (ru) | 2017-08-16 | 2017-08-16 | Электромеханическое устройство торможения ветроэнергетической установки |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU178619U1 true RU178619U1 (ru) | 2018-04-13 |
Family
ID=61974934
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2017129298U RU178619U1 (ru) | 2017-08-16 | 2017-08-16 | Электромеханическое устройство торможения ветроэнергетической установки |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU178619U1 (ru) |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU43368A1 (ru) * | 1934-07-31 | 1935-05-31 | В.В. Шелковников | Приспособление к вертикальному ветродвигателю дл замедлени поворота его вокруг оси башни |
| SU1409775A1 (ru) * | 1986-11-24 | 1988-07-15 | Ю.В.Шевченко | Ветродвигатель |
| EP1108888A2 (en) * | 1999-12-15 | 2001-06-20 | Alejandro Juan Alfredo Bolcich | Energy converter |
| US8043055B2 (en) * | 2007-04-10 | 2011-10-25 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Wind turbine generator system |
| US20110272224A1 (en) * | 2009-01-21 | 2011-11-10 | Yan Qiang | Brake system for and method for braking of vertical axis wind turbine |
| RU128268U1 (ru) * | 2012-09-10 | 2013-05-20 | Открытое Акционерное Общество "Государственный Ракетный Центр Имени Академика В.П. Макеева" | Тормозное устройство ветроколеса вертикально-осевой ветроэнергетической установки |
| RU155351U1 (ru) * | 2014-12-31 | 2015-10-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Уральский государственный университет" (национальный исследовательский университет) | Адаптивное комбинированное устройство регулирования частоты вращения ротора ветроэнергетической установки |
-
2017
- 2017-08-16 RU RU2017129298U patent/RU178619U1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU43368A1 (ru) * | 1934-07-31 | 1935-05-31 | В.В. Шелковников | Приспособление к вертикальному ветродвигателю дл замедлени поворота его вокруг оси башни |
| SU1409775A1 (ru) * | 1986-11-24 | 1988-07-15 | Ю.В.Шевченко | Ветродвигатель |
| EP1108888A2 (en) * | 1999-12-15 | 2001-06-20 | Alejandro Juan Alfredo Bolcich | Energy converter |
| US8043055B2 (en) * | 2007-04-10 | 2011-10-25 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Wind turbine generator system |
| US20110272224A1 (en) * | 2009-01-21 | 2011-11-10 | Yan Qiang | Brake system for and method for braking of vertical axis wind turbine |
| RU128268U1 (ru) * | 2012-09-10 | 2013-05-20 | Открытое Акционерное Общество "Государственный Ракетный Центр Имени Академика В.П. Макеева" | Тормозное устройство ветроколеса вертикально-осевой ветроэнергетической установки |
| RU155351U1 (ru) * | 2014-12-31 | 2015-10-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Уральский государственный университет" (национальный исследовательский университет) | Адаптивное комбинированное устройство регулирования частоты вращения ротора ветроэнергетической установки |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP2253840B1 (en) | Wind turbine and blade pitch adjusting device | |
| CN102003340A (zh) | 用于组装风力涡轮机中使用的桨距组件的系统和方法 | |
| US10018182B2 (en) | Turbine driven by wind or motor and method for generating electricity | |
| CN102678467A (zh) | 一种变桨距垂直轴风力机 | |
| JP2020509291A (ja) | 風力タービンの方位調節及び／又はピッチ調節のための調節ユニット並びに方法 | |
| CN108590960A (zh) | 一种具有蓄电池清洗和叶片调节功能的风力发电设备 | |
| CN102996346A (zh) | 主动变浆风力发电机 | |
| CN103867388A (zh) | 电动直驱式风电变桨驱动系统 | |
| RU178619U1 (ru) | Электромеханическое устройство торможения ветроэнергетической установки | |
| CN102661245A (zh) | 风电机组偏航制动磁触变柔性制动装置及风电机组 | |
| JP2019526012A (ja) | 風力タービン用のナセル及びロータ並びに方法 | |
| JP5992056B2 (ja) | 風力発電プラントのローターブレードを固定するための組立体 | |
| CN204827796U (zh) | 离心限速风力机 | |
| WO2015127589A1 (zh) | 一种风力发电机传动结构 | |
| RU155351U1 (ru) | Адаптивное комбинированное устройство регулирования частоты вращения ротора ветроэнергетической установки | |
| WO2014003867A1 (en) | Friction wheel drive train for a wind turbine | |
| KR20140002595U (ko) | 풍력 발전기의 로터 록 시스템 | |
| GB2468863A (en) | Vertical Axis Wind Turbine with non-newtonian fluid damped auto pitching and air brake | |
| KR102054220B1 (ko) | 멀티형 풍력 발전기 | |
| RU105688U1 (ru) | Роторная ветроэнергетическая установка встречного вращения с вертикальной осью (варианты) | |
| CN203783811U (zh) | 电动直驱式风电变桨驱动系统 | |
| CN216111106U (zh) | 一种用于风力发电的温度过载保护装置 | |
| CN110374805B (zh) | 一种具有防鼠和发电机保护功能的风力发电机 | |
| CN109690075A (zh) | 用于风能设备的转子止动设备以及方法 | |
| RU2430281C2 (ru) | Устройство передачи механической энергии рабочему колесу электромеханической установки |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM9K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20180423 |