RU2045682C1 - Wind motor rotor - Google Patents

Wind motor rotor Download PDF

Info

Publication number
RU2045682C1
RU2045682C1 RU93015854A RU93015854A RU2045682C1 RU 2045682 C1 RU2045682 C1 RU 2045682C1 RU 93015854 A RU93015854 A RU 93015854A RU 93015854 A RU93015854 A RU 93015854A RU 2045682 C1 RU2045682 C1 RU 2045682C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
brake flap
rotor
blades
shaft
vertical
Prior art date
Application number
RU93015854A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU93015854A (en
Inventor
А.С. Александров
К.П. Алексеев
Б.Л. Историк
А.С. Цыганков
Ю.Б. Шполянский
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Сальве"
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 Общество с ограниченной ответственностью "Сальве" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Сальве"
Priority to RU93015854A priority Critical patent/RU2045682C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2045682C1 publication Critical patent/RU2045682C1/en
Publication of RU93015854A publication Critical patent/RU93015854A/en

Links

Classifications

    • 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
    • Y02E10/74Wind turbines with rotation axis perpendicular to the wind direction

Abstract

FIELD: wind power engineering. SUBSTANCE: rotor 1 of a wind motor has vertical shaft 2, central carrying unit 3, vertical blades 4, top and bottom traverses 5,6, and control mechanism. The traverses connect the central carrying unit with blades 4. The traverses of each of the blades are made up as beams having a symmetry aerodynamic profile. Beams 5,6 are arranged in the vertical plane at an angle to each other. The free end of each bottom beam of traverse 6 is rigidly secured to blade 4 through roller 7. The control mechanism consists of braking shield 8 of a symmetry aerodynamic profile mounted on roller 7, control shaft 9 positioned inside the space of bottom beam 6, tie 10 of braking shield 8, weight 11 with guide 12 mounted over the axis of vertical shaft 2, and ties 13. Weight 11 with guide 12 and ties 13 are positioned in central carrying unit 3. Stop 17 can be mounted on bottom beam 6. The cantilever with the counterweight can be mounted on braking shield 8. EFFECT: improved design. 3 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к ветроэнергетике и может быть использовано в ветроэнергетических агрегатах с вертикальной осью вращения ротора. The invention relates to wind energy and can be used in wind power units with a vertical axis of rotation of the rotor.

Известен ротор ветродвигателя, содержащий вертикальный вал, центральный несущий узел, связанный с вертикальными лопастями нижними и верхними траверсами, и механизм управления. Known rotor of a wind turbine containing a vertical shaft, a Central bearing node associated with vertical blades of the lower and upper traverses, and a control mechanism.

В известном роторе ветродвигателя для ограничения и регулирования частоты вращения лопасти выполнены с возможностью их складывания, траверсы подвижными с подпружиненными телескопическими рычагами, а соединение траверс с центральным несущим узлом и лопастями шарнирным. In the known rotor of a wind turbine for limiting and regulating the rotational speed of the blade, the blades are made with the possibility of folding, the beam is movable with spring-loaded telescopic levers, and the connection of the beam with the central bearing unit and articulated blades.

Такое техническое решение усложняет конструкцию механизма управления, ротора в целом и снижает его надежность, так как роль чувствительного элемента центробежного регулятора и исполнительного механизма играют основные части ротора лопасти и несущие их элементы. Большая масса этих элементов обусловливает возникновение во всех шарнирах и в телескопических рычагах значительных нагрузок в поле центростремительного ускорения и соответственно требует наличия пружин, рассчитанных на большие усилия. Соответствующие этим нагрузкам силы трения снижают чувствительность регулятора и увеличивают явление "гистерезиса" различия зависимостей величины "складывания" лопастей от частоты вращения ротора при ее нарастании и убывании. Кроме того, характеристики пружин под нагрузкой нестабильны во времени, так что нестабильной будет и характеристика регулятора. This technical solution complicates the design of the control mechanism, the rotor as a whole and reduces its reliability, since the main parts of the rotor blades and their supporting elements play the role of the sensitive element of the centrifugal controller and the actuator. The large mass of these elements causes the appearance of significant loads in all hinges and telescopic levers in the field of centripetal acceleration and, accordingly, requires the presence of springs designed for large forces. The friction forces corresponding to these loads reduce the sensitivity of the controller and increase the phenomenon of "hysteresis" of the difference in the dependences of the magnitude of the "folding" of the blades on the rotor speed when it increases and decreases. In addition, the characteristics of the springs under load are unstable in time, so that the characteristic of the regulator will be unstable.

Цель изобретения повышение надежности pаботы, упрощение конструкции ротора и увеличение чувствительности механизма регулирования частоты вращения при одновременном уменьшении "гистерезиса" характеристики регулятора и обеспечении ее стабильности. The purpose of the invention is to increase the reliability of operation, simplify the design of the rotor and increase the sensitivity of the speed control mechanism while reducing the "hysteresis" of the controller characteristics and ensuring its stability.

Указанный технический результат (цель) достигается тем, что в известном роторе ветродвигателя, содержащем вертикальный вал с центральным несущим узлом, вертикальные лопасти, нижние и верхние траверсы, связывающие центральный узел с лопастями и механизм управления, траверсы каждой из лопастей выполнены в виде полых балок аэродинамического симметричного профиля, расположенных в вертикальной плоскости под углом друг к другу и сходящихся к центральному несущему узлу, каждая нижняя балка жестко соединена посредством валика с лопастью, механизм управления состоит из установленного на валике тормозного щитка аэродинамического профиля с закрепленным на нем рычагом, расположенного в полости нижней балки вала управления с закрепленными на его концах внешним и внутренним рычагами, тяги тормозного щитка, шарнирно соединенной одним концом с рычагом тормозного щитка, а другим с внешним рычагом вала управления, размещенных в центральном несущем узле груза с направляющей, установленной по оси вертикального вала ротора, и тяг, каждая из которых шарнирно присоединена одним концом к внутреннему рычагу вала управления, а другим к грузу, при этом груз установлен с возможностью осевого перемещения вдоль направляющей, а ось вала управления расположена со смещением относительно оси валика в сторону задней кромки нижней балки. The specified technical result (goal) is achieved by the fact that in the known rotor of a wind turbine containing a vertical shaft with a central bearing unit, vertical blades, lower and upper traverses connecting the central node with the blades and the control mechanism, the traverses of each of the blades are made in the form of hollow beams of aerodynamic symmetrical profile, located in a vertical plane at an angle to each other and converging to the Central bearing node, each lower beam is rigidly connected by means of a roller with a blade, fur the control bottom consists of an aerodynamic profile mounted on the brake flap shaft with a lever fixed on it, located in the cavity of the lower control shaft beam with external and internal levers fixed at its ends, a brake flap rod, pivotally connected at one end to the brake flap lever and the other to external lever of the control shaft, located in the Central load bearing unit with a guide mounted on the axis of the vertical rotor shaft, and rods, each of which is pivotally connected at one end to the inner lever of the control shaft, and the other to the load, while the load is mounted with the possibility of axial movement along the guide, and the axis of the control shaft is offset from the axis of the roller towards the trailing edge of the lower beam.

Кроме того, каждая нижняя балка снабжена упором, закрепленным на торцевой поверхности нижней балки у задней кромки и взаимодействующим с нижней поверхностью тормозного щитка. Каждый тормозной щиток снабжен кронштейном с противовесом. Противовес установлен на кронштейне с возможностью его осевого перемещения вдоль последнего и фиксации. In addition, each lower beam is equipped with a stop fixed on the end surface of the lower beam at the trailing edge and interacting with the lower surface of the brake flap. Each brake flap is equipped with a counterweight bracket. The counterweight is mounted on the bracket with the possibility of axial movement along the latter and fixation.

В роторе ветродвигателя чувствительный и одновременно исполнительный элемент тормозной щиток его повернут под действием центробежной силы при превышении допустимой частоты вращения ротора обеспечивает уменьшение полезной мощности вследствие увеличения аэродинамического сопротивления. Размеры (площадь) тормозного щитка могут быть на порядок меньше, чем лопасти, что вместе с его относительно небольшой нагруженностью в поле центробежных сил определяет небольшую массу. In the rotor of the wind turbine, the sensitive and simultaneously actuating element of the brake flap is rotated under the action of centrifugal force when the permissible rotor speed is exceeded, which reduces the net power due to an increase in aerodynamic drag. The dimensions (area) of the brake flap can be an order of magnitude smaller than the blades, which, together with its relatively small load in the field of centrifugal forces, determines a small mass.

Наклон балки, на конце которой (на валике) установлен тормозной щиток, с одной стороны обеспечивает наличие составляющей от центробежной силы, направленной на поворот тормозного щитка наружу вверх, а с другой уменьшает ее значение по сравнению с полной центробежной силой (при вертикальной оси поворота). The slope of the beam, at the end of which (on the roller) a brake flap is installed, on the one hand ensures the presence of a component of centrifugal force directed to turn the brake flap outward upward, and on the other hand reduces its value compared to the full centrifugal force (with a vertical axis of rotation) .

Расположение тормозного щитка на нижней балке обусловливает взаимную противоположность составляющих центробежной силы и силы веса тормозного щитка, направленных на его поворот. Таким образом обеспечивается уменьшение величины начального момента, необходимого для удержания тормозного щитка от поворота до достижения заданной частоты вращения ротора. The location of the brake flap on the lower beam determines the opposite of the components of the centrifugal force and the weight force of the brake flap, aimed at its rotation. This ensures a decrease in the magnitude of the initial moment necessary to keep the brake flap from turning until a predetermined rotor speed is reached.

Дополнительный крутящий момент, необходимый для удержания тормозного щитка от поворота наружу, и соответственно предотвращения торможения до достижения заданной частоты вращения ротора обеспечивается за счет силы веса груза, размещенного в центральном несущем узле и установленного на направляющей с возможностью вертикального перемещения вдоль оси ротора. Усилие от груза преобразуется в крутящий момент через систему рычагов и вал управления, расположенный в полости нижней балки. Применение груза вместо пружины обеспечивает стабильность характеристики регулятора. Additional torque required to hold the brake flap from turning outward and, accordingly, to prevent braking until the specified rotor speed is reached, is ensured by the weight of the load placed in the central bearing unit and mounted on the guide with the possibility of vertical movement along the rotor axis. The force from the load is converted into torque through a system of levers and a control shaft located in the cavity of the lower beam. The use of a load instead of a spring ensures the stability of the regulator.

Использование управляющего вала, расположенного в полости нижней балки со смещением относительно оси валика в сторону задней кромки нижней балки, внешнего и внутреннего рычагов, закрепленных на управляющем валу, рычага, закрепленного на тормозном щитке, и тяг, шарнирно соединяющих рычаги управляющего вала с рычагом тормозного щитка и с грузом в центральном узле, позволяет путем подбора начальных углов установки рычагов, соотношения их длин и длин тяг получить устойчивую регулировочную характеристику тормозного щитка по всем рабочем диапазоне углов поворота. The use of a control shaft located in the cavity of the lower beam with an offset relative to the axis of the roller towards the trailing edge of the lower beam, the external and internal levers mounted on the control shaft, the lever mounted on the brake flap, and rods pivotally connecting the levers of the control shaft with the brake flap lever and with the load in the central node, it allows, by selecting the initial angles of installation of the levers, the ratio of their lengths and lengths of rods to obtain a stable adjustment characteristic of the brake flap for all working dia range of rotation angles.

Каждая нижняя балка снабжена упором, закрепленным на ее торцевой поверхности и взаимодействующим с нижней поверхностью тормозного щитка, ограничивая возможность его поворота внутрь-вниз под действием моментов от сил веса самого тормозного щитка, противовеса на кронштейне и груза в центральном несущем узле при частоте вращения ротора, меньшей заданной. Each lower beam is equipped with a stop fixed on its end surface and interacting with the lower surface of the brake flap, limiting the possibility of its turning in and down under the influence of the moments of the weight of the brake flap itself, the counterweight on the bracket and the load in the central bearing unit at the rotor speed, less than the given.

Для увеличения крутящего момента от действия центробежных сил на тормозном щитке и оптимизации его зависимости от угла поворота путем увеличения действующей массы и смещения ее центра от плоскости симметрии тормозного щитка он снабжен кронштейном с противовесом. Точная регулировка положения центра масс тормозного щитка и противовеса обеспечивается осевым перемещением противовеса вдоль кронштейна с последующей фиксацией. Для увеличения крутящего момента при больших углах поворота тормозного щитка кронштейн установлен на нижней поверхности. To increase the torque from the action of centrifugal forces on the brake flap and optimize its dependence on the angle of rotation by increasing the effective mass and shifting its center from the plane of symmetry of the brake flap, it is equipped with a bracket with a counterweight. Exact adjustment of the position of the center of mass of the brake flap and counterweight is provided by the axial movement of the counterweight along the bracket with subsequent fixation. To increase the torque at large angles of rotation of the brake flap, the bracket is mounted on the lower surface.

На фиг.1 представлен ветродвигатель, общий вид. на фиг.2 вид по стрелке А на фиг.1. Figure 1 shows a wind turbine, a General view. figure 2 view along arrow a in figure 1.

Ротор 1 ветродвигателя содержит вертикальный вал 2, центральный несущий узел 3, вертикальные лопасти 4, верхние и нижние траверсы 5,6, которые связывают центральный узел 3 с лопастями 4 и механизм управления. The rotor 1 of the wind turbine comprises a vertical shaft 2, a central bearing unit 3, vertical blades 4, upper and lower yokes 5,6, which connect the central node 3 with the blades 4 and a control mechanism.

Траверсы 5,6 каждой из лопастей выполнены в виде полых балок аэродинамического симметричного профиля. Балки 5, 6 расположены в вертикальной плоскости под углом друг к другу и сходятся к центральному несущему узлу 3. Каждая нижняя балка (траверса) 6 жестко соединена свободным концом посредством валика 7 с лопастью 4. Механизм управления состоит из тормозного щитка 8 аэродинамического симметричного профиля, установленного на валике 7, вала управления 9, расположенного в полости нижней балки 6, тяги 10 тормозного щитка 8, груза 1 с направляющей 12, установленной по оси вертикального вала 2, и тяг 13. Груз 11 с направляющей 12 и тяги 13 размещены в центральном несущем узле 3.Груз 11 установлен с возможностью осевого перемещения вдоль направляющей 12. На тормозном щитке 8 закреплен рычаг 14. На концах вала управления 9 закреплены внешний и внутренний рычаги 15, 16. Тяга 10 шарнирно соединена одним концом с рычагом 14 тормозного щитка 8, а другим с внешним рычагом 15 вала управления 9. Каждая из тяг 13 шарнирно присоединена одним концом к внутреннему рычагу 16 вала управления 9, а другим к грузу 11. Ось вала управления 9 расположена в полости нижней балки 6 со смещением относительно оси валика 7 тормозного щитка 3 в сторону задней кромки нижней балки 6. Каждая нижняя балка 6 снабжена упором 17, закрепленным на торцевой поверхности нижней балки у задней кромки и взаимодействующим с нижней поверхностью тормозного щитка 8. Каждый тормозной щиток 8 снабжен кронштейном 18 с противовесом 19. Противовес 19 установлен на кронштейн 18 с возможностью его осевого перемещения вдоль оси последнего и фиксации. Traverses 5.6 of each of the blades are made in the form of hollow beams of an aerodynamic symmetric profile. Beams 5, 6 are located in a vertical plane at an angle to each other and converge to the Central bearing node 3. Each lower beam (traverse) 6 is rigidly connected with its free end via a roller 7 with a blade 4. The control mechanism consists of a brake flap 8 of an aerodynamic symmetrical profile, mounted on the roller 7, the control shaft 9, located in the cavity of the lower beam 6, rod 10 of the brake flap 8, load 1 with a guide 12 mounted on the axis of the vertical shaft 2, and rods 13. The load 11 with a guide 12 and rod 13 are placed in the Central the load-bearing unit 3. The load 11 is mounted with the possibility of axial movement along the guide 12. A lever 14 is fixed to the brake flap 8. At the ends of the control shaft 9, the external and internal levers 15, 16 are fixed. The rod 10 is pivotally connected at one end to the lever 14 of the brake flap 8, and the other with an external lever 15 of the control shaft 9. Each of the rods 13 is pivotally connected at one end to the internal lever 16 of the control shaft 9 and the other to the load 11. The axis of the control shaft 9 is located in the cavity of the lower beam 6 with an offset relative to the axis of the roller 7 of the brake flap 3 in s the torus of the trailing edge of the lower beam 6. Each lower beam 6 is equipped with a stop 17 mounted on the end surface of the lower beam at the trailing edge and interacting with the lower surface of the brake flap 8. Each brake flap 8 is equipped with a bracket 18 with a counterweight 19. The counterweight 19 is mounted on the bracket 18 with the possibility of axial movement along the axis of the latter and fixation.

Ротор ветродвигателя работает следующим образом. The rotor of the wind turbine operates as follows.

При движении потока воздуха с достаточной скоростью через ротор 1 на лопастях 4 возникают аэродинамические силы, результирующая которых дает крутящий момент, передаваемый через траверсы 5,6 на вал 2 и далее на преобразователь энергии (не показан). When the air stream moves at a sufficient speed through the rotor 1, aerodynamic forces arise on the blades 4, the resulting force of which gives the torque transmitted through the yokes 5,6 to the shaft 2 and then to the energy converter (not shown).

Пока мощность преобразователя энергии соответствует мощности аэродинамических сил на роторе 1, частота вращения последнего ограничивается системой регулирования потребляемой (через преобразователь) мощности и не превышает заданной. При этом возникающая на каждом тормозном щитке 8 центробежная сила вызывает воздействие на него крутящего момента, направленного наружу вверх, величина которого недостаточна для того, чтобы преодолеть момент от сил веса тормозного щитка 8 и противовеса 19 и момент вращения, передаваемый на него от действия веса груза 11 через тягу 13, внутренний рычаг 16 вала управления 9, собственно вал управления 9, внешний его рычаг 15, тягу 10 и рычаг 14 тормозного щитка 8. Тормозной щиток 8 находится в положении взаимодействия с упором 17, когда его аэродинамическое сопротивление минимально и создаются условия для максимального использования энергии воздушного потока. While the power of the energy converter corresponds to the power of the aerodynamic forces on the rotor 1, the rotation frequency of the latter is limited by the control system of the power consumed (through the converter) and does not exceed a predetermined one. In this case, the centrifugal force arising on each brake flap 8 causes an outward upward torque, the magnitude of which is insufficient to overcome the moment from the forces of the weight of the brake flap 8 and the counterweight 19 and the torque transmitted to it from the action of the weight of the load 11 through the rod 13, the internal lever 16 of the control shaft 9, the control shaft 9 itself, its external lever 15, the rod 10 and the lever 14 of the brake flap 8. The brake flap 8 is in the position of interaction with the stop 17 when it is aerodynamically th resistance is minimal and conditions are created for the maximum use of energy of the air flow.

В случае превышения мощности ротора 1 возможностей ее использования потребителями частота вращения увеличивается до величины, превышающей допустимое значение. При этом центробежная сила на тормозном щитке 8 возрастает и вызываемый ею крутящий момент превышает величину описанных ранее противодействующих моментов от сил веса тормозного щитка 8 и груза 11. Тормозной щиток 8 начинает отклоняться вверх наружу и в соответствии с его поворотом увеличивается аэродинамическая сила сопротивления, что приводит к уменьшению мощности ротора до величины, соответствующей уровню потребления энергии в данный момент. If the capacity of the rotor 1 is exceeded by the possibilities of its use by consumers, the rotation frequency increases to a value exceeding the permissible value. In this case, the centrifugal force on the brake flap 8 increases and the torque caused by it exceeds the value of the opposing moments described above from the weight forces of the brake flap 8 and the load 11. The brake flap 8 begins to deviate upward outward and, in accordance with its rotation, the aerodynamic drag force increases, which leads to reduce the rotor power to a value corresponding to the current energy level.

Следует отметить, что при повороте тормозного щитка 8 возникает момент кручения от аэродинамической силы, препятствующей увеличению угла поворота, поскольку центр аэродинамического давления расположен позади оси валика 9. Противодействующий аэродинамический момент увеличивается при повороте тормозного щитка 8 сначала (до угла 13о к плоскости вращения) за счет увеличения аэродинамической подъемной силы, а затем в основном за счет смещения центра аэродинамического давления к середине профиля тормозного щитка 8. Для увеличения мощности сопротивления тормозного щитка 8 нужно большее его отклонение, а для преодоления соответственно увеличения противодействия аэродинамического момента требуется дополнительное повышение частоты вращения ротора 1. Это обеспечивает устойчивую характеристику регулятора за счет обратной связи.It should be noted that upon rotation of the brake flap 8 arises from the torque of the aerodynamic force that prevents an increase in the rotation angle because the aerodynamic center of pressure located behind the axis of the roller 9. The counter aerodynamic torque increases when the first brake flap 8 (to an angle of 13 to the plane of rotation) due to an increase in aerodynamic lifting force, and then mainly due to the displacement of the center of aerodynamic pressure to the middle of the profile of the brake flap 8. To increase power with disobedience brake flap 8, it need a larger deviation, and to overcome the counter respectively increasing aerodynamic moment requires an additional increase in rotor speed 1. This provides a stable control characteristic due to feedback.

Четкая фиксация положения тормозного щитка 8, в котором аэродинамические потери минимальны, обеспечивается при частоте вращения ротора 1, меньшей заданной взаимодействием нижней поверхности тормозного щитка 8 с упором 17, закрепленным на торцевой поверхности нижней балки 6.Тем самым предотвращается отклонение тормозного щитка 8 вниз и увеличение аэродинамического сопротивления на режимах, когда необходима избыточная мощность для повышения частоты вращения ротора 1 до заданного значения. A clear fixation of the position of the brake flap 8, in which aerodynamic losses are minimal, is ensured at a rotational speed of the rotor 1 less than that specified by the interaction of the lower surface of the brake flap 8 with a stop 17 fixed on the end surface of the lower beam 6. This prevents the brake flap 8 from tilting down and increasing aerodynamic drag in modes where excess power is needed to increase the rotor speed of the rotor 1 to a predetermined value.

Для увеличения крутящего момента от центробежных сил на тормозном щитке 8 и оптимизации его зависимости от угла поворота на нем закреплен кронштейн 18 с противовесом 19. Противовес 19 установлен на кронштейне 18 с возможностью перемещения и фиксации для точной настройки тормозного устройства на заданную частоту вращения ротора 1. To increase the torque from centrifugal forces on the brake flap 8 and to optimize its dependence on the angle of rotation, a bracket 18 with a counterweight 19 is fixed on it. The counterweight 19 is mounted on the bracket 18 with the possibility of movement and fixing to fine tune the brake device to a given rotational speed of the rotor 1.

Так как при повороте тормозного щитка 8 вначале аэродинамическое сопротивление растет замедленно, целесообразно, чтобы взаимодействие нижней поверхности тормозного щитка 8 с упором 17 на нижней балке 6 имело место при положении плоскости симметрии тормозного щитка 8, отклоненном от горизонтального у задней кромки на 4-5о вверх. Это незначительно увеличивает начальное аэродинамическое сопротивление, но зато повышает остроту реакции регулятора на увеличение частоты вращения ротора 1 в начале диапазона регулирования.Since when turning the brake flap 8 at first the aerodynamic drag grows slowly, it is advisable that the interaction of the lower surface of the brake flap 8 with the stop 17 on the lower beam 6 takes place when the plane of symmetry of the brake flap 8 is 4-5 o from the horizontal at the trailing edge up. This slightly increases the initial aerodynamic drag, but it increases the severity of the reaction of the regulator to increase the speed of the rotor 1 at the beginning of the control range.

Для увеличения крутящего момента при больших углах поворота тормозного щитка 8 кронштейн 18 установлен на нижней поверхности. Направленность кронштейна 18 вниз от плоскости симметрии тормозного щитка 8 смещает в этом же направлении центр тяжести, так что в области больших углов поворота тормозного щитка плечо центробежной силы увеличивается. To increase the torque at large angles of rotation of the brake flap 8, the bracket 18 is mounted on the lower surface. The direction of the bracket 18 down from the plane of symmetry of the brake flap 8 shifts the center of gravity in the same direction, so that in the region of large angles of rotation of the brake flap, the centrifugal force arm increases.

Внутренний рычаг 16 вала управления 9 крепится на его конце в положении, близком к горизонтальному при взаимодействии тормозного щитка 8 с упором 17 на нижней траверсе 6, чтобы по мере поворота тормозного щитка 8 и соответственно внутреннего рычага 16 уменьшалось плечо действия силы веса груза 11 в центральном узле 3 и соответствующий крутящий момент, противодействующий повороту тормозного щитка 8. Это позволяет увеличить чувствительность регулятора и сократить величину превышения частоты вращения ротора 1, необходимую для поворота тормозного щитка 8 на угол, достаточный для гашения всей мощности ротора 1. The inner lever 16 of the control shaft 9 is mounted at its end in a position close to horizontal when the brake flap 8 interacts with the stop 17 on the lower crosshead 6, so that as the brake flap 8 and, accordingly, the inner lever 16 rotate, the shoulder of the load weight 11 in the central node 3 and the corresponding torque that counteracts the rotation of the brake flap 8. This allows you to increase the sensitivity of the controller and reduce the excess speed of the rotor 1, necessary to rotate the brake flap 8 by an angle sufficient to quench the entire power of the rotor 1.

Использование изобретения позволяет не только предотвратить разнос ротора в аварийной ситуации, но и ограничить частоту вращения ротора при длительных режимах частичной нагрузки ветродвигателя и при слишком сильных ветрах. The use of the invention allows not only to prevent rotor spacing in an emergency, but also to limit the rotor speed during prolonged partial load conditions of a wind turbine and with too strong winds.

Claims (3)

РОТОР ВЕТРОДВИГАТЕЛЯ, содержащий вертикальный вал с центральным несущим узлом, вертикальные лопасти, верхние и нижние траверсы, связывающие центральный несущий узел с лопастями, и механизм управления, отличающийся тем, что траверсы каждой из лопастей выполнены в виде полых балок аэродинамического профиля, расположенных в вертикальной плоскости под углом одна к другой и сходящихся к центральному несущему узлу, каждая нижняя балка жестко соединена свободным концом посредством валика с лопастью, а механизм управления состоит из установленного на валике тормозного щитка аэродинамического симметричного профиля с закрепленным на нем рычагом, расположенного в полости нижней балки вала управления с закрепленными на его концах внешним и внутренним рычагами, тяги тормозного щитка, шарнирно соединенной одним концом с рычагом тормозного щитка, а другим с внешним рычагом вала управления, размещенных в центральном несущем узле груза с направляющей, установленной по оси вертикального вала ротора, и тяг, каждая из которых шарнирно присоединена одним концом к внутреннему рычагу вала управления, а другим к грузу, при этом груз установлен с возможностью осевого перемещения вдоль направляющей, а ось вала управления расположена со смещением относительно оси валика в сторону задней кромки нижней балки. A WIND ENGINE ROTOR, comprising a vertical shaft with a central bearing unit, vertical blades, upper and lower traverses connecting the central bearing unit with the blades, and a control mechanism, characterized in that the traverses of each of the blades are made in the form of hollow beams of an aerodynamic profile located in a vertical plane at an angle to one another and converging to the central bearing unit, each lower beam is rigidly connected to its free end by means of a roller with a blade, and the control mechanism consists of symmetrical airfoil on the brake flap roller with a lever fixed on it, located in the cavity of the lower control shaft beam with external and internal levers fixed at its ends, brake flap rod, pivotally connected at one end to the brake flap lever and the other to the external shaft lever controls placed in the central load bearing unit with a guide mounted along the axis of the vertical rotor shaft, and rods, each of which is pivotally attached at one end to the internal lever va la control, and the other to the load, while the load is mounted with the possibility of axial movement along the guide, and the axis of the control shaft is offset from the axis of the roller towards the trailing edge of the lower beam. 2. Ротор по п.1, отличающийся тем, что каждая нижняя балка снабжена упором, закрепленным на торцевой поверхности нижней балки у задней кромки и взаимодействующим с нижней поверхностью тормозного щитка. 2. The rotor according to claim 1, characterized in that each lower beam is equipped with a stop fixed to the end surface of the lower beam at the trailing edge and interacting with the lower surface of the brake flap. 3. Ротор по п.1 или 2, отличающийся тем, что каждый тормозной щиток снабжен кронштейном с противовесом, причем противовес установлен на кронштейне с возможностью его осевого перемещения вдоль последнего и фиксации. 3. The rotor according to claim 1 or 2, characterized in that each brake flap is equipped with a bracket with a counterweight, and the counterweight is mounted on the bracket with the possibility of axial movement along the latter and fixation.
RU93015854A 1993-03-26 1993-03-26 Wind motor rotor RU2045682C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU93015854A RU2045682C1 (en) 1993-03-26 1993-03-26 Wind motor rotor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU93015854A RU2045682C1 (en) 1993-03-26 1993-03-26 Wind motor rotor

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2045682C1 true RU2045682C1 (en) 1995-10-10
RU93015854A RU93015854A (en) 1997-03-20

Family

ID=20139275

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU93015854A RU2045682C1 (en) 1993-03-26 1993-03-26 Wind motor rotor

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2045682C1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2446311C2 (en) * 2010-07-02 2012-03-27 Открытое Акционерное Общество "Государственный Ракетный Центр Имени Академика В.П. Макеева" Rotor of wind-power plant
WO2013051954A1 (en) * 2011-10-04 2013-04-11 Открытое Акционерное Общество "Государственный Ракетный Центр Имени Академика В. П. Макеева Rotor for a wind energy installation with a vertical axis of rotation
RU2526415C2 (en) * 2012-12-07 2014-08-20 Александр Иванович Якимов Wing-sail windmill

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Авторское свидетельство СССР N 1671954, кл. F 03D 7/06, опублик. 1991. *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2446311C2 (en) * 2010-07-02 2012-03-27 Открытое Акционерное Общество "Государственный Ракетный Центр Имени Академика В.П. Макеева" Rotor of wind-power plant
WO2013051954A1 (en) * 2011-10-04 2013-04-11 Открытое Акционерное Общество "Государственный Ракетный Центр Имени Академика В. П. Макеева Rotor for a wind energy installation with a vertical axis of rotation
RU2526415C2 (en) * 2012-12-07 2014-08-20 Александр Иванович Якимов Wing-sail windmill

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA1201982A (en) Horizontal axis wind energy conversion system with aerodynamic blade pitch control
US4456429A (en) Wind turbine
US4776762A (en) Windmill
US4818180A (en) Vertical-axle wind turbine
US5118255A (en) Motor
EP2184489A2 (en) Drive train supporting structure for a wind turbine
EP2577054B1 (en) Wind turbine with a centrifugal force driven adjustable pitch angle and blades retained by cables
EP0087471A4 (en) Wind energy conversion system.
US20040076518A1 (en) Tilt stabilized / ballast controlled wind turbine
US4439105A (en) Offset-axis windmill having inclined power shaft
JP2012531552A (en) Wind turbine with compensated motor torque
KR100447842B1 (en) Speed governor and elevator employing the speed governor
RU2364748C1 (en) Method for control of wind-powered engine rotor rotation frequency with vertical axis and wind-powered engine for its realisation
JP7140331B2 (en) Lift type vertical axis wind turbine
RU2045682C1 (en) Wind motor rotor
DE2715584A1 (en) Impeller of wind driven turbine - has blade linkage to vary pitch in response to forces due to changing wind speeds
RU2003106378A (en) WIND ENGINE (OPTIONS)
CN112272737B (en) Wind turbine with hinged blade having hinge position between inner and outer tips of the blade
RU2044922C1 (en) Rotor for wind motor
CN114641430A (en) Single-blade aircraft rotor
CA1134277A (en) Fluid operated apparatus or turbine
EP0522874B1 (en) Pitch control mechanism for ram air turbine
RU2272173C1 (en) Compact aerodynamic-type revolution governor for wind-power plant
RU2044921C1 (en) Wind motor with vertical shaft
Bottrell Passive cyclic pitch control for horizontal axis wind turbines