RU2205292C1 - Ветроэнергетическая установка - Google Patents
Ветроэнергетическая установка Download PDFInfo
- Publication number
- RU2205292C1 RU2205292C1 RU2001130429/06A RU2001130429A RU2205292C1 RU 2205292 C1 RU2205292 C1 RU 2205292C1 RU 2001130429/06 A RU2001130429/06 A RU 2001130429/06A RU 2001130429 A RU2001130429 A RU 2001130429A RU 2205292 C1 RU2205292 C1 RU 2205292C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- wind
- wind wheel
- driven wheel
- shaft
- blades
- Prior art date
Links
Classifications
-
- 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
- Y02E10/72—Wind turbines with rotation axis in wind direction
Landscapes
- Wind Motors (AREA)
Abstract
Изобретение относится к ветроэнергетике и может быть использовано в ветроэнергетических установках, преобразующих энергию ветра в электроэнергию для автономного потребителя или локальной электросети. Технический результат, заключающийся в расширении арсенала технических средств, используемых при создании ветроэнергетических установок, повышении точности регулирования и улучшении пусковых характеристик ветроколеса установки, повышении надежности и безопасности ее работы, упрощении конструкции и обслуживания установки, обеспечивается за счет того, что в ветроэнергетической установке, включающей в себя ветроколесо с горизонтальной осью вращения, вал которого кинематически связан с ротором электрогенератора и расположен на поворотной головке, установленной с возможностью вращения относительно вертикальной оси опорной мачты, привод включения и выключения ветроколеса, которое выполнено в виде ступицы с радиально установленными поворотными лопастями, кинематически связанными с центробежно-пружинным регулятором частоты вращения ветроколеса, согласно изобретению поворотная головка содержит раму, на которой закреплены электрогенератор, корпусы подшипников вала ветроколеса и привод включения и выключения ветроколеса, ступица ветроколеса закреплена на фланце одного из концов вала ветроколеса и выполнена в виде сварной трехгранной усеченной пирамиды, на гранях которой установлены оси поворотных лопастей ветроколеса с жестко закрепленными на них грузами, а в центральном сквозном отверстии ступицы размещена пружина центробежно-пружинного регулятора частоты вращения ветроколеса, которая одним концом упирается во фланец ступицы, а с другой стороны поджата муфтой поворота лопастей вокруг их осей, соединенной посредством кривошипов и тяг регулируемой длины с осями лопастей и закрепленной на одном конце тяги привода включения и выключения, расположенной в центральном отверстии полого вала ветроколеса, при этом вал ветроколеса и ротор электрогенератора соединены посредством промежуточного вала с дисковым тормозом, содержащим закрепленный на раме корпус с установленным внутри него на промежуточном валу диском, взаимодействующим в процессе торможения с тормозными колодками, соединенными с приводом включения и выключения, содержащим установленную на раме с возможностью осевого перемещения вдоль оси вала ветроколеса муфту включения и выключения ветроколеса, соединенную со вторым концом тяги привода включения и отключения. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.
Description
Изобретение относится к ветроэнергетике и может быть использовано в ветроэнергетических установках, преобразующих энергию ветра в электроэнергию для автономного потребителя или локальной электросети.
Известны различные типы конструкций ветроэнергетических установок, содержащих ветроколесо с горизонтальной осью вращения, вал которого связан с ротором электрогенератора и расположен на поворотной головке, установленной с возможностью вращения относительно вертикальной оси опоры установки, и регулятор частоты вращения ветроколеса (Ветроэнергетика/Под ред. В. В. Зубарева. -Энергоатомиздат, 1982 г.; а.с. СССР 1760151, МПК F 03 D 1/00, публ. 1992 г.; патент РФ 2075641, МПК F 03 D 7/04, публ. 1997 г.).
К недостаткам известных устройств относится их недостаточно высокая надежность, что снижает ресурс работы.
Известна ветроэнергетическая установка, содержащая ветроколесо с горизонтальной осью вращения, вал которого кинематически связан с ротором электрогенератора и расположен на поворотной головке, установленной с возможностью вращения относительно вертикальной оси опорной мачты, привод включения и выключения ветроколеса, которое выполнено в виде ступицы с радиально установленными поворотными лопастями, кинематически связанными с центробежно-пружинным регулятором частоты вращения ветроколеса (патент РФ 2078990, МПК F 03 D 1/00, публ. 1997 г.).
Недостатком известного устройства является неустойчивая работа установки при пусковых режимах, что снижает надежность и ресурс работы.
Задачей настоящего изобретения является расширение арсенала технических средств, используемых при создании ветроэнергетических установок, а также повышение точности регулирования и улучшение пусковых характеристик ветроколеса установки, повышение надежности и безопасности ее работы, упрощение конструкции и обслуживания установки.
Сущность заявленного изобретения заключается в следующем.
В ветроэнергетической установке, включающей в себя ветроколесо с горизонтальной осью вращения, вал которого кинематически связан с ротором электрогенератора и расположен на поворотной головке, установленной с возможностью вращения относительно вертикальной оси опорной мачты, привод включения и выключения ветроколеса, которое выполнено в виде ступицы с радиально установленными поворотными лопастями, кинематически связанными с центробежно-пружинным регулятором частоты вращения ветроколеса, поворотная головка содержит раму с закрепленными на ней электрогенератором, корпусами подшипников вала ветроколеса и приводом включения и выключения ветроколеса, ступица ветроколеса закреплена на фланце одного из концов вала ветроколеса и выполнена в виде сварной трехгранной усеченной пирамиды, на гранях которой установлены оси поворотных лопастей ветроколеса с жестко закрепленными на них грузами, а в центральном сквозном отверстии ступицы размещена пружина центробежно-пружинного регулятора частоты вращения ветроколеса, которая одним концом упирается во фланец ступицы, а с другой стороны поджата муфтой поворота лопастей вокруг их осей, соединенной посредством кривошипов и тяг регулируемой длины с осями лопастей и закрепленной на одном конце тяги привода включения и выключения, расположенной в центральном отверстии полого вала ветроколеса, при этом вал ветроколеса и ротор электрогенератора соединены посредством промежуточного вала с дисковым тормозом, содержащим закрепленный на раме корпус с установленным внутри него на промежуточном валу диском, взаимодействующим в процессе торможения с тормозными колодками, соединенными с приводом включения и выключения, содержащим установленную на раме с возможностью осевого перемещения вдоль оси вала ветроколеса муфту включения и выключения ветроколеса, соединенную со вторым концом тяги привода включения и отключения.
Установка снабжена системой демпфирования скорости поворота головки ветроэнергетической установки посредством гидравлических телескопических амортизаторов, установленных в нижней части рамы, при этом верхние концы амортизаторов закреплены на размещенной внутри рамы обойме, установленной относительно оси мачты с эксцентриситетом, а нижние концы амортизаторов закреплены на подвижном наружном корпусе механизма поворота головки и расположены относительно оси мачты концентрично.
Лопасти ветроколеса выполнены из древопластика.
Тросовый привод включения и выключения содержит рычаг для управления ветроколесом, расположенный внутри опорной мачты и присоединенный к тросу лебедки, установленной в нижней части мачты.
На чертеже представлен общий вид ветроэнергетической установки.
Ветроэнергетическая установка содержит установленную на вертикальной мачте 1 поворотную головку 2, содержащую раму 3, жестко закрепленную на подвижном наружном корпусе 4 механизма поворота головки, имеющей возможность поворачиваться на подшипниках качения 5 вокруг оси неподвижной мачты 1.
На раме 3 установлены корпуса подшипников качения 6, 7 вала 8 ветроколеса 9, электрогенератор 10 и тормоз 11 промежуточного вала 12.
Поворотная головка 2 снабжена системой гидравлического демпфирования скорости ее поворота вокруг оси мачты, содержащей гидравлические амортизаторы 13, установленные в нижней части рамы 3. Верхние концы амортизаторов 13 закреплены на обойме 14, установленной относительно оси мачты с эксцентриситетом, а нижние концы амортизаторов закреплены на подвижном наружном корпусе 4 механизма поворота головки 2 и расположены относительно оси мачты концентрично.
На одном конце вала 8, имеющем фланец 15, закреплена ступица 16 ветроколеса 9. Ступица 16 имеет вид сварной трехгранной усеченной пирамиды, на гранях которой установлены три лопасти 17 ветроколеса.
Форма выполнения ступицы позволяет значительно уменьшить нагрузку на лопасти от ветрового потока.
Лопасти ветроколеса выполнены из древопластика.
Вал 8 выполнен полым и в центральном его отверстии размещена тяга 18 привода включения и отключения ветроколеса 9. Тяга 18 одним концом соединена с муфтой 19, установленной на раме 3 с возможностью перемещения вдоль оси вала 8, а другим концом соединена с муфтой 20 поворота лопастей 17, к которой тремя тягами 21 присоединены кривошипы 22, закрепленные на осях 23 лопастей ветроколеса. На осях лопастей также жестко закреплены грузы 24. В центральном отверстии ступицы 16 расположена пружина 25 регулятора частоты вращения, которая одним концом упирается во фланец 15, а с другой стороны поджимается муфтой 20.
Между валом 8 и ротором электрогенератора 10 расположен промежуточный вал 12, соединенный с ними посредством упругих втулочно-пальцевых муфт 26. Промежуточный вал содержит тормоз 11, включающий закрепленный на раме 3 корпус 27 и закрепленный на валу 8 стальной диск 28, взаимодействующий при торможении с тормозными колодками, приводимыми в движение посредством системы рычагов 29. Привод включения и отключения содержит рычаг 30, соединенный с тросом управляющей лебедки (не показана).
Муфта 19 и система рычагов 29 соединены с тросом 31 привода включения и отключения.
Вывод кабеля от электрогенератора осуществляется через полую тягу 32 привода включения и отключения.
Ветроэнергетическая установка работает следующим образом.
Поворот головки происходит под действием ветра, действующего на ветроколесо, расположенное за мачтой установки. Вылет ветроколеса от оси мачты составляет 2 метра и оно работает как флюгер.
Включение или выключение ветроколеса производится перестановкой муфты 19 в осевом направлении с помощью троса 31 привода включения и отключения. Положению "Выключено" соответствует перестановка муфты 19 в левое крайнее положение, при этом сжимается пружина 25 регулятора частоты вращения, которая находится между фланцем ступицы 16 и муфтой 20, закрепленной на конце тяги 18 привода включения и отключения.
При перемещении муфты 20 посредством тяг 21 и кривошипов 22 лопасти ветроколеса устанавливаются во флюгерное положение. В этот момент диск 28 зажимается с двух сторон тормозными колодками, приводимыми в действие системой рычагов 29, соединенных тросом 31 с приводом включения и отключения.
При отпускании тросового привода тормозные колодки отпускают диск 28, сжатая пружина регулятора возвращает привод включения и выключения в крайнее правое положение и лопасти занимают положение, соответствующее пуску ветроколеса.
Тросовый привод включения и отключения позволяет осуществить плавную и безопасную остановку ветроэнергетической установки, последовательно воздействуя на регулятор частоты вращения ветроколеса, разворачивая лопасти на угол, соответствующий режиму торможения и остановки, и на тормозные колодки.
Муфта 20 вращается вместе с валом 8 и ступицей 16 и имеет возможность перемещаться вдоль оси тяги привода, сжимая или освобождая при этом пружину 25. Положение муфты зависит от состояния, в котором находится в данный момент ветроколесо (включено или выключено), а также от положения грузов 24, жестко закрепленных на осях лопастей ветроколеса. По мере разгона ветроколеса установленные на осях лопастей грузы 24 стремятся под воздействием центробежных сил расположиться в плоскости вращения ветроколеса, проворачивая лопасти. При этом лопасть изменяет угол атаки относительно набегающего потока ветра, обороты при этом падают, а сжатая пружина регулятора возвращает лопасти опять к более оптимальному углу атаки, ведущему к набору оборотов. Пружина и момент инерции системы лопасть - грузы подобраны таким образом, чтобы при номинальных оборотах и нагрузке обеспечивался соответствующий угол поворота лопасти относительно направления ветра.
Предложенное изобретение может быть использовано в ветроэнергетических установках автономного электроснабжения, особенно в труднодоступных районах, где затруднена возможность технического обслуживания и требуется ее высокая надежность в работе.
Claims (4)
1. Ветроэнергетическая установка, включающая ветроколесо с горизонтальной осью вращения, вал которого кинематически связан с ротором электрогенератора и расположен на поворотной головке, установленной с возможностью вращения относительно вертикальной оси опорной мачты, привод включения и выключения ветроколеса, которое выполнено в виде ступицы с радиально установленными поворотными лопастями, кинематически связанными с центробежно-пружинным регулятором частоты вращения ветроколеса, отличающаяся тем, что поворотная головка содержит раму, на которой закреплены электрогенератор, корпусы подшипников вала ветроколеса и привод включения и выключения ветроколеса, ступица ветроколеса закреплена на фланце одного из концов вала ветроколеса и выполнена в виде сварной трехгранной усеченной пирамиды, на гранях которой установлены оси поворотных лопастей ветроколеса с жестко закрепленными на них грузами, а в центральном сквозном отверстии ступицы размещена пружина центробежно-пружинного регулятора частоты вращения ветроколеса, которая одним концом упирается во фланец ступицы, а с другой стороны поджата муфтой поворота лопастей вокруг их осей, соединенной посредством кривошипов и тяг регулируемой длины с осями лопастей и закрепленной на одном конце тяги привода включения и выключения, расположенной в центральном отверстии полого вала ветроколеса, при этом вал ветроколеса и ротор электрогенератора соединены посредством промежуточного вала с дисковым тормозом, содержащим закрепленный на раме корпус с установленным на промежуточном валу диском, взаимодействующим в процессе торможения с тормозными колодками, соединенными с приводом включения и выключения, содержащим установленную на раме с возможностью осевого перемещения вдоль оси вала муфту включения и выключения ветроколеса, соединенную со вторым концом тяги привода включения и отключения.
2. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что она снабжена системой демпфирования скорости поворота головки ветроэнергетической установки посредством гидравлических телескопических амортизаторов, установленных в нижней части рамы, при этом верхние концы амортизаторов закреплены на размещенной внутри рамы обойме, установленной относительно оси мачты с эксцентриситетом, а нижние концы амортизаторов закреплены на подвижном наружном корпусе механизма поворота головки и расположены относительно оси мачты концентрично.
3. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что лопасти ветроколеса выполнены из древопластика.
4. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что тросовый привод включения и выключения содержит рычаг для управления ветроколесом, расположенный внутри опорной мачты и присоединенный к тросу лебедки, установленной в нижней части мачты.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2001130429/06A RU2205292C1 (ru) | 2001-11-02 | 2001-11-02 | Ветроэнергетическая установка |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2001130429/06A RU2205292C1 (ru) | 2001-11-02 | 2001-11-02 | Ветроэнергетическая установка |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2205292C1 true RU2205292C1 (ru) | 2003-05-27 |
Family
ID=20254218
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2001130429/06A RU2205292C1 (ru) | 2001-11-02 | 2001-11-02 | Ветроэнергетическая установка |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2205292C1 (ru) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2487266C1 (ru) * | 2012-02-10 | 2013-07-10 | Гандельман Леонид Яковлевич | Центробежный регулятор угла установки лопастей ветроколеса |
RU2508471C2 (ru) * | 2012-05-10 | 2014-02-27 | Василий Силантьевич Петров | Ветродвигатель |
RU2696161C2 (ru) * | 2015-10-20 | 2019-07-31 | Роман Николаевич Поляков | Ветряное колесо с лопатками переменного момента инерции |
-
2001
- 2001-11-02 RU RU2001130429/06A patent/RU2205292C1/ru not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
БОЛЬШАЯ СОВЕТСКАЯ ЭНЦИКЛОПЕДИЯ/Под ред. ПРОХОРОВА А.М. - М.: Советская энциклопедия, 1971, изд. 3, т.4, с.591, 593. * |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2487266C1 (ru) * | 2012-02-10 | 2013-07-10 | Гандельман Леонид Яковлевич | Центробежный регулятор угла установки лопастей ветроколеса |
RU2508471C2 (ru) * | 2012-05-10 | 2014-02-27 | Василий Силантьевич Петров | Ветродвигатель |
RU2696161C2 (ru) * | 2015-10-20 | 2019-07-31 | Роман Николаевич Поляков | Ветряное колесо с лопатками переменного момента инерции |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4351064B2 (ja) | 結合渦垂直軸風力タービン | |
EP0086076B1 (en) | A horizontal axis wind energy conversion system with aerodynamic blade pitch control | |
CA2775415C (en) | Direct drive wind turbine | |
JP4878722B2 (ja) | 風力エネルギー発電システム | |
US4374631A (en) | Windmill speed limiting system utilizing hysteresis | |
DK2573384T3 (en) | Method for rotating the rotor of a wind turbine and means for use in this method | |
EP3165764B1 (en) | Yaw brake for a wind turbine | |
JP2013534592A (ja) | 垂直軸風車 | |
JP2007085182A (ja) | 空力的調速機構を備える縦軸型直線翼風車 | |
RU2205292C1 (ru) | Ветроэнергетическая установка | |
CN111535991B (zh) | 一种垂直轴风力发电机与工作方法 | |
DK2678555T3 (en) | Wind turbine with 2 rotors | |
RU2382233C2 (ru) | Ветряной двигатель с вертикальной осью вращения | |
WO2011039717A2 (en) | A wind turbine | |
WO2018190895A1 (en) | Vertical axis wind turbine | |
CA2561793A1 (en) | Self-regulating wind turbine | |
CN104912734A (zh) | 一种可防失速的垂直轴风力机 | |
RU169203U1 (ru) | Ветродвигатель с вертикальным валом вращения | |
RU2023202C1 (ru) | Ветроагрегат | |
RU2080481C1 (ru) | Ветроэнергетическая установка | |
CN115750207B (zh) | 一种风电机组防超速偏航提升装置 | |
GB2029909A (en) | Fluid motor | |
CN212615157U (zh) | 垂直轴风力发电机的失速保护系统 | |
RU195123U1 (ru) | Ветровая энергетическая установка с усилителем оттока отработанного воздуха | |
JP7304529B2 (ja) | 風力発電機 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20061103 |