RU2205293C2 - Wind operated power plant - Google Patents

Wind operated power plant Download PDF

Info

Publication number
RU2205293C2
RU2205293C2 RU2001115817/06A RU2001115817A RU2205293C2 RU 2205293 C2 RU2205293 C2 RU 2205293C2 RU 2001115817/06 A RU2001115817/06 A RU 2001115817/06A RU 2001115817 A RU2001115817 A RU 2001115817A RU 2205293 C2 RU2205293 C2 RU 2205293C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
wind
generator
rotor
tower
power plant
Prior art date
Application number
RU2001115817/06A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2001115817A (en
Inventor
Н.З. Ханов
Original Assignee
Ханов Нафит Зарифович
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 Ханов Нафит Зарифович filed Critical Ханов Нафит Зарифович
Priority to RU2001115817/06A priority Critical patent/RU2205293C2/en
Publication of RU2001115817A publication Critical patent/RU2001115817A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2205293C2 publication Critical patent/RU2205293C2/en

Links

Images

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
    • Y02E10/72Wind turbines with rotation axis in wind direction

Abstract

FIELD: wind power technology, possibly electric energy supply to different users. SUBSTANCE: wind operated power plant including tower with shaft inside it and electric power generator with rotor poles and stator poles includes in addition rims engaging with rollers of tower. The last has in its lower part float placed in water basin and it has in upper part jointly mounted booms with louver on their ends. On said louver from upstairs flags with rotation limiters are mounted on vertical axles. Said shaft is hollow one and it rotates together with rotor poles at fixed revolution number and it functions as rotor of generator of wind-operated power plant. Tower together with stator poles functions as stator of generator of wind-operated power plant. EFFECT: possibility of producing unlimited quantity of low-cost electric energy. 3 dwg

Description

Изобретение относится к ветроэнергетике и может быть использовано для обеспечения электроэнергией различных потребителей. The invention relates to wind energy and can be used to provide electricity to various consumers.

Известен карусельный ветродвигатель, который содержит поворотные лопасти, связанные с вертикальными стойками, опорную трубу, размещенный в ней вертикальный вал, кинематически связанный с лопастями и генератором, опорные диски с размещенными на них кольцевыми подпятниками, взаимодействующие с концами стоек. Ветродвигатель дополнительно содержит верхние и нижние водила, снабженные роликами, контактирующими с наружной поверхностью трубы и направляющими отверстиями, а концы стоек расположены в последних. Кроме того, ветродвигатель содержит электродвигатель с шестерней, связанный с кольцевым зубчатым венцом, установленным на опорном диске. Лопасти снабжены прорезями и связаны осями с кронштейнами, закрепленными на стойках, на концах которых установлены ролики (см., например, SU 1548503 А1, кл. F 03 D 5/02, 07.03.1990), по совокупности существенных признаков принятый за ближайший аналог (прототип) изобретения. Known rotary wind turbine, which contains rotary blades associated with vertical uprights, a support pipe, a vertical shaft placed in it, kinematically connected with the blades and the generator, support disks with annular thrust bearings placed on them, interacting with the ends of the uprights. The wind turbine additionally contains upper and lower carriers, equipped with rollers in contact with the outer surface of the pipe and guide holes, and the ends of the racks are located in the latter. In addition, the wind turbine comprises an electric motor with a gear connected to an annular gear ring mounted on a support disk. The blades are equipped with slots and connected by axes with brackets mounted on racks at the ends of which rollers are installed (see, for example, SU 1548503 A1, class F 03 D 5/02, 03/07/1990), taken for the closest analogue to the closest analogue (prototype) of the invention.

Недостатками ветродвигателя являются:
- малый крутящий момент на валу ротора генератора в силу близкого расположения поворотных лопастей к центру вращения, а также рикошета ветра от их плоских поверхностей при неперпендикулярном расположении их по отношению к направлению ветра;
- неавтоматизированность поворота опорного диска, а также инерционность по времени реагирования на изменения направления ветра;
- нестабилизированность скорости вращения ротора генератора, а следовательно, и частоты тока;
- повышенный шум от трущихся поверхностей;
- незащищенность от климатических воздействий (обледенение и т.д.).
The disadvantages of a wind turbine are:
- low torque on the shaft of the rotor of the generator due to the close location of the rotary blades to the center of rotation, as well as the rebound of the wind from their flat surfaces when they are not perpendicular to the direction of the wind;
- non-automated rotation of the support disk, as well as the inertia in response time to changes in wind direction;
- instability of the rotation speed of the rotor of the generator, and consequently, the frequency of the current;
- increased noise from rubbing surfaces;
- insecurity from climatic influences (icing, etc.).

Технический результат, заключающийся в извлечении дешевой электроэнергии в неограниченном количестве, используя энергию ветра, обеспечивается за счет того, что ветроэлектростанция, содержащая башню с расположенным внутри валом и электрогенератор с роторами и статорными полюсами, согласно изобретению дополнительно содержит ободы, контактирующие с роликами башни, имеющей в нижней части поплавок в бассейне с водой, а в верхней части - шарнирно закрепленные стрелы с жалюзями на концах, поверх которых на вертикальной оси установлены флажки с ограничителями поворота, причем вал выполнен полым и совместно с роторными полюсами вращается с постоянной частотой и выполнят функции ротора генератора ветроэлектростанции, а башня совместно со статорными полюсами выполняет функции статора генератора ветроэлектростанции. The technical result, which consists in the extraction of cheap electricity in unlimited quantities using wind energy, is ensured by the fact that the wind farm comprising a tower with a shaft located inside and an electric generator with rotors and stator poles according to the invention additionally contains rims in contact with the rollers of a tower having in the lower part there is a float in the pool with water, and in the upper part there are articulated arrows with louvers at the ends, on top of which a flag is set on the vertical axis with stops rotation, the shaft is hollow and together with the rotor poles is rotated at a constant frequency, and perform functions of wind power generator rotor and the tower together with the stator poles of the stator acts as the wind power generator.

На фиг.1 изображена ветроэлектростанция (ВЭС) общий вид;
на фиг. 2 - взаимодействие флажков и створок при различных положениях жалюзи относительно направления ветра;
на фиг.3 - схема стабилизации частоты вращения ротора генератора ВЭС.
Figure 1 shows a wind farm (wind farm) general view;
in FIG. 2 - interaction of flags and flaps at various positions of the blinds relative to the direction of the wind;
figure 3 is a diagram of the stabilization of the rotational speed of the rotor of a wind farm generator.

Ветроэлектростанция (ВЭС) состоит из башни 1, внутри которой в нижней части имеется бассейн 2 с водой. На внутренней поверхности башни 1 закреплены полюса 3 статорных обмоток генератора ВЭС, а также ролики 4. Башня 1 совместно со статорными полюсами 3 выполняет функции статора генератора, а также корпуса ВЭС. The wind farm (wind farm) consists of a tower 1, inside of which in the lower part there is a pool 2 with water. On the inner surface of tower 1, the poles 3 of the stator windings of the wind farm generator are fixed, as well as the rollers 4. Tower 1, together with the stator poles 3, performs the functions of the generator stator and also the housing of the wind farm.

В бассейн 2 с водой помещен поплавок 5, в центре которого вертикально закреплен полый вал 6, на наружной поверхности которого закреплены обода 7, контактирующие с роликами 4 башни 1, а также полюса 8 роторных обмоток, выполняющие совместно с полым валом 6 функции ротора генератора ВЭС. A float 5 is placed in the water pool 2, in the center of which a hollow shaft 6 is vertically fixed, on the outer surface of which are fixed rims 7 in contact with the rollers 4 of the tower 1, as well as the poles 8 of the rotor windings, which, together with the hollow shaft 6, serve as the rotor of the wind turbine generator .

На верхней части полого вала 6 горизонтально и шарнирно, куда входят кронштейны 9 и шкворни 10, крепятся стрелы 11, на концах которых крепятся жалюзи 12 со створками 13. On the upper part of the hollow shaft 6 horizontally and pivotally, which includes the brackets 9 and pivots 10, arrows 11 are attached, at the ends of which the blinds 12 with the wings 13 are attached.

Поверх жалюзи 12 на вертикальной оси 14 установлены флажки 15, а также ограничители поворота флажка 15 А и 15 Б. On top of the blinds 12 on the vertical axis 14, flags 15 are installed, as well as rotation limiters of the flag 15 A and 15 B.

Стрелы 11 с жалюзями 12 поддерживаются в горизонтальном положении на тросах 16, верхние концы которых крепятся на верхней части полого вала 6. Arrows 11 with shutters 12 are supported in horizontal position on cables 16, the upper ends of which are mounted on the upper part of the hollow shaft 6.

Ветроэлектростанция работает следующим образом. Wind power works as follows.

При движении жалюзи 12 с южного положения по часовой стрелке до северного флажок 15 под давлением ветра прижимается к ограничителю "А", при этом электроконтакты флажка 15 замыкаются, соединяя электрически соленоиды створок 13 с электронной схемой стабилизации частоты вращения ротора 6 генератора ВЭС. When the blinds 12 move from the south position clockwise to the north, the flag 15 is pressed against the limiter “A” under wind pressure, while the electrical contacts of the flag 15 are closed, electrically connecting the shutters 13 with the electronic circuit for stabilizing the rotational speed of the rotor 6 of the wind turbine generator.

При движении жалюзи 12 с северного положения по часовой стрелке до южного флажок 15 под давлением ветра прижимается к ограничителю "Б", размыкая электроконтакты и рассоединяя соленоиды створок 13 от электронной схемы стабилизации (ЭСС) частоты вращения ротора генератора ВЭС. ЭСС имеет возможность управлять соленоидами створок 13 только при замкнутых электроконтактах флажка 15, т. е. при движении жалюзи 12 от южного положения по часовой стрелке до северного. When the blinds 12 move from the north position clockwise to the south, the flag 15 is pressed against the limiter “B” under wind pressure, disconnecting the electrical contacts and disconnecting the solenoids of the shutters 13 from the electronic stabilization circuit (ESS) of the rotational speed of the rotor of the wind turbine generator. The ESA has the ability to control the solenoids of the valves 13 only with closed electrical contacts of the flag 15, i.e., when the blinds 12 move from the south position clockwise to the north.

С подачей напряжения питания на ЭСС генератор стандартной частоты (ГСЧ) в 50 Гц начинает выдавать стабильно частоту на первый вход схемы сравнения (СС). В начальный момент на второй вход СС не поступает частота тока от генератора ВЭС, в силу чего СС через замкнутые электроконтакты флажка 15 подает напряжение на соленоиды, закрывающие створки 13 жалюзи 12. С закрытием створок 13, которые расположены полукругом, жалюзи 12 начинают воспринимать давление ветра и перемещаться по окружности, вращая полый вал 6, являющийся совместно с полюсами ротором генератора ВЭС. С началом вращения ротора 6 генератор ВЭС начинает вырабатывать ток с меньшей частотой, чем 50 Гц, которая подается на второй вход СС. СС, улавливая несовпадение частот, не выключает ранее поданное напряжение на соленоиды створок через замкнутые электроконтакты флажка 15. With the supply voltage to the ESS, the standard frequency generator (RNG) at 50 Hz starts to give a stable frequency to the first input of the comparison circuit (SS). At the initial moment, the current frequency from the wind farm generator does not arrive at the second input of the SS, due to which the SS, through the closed electrical contacts of flag 15, supplies voltage to the solenoids closing the shutters 13 of the blinds 12. With the shutters 13 located in a semicircle, the shutters 12 begin to absorb wind pressure and move around the circle, rotating the hollow shaft 6, which is, together with the poles, the rotor of the wind farm generator. With the beginning of the rotation of the rotor 6, the WES generator begins to generate a current with a lower frequency than 50 Hz, which is supplied to the second input of the SS. SS, catching the frequency mismatch, does not turn off the previously applied voltage to the leaf solenoids through the closed electrical contacts of the flag 15.

С увеличением частоты вращения ротора 6 частота тока на втором входе СС увеличивается до 50 Гц. В момент совпадения частот генератора ВЭС и ГСЧ схема сравнения через замкнутые электроконтакты флажка 15 обесточивает соленоиды створок 13. With increasing rotational speed of the rotor 6, the current frequency at the second input of the SS increases to 50 Hz. At the moment of coincidence of the frequencies of the WES generator and the RNG, the comparison circuit through the closed electrical contacts of the flag 15 deenergizes the solenoids of the valves 13.

При этом створки 13 с помощью пружин открываются, в силу чего жалюзи 12 не воспринимают давление ветра. Вследствие этого происходит замедление скорости вращения ротора 6, что ведет к уменьшению частоты тока, поступающего на второй вход СС. In this case, the shutters 13 are opened by means of springs, whereby the shutters 12 do not perceive wind pressure. As a result of this, the rotational speed of the rotor 6 is slowed down, which leads to a decrease in the frequency of the current supplied to the second input of the SS.

Появившиеся несовпадение частот на первом и втором входах улавливается СС. СС, реагируя на несовпадение двух частот через замкнутые электроконтакты флажка 15, подает напряжение на соленоиды створок 13, жалюзи 12 которых закрываются. Жалюзи 12 вновь начинают воспринимать давление ветра, что ведет к ускорению частоты вращения ротора 6 до совпадения частот тока генератора с частотой, выдаваемой ГСЧ. Appeared frequency mismatch at the first and second inputs is captured by the SS. SS, responding to the mismatch of the two frequencies through the closed electrical contacts of the flag 15, applies voltage to the solenoids of the valves 13, the blinds 12 of which are closed. The blinds 12 again begin to perceive wind pressure, which leads to an acceleration of the rotor 6 speed until the generator current frequencies coincide with the frequency issued by the RNG.

Claims (1)

Ветроэлектростанция, содержащая башню с расположенным внутри валом и электрогенератор с роторными и статорными полюсами, отличающаяся тем, что дополнительно содержит ободы, контактирующие с роликами башни, имеющей в нижней части поплавок в бассейне с водой, а в верхней части шарнирно закрепленные стрелы с жалюзями на концах, поверх которых, на вертикальной оси, установлены флажки с ограничителями поворота, причем вал выполнен полым и совместно с роторными полюсами вращается с постоянной частотой и выполняет функции ротора генератора ветроэлектростанции, а башня, совместно со статорными полюсами, выполняет функции статора генератора ветроэлектростанции. A wind power station comprising a tower with a shaft located inside and an electric generator with rotor and stator poles, characterized in that it further comprises rims in contact with the rollers of the tower, which has a float in the lower part of the pool with water and articulated booms with shutters at the top , on top of which, on the vertical axis, flags with rotation limiters are installed, and the shaft is hollow and, together with the rotor poles, rotates at a constant frequency and acts as the rotor of the generator power plants, and the tower, together with the stator poles, serves as the stator of the generator of the wind power station.
RU2001115817/06A 2001-06-08 2001-06-08 Wind operated power plant RU2205293C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2001115817/06A RU2205293C2 (en) 2001-06-08 2001-06-08 Wind operated power plant

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2001115817/06A RU2205293C2 (en) 2001-06-08 2001-06-08 Wind operated power plant

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2001115817A RU2001115817A (en) 2002-04-20
RU2205293C2 true RU2205293C2 (en) 2003-05-27

Family

ID=20250578

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2001115817/06A RU2205293C2 (en) 2001-06-08 2001-06-08 Wind operated power plant

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2205293C2 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4006925A (en) Wind power energy generating system
US4382190A (en) Wind motor having horizontally counter-rotating wind force collectors
US20130129509A1 (en) Vertical axis wind turbine
US20020015639A1 (en) Horizontal axis wind turbine
JPH11299197A (en) Wind power generator
US9234498B2 (en) High efficiency wind turbine
US20110169334A1 (en) Renewable Energy Appliance
JP2003129935A (en) Wind power generator
JP5326139B2 (en) Wind power generator
US20130200618A1 (en) High efficiency wind turbine
US20020079705A1 (en) Windpower generating apparatus
WO2010091374A2 (en) Vertical-axis wind turbine
RU2205293C2 (en) Wind operated power plant
WO2009082186A1 (en) Wind power plant
KR100541231B1 (en) High efficiency vertical type wind-power plant
JP2003120509A (en) Wind power generating device
CN114072576A (en) Wind power generation device for street lamp
KR20120115196A (en) Wind power generator with vertical rotor
KR101927309B1 (en) Vertical wind turbine
JP2008150963A (en) Vertical axis lift utilizing type counter-rotating wind turbine generator
KR20090036789A (en) Blade angle control device for wind power generator
KR20070100454A (en) Rotating device for wind power plant
KR20070081913A (en) Rotating device for wind power plant
US20100266383A1 (en) Balanced sail wind turbine
CN214616873U (en) Vertical axis wind turbine

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20070609