RU23467U1

RU23467U1 - WIND POWER PLANT

Info

Publication number: RU23467U1
Application number: RU2001130020/20U
Authority: RU
Inventors: В.И. Голубев; В.И. Виссарионов; Р.М. Буранов; И.А. Зюбин
Priority date: 2001-11-12
Filing date: 2001-11-12
Publication date: 2002-06-20

Abstract

Ветроэнергетическая установка, содержащая ветродвигатель, кинематически связанный с валом гидронасоса, гидронапорную линию, подключенную на входе распределителя, нормально-открытый выход которого соединен со входом гидромотора с выходом подключенным к всасывающей линии, вал гидромотора соединен с мотор-генератором, выход которого подключен к одному из входов блока управления, при этом второй его вход соединен с тахометром, установленном на валу гидронасоса, выход блока управления подключен к электрическому входу распределителя, отличающаяся тем, что она снабжена низконапорным и высоконапорным теплообменниками, при этом низконапорный теплообменник одним входом соединен со входом гидронасоса, другим с всасывающей линией, высоконапорный теплообменник подключен одним входом к выходу гидромотора, соединенного с всасывающей линией, а другим входом подключен к нормально замкнутому выходу распределителя, выполненного с пропорциональным управлением.A wind power installation containing a wind turbine kinematically connected to the hydraulic pump shaft, a pressure line connected to the input of the distributor, the normally open output of which is connected to the input of the hydraulic motor with an output connected to the suction line, the hydraulic motor shaft is connected to the motor generator, the output of which is connected to one of inputs of the control unit, while its second input is connected to a tachometer mounted on the shaft of the hydraulic pump, the output of the control unit is connected to the electrical input of the distributor, ex which is equipped with a low-pressure and high-pressure heat exchangers, while the low-pressure heat exchanger is connected to the inlet of the hydraulic pump by one input and the suction line by the other, the high-pressure heat exchanger is connected by one input to the output of the hydraulic motor connected to the suction line, and the other input is connected to the normally closed output of the distributor performed with proportional control.

Description

2О0113О020 Ветроэнергетическая установка2О0113О020 Wind power installation

Полезная модель относится к ветроэнергетике и предназначена для использования в качестве экологически чистого источника энергии.The utility model relates to wind energy and is intended to be used as an environmentally friendly energy source.

Известна ветроэнергетическая установка, описанная в патенте РФ № 2084697, МПК F03D 9/00, опубл. 20.07.1997 г., содержащая ветродвигатель и устройство для аккумулирования энергии, включающее гидронасос, пневмогидравлические аккумуляторы, гидромотор и моторгенератор, электрогенератор, кинематически связанный с ветродвигателем, и электродвигатель, образующий с гидронасосом электронасосный агрегат. Устройство для аккумулирования энергии выполнено в виде блока пневмогидравлических аккумуляторов, газовые полости которых соединены между собой общим трубопроводом, а сообщающиеся между собой гидравлические полости пневмогидравлических аккумуляторов посредством обратного клапана соединены с гидронасосом и посредством запорного устройства и преобразователя гидравлического давления - с гидромотором.Known wind power installation described in the patent of the Russian Federation No. 2084697, IPC F03D 9/00, publ. 07/20/1997, containing a wind turbine and a device for energy storage, including a hydraulic pump, pneumatic hydraulic accumulators, a hydraulic motor and a motor generator, an electric generator kinematically connected to the wind engine, and an electric motor forming an electric pump unit with the hydraulic pump. The device for energy storage is made in the form of a block of pneumatic-hydraulic accumulators, the gas cavities of which are connected by a common pipeline, and the hydraulic cavities of pneumatic-hydraulic accumulators that communicate with each other by means of a non-return valve are connected to the hydraulic pump and, using a shut-off device and a hydraulic pressure transducer, to the hydraulic motor.

Однако, такие установки имеют большие масса-габаритные показатели, низкий КПД, связанный с двойным преобразованием энергии, и низкую надежность.However, such installations have large mass-dimensional characteristics, low efficiency associated with double energy conversion, and low reliability.

Паиболее близкой по технической сущности к предлагаемой полезной модели является ветроэнергетическая установка (см. патент РФ на изобретение № 2176030, МПК F03D 9/00, опубл. 20.11.2001г.), содержащаяветродвигатель,гидронасос,гидромотор,The closest in technical essence to the proposed utility model is a wind power installation (see RF patent for the invention No. 2176030, IPC F03D 9/00, published on November 20, 2001), containing a wind turbine, hydraulic pump, hydraulic motor,

пневмогидравлический аккумулятор и мотор-генератор, снабжена обратным и пропорциональным клапанами, последовательно расположенными между гидронасосом и гидромоторрм, напорной гидролинией, гидрозамком, вход которого подключён к напорной гидролиниии, гидромультипликатором, состоящим из двух обратимых гидромашин с разными рабочими объёмами и имеющим низконапорные вход и выход и высоконапорную линию, которая соединена сa pneumatic hydraulic accumulator and a motor-generator, equipped with a non-return and proportional valves sequentially located between the hydraulic pump and the hydraulic motor, a pressure hydraulic line, a hydraulic lock, the input of which is connected to a pressure hydraulic line, a hydraulic multiplier consisting of two reversible hydraulic machines with different displacement volumes and having a low pressure input and output high pressure line which is connected to

MIIK F03D9/00 MIIK F03D9 / 00

пневмогидравлическим аккумулятором, реле давления, подключённое к последнему, электромагнитным клапаном, выход которого подключён к управляющему входу гидрозамка, а вход соединён с выходом гидрозамка и низконапорным входом гидромультипликатора, распределителем с двумя выходами и входом, подключённым к низконапорному выходу мультипликатора, а выходами - параллельно гидронасосу, тахометром, установленном на общем валу ветродвигателя и гидронасоса, блоком управления, три входа которого соединены с соответствзтющим выходами мотор-генератора, тахометра и реле давления, а к трём выходам блока управления подключены соответствующие входы электромагнитнного клапана, пропорционального клапана и гидромотора.a pneumatic-hydraulic accumulator, a pressure switch connected to the last, an electromagnetic valve, the output of which is connected to the control input of the hydraulic lock, and the input is connected to the hydraulic lock output and a low-pressure input of the hydraulic multiplier, a distributor with two outputs and an input connected to the low-pressure output of the multiplier, and the outputs are parallel to the hydraulic pump , a tachometer mounted on a common shaft of a wind turbine and a hydraulic pump, a control unit, the three inputs of which are connected to the corresponding outputs of the motor gene Ator, a tachometer and a pressure switch, and to the three outputs of the control unit are connected corresponding inputs of solenoid valve, a proportional valve and the hydraulic motor.

Однако, такие установки имеют большие потери ветровой энергии в виде тепловой энергии и не позволяют эффективно использовать избытки ветровой энергии.However, such installations have large losses of wind energy in the form of thermal energy and do not allow the efficient use of excess wind energy.

Технической задачей полезной модели является снижение потерь тепловой энергии при избытке преобразованной ветровой энергии и расширение функциональных возможностей установки.The technical task of the utility model is to reduce the loss of thermal energy with an excess of converted wind energy and expand the functionality of the installation.

Эта задача достигается тем, что известная ветроэнергетическая установка, содержащая ветродвигатель кинематически связанный с валом гидронасоса, гидронапорную линию, подключенную на входе распределителя, нормально-открытый выход которого соединён со входом гидромотора с выходом подключённым к всасывающей линии, вал гидромотора соединён с мотор-генератором, выход которого подключён к одному из входов блока управления, при этом второй его вход соединён с тахометром, установленном на валу гидронасоса, выход блока управления подключён к электрическому входу распределителя, снабжена низконапорным и высоконапорным теплообменниками, при этом низконапорный теплообменник одним входом соединён со входом гидронасоса, другим с всасывающей линией, высоконапорный теплообменник подключен одним входом к выходу гидромотора, соединённого с всасывающей линией, а другим входом подключён кThis task is achieved by the fact that the well-known wind power installation containing a wind turbine kinematically connected to the hydraulic pump shaft, a pressure line connected to the input of the distributor, the normally open output of which is connected to the input of the hydraulic motor with the output connected to the suction line, the hydraulic motor shaft is connected to the motor generator, the output of which is connected to one of the inputs of the control unit, while its second input is connected to a tachometer mounted on the hydraulic pump shaft, the output of the control unit is connected to The electrical input of the distributor is provided with a low-pressure and high-pressure heat exchangers with low pressure heat exchanger connected to one input to the input of the hydraulic pump, another suction line, high-pressure heat exchanger connected at one input to the output of the hydraulic motor, attached to the suction line and the other input connected to the

нормально замкнутому выходу распределителя, выполненного с пропорциональным управлением.normally closed output of the distributor, made with proportional control.

Существо полезной модели поясняется чертежом, на котором представлена структурная схема ветроэнергетической установки.The essence of the utility model is illustrated by the drawing, which shows a structural diagram of a wind power installation.

Ветроэнергетическая установка содержит ветродвигатель 1, кинематически связанный с валом 2 гидронасоса 3, выход которого соединен с напорной линией 4, соединяющей гидронасос 3 со входом пропорционально управляемого распределителя 5, нормально открытый выход 6 которого соединён с входом гидромотора 7, а нормально закрытый его выход 8 через высоконапорный теплообменник 9 подключён к одному концу всасывающей линии 10 и выходу гидромотора 7. Выходной вал 11 гидромотора 7 соединён с мотор - генератором 12, подключённым к одному из входов блока управления 13, другой вход которого соединён с тахометром 14, установленном на общем валу 2 ветродвигателя 1 и гидронасоса 3, а выход блока управления 13 включен на электрическом входе распределителя 5. В качестве блока управления 13 может быть использован серийно выпускаемый Зональный управляющий комплекс «СТАРТ-КВИН Техническое описание PTC-00.Om799.00.TO. Вход гидронасоса соединён с одним из входов низконапорного теплообменника 15, другой вход которого подключён к всасывающей линии 10.The wind power installation includes a wind turbine 1, kinematically connected with the shaft 2 of the hydraulic pump 3, the output of which is connected to the pressure line 4, connecting the hydraulic pump 3 to the input of the proportionally controlled distributor 5, the normally open output 6 of which is connected to the input of the hydraulic motor 7, and its normally closed output 8 through a high-pressure heat exchanger 9 is connected to one end of the suction line 10 and the output of the hydraulic motor 7. The output shaft 11 of the hydraulic motor 7 is connected to a motor-generator 12 connected to one of the inputs of the control unit 13, the other input of which is connected to a tachometer 14 mounted on a common shaft 2 of the wind turbine 1 and hydraulic pump 3, and the output of the control unit 13 is turned on at the electrical input of the distributor 5. As a control unit 13, the commercially available ZONE control complex “START- QUIN Technical Description PTC-00.Om799.00.TO. The input of the hydraulic pump is connected to one of the inputs of the low-pressure heat exchanger 15, the other input of which is connected to the suction line 10.

Ветроэнергетическая установка работает следующим образом.Wind power installation works as follows.

При увеличении скорости ветра повыщается частота вращения ветродвигателя 1 и приводимого им во вращение гидронасоса 3, что сопровождается увеличением потока жидкости поступающей через напорную линию 4 к распределителю 5 и, через его нормально открытый выход 6, в гидромотор 7. Увеличение потока жидкости через гидромотор 7 приводит к изменению сигнала, поступающего от мотор-генератора 12 на один из входов блока управления 13. Рост частоты вращения ветродвигателя 1 регистрируется тахометром 14. В блоке управления 13 происходит сравнение сигналов тахометра 14 и мотор-генератора 12.With increasing wind speed, the rotational speed of the wind turbine 1 and the hydraulic pump 3 driven by it rotates, which is accompanied by an increase in the fluid flow through the pressure line 4 to the distributor 5 and, through its normally open outlet 6, into the hydraulic motor 7. An increase in the fluid flow through the hydraulic motor 7 leads to a change in the signal from the motor generator 12 to one of the inputs of the control unit 13. The increase in the speed of the wind turbine 1 is recorded by the tachometer 14. In the control unit 13, the signals are compared ahometra 14 and the motor-generator 12.

Результат сравнения сигналов тахометра 14 и мотор-генератора 12 поступает на электрический вход распределителя 5, при этом проходящий через него поток жидкости делится пропорционально поступающему сигналу между нормально замкнутым выходом 8 и нормально открытым выходом 6, Поток из нормально открытого выхода 8 распределителя 5 поступает в высоконапорный теплообменник 9 с большим гидравлическим сопротивлением, происходит преобразование энергии потока жидкости в тепловую энергию. При этом поток жидкости поступающий из нормально открытого выхода 6 распределителя 5 уменьшается, что, в свою очередь, приводит к снижению числа оборотов мотор-генератора 12.The result of comparing the signals of the tachometer 14 and the motor generator 12 is fed to the electrical input of the distributor 5, while the liquid flow passing through it is divided proportionally to the incoming signal between the normally closed output 8 and the normally open output 6. The flow from the normally open output 8 of the distributor 5 enters the high-pressure heat exchanger 9 with high hydraulic resistance, the energy of the fluid flow is converted into thermal energy. In this case, the fluid flow coming from the normally open outlet 6 of the distributor 5 is reduced, which, in turn, leads to a decrease in the number of revolutions of the motor generator 12.

При снижении скорости ветра обороты ветродвигателя 1 падают, доля потока, отводимого в высоконапорный теплообменник 9, уменьшается, а обороты мотор-генератора 12 увеличиваются.When the wind speed decreases, the revolutions of the wind turbine 1 fall, the fraction of the flow discharged to the high-pressure heat exchanger 9 decreases, and the revolutions of the motor generator 12 increase.

Суммарный поток жидкости гидромотора 7 и высоконапорного теплообменника 9 поступают во всасываюшую линию 10 и через низконапорный теплообменник 15 на вход гидронасоса 3, что приводит к стабилизации температуры потока жидкости и повышению ресурса работы установки.The total fluid flow of the hydraulic motor 7 and the high-pressure heat exchanger 9 enters the suction line 10 and through the low-pressure heat exchanger 15 to the inlet of the hydraulic pump 3, which leads to stabilization of the temperature of the fluid flow and an increase in the operating life of the installation.

При использовании такого решения экономится электроэнергия и повышается надёжность работы всей энергосистемы, которую питает ветроэнергетическая установка за счёт стабилизации условий работы мотор-генератора 12.Using this solution, energy is saved and the reliability of the entire power system, which is fed by the wind power plant, is improved by stabilizing the operating conditions of the motor generator 12.

Claims

A wind power installation containing a wind turbine kinematically connected to the hydraulic pump shaft, a pressure line connected to the input of the distributor, the normally open output of which is connected to the input of the hydraulic motor with an output connected to the suction line, the hydraulic motor shaft is connected to the motor generator, the output of which is connected to one of inputs of the control unit, while its second input is connected to a tachometer mounted on the hydraulic pump shaft, the output of the control unit is connected to the electrical input of the distributor, ex which is equipped with a low-pressure and high-pressure heat exchangers, while the low-pressure heat exchanger is connected to the inlet of the hydraulic pump by one input and the suction line by the other, the high-pressure heat exchanger is connected by one input to the output of the hydraulic motor connected to the suction line, and the other input is connected to the normally closed output of the distributor performed with proportional control.