RU2431761C2

RU2431761C2 - Wind-driven power plant

Info

Publication number: RU2431761C2
Application number: RU2009145758/06A
Authority: RU
Inventors: Геннадий Викторович Бастраков (RU); Геннадий Викторович Бастраков
Priority date: 2009-12-09
Filing date: 2009-12-09
Publication date: 2011-10-20
Also published as: RU2009145758A

Abstract

FIELD: power industry.

SUBSTANCE: wind-driven power plant includes supports, turning blades with offset turning axis towards their front edge, control device made in the form of blade turning stops hinged to rigidly fixed brackets with possibility of centrifugal deviation and spring-loaded brackets. Axes of turning blades are installed on horizontal ring which is rotated on rollers installed on supports, and axes of rollers are kinematically connected to electric generators.

EFFECT: improving operating reliability at creation of equipment of increased power, increasing efficiency and reducing material consumption.

5 dwg

Description

Изобретение относится к ветроэнергетике, касается ветроэнергетических установок и может быть использовано для преобразования энергии ветра в электрическую в производственных целях.The invention relates to wind energy, relates to wind power plants and can be used to convert wind energy into electrical energy for industrial purposes.

Известна ветроэнергетическая установка, содержащая основание, установленное на нем с возможностью вращения горизонтальное кольцо с вертикальными профилированными лопастями и электрогенератор (SU 1188364 А, кл. F03D 3/00, 1985).Known wind power installation containing a base mounted on it with the possibility of rotation of a horizontal ring with vertical profiled blades and an electric generator (SU 1188364 A, CL F03D 3/00, 1985).

Недостатком данного агрегата является наличие массивного основания большой площади, необходимость его заглубления в землю и потребность работы генератора в режиме двигателя при запуске агрегата.The disadvantage of this unit is the presence of a massive base of a large area, the need for its deepening into the ground and the need for the generator to work in engine mode when starting the unit.

Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является установка (RU 21044009 С1, кл. F03D 3/00, 7/06, 1998), которая содержит опору, поворотные вертикальные лопасти со смещенной в сторону их передней кромки осью поворота, устройство управления в виде ограничителей поворота лопастей с возможностью центробежного отклонения и подпружиненных.The closest technical solution, selected as a prototype, is the installation (RU 21044009 C1, class F03D 3/00, 7/06, 1998), which contains a support, rotary vertical blades with a pivot axis shifted towards their front edge, a control device in the form of limiters for rotation of the blades with the possibility of centrifugal deflection and spring-loaded.

Недостатком данного решения является низкий КПД за счет применения многоступенчатых мультипликаторов и невысокая надежность работы при увеличении мощности двигателя за счет увеличения длины консолей и площади лопастей.The disadvantage of this solution is the low efficiency due to the use of multi-stage multipliers and low reliability when increasing engine power by increasing the length of the consoles and the area of the blades.

Задача изобретения - повышение надежности в работе при создании агрегатов увеличенной мощности, увеличение КПД и снижение материалоемкости.The objective of the invention is to increase reliability in the work when creating units of increased power, increase efficiency and reduce material consumption.

Указанная задача решается тем, что ветроэнергетическая установка, содержащая опору, поворотные лопасти со смещенной осью поворота в сторону их передней кромки, устройство управления, выполненное в виде ограничителей поворота лопастей, установленных шарнирно на жестко закрепленных кронштейнах, с возможностью центробежного отклонения и подпружиненных, отличающееся тем, что оси поворотных лопастей установлены на горизонтальном кольце, которое вращается на катках, установленных на опорах, а оси катков кинематически связаны с электрогенераторами.This problem is solved in that the wind power installation containing a support, rotary blades with a displaced axis of rotation in the direction of their leading edge, a control device made in the form of limiters of rotation of the blades mounted pivotally on rigidly fixed brackets, with the possibility of centrifugal deflection and spring-loaded, characterized in that the axes of the rotary blades are mounted on a horizontal ring that rotates on the rollers mounted on the supports, and the axis of the rollers are kinematically connected with the electro Rathore.

Согласно изобретению устройство управления выполнено в виде ограничителей поворота лопастей, установленных шарнирно на кронштейнах, жестко закрепленных на кольце. Одни из ограничителей поворота установлены с возможностью центробежного отклонения, другие подпружинены.According to the invention, the control device is made in the form of limiters for rotation of the blades mounted pivotally on brackets rigidly fixed to the ring. Some of the rotation limiters are installed with the possibility of centrifugal deflection, others are spring-loaded.

Технический результат, получаемый при осуществлении изобретения, заключается в обеспечении необходимой частоты вращения ротора генераторов без установки мультипликатора за счет высокого передаточного отношения между кольцом и катками.The technical result obtained by carrying out the invention is to provide the necessary rotor speed of the generators without installing a multiplier due to the high gear ratio between the ring and the rollers.

На фиг.1 схематично изображена установка (вид сбоку), на фиг.2 - то же, в рабочем положении (вид сверху), на фиг.3 - установка в нерабочем положении (вид сверху), на фиг.4 показан ограничитель с центробежным отклонением, на фиг.5 показан подпружиненный ограничитель.Figure 1 schematically shows the installation (side view), figure 2 is the same in the working position (top view), figure 3 is the installation in the idle position (top view), figure 4 shows the limiter with a centrifugal deviation, figure 5 shows a spring-loaded limiter.

Ветроэнергетическая установка содержит опоры 7 (фиг.1 и 2) с установленными на них катками 2, поворотные лопасти 3, оси 4 поворота которых размещены на горизонтальном кольце 5, установленном на катках 2, устройство управления 6, взаимодействующее с поворотными лопастями 3, и электрогенераторы 7, связанные кинематически с катками 2.The wind power installation contains supports 7 (FIGS. 1 and 2) with rollers 2 mounted on them, rotary blades 3, rotation axes 4 of which are placed on a horizontal ring 5 mounted on the rollers 2, a control device 6 interacting with the rotary blades 3, and electric generators 7, kinematically coupled to rollers 2.

Опоры 1 снабжены устройством торможения 11 для остановки вращения кольца 5 (фиг.1 и 3) и его фиксации в нерабочем положении.The supports 1 are equipped with a braking device 11 for stopping the rotation of the ring 5 (FIGS. 1 and 3) and its fixation in the inoperative position.

Устройство управления 6 (фиг.2) выполнено в виде ограничителей поворота 8 и 9 лопастей 3, установленных шарнирно на кронштейнах 10, жестко закрепленных на кольце 5. Ограничители поворота 8 (фиг.4) установлены с возможностью центробежного отклонения, а ограничители поворота 9 (фиг.5) - подпружинены.The control device 6 (figure 2) is made in the form of rotation limiters 8 and 9 of the blades 3 mounted pivotally on the brackets 10, rigidly mounted on the ring 5. The rotation limiters 8 (figure 4) are installed with the possibility of centrifugal deviation, and the rotation limiters 9 ( 5) - spring loaded.

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

Отключением устройства торможения 11 обеспечивается свободное вращение кольца 5 на катках 2. За счет устройства управления 6 (фиг.2) с ограничителями поворота 8 и 9 и эффекта парусности поворотные лопасти 3 устанавливаются в рабочем секторе (45°) поворота, чем достигается наибольший крутящий момент кольца 5 и катков 2, которые кинематически соединены с роторами электрогенераторов 7 (фиг.1), обеспечивая необходимую частоту их вращения.Disabling the braking device 11 provides free rotation of the ring 5 on the rollers 2. Due to the control device 6 (Fig. 2) with rotation limiters 8 and 9 and the sail effect, the rotary blades 3 are installed in the working sector (45 °) of rotation, which achieves the highest torque rings 5 and rollers 2, which are kinematically connected with the rotors of the electric generators 7 (figure 1), providing the necessary frequency of their rotation.

При скорости ветра выше максимальной рабочей величины ограничители поворота 8 (фиг.2 и 4) устройства управления 6 за счет центробежных сил отклоняются так, что лопасти 3 выходят из рабочего сектора, устанавливаются параллельно направлению ветра и не создают тягового усилия. С уменьшением частоты вращения кольца 5 ограничители поворота 8 возвращаются в рабочее положение, а за счет подпружиненных ограничителей поворота 9 (фиг.2 и 5) поворотные лопасти устанавливаются в рабочем секторе. Так обеспечивается регулирование частоты вращения кольца 5, исключение опасности работы «вразнос» и разрушения агрегата при скорости ветра выше допустимой.When the wind speed is above the maximum working value, the rotation limiters 8 (FIGS. 2 and 4) of the control device 6 are deflected due to centrifugal forces so that the blades 3 exit the working sector, are installed parallel to the wind direction and do not create traction. With a decrease in the frequency of rotation of the ring 5, the rotation limiters 8 are returned to the working position, and due to the spring-loaded rotation limiters 9 (FIGS. 2 and 5), the rotary blades are installed in the working sector. This ensures the regulation of the rotational speed of the ring 5, the elimination of the danger of operation "peddling" and the destruction of the unit when the wind speed is higher than permissible.

Claims

A wind power installation containing supports, rotary blades with a displaced axis of rotation towards their leading edge, a control device made in the form of rotary limiters of the blades mounted pivotally on rigidly mounted brackets with the possibility of centrifugal deflection and spring-loaded, characterized in that the axis of the rotary blades are mounted on a horizontal ring that rotates on rollers mounted on supports, and the axes of the rollers are kinematically connected with electric generators.