RU82784U1

RU82784U1 - WIND POWER PLANT

Info

Publication number: RU82784U1
Application number: RU2008145547/22U
Authority: RU
Inventors: Евгений Алексеевич Федянов; Евгений Александрович Дьячков; Владимир Александрович Горюнов
Priority date: 2008-11-18
Filing date: 2008-11-18
Publication date: 2009-05-10

Abstract

1. Ветроэнергетическая установка, содержащая мачту, поворотную головку, расположенную на верхнем конце мачты, и установленные на поворотной головке ветроколесо, генератор, связанный с ветроколесом, и флюгер, отличающаяся тем, что на мачте в подшипниковых узлах установлен ротор запуска, включающий в себя корпус, выполненный в виде трубы, раму с поворотными лопастями, прикрепленную к наружной поверхности корпуса, и коническую шестерню, прикрепленную к верхнему торцу корпуса. ! 2. Ветроэнергетическая установка по п.1, отличающаяся тем, что установка снабжена муфтой свободного хода, внутренняя обойма которой установлена на валу генератора, а на внешней обойме муфты установлена коническая шестерня, которая находится в зацеплении с конической шестерней ротора запуска. ! 3. Ветроэнергетическая установка по п.1, отличающаяся тем, что установка снабжена вспомогательным генератором, на валу которого установлена коническая шестерня, которая находится в зацеплении с конической шестерней ротора запуска.1. A wind power plant containing a mast, a swivel head located at the upper end of the mast, and a wind wheel mounted on a swivel head, a generator connected to the wind wheel, and a weather vane, characterized in that a launch rotor is installed on the mast in the bearing assemblies, including a housing , made in the form of a pipe, a frame with rotary blades attached to the outer surface of the housing, and a bevel gear attached to the upper end of the housing. ! 2. Wind power plant according to claim 1, characterized in that the installation is equipped with a freewheel, the inner cage of which is mounted on the generator shaft, and a bevel gear is installed on the outer cage of the clutch, which is meshed with the bevel gear of the launch rotor. ! 3. Wind power plant according to claim 1, characterized in that the plant is equipped with an auxiliary generator, on the shaft of which a bevel gear is installed, which is in mesh with the bevel gear of the launch rotor.

Description

Полезная модель относится к области ветроэнергетики, а именно к ветроэнергетическим установкам с осью вращения ротора, совпадающей с направлением ветра.The utility model relates to the field of wind energy, namely to wind power plants with an axis of rotation of the rotor that coincides with the direction of the wind.

При создании ветроэнергетических установок с горизонтальным расположением оси ротора и лопастями аэродинамического профиля приходится решать проблему обеспечения надежного пуска установки, в виду значительной величины пускового момента, особенно при небольшой скорости ветрового потока.When creating wind power plants with a horizontal rotor axis and aerodynamic blades, it is necessary to solve the problem of ensuring a reliable start-up of the installation, in view of the significant magnitude of the starting torque, especially at a low speed of the wind flow.

Известна ветроэнергетическая установка, в которой ветроколесо при запуске разгоняется с помощью электродвигателя, после набора скорости прекращают разгон ветроколеса и его переводят в режим вращения генератора (патент RU 2113616, «Способ управления ветроэнергетической установкой», F03D 7/02, опубл. 20.06.98). Известен механизм поворота лопастей, который при отсутствии ветра устанавливает лопасти ветроколеса под углом оптимальным для начала вращения (42-45°), а после начала вращения уменьшает этот угол (патент RU 2282052, «Механизм поворота лопастей ветроколеса», F03D 7/02, опубл. 20.08.06). Эти устройства достаточно сложны.A wind power installation is known in which the wind wheel is accelerated at start-up by means of an electric motor, after speeding up, the wind wheel is stopped and put into generator rotation mode (patent RU 2113616, “Method of controlling a wind power installation”, F03D 7/02, published on 06/20/98) . A known mechanism of rotation of the blades, which in the absence of wind sets the blades of the wind wheel at an angle optimal for starting rotation (42-45 °), and after the start of rotation reduces this angle (patent RU 2282052, "The mechanism of rotation of the blades of the wind wheel", F03D 7/02, publ. . 08.20.06). These devices are quite complicated.

Наиболее близким к предлагаемой полезной модели является ветроэнергетическая установка (RU 36706 «Ветроэнергетическая установка», F03D 1/00, F03D 7/02, опубл. 20.03.04), содержащая поворотную головку, расположенную на мачте, ветряное колесо и флюгер, установленные на поворотной головке, а также генератор, связанный с ветряным колесом. Недостатком устройства является затруднение запуска установки при малой величине скорости ветра.Closest to the proposed utility model is a wind power installation (RU 36706 "Wind power installation", F03D 1/00, F03D 7/02, publ. 03/20/04) containing a swivel head located on the mast, a wind wheel and a weather vane mounted on a swivel the head, as well as a generator associated with the wind wheel. The disadvantage of this device is the difficulty of starting the installation at a low wind speed.

Техническим результатом предлагаемого технического решения является повышение надежности запуска при малых скоростях ветра и увеличение полезной мощности, вырабатываемой ветроэнергетической установкой.The technical result of the proposed technical solution is to increase the reliability of the launch at low wind speeds and increase the net power generated by the wind power installation.

Указанный технический результат достигается тем, что ветроэнергетическая установка, содержащая мачту, поворотную головку, расположенную на верхнем конце мачты, и установленные на поворотной головке ветроколесо, генератор, связанный с ветроколесом, и флюгер, снабжена: установленным на мачте в подшипниковых узлах ротором запуска, включающем в себя корпус, выполненный в виде трубы, раму с поворотными лопастями, прикрепленную к наружной поверхности корпуса, и коническую шестерню, прикрепленную к верхнему торцу корпуса; муфтой свободного хода, The specified technical result is achieved in that a wind power installation comprising a mast, a rotary head located on the upper end of the mast, and a wind wheel mounted on the rotary head, a generator associated with the wind wheel, and a weather vane are equipped with: a launch rotor installed on the mast in the bearing assemblies, including a housing made in the form of a pipe, a frame with rotary blades attached to the outer surface of the housing, and a bevel gear attached to the upper end of the housing; freewheel

внутренняя обойма которой установлена на валу генератора, а на внешней обойме муфты установлена коническая шестерня, которая находится в зацеплении с конической шестерней ротора запуска; вспомогательным генератором, на валу которого установлена коническая шестерня, которая находится в зацеплении с конической шестерней ротора запуска.the inner race of which is mounted on the generator shaft, and the bevel gear is installed on the outer race of the clutch, which is meshed with the bevel gear of the start rotor; auxiliary generator, on the shaft of which a bevel gear is installed, which is meshed with the bevel gear of the start rotor.

Включение в устройство ротора запуска и муфты свободного хода позволяет обеспечить запуск ветряного колеса при малых скоростях ветра. Включение в устройство вспомогательного генератора позволяет увеличить полезную мощность, вырабатываемую ветроэнергетической установкой.The inclusion of a start rotor and a freewheel in the device allows the start of the wind wheel at low wind speeds. The inclusion of an auxiliary generator in the device allows you to increase the net power generated by the wind power installation.

На фигуре изображена ветроэнергетическая установка.The figure depicts a wind power installation.

Установка содержит мачту 1, на которой установлена поворотная головка 2. На поворотной головке 2 установлены ветряное колесо 3 с лопастями аэродинамического профиля и флюгер 4. Ветряное колесо 3 установлено на валу генератора 5. На мачте 1 в подшипниковых узлах 6 установлен ротор запуска 7, включающий в себя корпус 8, на котором закреплена рама 9 с поворотными лопастями 10 и коническая шестерня 11. На валу генератора 5 установлена внутренняя обойма муфты свободного хода 12, а на внешней обойме муфты свободного хода 12 установлена коническая шестерня 13, находящаяся в зацеплении с конической шестерней 11 ротора запуска 7. На валу вспомогательного генератора 14 установлена коническая шестерня 15, находящаяся в зацеплении с конической шестерней 11 ротора запуска 7.The installation comprises a mast 1, on which a rotary head 2 is mounted. On a rotary head 2, a wind wheel 3 with aerodynamic profile blades and a weather vane 4 are installed. A wind wheel 3 is mounted on the generator shaft 5. On the mast 1, in the bearing units 6, a start rotor 7 is installed, including housing 8, on which a frame 9 with pivoting blades 10 and a bevel gear 11 is fixed. An inner sleeve of the freewheel 12 is mounted on the shaft of the generator 5, and a bevel gear 1 is installed on the outer sleeve of the freewheel 12 3, which is meshed with the bevel gear 11 of the starting rotor 7. A bevel gear 15 is mounted on the shaft of the auxiliary generator 14, which is meshed with the bevel gear 11 of the starting rotor 7.

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

При наличии даже слабого ветра, недостаточного для запуска ветряного колеса 3, начинает вращаться ротор запуска 7. Поворотные лопасти 10 с одной стороны корпуса 8 ротора занимают положение параллельное направлению потока ветра, не оказывая ему существенного сопротивления, а с другой стороны корпуса ротора - перпендикулярное. Коническая шестерня 11 ротора запуска 7 приводит во вращение коническую шестерню 13, расположенную на внешней обойме муфты свободного хода 12. В результате вал генератора 5, а, следовательно, и ветряное колесо 3 начинают вращаться. После того, как скорость вращения ветряного колеса 3 достигнет величины достаточной для начала работы генератора 5, муфта свободного хода 12 начинает работать в режиме обгона, а коническая шестерня 13 - в холостом режиме. После начала работы генератора 5, на обмотки возбуждения вспомогательного генератора 14 начинает поступать электропитание и коническая шестерня 15, которая до этого момента вращалась, обеспечивая режим холостого хода вспомогательного генератора 14, начинает передавать на него мощность.If there is even a weak wind, insufficient to start the wind wheel 3, the start rotor 7 starts to rotate. The rotary blades 10 on one side of the rotor body 8 occupy a position parallel to the direction of the wind flow, without showing significant resistance, and on the other side of the rotor body - perpendicular. The bevel gear 11 of the start rotor 7 drives the bevel gear 13 located on the outer ring of the freewheel 12. As a result, the shaft of the generator 5, and therefore the wind wheel 3, starts to rotate. After the speed of rotation of the wind wheel 3 reaches a value sufficient to start the operation of the generator 5, the freewheel 12 starts to work in overtaking mode, and the bevel gear 13 in idle mode. After the start of operation of the generator 5, the excitation windings of the auxiliary generator 14 begin to receive power and the bevel gear 15, which until this moment has rotated, providing idle operation of the auxiliary generator 14, begins to transmit power to it.

В процессе работы поворотная головка 2 имеет возможность разворачиваться вокруг оси мачты 1 так, что плоскость вращения ветряного колеса 3 с лопастями аэродинамического профиля постоянно занимает положение перпендикулярное направлению ветра. Разворот поворотной головки осуществляется за счет парусности флюгера 4.In the process, the rotary head 2 has the ability to rotate around the axis of the mast 1 so that the plane of rotation of the wind wheel 3 with the blades of the aerodynamic profile constantly occupies a position perpendicular to the direction of the wind. The rotation of the rotary head is due to the windage of the wind vane 4.

Предлагаемая ветроэнергетическая установка обеспечивает надежный запуск ветряного колеса с лопастями аэродинамического профиля при малых скоростях ветра и обеспечивает более полное использование энергии потока ветра.The proposed wind power installation provides reliable start of the wind wheel with aerodynamic blades at low wind speeds and provides a more complete use of wind flow energy.

Claims

1. Wind power installation comprising a mast, a rotary head located on the upper end of the mast, and a wind wheel mounted on the rotary head, a generator associated with the wind wheel, and a weather vane, characterized in that a launch rotor including a housing is mounted on the mast in the bearing assemblies made in the form of a pipe, a frame with rotary blades attached to the outer surface of the housing, and a bevel gear attached to the upper end of the housing.

2. The wind power installation according to claim 1, characterized in that the installation is equipped with a freewheel, the inner race of which is mounted on the shaft of the generator, and a bevel gear is installed on the outer race of the clutch, which is engaged with the bevel gear of the start rotor.

3. The wind power installation according to claim 1, characterized in that the installation is equipped with an auxiliary generator, on the shaft of which a bevel gear is installed, which is meshed with the bevel gear of the starting rotor.