Адаптивное ветроколесо



Адаптивное ветроколесо
Адаптивное ветроколесо
Адаптивное ветроколесо

 


Владельцы патента RU 2484299:

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежский государственный технический университет" (RU)

Изобретение относится к области ветроэнергетики, в частности к регулируемым ветроколесам. Адаптивное ветроколесо содержит основание, подшипники, ступицу, основной вал, лопасти, роторы, имеющие магнитный контакт со статорами, установленными на основании. Роторы, установленные на одних валах с червяками, которые связаны с червячными колесами, установленными на одних валах с лопастями ветроколес. При возникновении аварийной ситуации на статоры подается напряжение, приводящее во вращение роторы и валы с червяками, взаимодействующими с червячными колесами, которые обеспечивают наклон лопастей к горизонтальной оси ветроколеса, придавая ему коническую форму. Достоинством данного адаптивного ветроколеса является отсутствие вращающегося токосъема, обеспечение бесконтактности, т.е. повышение надежности, а также реализация возможности прохождения буревых порывов без существенного воздействия на силовые конструкции. 3 ил.

 

Изобретение относится к области ветроэнергетики, в частности к регулируемым ветроколесам.

Известны различные регулируемые ветроколеса [1], такие, например, как выводящиеся из-под ветра с воздушными тормозами. Однако наибольшее распространение получили ветроколеса с поворотными лопастями. Применяются схемы со стабилизаторами, с инерционными (центробежными) регуляторами, с поворотом лопасти под давлением ветра.

Наиболее распространены центробежные регуляторы [2, 3, 4], однако им присущи серьезные недостатки, связанные, например, с возникновением автоколебаний (под действием порывов ветра), недостаточной диссипацией энергии в системе, а также с необходимостью наличия грузов, что утяжеляет подвижную лопасть, негативно влияя на массогабаритные показатели ветроколеса.

Наиболее близким к заявленному является адаптивное ветроколесо [5] с электрическим приводом поворота лопастей, при этом двигатель с передачей устанавливается в ступице, ветроколесо закреплено на основании, которое может быть поворотным, соответственно, имеются лопасти с механизмом поворота, редуктор, основание, подшипники.

Существенным недостатком данного устройства является необходимость наличия вращающихся токосъемников со щетками, что усложняет конструкцию и понижает надежность из-за необходимости периодического обслуживания.

Изобретение направлено на устранение вращающегося токосъема, на обеспечение бесконтактности, т.е. повышение надежности, а также на обеспечение возможности наклона лопастей к горизонтальной оси ветроколеса.

Это достигается тем, что адаптивное ветроколесо, содержащее основание, подшипники, ступицу, основной вал, лопасти, роторы, имеющие магнитный контакт со статорами, установленными на основании, согласно изобретению имеет роторы, установленные на одних валах с червяками, которые связаны с червячными колесами, при этом сами червячные колеса установлены на одних валах с лопастями ветроколес, с возможностью наклона к горизонтальной оси ветроколеса.

Сущность изобретения иллюстрируется чертежами, где на фиг.1 схематично изображено ветроколесо, вид сбоку в разложенном состоянии (разрез в боковой плоскости), на фиг.2 - в сложенном, фиг.3 - вид спереди на кинематическую схему.

Адаптивное ветроколесо содержит лопасти 1, основной горизонтальный вал 2, роторы 3 механизма поворота лопастей, червячные колеса 4, червяки 5 с валами 6, внутренний статор 7, внешний статор 8 системы наклона лопастей, статор 9 основного генератора, подшипники 10 вала червяка, ротор 11 основного генератора, башню 12 с поворотным устройством, шарниры 13, в которых вращаются валы червячных колес с закрепленными на них лопастями, поворотное устройство 14, несущее корпус 15.

Ветроколесо работает следующим образом: набегающий поток воздуха (на схеме направлен слева - направо), взаимодействуя с лопастями, приводит их во вращение, поскольку ветроколесо установлено за башней, направляющего устройства не требуется; при увеличении скорости ветра, а также возникновении аварийной ситуации на статоры 7 и 8 подается напряжение, обеспечивающее бегущее магнитное поле разной направленности, которое приводит к вращению роторов 3 и валов с червяками 5, которые в свою очередь взаимодействуют с червячными колесами 4, на валу которых в шарнире 13 установлены лопасти 1, которые в результате придают ветроколесу коническую форму, уменьшая при этом мидель поперечного сечения ветровому потоку, при этом скорость вращения уменьшается и повышаются бурезащитные свойства.

Технико-экономическим преимуществом заявленного адаптивного ветроколеса является отсутствие вращающегося токосъема, обеспечение бесконтактности, что обеспечивает возможность прохождения буревых порывов без существенного воздействия на силовые конструкции.

Источники информации

1. Фатеев Е.М. Ветродвигатели. - ГНТИ, Москва, 1962, с.67.

2. Патент РФ №2211366 / А.М.Литвиненко - Ветроколесо / Опубл. Б.И. №24 27.08.2003.

3. Патент РФ №2249720 / А.М.Литвиненко - Ветроколесо / Опубл. Б.И. №10 10.04.2005.

4. Ветроэнергетика / Под ред. Д. де Рензо, пер. с англ. Под ред. Я.И.Шефтера. - М.; Энергоатомиздат, 1982. - с.113, 3.10.

5. Александров В.Л. Воздушные винты. - Оборонгиз, Москва, 1951, с.59, ориг.37.

Адаптивное ветроколесо, содержащее основание, подшипники, ступицу, основной вал, лопасти, роторы, имеющие магнитный контакт со статорами, установленными на основании, отличающееся тем, что роторы установлены на одних валах с червяками, которые связаны с червячными колесами, при этом сами червячные колеса установлены на одних валах с лопастями ветроколес, с возможностью их наклона к горизонтальной оси ветроколеса.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к ветроэнергетике и может быть использовано для регулирования работы ветродвигателя с быстроходным ветроколесом и для защиты лопастей ветроколеса от повреждения при сильном ветре.

Изобретение относится к способам воздействия движущегося потока на винт ветро- или гидродвигателя. .

Изобретение относится к ветроэнергетике и может быть использовано для преобразования энергии ветра в электроэнергию. .

Изобретение относится к ветроэнергетике и может быть использовано для энергоснабжения бытовых и производственных потребителей. .

Турбина // 2426006

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в устройствах контроля ветряных двигателей. .

Изобретение относится к области ветроэнергетики, в частности к регулируемым ветроколесам. .

Изобретение относится к области ветроэнергетики и может быть применено для выработки электроэнергии. .

Изобретение относится к ветроэнергетике

Изобретение относится к области ветроэнергетики и может быть использовано в устройствах автоматического регулирования угла установки лопастей ветродвигателя

Изобретение относится к области ветроэнергетики, в частности к регулируемым ветроколесам. Ветроколесо содержит основание с подшипниками, горизонтальный вал, лопасти, роторы, имеющие магнитный контакт со статорами, установленными на основании, редукторы. Роторы соединены с входными валами редукторов, на выходных валах которых установлены дополнительные лопасти, выполненные с возможностью вращения относительно главной оси. Профили основных и дополнительных лопастей выполнены с возможностью наложения друг на друга при повороте дополнительных лопастей. При увеличении ветра на статоры подается напряжение, приводящее к вращению роторов, выходных валов редукторов и, соответственно, повороту дополнительных лопастей. Конструкция ветроколеса обеспечивает возможность изменения количества лопастей в зависимости от скорости ветра, а также повышение надежности из-за отсутствия вращающегося токосъема, обеспечения бесконтактности. 7 ил.

Изобретение относится к области ветроэнергетики. Ветроэлектроагрегат, содержащий поворотное основание, с неподвижной и подвижной частями, башню с противовесом, траверсу, поворотные стойки с магнитопроводами и ветроколесами со втулками и с роторными элементами, направляющий элемент. Неподвижная часть поворотного основания выполнена в виде конуса, образующая которого очерчена по дуге окружности с центром в оси вращения ветроколес, а подвижная часть поворотного основания снабжена дополнительной стрелой, соединенной с нижней частью направляющего элемента. Изобретение позволяет повысить энергетическую эффективность нижней части ветроколеса. 2 ил.

Изобретения относятся к ветроэнергетике и могут быть использованы при управлении ветроэнергетической установкой (ВЭУ) с двумя ветроколесами. Способ управления заключается в том, что формируют сигнал о скорости ветра на высоте оси вращения одновременно работающих двух соосных ветроколес с равными числами n лопастей, оба ветроколеса синхронно вращают в одну и ту же сторону, измеряют угол α между продольными осями, например, первых лопастей обоих ветроколес при скорости ветра, когда ВЭУ развивает мощность, равную или превышающую номинальную мощность, устанавливают второе ветроколесо по отношению к первому при угле α≈0 при скорости ветра, когда ВЭУ развивает мощность, меньшую номинальной мощности, по мере снижения скорости ветра пропорционально увеличивают значение угла α так, чтобы при минимальной рабочей скорости установилось значение α ≈ π n . Способ реализуется в ВЭУ с двумя ветроколесами, содержащей лопасти ветроколес, ступицы и общий вал, электрогенератор, энергосистему, датчик скорости ветра. ВЭУ дополнительно снабжена блоком управления углом между ветроколесами, расположенным на общем валу ветроколес, а управляющий вход блока управления соединен с выходом датчика скорости ветра. Кроме того, блок управления снабжен функциональным блоком формирования сигнала об угле между ветроколесами, вход которого соединен с выходом датчика скорости ветра через управляющий вход блока управления, а выход соединен с первым входом регулятора угла между ветроколесами, второй вход которого соединен с выходом датчика угла между ветроколесами, выход регулятора угла между ветроколесами соединен с управляющим входом полупроводникового преобразователя частоты, силовой вход которого соединен с источником питания, а силовой выход соединен со статорной обмоткой электродвигателя, вал которого соединен с системой передачи "винт - гайка", гайка которого соединена с подвижным элементом датчика угла между ветроколесами и через подшипниковый узел со ступицей второго ветроколеса, образующей с валом винтовую шлицевую пару. Изобретение обеспечит эффективность использования установленной мощности ВЭУ и, соответственно, увеличение выработки электроэнергии путем повышения использования энергии ветра со снижением его скорости. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 8 ил.

Изобретение относится к устройству регулирования шага лопастей ветрогенератора. Устройство предназначено для регулирования шага лопастей 6, шарнирно закрепленных посредством концевых крепежных частей 7 в радиально-упорных подшипниках 5. Подшипники 5 неподвижно установлены на вращающейся головке 3 ротора ветрогенератора. Головка 3 включает линейный приводной механизм, такой как цилиндр, шток которого соединен с крестовиной 14. Крестовина 14 связана с промежуточными механизмами, присоединенными к концевым крепежным частям 7 лопастей 6 для изменения их шага при перемещении крестовины 14. Крестовина 14 приводится в движение штоком цилиндра. Изобретение направлено на создание устройства регулирования шага лопастей ветрогенератора в зависимости от необходимых параметров. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к области ветроэнергетики и может быть применено для выработки электроэнергии. Ветроэнергетическая установка содержит башню, выполненную в виде тетраэдра, имеющего ребра и углы, а также ветроколесо и генератор. Одно из ребер выполнено в виде оси автомобильного прицепа. Из четырех ребер, примыкающих к данному ребру, два выполнены в виде вертикальных стоек, а два - в виде дышла автомобильного прицепа с прицепным устройством. Колеса автомобильного прицепа снабжены поворотными основаниями, причем направления осей колес, повернутых в рабочее положение, пересекаются в точке закрепления прицепного устройства. Изобретение обеспечивает высокую мобильность установки при отсутствии специального механизма поворота мачты с хвостовой плоскостью, что делает ее незаменимой при энергоснабжении различных отдаленных объектов. Изобретение также направлено на уменьшение массы и габаритов установки. 4 ил.

Предлагаемое устройство управления ветроэнергетической установкой может быть использовано в области ветроэнергетики, конкретно - при управлении ветроэнергетической установкой. Техническая задача, решаемая предлагаемым изобретением, состоит в упрощении ветроэнергетической установки и в повышении ее надежности. Поставленная техническая задача решается тем, что известное устройство управления ветроэнергетической установкой дополнительно снабжено автоматом перекоса вертолета, блок управления лопастями содержит не менее трех блоков управления углом установки лопасти, третий вход блоков управления углом установки лопасти соединен с энергосистемой, при этом входы автомата перекоса вертолета соединены со вторыми тягами, выходы соединены с первыми тягами, а вал ветроколеса является и валом автомата перекоса вертолета. 6 ил.

Изобретение относится к ветроэнергетическим установкам с главным валом ветротурбины, параллельным ветровому потоку. Цилиндрическая ветротурбина установлена на валу ветроэнергетической установки и содержит лопасти, размещенные на радиальных штангах. Каждая лопасть имеет аэродинамический профиль. Ветротурбина выполнена в виде цилиндра и установлена на главном горизонтальном валу. На этом же валу расположен конический редуктор, втулки с подшипниками, обеспечивающими вращение главного вала. Поверхность цилиндра примыкает к переднему и заднему колесам. Колеса состоят из ободов, ступиц, радиальных штанг. Ступицы закреплены на главном горизонтальном валу ветроэнергетической установки. Радиальные штанги выполнены плоскими. Радиальные штанги соединяют обода колес со своими ступицами. Колеса имеют по N>2 симметрично расположенных штанг. Положение штанг заднего колеса сдвинуто относительно штанг переднего на угол β. Угол β задает угол атаки α для всех N лопастей и фиксируется ступицей заднего колеса. На штангах находятся точки крепления ближайших боковин всех N лопастей. К одноименным точкам крепления штанг на ободах обоих колес крепятся N ребер. К ребрам подсоединены противоположные боковины соответствующих лопастей. К задней кромке N лопастей на шарнире прикреплены закрылки с нагрузочными планками на их нижней кромке и ограничителями, совпадающими по направлению с нижней плоскостью лопастей. Технический результат заключается в простоте и надежности конструкции и отсутствии вибрационных шумов. 1 з.п. ф-лы, 8 ил.

Изобретение относится к энергетике, к ветроэнергетическим установкам. Технический результат состоит в упрощении регулирования и повышении надежности. Регулировочное устройство для регулирования угла установки роторной лопасти ветроэнергетической установки содержит серводвигатель для перемещения роторной лопасти с целью изменения угла установки, управляющий блок для управления серводвигателем с помощью электрического тока. Управляющий блок подключен к сети электроснабжения. Устройство аварийного электроснабжения для снабжения электрическим током и управления серводвигателем используется в случае выхода из строя сети электроснабжения. Устройство аварийного электроснабжения имеет электрический аккумулятор для накопления электрической энергии для обеспечения электрического тока для управления серводвигателем. Управляющий блок предназначен для зарядки электрической энергией электрического аккумулятора устройства аварийного электроснабжения. 3 н. и 6 з.п. ф-лы, 3 ил.
Наверх