Планетарный привод генератора электрического тока ветроэлектростанции


 


Владельцы патента RU 2518783:

Ващенко Юрий Фёдорович (RU)
Соколов Геннадий Евгеньевич (RU)

Изобретение относится к области ветроэнергетики. Планетарный привод генератора электрического тока ветроэлектростанции содержит основание, опору, ветродвигатель, состоящий из двух ветроколес - внешнего и внутреннего, с общей осью и возможностью встречного вращения, опорный вал и планетарную передачу. «Корона» передачи связана с внутренним ветроколесом, свободно расположенным на опорном валу внешнего. Внешнее ветроколесо посредством опорного вала жестко соединено с водилом, на котором размещены сателлиты для связи «короны» с солнечной шестерней на выходе. В створе между ветроколесами имеется синхронизатор, свободно размещенный своей серединой на опорном валу. Синхронизатор представляет собой две диаметрально расположенные кулисы, каждая из которых содержит конический сателлит для одновременной связи с зубчатыми венцами обоих ветроколес, зафиксированный от возможного поворота тросовыми растяжками. Изобретение позволяет достигать синхронного встречного вращения ветроколес. 1 ил.

 

Изобретение относится к области энергетики, а именно к приводам, обеспечивающим передачу вращающего момента от ветродвигателя к генератору электрического тока электростанции.

Известна “Планетарная трансмиссия к генератору электрического тока ветроэлектростанции, включающей основание, генератор электрического тока и ветродвигатель, состоящий из двух ветроколес с общей осью, первое из которых жестко связано с установленным на основании опорным валом, а второе установлено на опорном валу свободно с возможностью встречного вращения, содержащая переходные элементы, представляющие собой группу одинаковых планетарных механизмов, при этом опорный вал первого ветроколеса имеет водило с радиальной кулисой для совмещения со штифтом боковой поверхности первого трехуглового ротора, снабженного соосным кривошипом, выполненным эксцентрично по отношению к единому с ним солнечному колесу, свободно размещенному на опорном валу, при соотношении их радиусов соответственно как 3:2, с эксцентриситетом, равным половине радиуса солнечного колеса, причем приводной штифт следующего трехуглового ротора связан с кулисой водила, закрепленного на исходном солнечном колесе, последнее солнечное колесо связано с генератором, а блок эпициклов (”корон”), внутренние контуры которых выполнены в виде эпитрохоид, очерченных вершинами трехугловых роторов, жестко соединен со вторым ветроколесом” (Заявка 2009117913. Патент №2404871). Дальнейшие исследования данного прототипа показали, что схема функционального применения пары соосных ветроколес в области ветроэнергетики не исчерпана, а наличие эпитрохоидных механизмов и их каскадное исполнение не совсем целесообразны в связи со сложностью, потерей мощности на переходах, увеличением стоимости технологического изготовления и материалов. Но главный недостаток - это отсутствие синхронности вращения ветроколес на входе и единодетальный блок эпициклов, из-за чего стабильность и величина крутящего момента на выходе оставляют желать лучшего. Так, при переходе от первого эпитрохоидного механизма ко второму частота вращения второго ротора, а следовательно, и солнечного колеса на выходе увеличиваются, но при этом частота вращения блока эпициклов остается прежней, т.е. сдерживающей частоту вращения выхода.

Задачей настоящего технического решения является создание схемы стабильности функционального применения пары соосных ветроколес без отмеченных недостатков.

Решение поставленной задачи достигается тем, что “корона” планетарной передачи связана с внутренним ветроколесом, свободно расположенным на опорном валу внешнего, а внешнее ветроколесо посредством опорного вала жестко соединено с водилом, на котором размещены сателлиты для связи “короны” с солнечной шестерней на выходе, при этом в створе между ветроколесами имеется синхронизатор, свободно размещенный своей серединой на опорном валу и представляющий собой две диаметрально расположенные кулисы, каждая из которых содержит конический сателлит для одновременной связи с зубчатыми венцами обоих ветроколес, зафиксированный от возможного поворота тросовыми растяжками.

Задача изобретения состоит в том, что благодаря сдвоенному ветродвигателю, значительно повышающему коэффициент использования энергии ветра, оказалось возможным возросшую кинематическую энергию от ветродвигателя обратить в увеличение частоты вращения солнечной шестерни и стакана на выходе.

По данным патентной и научно-технической информации заявленная конструкция не обнаружена, что позволяет судить об изобретательском уровне предлагаемого решения.

Промышленная применимость обусловлена существенным повышением коэффициента полезного действия ветроэлектрической станции, эффективностью, экономичностью и надежностью.

На чертеже представлена принципиальная схема планетарного привода генератора электрического тока ветроэлектростанции.

На основании 1 посредством опоры 2 и подшипника 3 установлен опорный вал 4 внешнего ветроколеса 5 и водила 6. Опорный вал 4 охвачен валом 7, который несет внутреннее ветроколесо 8 и “корону” 9 планетарной передачи. Посредством сателлитов 10 “корона” 9 находится в зубчатом зацеплении с солнечной шестерней 11, жестко посаженной на выходной стакан 12. Между ветроколесами 5 и 8 находится синхронизатор 13, а его диаметрально расположенные кулисы 14 и 15 снабжены коническими сателлитами 16 и 17, находящимися в постоянном зацеплении одновременно с зубчатыми венцами 18 и 19 ветроколес 5 и 8. В нижней части синхронизатор 13 зафиксирован от возможного поворота тросовыми растяжками 20.

Работает планетарный привод генератора электрического тока ветроэлектростанции следующим образом. При одновременном вращении двух ветроколес 5 и 8 благодаря синхронизатору 13 водило 6 и “корона” 9 приходят во встречное вращение с одинаковыми угловыми скоростями. Если предположить, что одно из ветроколес не вращается, то частота вращения выходного стакана 12 будет определяться передаточным числом i (”корона” 9 - солнечная шестерня 11). Так, если i, например, равно 5, то обороты солнечной шестерни 11 за один оборот ветроколеса тоже будут равны 5. Если же встречно вращается второе ветроколесо, то частота вращения выходного стакана 12 будет равна 10 за один встречный оборот обоих ветроколес. Это результат прототипа, но достигнутый гораздо меньшими затратами и большей эффективностью.

Для реализации изобретения необходимы: вертикально- и горизонтально-фрезерные станки с ЧПУ; токарные, сверлильные, зубонарезные и шлифовальные станки.

Планетарный привод генератора электрического тока ветроэлектростанции, включающий основание, опору, ветродвигатель, состоящий из двух ветроколес - внешнего и внутреннего, с общей осью и возможностью встречного вращения, опорный вал и планетарную передачу, отличающийся тем, что “корона” передачи связана с внутренним ветроколесом, свободно расположенным на опорном валу внешнего, а внешнее ветроколесо посредством опорного вала жестко соединено с водилом, на котором размещены сателлиты для связи “короны” с солнечной шестерней на выходе, при этом в створе между ветроколесами имеется синхронизатор, свободно размещенный своей серединой на опорном валу и представляющий собой две диаметрально расположенные кулисы, каждая из которых содержит конический сателлит для одновременной связи с зубчатыми венцами обоих ветроколес, зафиксированный от возможного поворота тросовыми растяжками.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области ветроэнергетики и может быть применено для выработки электроэнергии при небольшом ветре. Ветроэнергетическая установка содержит опорную башню, ветроколесо, гондолу электроагрегата, поворотное основание, снабженное устройством ориентации на ветровой поток, выполненным в виде хвостовика двухкилевой схемы вертикального оперения.

Изобретение относится к упругодинамическому аккумулятору-регулятору энергии. .

Изобретение относится к области энергетики и может быть использовано для выработки электрической энергии от источника текучей среды. .

Изобретение относится к ветроэнергетике и может быть использовано в качестве привода самоходной сельскохозяйственной установки для различных сельхозработ. .

Изобретение относится к ветроэнергетике и может быть использовано при создании новых типов стационарных и транспортируемых ветроустановок. .

Изобретение относится к системам управления и регулирования в машиностроении, в частности к конструкциям устройств, предназначенных для аварийного выключения, в том числе ветроэнергетических установок.

Изобретение относится к воздушным винтам и может быть использовано, в частности, в ветроэнергетике. .

Изобретение относится к авиации, а именно к ветроэнергетическим установкам (ВЭУ) с горизонтальной осью вращения крыльчатого (лопастного) самоориентирующегося по ветру ветроколеса (ВК).

Изобретение относится к области ветроэнергетики и может быть использовано, преимущественно, для автономного энергоснабжения объектов, например дома, фермерского хозяйства, малого предприятия.

Изобретение относится к ветроэнергетике. Автоматизированный архитектурно-тектонический ветряк содержит вертикальный вал, ротор с вертикальной осью вращения и экран в виде полуцилиндрической поверхности, высота которого больше или равна высоте ротора, а внутренний радиус экрана больше радиуса ротора. Кроме того, автоматизированный архитектурно-тектонический ветряк содержит архитектурное сооружение, на крыше которого установлена шатровая конструкция, основание которой выполнено в форме перевернутого полого усеченного конуса, закрепленная неподвижно на вертикальном валу, установленном неподвижно в архитектурном сооружении, и на цилиндрических опорных колоннах, равномерно размещенных на крыше по окружности относительно вертикального вала, диаметр которой больше диаметра ротора. Одна из цилиндрических опорных колонн выполнена в виде приводного вала, установлена с возможностью вращения в опорных подшипниках и снабжена механизмом передачи движения экрану через гибкие приводные механизмы, на которых неподвижно закреплен экран. Остальные цилиндрические опорные колонны снабжены узлами поддержки гибких приводных механизмов экрана. Ротор установлен на вертикальном валу в подшипниковом узле вращения и отбора мощности. Автоматизированный архитектурно-тектонический ветряк также содержит систему управления, включающую измеритель скорости и направления ветра, блок управления, задающий блок, генерирующий блок, измеритель мощности, потребителя энергии, привод экрана, измеритель положения экрана и позиционные датчики положения экрана. Подшипниковый узел вращения и отбора мощности ротора связан через соединенные последовательно генерирующий блок, второй выход которого подсоединен к входу потребителя энергии, и измеритель мощности с первым входом блока управления, ко второму входу которого подключен выход задающего блока, к третьему входу блока управления подсоединен выход измерителя скорости и направления ветра, к четвертому входу блока управления подключен выход измерителя положения экрана, а выход блока управления через привод экрана, соединенного вторым выходом с приводным валом, связан с первым входом измерителя положения экрана, ко второму входу которого подсоединены объединенные выходы позиционных датчиков положения экрана. Изобретение позволяет повысить надежность и точность регулирования развиваемой мощности. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение может быть использовано для снабжения электрической, механической и тепловой энергией малонаселенных районов, удаленных от общей энергосистемы. Установка содержит башню, установленную на ней гондолу с лопастным ветроколесом и размещенным в ней насосом, соединенным с последним, и расположенные у основания башни электрогенератор и соединенный с ним регулируемый гидромотор, сообщенный с насосом напорным и сливным трубопроводами, образующими замкнутый гидравлический контур, насос подпитки, подключенный своим выходом через фильтр к сливному трубопроводу, а входом - к баку, теплообменник и два трехпозиционных четырехходовых распределителя и подключенные своими входами и выходами параллельно насосу управляемый распределитель и предохранительные клапаны. Кроме того, установка снабжена поворотным гидравлическим соединением, дополнительным гидромотором, управляемыми гидроклапанами и обратными клапанами, при этом дополнительный гидромотор и теплообменник подключены к контуру параллельно через управляемые клапаны, а поворотное гидравлическое соединение установлено на гондоле, выполненной с возможностью поворота, при этом в напорном трубопроводе за поворотным соединением последовательно по ходу потока установлены обратные клапаны и распределители, первый из которых выполнен с соединением двух входов с одним из выходов, в нейтральной позиции, а второй - обоих входов и выходов, причем насос выполнен регулируемым. Установка может быть снабжена дизельным двигателем, соединенным через управляемую муфту сцепления с электрогенератором. Изобретение обеспечит повышение надежности при снижении веса поворотной части. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к возобновляемой энергетике и может быть использовано при создании новых невращающихся преобразователей кинетической энергии для ветро- и гидроустановок, работающих в свободных воздушных или водных потоках. Для повышения эффективности разворота лопастей в крайних левом и правом положениях, а также улучшения самопроизвольного запуска консоли после ее остановки во время бури или проведения профилактических работ на торцах верхней и нижней секций основной лопасти со стороны набегающего потока дополнительно размещены на концевых штифтах поворотные закрылки обтекаемой формы, удерживаемые в пределах ограничивающих углов пружинящими вилками и возвратными пружинами с регулируемым натяжением. Полые секции основной лопасти дополнительно усилены внутри гофрированными ребрами жесткости, особенно в местах контакта с демпфирующими накладками пружинящих вилок. Изобретение способствует созданию новых типов экологически чистых и бесшумных ветро- и погружаемых гидроустановок. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к области ветровых электростанций. Ветровая электростанция включает полимерную аэродинамическую трубу, армированную полимерными обручами и подвешенную на тросах к воздушному шару, систему подземных туннелей, соединенных с аэродинамической трубой через диафрагму. В туннелях находятся источники ветровой электрической энергии. В качестве источника электроэнергии используется ротор ветровой турбины, соединенный через редуктор с электрогенератором. Электрогенератор в свою очередь с другой стороны подключен через редуктор с ракетно-турбинным двигателем, реактивная газовая струя которого используется для продувки воздуха в аэродинамической трубе. Изобретение направлено на повышение производительности ветровых электростанций. 5 ил.

Изобретение может быть использовано в ветродвигателях с горизонтальным расположением ветроколеса. Ветродвигатель с вертикальной осью вращения содержит лопасти (2), опорный вертикальный ограничитель (3), закрепленный на шарнире (7), пластинчатую пружину (4), тарируемую на умеренный ветер. При этом вертикальный ограничитель обеспечивает отклонение лопасти от вертикального положения, удерживаемого пластинчатой пружиной, под давлением ветра. Технический результат заключатся в повышении надежности ветродвигателя. 2 ил.

Изобретение относится к ветроэнергетическим установкам. Аэроплавательный виндротор содержит ортогональную турбину из лопастей крыловидного профиля и совмещенный с ней генератор, поднятые над землей плоско-выпуклой аэростатной оболочкой положительной плавучести, имеющей жесткое горизонтальное днище и гибкие тросовые связи с наземной лебедкой. Днище аэростатной оболочки выполнено овальным, большая продольная ось которого совпадает с направлением ветра. Гибкие тросовые связи при неизменном центрально-осевом положении трос-кабеля отходят вверх веером через разъемы от полки Т-образного кронштейна, соединенного шарнирно с вертикальным валом, свободно вращающимся внутри причальной тумбы. Верхние концы всех гибких связей прикреплены к овальному днищу аэростатной оболочки равномерно по линии, перпендикулярной большой продольной оси овального днища, и ближе к его наветренной кромке. Крепление трос-кабеля совпадает с упомянутой осью. Наземная лебедка установлена на тележке, передвигаемой вокруг причальной тумбы. Изобретение направлено на уменьшение потерь мощности. 3 ил.

Изобретение относится к устройствам для вырабатывания электрической энергии из энергии ветра. Установка для вырабатывания электрической энергии из энергии ветра включает кожухи, каждый из которых имеет горловину; ветряные турбины, каждая из которых расположена в горловине одного из кожухов; энергосистему для преобразования механической энергии, полученной от ветряных турбин, в электрическую энергию; блоки, каждый из которых содержит по меньшей мере два кожуха и связанные с ними ветряные турбины, и энергосистему; поворотную монтажную систему для поворотной поддержки каждого из блоков; опорную конструкцию, поддерживающую блоки над поверхностью. Каждый из кожухов дополнительно содержит внутреннюю поверхность и наружную поверхность, которые сходятся в кольцевом переднем крае и кольцевом заднем крае, причем кольцевой передний край имеет диаметр края, половина радиального поперечного сечения внутренней и наружной поверхностей образуют форму, вращение которой вокруг горизонтальной оси кожуха определяет внутреннюю и наружную поверхности; внутреннюю переднюю кривую внутренней поверхности, имеющую форму, которая максимизирует массу и скорость ветра, проходящего сквозь горловину, имеющую диаметр D, и минимизирует вихревое движение ветра и сопротивление вдоль внутренней поверхности кожуха, причем внутренняя передняя кривая начинается в точке у кольцевого переднего края, расстояние от которой до оси кожуха составляет от 0,55D до 0,95D, проходит к указанной оси в направлении в пределах угла в 15° относительно плоскости, перпендикулярной оси, и заканчивается в горловине в направлении в пределах угла в 15° относительно линии, параллельной указанной оси; наружную переднюю кривую наружной поверхности, имеющую форму, которая максимизирует массу ветра, проходящего через горловину, в соединении с формой внутренней передней кривой и минимизирует вихревое движение ветра и сопротивление вдоль наружной поверхности кожуха, причем указанная наружная передняя кривая начинается у кольцевого переднего края, проходит в направлении от оси в пределах угла в 15° относительно плоскости, перпендикулярной оси, и заканчивается в направлении в пределах угла в 10° относительно линии, параллельной оси, на расстоянии от 0,6D до 2,0D от этой оси. Изобретение направлено на увеличение выработки электроэнергии. 3 н. и 14 з.п. ф-лы, 16 ил.

Изобретение относится к ветряным двигателям. Ветряный двигатель состоит из электрогенератора, установленного на вращающейся опоре. Вал, имеющий по обе стороны от своего электрогенератора лопатки, установлен в ободе, расположенном на колесах на цилиндрическом кожухе и скрепленном с лопастью, поверхность которой расположена перпендикулярно длине вала. Изобретение направлено на увеличение мощности ветряного двигателя. 2 ил.

Изобретение относится к системам управления полетом силового профиля крыла или буксировочного воздушного змея для преобразования энергии ветра в электрическую или механическую энергию. Исполнительная система для управления полетом силового профиля крыла или буксировочного воздушного змея, управляемого посредством, по меньшей мере, двух тросов (8) для преобразования энергии ветра в электрическую или механическую энергию, содержащая первый модуль (11, 12) для оказания воздействия путем разматывания-наматывания тросов на одинаковую величину, а также второй модуль (2a, 2b, 4a, 4b), установленный между буксировочным воздушным змеем (7) и первым модулем (11, 12), для оказания воздействия путем управления разностью длин тросов (8). В системе применяется одиночный двигатель (3) или двигатель/генератор (15). Изобретение направлено на управление этапами взлета с земли и возврата на землю буксировочных воздушных змеев. 18 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к области ветроэнергетики и может быть использовано для преобразования энергии ветра в электрическую энергию. Сегментный ветроэлектрогенератор содержит роторные ферромагнитные элементы, установленные на лопастях ветроколеса, статор, башню, корпус с поворотным основанием, ступицей, направляющим хвостовым устройством и подкосами статора. Между корпусом и статором установлен привод поступательного фиксированного движения со штоком и шарнирами. Крепление подкосов статора к корпусу выполнено шарнирным. Использование изобретения позволяет осуществить в небольших пределах регулирование возбуждения постоянного магнита, реализацию в одном устройстве регулировочных функций и высокую надежность систем возбуждения с постоянными магнитами. 4 ил.
Наверх