Устройство регулирования шага лопастей ветрогенератора



Устройство регулирования шага лопастей ветрогенератора
Устройство регулирования шага лопастей ветрогенератора

 


Владельцы патента RU 2527919:

СОНКИО ЭНЕРДЖИ, С.Л. (ES)

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.

 

Настоящее изобретение относится к устройству регулирования шага лопастей ветрогенератора, предназначенному для изменения шага лопастей в нужный момент либо активно, в ответ на последовательность определенных входных сигналов, либо пассивно, под действием сил, возникающих на лопастях и противовесах в результате вращения узла ротора

Соответственно, в настоящем изобретении предложено новое устройство, обеспечивающее управляемый поворот вокруг осевого направления лопастей, шарнирно закрепленных основанием в опорных подшипниках, которые неподвижно прикреплены к вращающейся головке ветрогенератора, вращение и тяга которого с высокой точностью обусловлены лопастями, прикрепленными к этой головке и приводимыми в движение силой ветра.

В существующих конструкциях шаг лопастей ветрогенератора может изменяться механически с помощью противовесов так, что при вращении лопастей под действием силы ветра и в результате возникающей центробежной силы лопасти могут поворачиваться вокруг воображаемой продольной оси лопастей, особенно, когда скорость вращения ветрогенератора при чрезмерно сильном ветре становится опасной.

Шаг лопастей также может активно регулироваться гидравлическим устройством.

В настоящем изобретении предлагается устройство регулирования шага лопастей ветрогенератора, предназначенное для регулирования шага лопастей, шарнирно закрепленных посредством концевых крепежных частей в радиально-упорных (также кратко называемых далее опорными) подшипниках, неподвижно установленных на вращающейся головке ротора ветрогенератора, отличающееся тем, что головка включает линейный приводной механизм, такой как цилиндр, шток которого соединен с крестовиной, связанной с промежуточными механизмами, присоединенными к концевым крепежным частям лопастей для изменения их шага при перемещении крестовины, приводимой в движение штоком цилиндра.

В частных вариантах осуществления цилиндр расположен внутри цилиндрического корпуса вращающейся головки, пружины и направляемого кольца, образующего часть крестовины, выступающего наружу от конца цилиндрического корпуса и охватывающего упомянутый цилиндрический корпус. При этом крестовина соединена с каждой из концевых крепежных частей посредством соединительной тяги, шарнирно соединенной одним концом с рычагом, неподвижно прикрепленным к соответствующей концевой крепежной части, а противоположным концом шарнирно соединенной с коротким валом, прикрепленным к частям, неподвижно прикрепленным к кольцу.

Концевые крепежные части лопастей включают противовесы, которые могут изменять шаг лопастей во время вращения головки ротора.

Соответственно, вращающаяся головка в общем включает цилиндрический корпус, в котором расположены линейный приводной механизм, и кольцевую выступающую часть, на которой неподвижно закреплены цилиндрические опорные подшипники.

В свою очередь, вокруг цилиндрического корпуса установлена пружина, а также предложенная в изобретении подвижная крестовина, включающая соединенное с ней кольцо, направляемое концевой частью цилиндрического корпуса, на которую оно надето, так что линейный приводной механизм соединен с центральной частью крестовины для перемещения этой крестовины, либо преодолевая сопротивление пружины, либо под действием пружины, изменяя тем самым шаг лопасти и поворачивая ее вокруг ее осевого направления.

В свою очередь, линейное движение крестовины передается к каждой лопасти посредством соединительной тяги, шарнирно прикрепленной одним концом к короткому валу, соединенному с кольцом крестовины, в то время как другой конец соединительной тяги шарнирно соединен с коротким рычагом, неподвижно закрепленным на концевой крепежной части, к которой прикреплена соответствующая лопасть.

Как указано выше, лопасти также могут включать противовесы для пассивного противодействия вращению головки ротора в соответствии с обычной практикой.

Таким образом, система регулирования может работать независимо от системы противовесов, т.е. используя определенный параметр, например число оборотов узла головки ротора, скорость ветра и др., которым, после его надлежащей обработки, можно автоматически активизировать рабочие органы предложенного в изобретении приводного механизма.

Ниже приводится более подробное описание изобретения, к которому для лучшего понимания приложены чертежи, составляющие его неотъемлемую часть, имеющие иллюстративный характер и не ограничивающие изобретения, на которых:

на фиг. 1 представлен перспективный вид головки ротора ветрогенератора, предназначенной для регулирования шага лопастей ветрогенератора в соответствии с настоящим изобретением;

на фиг. 2 представлен в сечении вид сбоку головки, показанной на фиг. 1.

Согласно используемым на чертежах цифровым обозначениям устройство для регулирования шага лопастей ветрогенератора включает линейный приводной механизм, например гидравлический или пневматический цилиндр 1, расположенный в центральной полости, ограниченной цилиндрическим корпусом 2, который образует часть вращающейся головки 3, также имеющей кольцевую выступающую часть 4, к которой неподвижно прикреплено несколько подшипников 5, в которых шарнирно закреплены лопасти 6 посредством концевых крепежных частей 7, к которым, в свою очередь, присоединены рычаги 8, связанные с соединительными тягами 9, свободные концы которых соединены с короткими валами 10, прикрепленным к неподвижным частям 11, соединенным с кольцом 12, охватывающим направляющий его цилиндрический корпус 2, вокруг которого также установлена пружина 13.

Кольцо 12 образует часть крестовины 14, которая выступает от свободного конца цилиндрического корпуса 2, в то время как шток цилиндра 1 прикреплен к середине крестовины 14 так, что, когда происходит линейное перемещение штока цилиндра 1, изменяется шаг лопастей 6, поворачивающихся вокруг воображаемой продольной оси этих лопастей.

Концевые крепежные части 7 лопастей 6 также включают противовесы 15, которые в соответствии с обычной практикой могут пассивно регулировать шаг лопастей при вращении головки 3 ротора, приводимого во вращение силой ветра через посредство лопастей 6.

Шаг лопастей 6 может быть произвольно изменен посредством цилиндра 1, а также пассивно за счет связывания управления работой цилиндра 1 с параметром скорости ветра или другими параметрами.

1. Устройство регулирования шага лопастей ветрогенератора, предназначенное для регулирования шага лопастей, шарнирно закрепленных посредством концевых крепежных частей в радиально-упорных подшипниках, неподвижно установленных на вращающейся головке ротора ветрогенератора, отличающееся тем, что головка включает линейный приводной механизм (1), такой как цилиндр, шток которого соединен с крестовиной (14), связанной с промежуточными механизмами, присоединенными к концевым крепежным частям (7) лопастей (6) для изменения их шага при перемещении крестовины (14), приводимой в движение штоком цилиндра (1).

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что цилиндр (1) расположен внутри цилиндрического корпуса (2) вращающейся головки (3), пружины (13) и направляемого кольца (12), образующего часть крестовины (14), выступающего наружу от конца цилиндрического корпуса (2) и охватывающего упомянутый цилиндрический корпус (2).

3. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что крестовина (14) соединена с каждой из концевых крепежных частей (7) посредством соединительной тяги (9), шарнирно соединенной одним концом с рычагом (8), неподвижно прикрепленным к соответствующей концевой крепежной части (7), а противоположным концом шарнирно соединенной с коротким валом (10), прикрепленным к частям (11), неподвижно прикрепленным к кольцу (12).

4. Устройство по любому из предшествующих пунктов, отличающееся тем, что концевые крепежные части (7) лопастей (6) включают противовесы (15), которые могут изменять шаг лопастей (6) во время вращения головки (3) ротора.



 

Похожие патенты:

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 .

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.

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.

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

Изобретение относится к ветроэнергетике. .

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

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 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.

Настоящее изобретение относится к способу эксплуатации ветроэнергетической установки в условиях обледенения, к ветроэнергетической установке и к ветроэнергоцентру с множеством ветроэнергетических установок. Способ эксплуатации ветроэнергетической установки (1) с гондолой (2) с электрическим генератором и связанным с генератором аэродинамическим ротором (3) с одной или несколькими роторными лопастями (4) включает этапы эксплуатации ветроэнергетической установки (1), если осаждение льда на роторных лопастях (4) может быть надежным образом исключено, и остановки ветроэнергетической установки (1), если на роторных лопастях (4) распознано осаждение льда, и остановки или предотвращения повторного запуска с задержкой по времени ветроэнергетической установки (1), если осаждение льда не распознано, но его следует ожидать, и/или разрешения повторного запуска с задержкой по времени ветроэнергетической установки (1), если условие остановки, которое привело к остановке ветроэнергетической установки (1), вновь устранено, и осаждение льда не было распознано, и осаждения льда или образования осаждения льда не следует ожидать. Изобретение направлено на улучшение распознавания осаждения льда на роторных лопастях ветроэнергоустановок. 3 н. и 9 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к способу управления ветроэнергетической установкой и к ветроэнергетической установке. Способ управления подключенной к электрической сети ветроэнергетической установкой с генератором с аэродинамическим ротором с регулируемой скоростью вращения включает этап эксплуатации ветроэнергетической установки в оптимальной относительно преобладающих условий ветра рабочей точке с оптимальной скоростью вращения и этап эксплуатации ветроэнергетической установки в переходный период времени или длительно в неоптимальной рабочей точке с неоптимальной скоростью вращения. При этом неоптимальная скорость вращения больше оптимальной скорости вращения. Изобретение направлено на улучшение поддержания электрической сети. 3 н. и 9 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к области ветроэнергетической техники, в частности к конструкциям ветроустановок с горизонтальной осью вращения. Конструкция ветроэнергетической установки, содержащая мачту с горизонтальной поворотной платформой, на которой установлены электрогенератор и ветротурбина с лопастями, механическую передачу вращения от вала ветротурбины к валу электрогенератора. Аэродинамический профиль лопасти разделен на сегменты, которые имеют возможность независимо друг от друга изменять угол установки на основе информации, поступающей с датчиков давления, расположенных на каждом сегменте. Изобретение направлено на улучшение регулирования угла установки лопасти с учетом неравномерности ветрового потока. 2 ил.

Изобретение относится к группе двухроторных ветроэнергетических установок. Каждая из двухроторных ветроэнергетических установок включает размещенные на башне ветротурбину с двумя соосными роторами на поворотной платформе, трансмиссию, системы управления углами установки лопастей и положения платформы, электрогенератор. При этом каждый ротор ветротурбины имеет число лопастей более 3-х, которые спроектированы как вращающиеся крылья, суммарная лобовая площадь лопастей на номинальном режиме работы составляет 0,3÷0,5 от площади, ометаемой лопастями поверхности. Лопасти во втулке установлены на подшипниках скольжения, в которых применяется твердая смазка на основе дихалькогенидов металлов в сочетании с керамической втулкой. Электрогенератор с вертикальной осью вращения ротора размещен в верхней части неподвижной башни, статор генератора закреплен к башне, ось ротора электрогенератора расположена вертикально и совпадает с осью вращения поворотной платформы. Привод от ветротурбины к генератору выполнен с помощью конической зубчатой передачи. Мультипликатор представляет собой двухконтурный зубчатый механизм, размещенный в одном корпусе, каждый контур которого передает движение и крутящий момент от одного из роторов ветротурбины независимо от движения другого контура, а кинематическая схема контура представляет собой планетарный редуктор и зубчатый одноступенчатый перебор. Трехвальный соосный зубчатый редуктор установлен между мультипликатором и ротором электрогенератора, кинематическая схема которого выполнена по условиям Δω1=К·Δω2, где Δω1 - изменение угловой скорости входного внутреннего вала; Δω2 - изменение угловой скорости входного внешнего вала; К - постоянный коэффициент, который зависит только от кинематической схемы редуктора; число лопастей ветротурбины выбрано по условию: число лопастей одного ротора - Z, число лопастей другого ротора - (Z+1). На внешнем валу ветротурбины выполнена удлиняющая проставка, в конце которой установлен передний подшипник внутреннего вала. Алгоритм управления углами поворота лопастей одного ротора β1=f(υ), т.е. угол установки лопасти есть функция только скорости ветра, а другого ротора nген=const, β2=υar, т.е. обороты генератора поддерживаются постоянными за счет изменения углов установки лопастей другого ротора, где β1 - угол установки одного ротора; υ - скорость ветра; nген - обороты электрогенератора; β2 - угол установки другого ротора; υar - переменная величина. Изобретение направлено на расширение арсенала двухроторных ветроэнергетических установок. 9 н.п. ф-лы, 12 ил., 3 табл.

Изобретение относится к способу эксплуатации ветроэнергетической установки, к ветроэнергетической установке и ветряному парку из ветроэнергетических установок. Способ эксплуатации ветроэнергетической установки заключается в том, что ветроэнергетическую установку по выбору эксплуатируют в первом или во втором рабочем режиме. Ветроэнергетическая установка в первом рабочем режиме вырабатывает столько электрической мощности, сколько это возможно при преобладающем ветре и расчетных параметрах ветроэнергетической установки, и ветроэнергетическая установка во втором рабочем режиме вырабатывает меньше электрической мощности, чем в первом рабочем режиме, причем ветроэнергетическую установку в первом рабочем режиме регулируют с помощью первого набора установочных параметров, а во втором рабочем режиме регулируют с помощью второго набора установочных параметров, который отличается от первого набора установочных параметров. Если ветроэнергетическая установка эксплуатируется во втором рабочем режиме, то мощность или разность мощностей, максимально производимую при первом наборе установочных параметров, определяют как разницу между этой максимально производимой мощностью и мощностью, производимой в данный момент во втором рабочем режиме, в зависимости от второго набора установочных параметров, и/или второй набор установочных параметров выбирают в зависимости от требуемого снижения мощности. Изобретение направлено на максимально точное и надежное поддержание, регулирование и/или определение разницы в мощности. 3 н. и 6 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к ветроэнергетической установке (100), содержащей гондолу (104) и ротор (106), первый и/или второй микроволновый и/или радиолокационный измерительный блок (1100, 1200) для излучения микроволновых и/или радиолокационных сигналов и для регистрации отражений микроволновых и/или радиолокационных сигналов для получения данных о ветре и/или метеорологических данных или информации относительно поля ветра спереди и/или сзади ветроэнергетической установки (100), и систему управления ветроэнергетической установкой, которая управляет работой ветроэнергетической установки (100) в зависимости от данных, регистрируемых с помощью первого и/или второго измерительного блока (1100, 1200). Изобретение направлено на уменьшение аэродинамической нагрузки на ветроэнергетическую установку. 3 н. и 5 з.п. ф-лы, 13 ил.
Наверх