Устройство для стабилизации частоты вращения вала ветродвигателя Советский патент 1988 года по МПК F03D7/02 

I

X)

О)

Изобретение относится к ветроэнергетике и может быть применено в ветродвигателях с регулируемой частотой вращения вала.

Цель изобретения - повышение надежности работы путем автоматической стабилизации частоты вращения вала ветродвигателя.

На фиг. 1 изображен ветродвигатель с устройством для стабилизации частоты вращения его вгша; на фиг.2 разрез А-А на фиг, 1.

Устройство для стабилизации частоты вращения вала ветродвигателя содержит регулятор ступенчатой загруки ветродвигателя и связанную с ним ползушку 1, установленную на валу 2 ветродвигателя и соединенную с лопастями 3. Регулятор выполнен в виде резервуара 4 с жидкостью, расположенного в нем погружного насоса, вал 5 которого снабжен центробежным регулятором 6, кинематически связаиньм с валом 2 ветродвигателя, и регулировочной емкости 7, установленной с возможностью ограниченного вертикаль 1НОГО перемещения и соединенной с резервуаром 4 при помощи нагнетательного трубопровода 8 и сливиогчэ трубопровода 9, первый из которых снабжен заслонкой 10, связанной с центробежным регулятором 6. Регулятор имеет тягу 11,

При ветре 0,02 м/с ветродвигатель простаивает, посколысу лобового давления ветра лока еще не достаточж) и нагрузка на геиерятор не. тислючена, Под действием собственного веса емкости 7 тяга 11 удерживает лопасти в открытом положении. Угог/w равен 90

При ветре 0,3--0,6 м/с осуществляется раскрутка ротора и погр гжного насоса. Лопасти 3 удерживаются в открытом положении собственным весом порожней емкости 7, По мере раскрутки ротора и погрухсного насоса в емкость 7 из резервуара 4 закачивается жидкость По сливному трубопроводу 9 не успевает произойти полньш слив и

масса емкости резко возрастает. i

По мере роста скорости ветра ротор быстро увеличивает частоту вращения и достигает ее расчетной величины. Подвижная муфта центробежного регулятора 6 из первоначального нижнего положения, которому соответствует полностью открытое положение

0

5

0

5

0

0

5

0

5

поворотной заслонки 10, перемещается вверх и занимает нормативное положение. Подача жидкости по нагнетательному трубопроводу 8 сокращается и становится равной сливу по сливному Трубопроводу 9. Лопасти 3 продолжают удерживаться в открытом положении за счет собственного веса емкости 7 плюс веса закачанной при раскрутке жидкости. Нагрузка на генератор не включена. Угол oi составляет 90°.

Возрастающая скорость ветра заи- ставляет ротор превысить расчетную частоту вращения. Отклонение частоты вращения фикс ируется центробежным регулятором 6, т.е. его подвижная муфта уходит выше нормативного положения, и связанная с ней поворотная заслонка 10 перекрывает подачу жид- кост по нагнетательному трубопроводу 8. За счет непрерьшного слива по сливному трубопроводу 9 емкость 7 теряет массу. Натяг тяги 11 умень- щается и перестает уравновешивать лобовое давление ветра на ротор. В-по- исках равновесного положения ползуш- ка 1 перемещается вправо. Угол об становится меньшим 90°. Частота вращения вала возвращается к заданной.

При ветре 1 м/с на генератор подключается первая ступень нагрузки. Подвижная муфта центробежного регулятора 6 опускается в положение ниже нормативного, и связанная с ней поворотная заслонка 10 открывается на полный проход. Погруженный насос делает усиленный выброс жидкости по нагнетательному трубопроводу 8 в емкость 7. Масса емкости резко возрастает и увеличивает натяг тяги 11.

Q

Угол ciil становится равным 90 .

Дальнейшее возрастание скорости ветра вызывает новое отклонение частоты вращения вала в сторону ее завышения. Центробежный регулятор 6 снова сокращает подачу жидкости в емкость 7. Лопасти 3 снова вьгеодятся . на угол ,, меньший 90 . Возрастая скорость ветра фиксируется регулятором ступенчатой загрузки генератора. Включается вторая ступень загрузки. Цикл повторяется до включения последней ступени загрузки.

Во всех случаях, при разбивке ступеней загрузки генератора, при скорости ветра 1,2,3,4,5,6 м/с, соответствующей целым цифрам, включается соответствующая им ступень загрузки.

ступени компенсируется

ния лопастям угла л;, меньшего

за счет прида- 90.

Формула изобретения

Устройство для стабилизации частоты вращения вала ветродвигателя, содержащее регулятор ступенчатой загрузки ветродвигателя и связанную с ним ползушку, установленную на валу ветродвигателя и соединенную с лопастями, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности работы путем автоматической стабилигателя, регулятор выполнен в виде резервуара с жидкостью, расположенного в нем погружного насоса, вал которого снабжен центробежным регулятором, кинематически связанным с валом ветродвигателя, и регулировочной емкости, установленной с возможностью

ограниченного вертикального перемещения и соединенной с резервуаром при помощи нагнетательного и сливного трубопроводов, первый из которых снабжен заслонкой, связанной с центробежным регулятором.

Изобретение позволяет повысить надежность работы ветродвигателя путем автоматической стабилизации частоты вращения его вала. Вал 5 погружного насоса снабжен центробежным регулятором 6, кинематически связанным с валом 2 ветродвигателя. Регуля.. тор выполнен в виде резервуара 4 с жидкостью, расположенного в нем погружного насоса и регулировочной емкости 7, установленной с возможностью ограниченного вертикального перемещения и соединенной с резервуаром трубопроводами 8 и 9. При возрастании скорости ветра частота вращения ротора превышает свое расчетное значение. В результате этого поворотная заслонка 10 перемещается, перекрывая подачу жидкости по трубопроводу 8. Жидкость сливается по трубопроводу 9, емкость 7 теряет массу, натяг тяги 11 уменьшается, что приводит к возвращению частоты вращения вала к заданной. 2 ил. с (Л

Фиг. 2