Ветроустановка Советский патент 1990 года по МПК F03D1/02 

Изобретение относится к ветроэнергетике и может быть использовано для обеспечения энергией различных потребителей.

Цель изобретения - поаышение надежности работы ветроустановки.

На фиг. 1 показана схема ветроустановки в вертикальной плоскости; на фиг.2 - то же, вид сверху; на фиг.З -устройство ориентации на ветер вспомогательного ветродвигателя; на фиг.4 - приведена блок-схема ветроустановки.

Ветроустановка содержит неподвижную опору 1 и установленный на ней поворотный элемент 2 с горизонтальным кронштейном 3, попарно размещенные на нем по обе стороны опоры 1 основные 4 и дополнительные 5 ветродвигатели с генераторами 6 и 7, последние из которых расположены на концах кронштейна 3 и наклонены к нему под равными углами, вспомогательный ветродвигатель 8 с генератором 9, закрепленный на консоли 10. перпендикулярной кронштейну 3 и соединенной с поворотным элементом 2. и систему управления, выполненную в виде основного коммутатора 11, связанного с генераторами 6,7 и 9 ветродвигателей 4,5 и 8, и преобразователь напряжения.

Вспомогательный ветродвигатель 8 снабжен устройством 12 ориентации на ветер, система управления - дополнительными коммутаторами 13 и блоком 14 совпадения, выход которого соединен с первым входом основного коммутатора 11, преобразователь напряжения выполнен в виде нескольких датчиков 15 входы которых соединены с генератором 9 вспомогательного ветродвигателя 8, выходы - с первыми входами дополнительных коммутаторов 13, вторые входы последних соеди- нены с генераторами б w 7 основных 4 и дополнительных 5 ветродвигателей, а выходы - с вторым входом основного коммутатора 11, блоком 14 совпадения и генератором 9 вспомогательного ветродвигателя 8.

Кроме того, ветродвигатели 4,5 и 8 могут быть установлены на кронштейне 3 и консоли 10 при помощи шарнирных подвесов 16. ветроколеса имеют лопасти, жестко закрепленные на ступицах под постоянными углами установа, а датчики 15 выполняют на разные напряжения, постепенно возрастающие от генератора 9 к генераторам 6 и 7, Основные и дополнительные ветродвигатели 4 и 5 имеют малолопастные быстроаод- ные ветроколеса, а вспомогательный - многолопастное тихоходное ветроколесо. Основной коммутатор 11 связан с потребителем 17 энергии.

Ветроустановка работает следующим образом.

Вспомогательный ветродвигатель В, используя свое не;зависимое устройство 12

ориентации на ветер, разворачивается на ветер и начинает вращаться при малых скоростях ветра. Давление ветра на его многолопастное ветроколесо устанавливает кронштейн 3 с ветродвигателями 4 и 5 на

0 ветер. В это время на генераторе 9 возникает напряжение и при некотором его значении срабатывает датчик 15 (Di), включаете первый дополнительный коммутатор 13 (Kt) и два генератора 7 начинают вращаться в

5 режиме двигателя, которые затем по мере разгона переводятся на генераторный режим работы. Напряжение на выходе генераторов 9 и 7 повышается (все генераторы включены параллельно), срабатывает вто0 рой датчик 15 (D2), включается коммутатор 13 (К2) и генераторы 6 начинают работать в двигательном режиме, а затем после разбега - в генераторном. После того, как все генераторы станут работать в генераторном

5 режиме, блок совпадения 14 дает сигнал на основной коммутатор 11, который подключает потребитель 17. При увеличении скорости ветра выше расчетной ветродвигатели при помощи подвесов 16 начинают

0 отклоняться в горизонтальную плоскость, тем самым частота вращения их ветроколес поддерживается постоянной, а механические нагрузки не достигают опасной величины.

5

Формула изобретения Ветроустановка. содержащая неподвижную опору и установленный на ней поворотный элемент с горизонтальным

0 кронштейном, попарно размещенные на нем по обе стороны от опоры основные и дополнительные ветродвигатели с генераторами, последние из которых расположе- нь1 на концах кронштейна и наклонены к

5 нему под равными углами, вспомогательный ветродвигатель с генератором, закрепленный на консоли, перпендикулярной кронштейну и соединенной с поворотным элементом, и систему управления, выпол0 ненную в виде основного коммутатора, связанного с генераторами ветродвигателей, и преобразователя напряжения, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности работы, вспомогательный вет5 родвигатель снабжен устройством ориентации на ветер, системой управления дополнительными коммутаторами и блоком совпадения, выход которого соединен с первым входом основного коммутатора, преобразователь напряжения выполнен в

виде нескольких датчиков, входы которых соединены с генератором вспомогательного ветродвигателя, выходы - с первыми входами дополнительных коммутаторов, вторые входы последних соединены с генераторами основных и дополнительных ветродвигателей, а выходы - с вторым входом основного коммутатора, блоком совпадения и генератором вспомогательного ветродвигателя.

Изобретение позволяет повысить надежность работы ветроустановки. На опоре установлен поворотный элемент, консоль с вспомогательным ветродвигателем с генератором 9 и независимым устройством ориентации на ветер, к поворотному элементу прикреплен кронштейн с группой основных и дополнительных ветродвигателей с генераторами 6 и 7. Система управления выполнена в виде основного коммутатора 11, связанного с генераторами 6,7 и 9, дополнительных коммутаторов 13, блока 14 совпадения и датчиков 15 напряжения. Все генераторы включены параллельно и начинают работать, когда получат напряжение от генератора 9 при малых скоростях ветра. Ветродвигатель тихоходный и разворачивает кронштейн на ветер уже при малых его скоростях. В это время на генераторе 9 возникает напряжение и при некотором его значении срабатывает датчик 15, включается первый дополнительный коммутатор, и генераторы 7 начнут вращаться в режиме двигателя, которые затем по мере разгона переводятся на генераторный режим работы. Затем напряжение повысится и включатся другие генераторы 6. Блок совпадения даст сигнал на основной коммутатор, который подключит нагрузку 17. Надежность работы ветроустановки достигается использованием малых скоростей ветра и последовательным включением всех работающих генераторов. 4 ил.

-ёь

X

Фиг.1

d

Фие.2

О

/7777

Фиг.З

72

.w

8