Ветроэлектроустановка Советский патент 1992 года по МПК F03D9/02 

Изобретение относится к ветроэнергетике и может найти применение в ветроэ- лектроустановках,

Известна ветроэлектроустановка, содержащая ветроколесо, соединенное с помощью вала с ротором электрогенератора, на выход которого подключены приемники электроэнергии 1. Недостатками ее является сложность и низкая надежность.

Наиболее близкой к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является ветроэлектроустановка, содержащая установленное на основном валу лопастное ветроколесо, генератор с многофазными обмотками якоря, размещенными в пазах ротора и статора, связанный с приемниками электрической энергии и накопи- телем энергии, систему управления 2.

Недостатком этой конструкции является низкая надежность особенно в условиях образования льда на ветроколесе.

Цель изобретения - повышение надежности путем увеличения сроков безаварийной работы в условиях образования льда на ветроколесе.

На фиг, 1 представлена общая электрическая схема ветроэлектроустановки; на фиг. 2 - схема крепления лопасти к втулке ветроколеса.

Ветроэлектроустановка содержит установленное на основном валу 1 лопастное ветроколесо 2, генератор 3 с многофазными обмотками 4 и 5 якоря, размещенными в пазах ротора 6 и статора 7, связанный с приемниками электрической энергии постоянного 8 и переменного 9 токов и накопителем 10 энергии, систему управления.

Лопасти 11 снабжены цапфами 12 и электрическими обогревателями 13, а система управления - мостовым выпрямителем 14, число фаз обмоток якоря 5 и 4, размещенных соответственно в пазах статора 7 и ротора 6, отличается на 1, а их отношение равно отношению числа зубцов статора 7 и ротора 6, при этом фазы якорных обмоток 5 и 4 статора 7 и ротора 6 соединены последовательно в замкнутые контуры, в последний из которых включены электрические обогреватели 13, а в контуре статора 7 приемники 8 и 9 и накопитель 10 электрической энергии, связанные между собой при помощи мостового выпрямителя 14.

Ветроколесо 2 снабжено втулками 15с

упорами 16 и установленными на внутренней поверхности каждой втулки 15 подшипниками скольжения 17 с размещенным в них полым валом 18, кинематически связанным с соответствующей цапфой 12, каждая

кинематическая связь выполнена в виде пружины кручения 19, концы которой шар- нирно соединены соответственно с полым валом 18 и цапфой 12„ причем каждая цапфа снабжена стержнем 20. установленным на

ее торце с возможностью контактирования с упорами 16.

Кроме этого, система управления снабжена термореле 21. регулятором 22, вход которого подсоединен к выходу мостового

выпрямителя 14, а выход - к обмотке возбуждения 23 генератора 3. Электрическая связь генератора 3 с приемниками 8 и 9 и накопителем 10 электрической энергии включает инвертор 24 и выключатели 25-29.

Цапфа 12 установлена в подшипниках качения, а полый вал жестко связан посредством выступа с устройством установки угла атаки лопастей ветроколеса.

Под действием ветра ветроколесо 2 начинает вращаться, приводя во вращение ротор 6 генератора 3. За счет потока остаточного магнетизма в обмотке 5 наводится ЭДС, под действием которой в обмотке возбуждения 23 возникает ток

возбуждения. Возникающий магнитный поток возбуждения усиливает остаточный магнитный поток и генератор 3 возбуждается. При замыкании контура электрических обогревателей 13 лопастей ветроколеса 2.

которое происходит при срабатывании термореле 21, осуществляется электрообогрев кромок лопастей 11 ветроколеса 2 и подтаивание образовавшегося на них льда. При замыкании выключателя 29 от обмотки 5

через выпрямитель 14 осуществляется питание электроэнергией приемников постоянного тока 8, При замыкании выключателя 27 происходит подзарядка накопителя 10 энергии. При замыкании выключателя 26

осуществляется преобразование напряжения постоянного тока выпрямителя 14 в напряжение переменного тока с помощью инвертора 24, и при замыкании выключателя 28 - снабжение переменным током приемников 9. При неработающем генераторе 3 снабжение приемников 9 может осуществляться от накопителя 10 при замыкании выключателей 26, 27 и 28. При отсутствии ветра или недостаточной его скорости для работы генератора 3 борьба с обледенением ветроколеса 2 осуществляется от инвертора 24 при замыкании выключателей 25,26 и 27 и отключение регулятора 22. В этом случае энергия переменного тока от инвертора 24 поступает к обмотке и от нее к обмотке 4 ротора 6, а далее через контактные термореле 21 подается на электрические обогреватели 12. Регулирование напряжения регулятора осуществляется регулятором. Когда ветровой поток возбуждает автоколебания лопастей 11, установленных на больших углах атаки, пружина 19, деформируясь, позволяет лопасти 11 поворачиваться на величину предельной амплитуды, определяемой углом установки упоров 16 относительно стержня 20.

Формула изобретения

1. Ветроэлектроустановка, содержащая установленное на основном валу лопастное ветроколесо, генератор с многофазными ofi1f

мотками якоря, размещенными в пазах ротора и статора, связанный с приемниками электрической энергии и накопителем энергии, систему управления, отличающаяс я тем, что, с целью повышения надежности, лопасти снабжены цапфами и электрическими обогревателями, а система управления - мостовым выпрямителем, число фаз обмоток якоря, размещенных соответственно в пазах статора и ротора, отличается на 1, а их отношение равно отношению числа зубцов статора и ротора, при этом фазы якорных обмоток статора и ротора соединены последовательно в замкнутые

контуры, в последний из которых включены электрические обогреватели, а в контур статора - приемники и накопитель электрической энергии, связанные между собой при помощи мостового выпрямителя.

2. Ветроэлектроустановка по п. 1, о т- личающаяся тем, что ветроколесо снабжено втулками с упорами и установленными на внутренних поверхностях каждой втулки подшипниками скольжения с размещенным в них полым валом, кинематически связанным с соответствующей цапфой, каждая кинематическая связь выполнена в виде пружины кручения, концы которой шарнир- но соединены соответственно с полым валом и цапфой, причем каждая цапфа снабжена стержнем, установленным на ее торце с возможностью контактирования с упорами,

Изобретение относится к ветроэнергетике и позволяет повысить надежность работы ветроэлектроустановки. Ветроэлек- троустановка содержит установленное на основном валу 1 лопастное ветроколесо (В) 2 и генератор 3 с двумя многофазными обмотками 4 и 5 якоря, а также систему управления и накопитель энергии (НЭ) 10. Лопасти (Л) 11 снабжены электрическими обогревателями 13. Система управления включает мостовой выпрямитель 14, с пр- мощью которого связаны между собой обмотки генератора 3, приемники 8 и 9 электрической энергии и НЭ 10. Число фаз обмоток якор, размещенных соответствен