Силовая передача в ветросиловой установке Советский патент 1944 года по МПК F03D9/00 

Предлагаемая силовая передача в ветросиловой установке с синхронным электрогенератором включает в себя коробку cKopocTeii и гидромуфту. Особенностью этой передачи является то, что, с целью переключения коробки скоростей без сброса нагрузки генератора при переключении оборотов ветраколеса в соответствии со скоростями ветра, применепа гидравлическая муфта в особой комбинации с коробкой скоростей.

Переключение коробки скоростей осуществляется автоматически от указателя величины скорости ветра. в то время как регулирование оборотов и мощности генератора достигается за счёт изменения гидравлического сценлеиия между паловинка ми муфты.

Конструкции ветроэлектростаиции должно быть предъявлено требованве как изолированиой, так и параллельной работы с любой энергосистемой и наилучшего использования низких и средних ветров.

Для решения поставленной задачи необходимо:

1. Применить в ветроэлектростанции нормальные синхронные электрогенераторы переменного тока с гарантированием у них строго постоянных оборотов (а, следовательио, постоянной частоты и напряжения электрического тока) и с ограничением вращающего момента ветроколеса не выше расчзтного.

2. Обесиечить ветроколесу переменные обороты в соответствии со скоростями ветра п работу в оптимальном режиме, в особенности на низких и средних ветрах.

В случае применения для ветроэлектростанций гидравлическо11 силово передачи этот вопрос решается просто. Однако, приемлемых гидропередач в настоящее время ие имеется. Создание гидропередач для ветроэлектростанций г редставляет довольно сложную задачу и требует для успешного решения длительного врамени.

Между тем представляется возможным реш;1ть поставленную задачу при зуочато силовой передаче Г1утём введения в неё обычной зубчатой коробки скоростей совместно с обычной гидромуфтой.

На чертеже схемат1 чески изображена предлагаемая силовая передача, состоящая из следующих основных узлов:

1)зубчатого редуктора 3, присоедннённого к KOpewHOMiy валу 2 ветрсжолеса 1;

2)зубчатой коробки- 4 скоростей, размещённой между редуктором 3 н э.тектрогеябратором 7;

3)гидромуфты 5, допускающей нроскальзывяние одной её части - 5ai, лаходящейся на валу силовой нередачи. в отношении другой - 56, находящейся на валу электрогенератора.

4)электрогенератора 7 с дентробежньш регулятором 6, сервомотора 8, связаиного с -.идромуфтой, и кшнемаггической связи 9 к нагрузке на электрогенератор (к фидерам);

5)силового указателя 10 величнны скорости ветра; указатель 10 связан переключателем 11 с рукояткой 12 переключений коробки скоростей и с регулятором 13 iiepeKjnoмений в зависимости от числа оборотов ветроколеса.

Так как В троколесо илгеет обычно во миОГо раз меньщее число оборотов, чем это требуется для электрогенератора, к валу 2 ветроколеса присоединён зубчатый редуктОр 3, повышаюЩ|Ий число оборотов вала передачи к электрогенератору.

Так как зубчатый редуктор обладает ностоянным передаточным число, ГО для обеспечения ветроколесу неременных 4Hcej оборотов в соответствии со скоростями ветра введена коробка 4 CKOpocTeii с нужныМ передаточным число.м и диапаэоеом скоростей.

Однако, введение только коробки скоростей не может решить поставленную задачу ввиду того, что в мом:енты переключений с одной скорости на другую нужяо сбрасывать нагрузку с электрогенератора, что Bi условиях работы ветроэлектроста нции изолироваННО или совместно с небольшой энергосистемой является недопустимым. Кроме того в этом случае прищлось бы совершенно строго поддерживать число оборотов ветроколеса, что является значительным усложнением его конструкции.

Удовлетворительное решение этого вопроса оказывается возможным

н весьма рациональныд при комбинации гидромуфты с коробкой скоростей.

Введение гидромуфты даёт возможность переключения коробки скоростей с одной скорости на другую без сброса нагрузки на электрогенератор и гарантирует- ему строго ностоян1ные числа оборотов как в момент иереклточе«ия скоростей, так и во время возможных колебаний числа оборотов ветроколеса.

Принцин работы гидрс-муфты состоит в регулировании взаимного проскальзывания одной её части в отнощении другой на величину разности между числом оборотов э.чектрогенератора и числом оборотов си.ювой передачи.

Ре1улирОВаиие проскальзывания в гидромуфте осуществляется от neiiтробежного регулятора iipn отк.юнениях 4Hc.ia оборотов электрогенератора выше нормы посредством сервомотора, воздейству1ош.его на устройство проскальзывания в гидромуфте.

Устройство проокальзывап)я в гидромуфтах зависит от их конструкции и не представляет технических трудностей.

КрОМе указанных выше функций, гидромуфта одновременно or)a«HЧИвает вращающий моадеит не выше расчётного, что осуществ.гястся также весьма просто.

Центробежный регулятор б одновременно с воздействием на проскальзывание в гидромуфте возде ствует и па нагрузку электрогенератора, регулируя последню о в соответствии с мошдюстью на ветроколесе.

При частичном или полаю-м сбросе нагрузки ветроколесо будет увеличивать число оборотов, стремясь увеличить и число оборотов электрогенератора.

Как только у электрогенератора начнут появляться обороты В1ЫЩ4 нормы, центробежный регулятор подействует ца проскальзывание в гидромуфте и не допустит увеличения числа оборотов электрогенератора выше установленной нормы.

Число оборотов ветроко.чеса не выше расчётного ограничивается специальным устройством.

Переключение коробки скоростей с одной скорости на другую для изменения числа оборотов BeTpoiKoлеса в соответствии со скоростью ветра производится от силового указателя его скорости, действующего на переключатель коробки скоростей.

Переключатель коробки скоростейсвязан с рукояткой переключения скоростей и указателем числа оборотов вала силовой передачи со стороны ветроколеса.

Принцип действия переключения состоит в следующем.

Каждая скорость коробки скоростей соответствлст определёиным числам оборотов ветроколеса и диапазону скоростей ветра.

При увели чении скорости ветра выше этого диапазона -ветроколесо увеличивает сво« обороты до определённой величиНы, по достижении которой указатель оборотов даёт возможность силовому указателю скорости ветра цроизвести, через переключатель, переключение на другую скорость в коробке скоростей с меньшим передаточным числом.

Для того чтобы ветроколесо могло набрать нужные для переключения обороты, с момента увеличения скорости ветри до момента переключения па другую скорость в коробке скоростей, дополнительная нагрузка на электрогенератор не

ЦрОИЗВОДИТСЯ.

В это же время происходит взаимное проскальзывание в гидромуфте, обеспечивающее электрогенератору строго постоянное число оборотов.

Ветроколесо получает именно то число оборотов, которое обеспечивает его paooTv в оптимальном режиме на иэменивщихся в сторону увеличения скоростя. ветра.

При уменьшении CKOpocieiL ветра ниже диапазона скоростей ветра, соответствуюш его данной рабочей ступени коробки cKopocTeii, производится переключение последней на другую скорость с большим передаточным числом, соответствующим изменившейся в сторону уменьшения скорости ветра.

Переключение ироизводптся тем же силовым указателем скоростиветра через переключатель, но без участия показателя оборотов ветроKo.ieca.

При этом, так же, как и в случае увеличения скоростей ветра, за счёт регу,шрования проскальзыва1П1я в гидролпфте обеспечивается постоянное число оборотов у электрогенератора.

Вследствие этого число оборотов ветроколеса снижается и, следовательно, колесо будет работать в оптимальном режиме.

Предмет и з о б р е т е к и я

Силовая передача в ветросиловой установке с синхронным элек11югенератором. о т л и ч а ю щ а я С я тем, что, с целью переключения коробки скоростей без сброса нагрузки генератора при переключении оборотов ветроколеса в соответствии со скоростями ветра, применена гидравлическая муфта в комбинации с коробкой скоростей, переключение которой осуществ,чяется автоматически от указателя величины скорости ветра, в то время как регулирование оборотов и мощности генератора достигается за счёт изменения гидравлического сцецления между двумя половинкамп муфты.

со о о

со

CD

§ .

гл

н о

J2

с; о

С-,

OJ Cf

С2 CJ

.

S О

id о

О.

о н ю со

:±;