RU2157466C1 - Windmill electric generating plant - Google Patents

Windmill electric generating plant Download PDF

Info

Publication number
RU2157466C1
RU2157466C1 RU99111519A RU99111519A RU2157466C1 RU 2157466 C1 RU2157466 C1 RU 2157466C1 RU 99111519 A RU99111519 A RU 99111519A RU 99111519 A RU99111519 A RU 99111519A RU 2157466 C1 RU2157466 C1 RU 2157466C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
central shaft
generator
shaft
blades
rotor
Prior art date
Application number
RU99111519A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Д.Р. Волосов
А.В. Артемьев
Е.Н. Смирнова
С.П. Усольцева
Original Assignee
Волосов Дмитрий Ремович
Артемьев Андрей Вячеславович
Смирнова Елена Николаевна
Усольцева Светлана Петровна
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Волосов Дмитрий Ремович, Артемьев Андрей Вячеславович, Смирнова Елена Николаевна, Усольцева Светлана Петровна filed Critical Волосов Дмитрий Ремович
Priority to RU99111519A priority Critical patent/RU2157466C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2157466C1 publication Critical patent/RU2157466C1/en

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70Wind energy
    • Y02E10/74Wind turbines with rotation axis perpendicular to the wind direction

Landscapes

  • Wind Motors (AREA)

Abstract

FIELD: electrical engineering; wind-power engineering. SUBSTANCE: plant has tower- mounted composite rotor incorporating Savonius windwheel installed on central shaft and at least two airfoil blades hinged to upper and lower crosspieces coupled with central shaft, rigid joints between lower crosspieces and central shaft, rotor speed limiter, central-shaft mounted generator unit with generator kinematically linked with step-up gear, free-wheel expanding clutch, and central shaft that carries brake member; novelty is that upper end of central shaft is mounted at windwheel upper end level, upper crosspieces are attached to central shaft through hinged joints, and that crosspieces are set at acute angles to plane perpendicular to central shaft with distance between them increasing towards blades; novelty is also that rotor speed limiter has at least one centrifugal speed governor board built integral with airfoil blades and mounted on shaft fixed at bottom part of blade. EFFECT: improved operating reliability of plant. 5 cl, 9 dwg

Description

Изобретение относится к электротехнике, а именно к ветроэнергетическим установкам, предназначенным для обеспечения электроэнергией различных потребителей при использовании энергии ветра. The invention relates to electrical engineering, in particular to wind power plants designed to provide electricity to various consumers when using wind energy.

Известна ветроэнергетическая установка, включающая установленный на опорной вышке совмещенный ротор в виде установленного на центральном валу ветроколеса типа "Савониус" и, по крайней мере, двух лопастей с аэродинамическим профилем, установленных шарнирно на верхних и нижних траверсах, соединенных с центральным валом, жесткие соединения нижних траверс с центральным валом, ограничитель частоты вращения совмещенного ротора, установленный на центральном валу генераторный блок с генератором, кинематически последовательно соединенным с мультипликатором, обгонно-центробежной муфтой и центральным валом, на котором установлен тормозной элемент (см. патент РФ N 2000469, кл. F 03 D 3/06, опубл. 1993 г.). A wind power installation is known, including a combined rotor mounted on a support tower in the form of a Savonius type wind wheel mounted on a central shaft and at least two blades with an aerodynamic profile pivotally mounted on the upper and lower traverses connected to the central shaft, rigid lower connections traverse with a central shaft, combined rotor speed limiter, a generator unit mounted on the central shaft with a generator kinematically connected in series with a multiplier, a freewheel-centrifugal clutch and a central shaft on which the brake element is mounted (see RF patent N 2000469, class F 03 D 3/06, publ. 1993).

Недостатком известной установки является низкая надежность работы из-за наличия высокого вертикального вала, утяжеляющего конструкцию и возбуждающего нежелательные аэродинамические возмущения, а также из-за жесткого соединения верхних траверс с центральным валом, в которых создаются повышенные напряжения, могущие привести к поломке траверс и лопастей. Кроме того, надежность работы установки снижается из-за резких толчковых передач ветровых крутящих моментов от обгонно-центробежной муфты на мультипликатор и, соответственно, на генератор, а также ненадежной работы ограничителя частоты вращения совмещенного ротора и отсутствия ограничения снимаемой мощности с генератора. A disadvantage of the known installation is its low reliability due to the presence of a high vertical shaft, which makes the structure heavier and excites undesirable aerodynamic disturbances, as well as due to the rigid connection of the upper traverses with the central shaft, in which increased voltages are created that can damage the traverses and blades. In addition, the reliability of the installation is reduced due to sharp jerky transfers of wind torques from the freewheel-centrifugal clutch to the multiplier and, accordingly, to the generator, as well as unreliable operation of the speed limiter of the combined rotor and the lack of limitation of the removed power from the generator.

Задачей патентуемого изобретения является повышение надежности работы установки. The objective of the patented invention is to increase the reliability of the installation.

Техническим результатом является снижение аэродинамических напряжений, возникающих в совмещенном роторе, обеспечение более плавной передачи крутящих моментов в кинематической цепи генераторного блока и ограничения снимаемой мощности с генератора. The technical result is to reduce aerodynamic stresses arising in a combined rotor, providing a smoother transmission of torques in the kinematic chain of the generator unit and limiting the removed power from the generator.

Указанная задача и технический результат достигаются тем, что в ветроэнергетической установке, включающей установленный на опорной вышке совмещенный ротор в виде установленного на центральном валу ветроколеса типа "Савониус" и, по крайней мере, двух лопастей с аэродинамическим профилем, установленных шарнирно на верхних и нижних траверсах, соединенных с центральным валом, жесткие соединения нижних траверс с центральным валом жесткое, ограничитель частоты вращения совмещенного ротора, установленный на центральном валу генераторный блок с генератором, кинематически последовательно соединенным с мультипликатором, обгонно-центробежной муфтой и центральным валом, на котором установлен тормозной элемент, в отличие от прототипа, верхний конец центрального вала расположен на уровне верхнего торца ветроколеса, соединения верхних траверс с центральным валом выполнены шарнирными, а траверсы установлены под острыми углами к плоскости, перпендикулярной к центральному валу, и с увеличением расстояния между ними по направлению к лопастям, причем ограничитель частоты вращения совмещенного ротора выполнен в виде, по крайней мере, одного щитка с центробежным регулятором, выполненного одинакового с лопастями аэродинамического профиля и установленного на валу, жестко закрепленном в нижней части лопасти. The specified task and the technical result are achieved in that in a wind power installation including a combined rotor mounted on a support tower in the form of a Savonius type wind wheel mounted on a central shaft and at least two blades with an aerodynamic profile pivotally mounted on the upper and lower traverses connected to the central shaft, rigid connections of the lower traverse with the central shaft rigid, speed limiter for the combined rotor mounted on the central shaft ok with a generator kinematically connected in series with a multiplier, an overrunning centrifugal clutch and a central shaft on which the brake element is mounted, unlike the prototype, the upper end of the central shaft is located at the level of the upper end of the wind wheel, the joints of the upper traverses with the central shaft are hinged, and traverses are installed at sharp angles to a plane perpendicular to the central shaft, and with increasing distance between them towards the blades, and the speed limiter the combined rotor is made in the form of at least one shield with a centrifugal regulator, made identical with the aerodynamic profile blades and mounted on a shaft rigidly fixed in the lower part of the blade.

А также тем, что лопасти установлены под острым углом к центральному валу. As well as the fact that the blades are installed at an acute angle to the central shaft.

А также тем, что щиток подпружинен пружиной кручения относительно вала, на котором он установлен. And also the fact that the shield is spring-loaded with a torsion spring relative to the shaft on which it is mounted.

А также тем, что она снабжена механизмом плавного включения, установленным в кинематической цепи генераторного блока и выполненным в виде стакана, жестко связанного с входящим валом мультипликатора и связанного спиральной пластической пружиной с выходящим валом обгонно-центробежной муфты. And also the fact that it is equipped with a soft start mechanism installed in the kinematic chain of the generator unit and made in the form of a cup rigidly connected to the input shaft of the multiplier and connected by a spiral plastic spring with the output shaft of the freewheel-centrifugal clutch.

А также тем, что она снабжена системой ограничения снимаемой мощности с генератора, работающей по зависимости снимаемого с генератора тока от частоты вращения ротора. And also the fact that it is equipped with a system for limiting the removed power from the generator, operating according to the dependence of the current taken from the generator on the rotor speed.

На фиг. 1 изображена ветроэнергетическая установка (вид сбоку);
на фиг. 2 - вид А фиг. 1;
на фиг. 3 - поперечный разрез ветроколеса типа "Савониус";
на фиг. 4 - узел I фиг. 1;
на фиг. 5 - разрез по линии Б-Б фиг. 4;
на фиг. 6 - кинематическая схема генераторного блока;
на фиг. 7 - разрез по линии В-В фиг. 6;
на фиг. 8 - система ограничения снимаемой мощности с генератора;
на фиг. 9 - зависимость снимаемого с генератора тока от частоты его вращения.
In FIG. 1 shows a wind power installation (side view);
in FIG. 2 is a view A of FIG. 1;
in FIG. 3 is a cross-sectional view of a Savonius-type wind wheel;
in FIG. 4 - node I of FIG. 1;
in FIG. 5 is a section along the line BB of FIG. 4;
in FIG. 6 is a kinematic diagram of a generator block;
in FIG. 7 is a section along line BB of FIG. 6;
in FIG. 8 - system for limiting the removed power from the generator;
in FIG. 9 - dependence of the current taken from the generator on its rotation frequency.

Ветроэнергетическая установка (ВЭУ) состоит из опорной вышки 1 и установленного на ней совмещенного ротора 2. Совмещенный ротор 2 состоит из установленного на центральном валу 3 ветроколеса 4 типа "Савониус" и, по "крайней мере, двух лопастей 5 с аэродинамическим профилем. Лопасти 5 установлены с помощью шарниров 6 на верхних 7 и нижних 8 траверсах. Верхний конец 9 центрального вала 3 расположен на уровне верхнего торца 10 ветроколеса 4. Верхние траверсы 7 с помощью шарниров 11 соединены с верхним концом 9 центрального вала, а нижние траверсы 8 жестко соединены с центральным валом 3 через горизонтальную балку 12, т.е. имеют жесткие соединения с центральным валом 3. Верхние 7 и нижние 8 траверсы установлены под острыми углами α и β к плоскости, перпендикулярной к центральному валу 3, причем расстояние между траверсами 7 и 8 увеличивается по направлению к лопастям 5. Ветроэнергетическая установка содержит ограничитель частоты вращения совмещенного ротора 2. Ограничитель частоты вращения совмещенного ротора 2 выполнен в виде, по крайней мере, одного щитка 13 с центробежным регулятором с грузиком 14. Щиток 13 выполнен одинакового с лопастями 5 аэродинамического профиля и установлен на валу 15, жестко закрепленном в нижней части 16 лопасти 5. Щиток 13 подпружинен пружиной кручения 17 относительно вала 15, на котором он установлен. Лопасти 5 могут быть установлены вертикально или под острым углом θ к центральному валу 3. На центральном валу 3 под ветроколесом 4 установлен генераторный блок 18. Генераторный блок 18 содержит генератор 19, который кинематически последовательно соединен с мультипликатором 20, обгонно-центробежной муфтой 21 и центральным валом 3. На центральном валу 3 установлен тормозной элемент 22 в виде тормозного барабана, взаимодействующего с тормозными колодками 23. Генераторный блок 18 подержит механизм плавного включения 24, который установлен в кинематической цепи и выполнен в виде стакана 25, жестко связанного с входящим валом 26 мультипликатора 20 и связанного спиральной пластинчатой пружиной 27 с выходящим валом 28 обгонно-центробежной муфты 21. Ветроэнергетическая установка содержит также систему ограничения снимаемой мощности с генератора (см. фиг. 8). A wind power installation (WEC) consists of a support tower 1 and a combined rotor 2 mounted on it. A combined rotor 2 consists of a Savonius type 4 wind wheel mounted on a central shaft 3 and at least two blades 5 with an aerodynamic profile. Blades 5 mounted using hinges 6 on the upper 7 and lower traverses 8. The upper end 9 of the central shaft 3 is located at the level of the upper end 10 of the wind wheel 4. The upper traverses 7 are connected with the hinges 11 to the upper end 9 of the central shaft, and the lower traverses 8 are rigidly connected They are connected to the central shaft 3 through a horizontal beam 12, i.e., have rigid connections with the central shaft 3. The upper 7 and lower 8 traverses are installed at acute angles α and β to a plane perpendicular to the central shaft 3, and the distance between the traverses 7 and 8 increases towards the blades 5. The wind power installation contains a speed limiter for the combined rotor 2. The speed limiter for the combined rotor 2 is made in the form of at least one shield 13 with a centrifugal regulator with a weight 1 4. The shield 13 is made identical with the blades 5 of the aerodynamic profile and is mounted on the shaft 15, rigidly fixed in the lower part 16 of the blade 5. The shield 13 is spring-loaded with a torsion spring 17 relative to the shaft 15 on which it is mounted. The blades 5 can be mounted vertically or at an acute angle θ to the central shaft 3. On the central shaft 3, under the wind wheel 4, a generator unit 18 is installed. The generator unit 18 contains a generator 19, which is kinematically connected in series with a multiplier 20, an overrun centrifugal clutch 21 and a central shaft 3. On the central shaft 3, a brake element 22 is installed in the form of a brake drum interacting with the brake pads 23. The generator unit 18 will support the smooth switching mechanism 24, which is installed in the kinematic chain and made in the form of a cup 25, rigidly connected with the input shaft 26 of the multiplier 20 and connected by a spiral leaf spring 27 with the output shaft 28 of the freewheel-centrifugal clutch 21. The wind power installation also contains a system for limiting the removed power from the generator (see Fig. 8) .

Система ограничения снимаемой мощности с генератора 19 включает регулятор напряжения 29, два входа которого связаны с выходными клеммами "+" и "-" генератора, а два других входа через устройство ограничения 30 с датчиком частоты вращения 31, при этом два выхода связаны с обмоткой 32 возбуждения генератора 19. Устройство ограничения 30 содержит блок памяти 33, связанный с узлом "больше-меньше" 34, и блок 35 соотношения частоты и тока (f/i), связанный с узлом 34. Входы блока 35 связаны с датчиком 31 частоты вращения генератора 19 и с датчиком тока 36, установленным в обмотке генератора 19. Генератор 19 соединен с аккумуляторной батареей 37 и с нагрузкой потребителя 38. The system for limiting the removed power from the generator 19 includes a voltage regulator 29, two inputs of which are connected to the output terminals "+" and "-" of the generator, and two other inputs through the limiting device 30 with a speed sensor 31, while two outputs are connected to the winding 32 the excitation of the generator 19. The restriction device 30 contains a memory unit 33 connected to the node "more-less" 34, and the block 35 of the ratio of frequency and current (f / i) associated with the node 34. The inputs of the block 35 are connected to the sensor 31 of the rotational speed of the generator 19 and with a current sensor 36 installed in the winding of the generator 19. The generator 19 is connected to the battery 37 and to the load of the consumer 38.

Патентуемая ветроэнергетическая установка работает следующим образом. Patented wind power installation works as follows.

При малых скоростях ветра раскручивание совмещенного ротора 2 осуществляется ветроколесом 4 типа "Савониус", а при достижении ветром большей скорости в работу по раскручиванию ротора 2 вступают лопасти 5 с аэродинамическим профилем. Крутящий момент от лопастей 5 через траверсы 7 и 8 передается на центральный вал 3. По достижении частоты вращения, соответствующей устойчивой работе генератора 19, включается обгонно-центробежная муфта 21 и крутящий момент от нее передается через механизм плавного включения 24 на мультипликатор 20 и далее на генератор 19. At low wind speeds, the spinning of the combined rotor 2 is carried out by a Savonius type 4 wind wheel, and when the wind reaches a higher speed, blades 5 with an aerodynamic profile come into the work of spinning the rotor 2. The torque from the blades 5 is transmitted through the traverses 7 and 8 to the central shaft 3. Upon reaching a speed corresponding to the stable operation of the generator 19, the overrunning centrifugal clutch 21 is turned on and the torque from it is transmitted through the smooth switching mechanism 24 to the multiplier 20 and then to generator 19.

При достижении центробежной перегрузки (ускорения) начала регулирования грузик 14, установленный на некотором удалении от оси вращения (вал 15) щитка 13, преодолевает усилие предварительной затяжки пружины 17 и поворачивает щиток 13. Увеличение аэродинамического сопротивления ротора 2 от повернутого щитка 13 уменьшает частоту вращения ротора 2 и, соответственно, центробежную перегрузку, вследствие чего уменьшается угол поворота щитка φ (см. фиг. 5). В итоге, в диапазоне регулирования (на больших частотах вращения) устанавливается "равновесие", соответствующее текущей частоте вращения ротора. В диапазоне частот вращения ротора ниже порога регулирования, поворотный щиток 13 является "продолжением" лопасти (установлен с φ = 0) и тем самым увеличивает сметаемую площадь ротора, повышая эффективность использования ветрового потенциала при малых скоростях ветра. Upon reaching the centrifugal overload (acceleration) of the beginning of regulation, the weight 14 installed at some distance from the axis of rotation (shaft 15) of the shield 13 overcomes the force of preliminary tightening of the spring 17 and turns the shield 13. Increasing the aerodynamic drag of the rotor 2 from the turned shield 13 reduces the rotor speed 2 and, accordingly, centrifugal overload, as a result of which the angle of rotation of the shield φ decreases (see Fig. 5). As a result, in the control range (at high speeds), an "equilibrium" is established, corresponding to the current rotor speed. In the range of rotor speed below the control threshold, the rotary flap 13 is a "continuation" of the blade (installed with φ = 0) and thereby increases the swept area of the rotor, increasing the efficiency of using the wind potential at low wind speeds.

Шарнирное соединение траверс 7 и 8 с лопастями 5 и верхним концом 9 центрального вала 3, а также установка траверс 7 и 8 и лопастей 5 под определенными углами α, β и θ c учетом заданной длины лопастей и их массы, среднего радиуса 7 и 8, позволяют исключить изгибающий момент, возникающий при вращении ротора 2 (центробежной перегрузки) в месте соединения нижних траверс 8 с горизонтальной балкой 12, жестко связанной с центральным валом 3. Это предотвращает поломку совмещенного ротора 2 и тем самым повышает надежность работы установки. Swivel traverse 7 and 8 with the blades 5 and the upper end 9 of the Central shaft 3, as well as the installation of the traverse 7 and 8 and the blades 5 at certain angles α, β and θ, taking into account the given length of the blades and their mass, average radius 7 and 8, eliminate bending moment arising from the rotation of the rotor 2 (centrifugal overload) at the junction of the lower traverse 8 with a horizontal beam 12, rigidly connected with the Central shaft 3. This prevents breakage of the combined rotor 2 and thereby increases the reliability of the installation.

Расположение верхнего конца 9 центрального вала 3 на уровне верхнего торцевого ветроколеса 4 уменьшает консольность вала 3 и тем самым исключает возникновение нежелательных аэродинамических возмущений, при этом длина лопастей 5 остается прежней, не уменьшая ометаемую площадь ротора. Наличие шарнирных соединений лопастей 5 с траверсами 7 и 8, а также траверс 7 с центральным валом 3 позволяет лопастям 5 прогибаться при большой частоте вращения ротора 2, и тем самым происходит уменьшение напряжений в роторе 2 и повышение надежности его работы. The location of the upper end 9 of the Central shaft 3 at the level of the upper end of the wind wheel 4 reduces the cantileverness of the shaft 3 and thereby eliminates the occurrence of unwanted aerodynamic disturbances, while the length of the blades 5 remains the same, without reducing the swept area of the rotor. The presence of articulated joints of the blades 5 with the traverses 7 and 8, as well as the traverse 7 with the central shaft 3 allows the blades 5 to bend at a high rotational speed of the rotor 2, and thereby there is a decrease in voltage in the rotor 2 and increase its reliability.

Наличие в кинематической цепи генераторного блока 18 между обгонно-центробежной муфтой 21 и мультипликатором 20 механизма плавного включения 24 в виде стакана 25 с пластинчатой пружиной 27 позволяет компенсировать ударное включение обгонно-центробежной муфты 21 и тем самым предотвратить поломку зубьев шестерен мультипликатора 20, поскольку все ударные нагрузки компенсируются пластинчатой пружиной 27. The presence in the kinematic chain of the generator block 18 between the overrun centrifugal clutch 21 and the multiplier 20 of the soft start mechanism 24 in the form of a cup 25 with a leaf spring 27 allows you to compensate for the shock inclusion of the overrun centrifugal clutch 21 and thereby prevent damage to the teeth of the gears of the multiplier 20, since all the shock loads are compensated by leaf spring 27.

Ветроэнергетическая установка содержит систему ограничения снимаемой мощности с генератора 19 в случае, когда ветровой потенциал не может обеспечить номинальную (максимальную) выработку электроэнергии (при малых скоростях ветра) (см. фиг. 8). The wind power installation contains a system for limiting the removed power from the generator 19 in the case when the wind potential cannot provide the nominal (maximum) power generation (at low wind speeds) (see Fig. 8).

Принцип ограничения заключается в сопоставлении потребляемой "мощности (по току) к текущей частоте вращения ротора. Для достижения этой цели генератор 19 снабжен регулятором напряжения 29, поддерживающим необходимое значение напряжения в соответствии с частотой вращения ротора генератора и допустимой мощностью, снимаемой с генератора при текущих скоростях ветра. Регулировка выходного тока генератора производится за счет относительно небольшого изменения напряжения на выходе генератора, за счет перераспределения тока нагрузки между генератором 19 и аккумуляторной батареей 37. Принцип ограничения тока заключается в сравнении вырабатываемой генератором мощности (по сигналу датчика тока) с максимально возможной мощностью, соответствующей частоте вращения ротора ВЭУ, обеспечиваемой текущим значением ветрового потенциала. В устройстве ограничения 30 имеется внутренняя память 33, которая позволяет по частоте вращения ротора f (частоте переменного напряжения) выбирать максимальный уровень выходного тока генератора i (в соответствии с графиком, показанным на фиг. 9). Генератор имеет дополнительную цепь, по которой на устройство ограничения 30 подается сигнальное переменное напряжение непосредственно с обмотки статора, где происходит сравнение частоты вращения ротора со значением тока, снимаемого с 19. В случае превышения последним max значения (см. фиг. 9), соответствующего графику, в устройстве вырабатывается сигнал рассогласования, уменьшающий ток возбуждения генератора. При больших скоростях ветра устройство ограничения предотвращает перегрузку генератора по выходному току, исключая перегрев (выход из строя) обмоток статора. Другими словами, текущей частоте вращения ротора ставится в соответствие максимально снимаемая мощность с генератора 19. Эта зависимость определяется теоретически и корректируется в процессе испытаний. The principle of limitation is to compare the consumed power (current) to the current rotor speed. To achieve this, the generator 19 is equipped with a voltage regulator 29 that maintains the required voltage value in accordance with the generator rotor speed and the allowable power taken from the generator at current speeds The output current of the generator is adjusted due to a relatively small change in the voltage at the generator output, due to the redistribution of the load current between g 19 and battery 37. The principle of current limitation is to compare the power generated by the generator (by the signal of the current sensor) with the maximum possible power corresponding to the rotational speed of the wind turbine provided by the current value of the wind potential. The limiting device 30 has an internal memory 33, which allows by the rotor speed f (AC frequency), select the maximum level of the output current of the generator i (in accordance with the graph shown in FIG. nine). The generator has an additional circuit, through which a signal alternating voltage is applied directly to the limiting device 30 directly from the stator winding, where the rotor speed is compared with the current taken from 19. If the latter exceeds the maximum value (see Fig. 9) corresponding to the graph , the device generates a mismatch signal that reduces the excitation current of the generator. At high wind speeds, the limiting device prevents the generator from overloading the output current, eliminating overheating (failure) of the stator windings. In other words, the maximum rotational power from the generator 19 is mapped to the current rotor speed. This relationship is determined theoretically and adjusted during the test.

Claims (5)

1. Ветроэнергетическая установка, включающая установленный на опорной вышке совмещенный ротор в виде установленного на центральном валу ветроколеса типа "Савониус" и, по крайней мере, двух лопастей с аэродинамическим профилем, установленных шарнирно на верхних и нижних траверсах, соединенных с центральным валом, жесткие соединения нижних траверс с центральным валом, ограничитель частоты вращения совмещенного ротора, установленный на центральном валу генераторный блок с генератором, кинематически последовательно соединенным с мультипликатором, обгонно-центробежной муфтой и центральным валом, на котором установлен тормозной элемент, отличающаяся тем, что верхний конец центрального вала расположен на уровне верхнего торца ветроколеса, соединения верхних траверс с центральным валом выполнены шарнирными, и траверсы установлены под острыми углами к плоскости, перпендикулярной к центральному валу, и с увеличением расстояния между ними по направлению к лопастям, причем ограничитель частоты вращения совмещенного ротора выполнен в виде, по крайней мере, одного щитка с центробежным регулятором, выполненного одинакового с лопастями аэродинамического профиля и установленного на валу, жестко закрепленном в нижней части лопасти. 1. Wind power installation, including a combined rotor mounted on a support tower in the form of a Savonius-type wind wheel mounted on a central shaft and at least two blades with an aerodynamic profile pivotally mounted on the upper and lower traverses connected to the central shaft, rigid connections lower traverse with a central shaft, a combined rotor speed limiter, a generator unit mounted on the central shaft with a generator kinematically connected in series with a multip a lighter, a freewheel-centrifugal clutch and a central shaft on which a brake element is mounted, characterized in that the upper end of the central shaft is located at the level of the upper end of the wind wheel, the joints of the upper traverses with the central shaft are hinged, and the traverses are installed at sharp angles to a plane perpendicular to the central shaft, and with increasing distance between them towards the blades, and the speed limiter of the combined rotor is made in the form of at least one shield with prices robezhnym regulator made identical with the airfoil blades mounted on the shaft and fixedly secured in the lower part of the blade. 2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что лопасти установлены под острым углом к центральному валу. 2. Installation according to claim 1, characterized in that the blades are installed at an acute angle to the central shaft. 3. Установка по п.1, отличающаяся тем, что щиток подпружинен предварительно затянутой пружиной кручения относительно вала, на котором он установлен. 3. Installation according to claim 1, characterized in that the flap is spring-loaded with a pre-tightened torsion spring relative to the shaft on which it is mounted. 4. Установка по п.1, отличающаяся тем, что она снабжена механизмом плавного включения, установленным в кинематической цепи генераторного блока и выполненным в виде стакана, жестко связанного с входящим валом мультипликатора и связанного спиральной пластической пружиной с выходящим валом обгонно-центробежной муфты. 4. The installation according to claim 1, characterized in that it is equipped with a soft start mechanism installed in the kinematic chain of the generator unit and made in the form of a cup rigidly connected to the input shaft of the multiplier and connected by a spiral plastic spring with the output shaft of the freewheel-centrifugal clutch. 5. Установка по п.1, отличающаяся тем, что она снабжена системой ограничения снимаемой мощности с генератора, работающей по зависимости снимаемого с генератора тока от частоты вращения ротора. 5. Installation according to claim 1, characterized in that it is equipped with a system for limiting the removed power from the generator, operating according to the dependence of the current taken from the generator on the rotor speed.
RU99111519A 1999-06-08 1999-06-08 Windmill electric generating plant RU2157466C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU99111519A RU2157466C1 (en) 1999-06-08 1999-06-08 Windmill electric generating plant

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU99111519A RU2157466C1 (en) 1999-06-08 1999-06-08 Windmill electric generating plant

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2157466C1 true RU2157466C1 (en) 2000-10-10

Family

ID=20220632

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU99111519A RU2157466C1 (en) 1999-06-08 1999-06-08 Windmill electric generating plant

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2157466C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7432608B2 (en) 2003-06-09 2008-10-07 Shinko Electric Co., Ltd. Generator and power supply for use therein
RU2559681C2 (en) * 2010-01-08 2015-08-10 Мирон НУРИС Wind generator with vertical axle and speed-limiting blade

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7432608B2 (en) 2003-06-09 2008-10-07 Shinko Electric Co., Ltd. Generator and power supply for use therein
RU2559681C2 (en) * 2010-01-08 2015-08-10 Мирон НУРИС Wind generator with vertical axle and speed-limiting blade

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102035213B (en) Multi-use energy storage for renewable sources
EP2384540B1 (en) Power system frequency inertia for power generation system
US9450416B2 (en) Wind turbine generator controller responsive to grid frequency change
US7518257B2 (en) Hybrid power-generating device
CN102536662B (en) Apparatus and method for operation of an off-shore wind turbine
EP2918826B1 (en) Method for operating a power dissipating unit in a wind turbine
CN102472249B (en) Wind turbine generator, control method for wind turbine generator, wind turbine generator system, and control method for wind turbine generator system
US20110285130A1 (en) Power System Frequency Inertia for Wind Turbines
EP2573896B1 (en) Methods of controlling a combined plant including at least one generator and an energy store
WO2011127215A1 (en) A continuous wind power system with auxiliary blades
Chekkal et al. New control strategy of wind generator based on the dual-stator induction generator
JP2002285949A (en) Wind power generation plant using power storing device with improved efficiency
RU2157466C1 (en) Windmill electric generating plant
EP2594786A1 (en) Method of operating a wind turbine
RU2468251C1 (en) Control method of wind-driven power plant, and device for its implementation
Zhao et al. Status of wind power technologies
WO2003019005A1 (en) A wind turbine and rotor assembly
US20130341933A1 (en) System for Generating Electrical Energy from Low Speed Wind Energy by Means of Two Systems of Drive Blades
Phyo et al. Wind turbine generation system implemented with a claw pole alternator
RU2742889C1 (en) Method of electric power supply for autonomous consumers by wind power devices
EP4175103A1 (en) Adaptive gain control for a reactive power regulator of an inverter-based resource
RU2358151C2 (en) Wind-driven power plant
Okada et al. SMOOTHING OF WIND POWER OUTPUT BY INERTIAL ENERGY INTERCHANGE BETWEEN WINDMILLS
Tiwari et al. Study of Wind Energy System with Induction Generators
Makhalas et al. Wind Power