×
24.07.2020
220.018.370d

ВЕТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ УСТАНОВКА С ДВУМЯ ВЕТРОКОЛЕСАМИ

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
№ охранного документа
0002727276
Дата охранного документа
21.07.2020
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к ветроэнергетике и может быть использовано при управлении ветроэнергетической установкой (ВЭУ) с двумя ветроколесами. Ветроэнергетическая установка с двумя ветроколесами содержит лопасти ветроколес, ступицы и общий вал ветроколес, электрогенератор, энергосистему. Общий вал ветроколес соединен с валом электрогенератора, статорная обмотка которого подсоединена к энергосистеме. Расположенный на общем валу ветроколес блок управления углом между ветроколесами с электродвигателем и с системой передачи "винт - гайка", ступица второго ветроколеса и общий вал выполнены с возможностью взаимного вращения и снабжены жестко закрепленными на них стойками, соединенными между собой электродвигателем с системой передачи "винт - гайка". Статор электродвигателя подсоединен шарнирно к одной из стоек, ротор электродвигателя выполнен полым в виде гайки системы передачи "винт - гайка", винт которой шарнирно соединен со второй стойкой. Изобретение обеспечит эффективность использования установленной мощности ВЭУ и, соответственно, увеличение выработки электроэнергии путем повышения использования энергии ветра со снижением его скорости при одновременном упрощении устройства путем исключения шлицевых передач. 2 ил.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относятся к ветроэнергетике и может быть использовано при управлении ветроэнергетической установкой (ВЭУ) с двумя ветроколесами.

Известно устройство-аналог (Твайделл Дж., Уэйр А. Возобновляемые источники энергии.: Пер. с англ. - М.: Энергоатомиздат. 1990. На стр. 241 задача 9.7 и ее решение на стр. 242) управления ветроэнергетической установкой с двумя ветроколесами с вращением их в разные стороны. Согласно линейной теории при расположении двух идеальных ветроколес одного диаметра последовательно удается достичь максимального коэффициента мощности СР=0.64 (по сути это КПД двух идеальных ветроколес). Для одного идеального ветроколеса согласно той же теории максимальный коэффициент мощности равен критерию Жуковского-Бетца, т.е. равен СРмах=16/27=0.593 (это КПД одного идеального ветроколеса). Таким образом, выигрыш по мощности составляет примерно 5%, т.е. использование ветроэнергетической установкой энергии ветра увеличилось тоже на 5% - несколько больше, чем по критерию Жуковского-Бетца.

Недостатком этого устройства - аналога является недоиспользование ветроэнергетической установкой энергии ветра со снижением скорости ветра.

Известно устройство-прототип: (Цгоев Р.С. Ветроэнергетическая установка с двумя ветроколесами - пункт 2 формулы патента РФ №2522256), согласно которому ветроэнергетическая установка с двумя ветроколесами содержит лопасти ветроколес, ступицы и общий вал ветроколес, электрогенератор, энергосистему, при этом общий вал ветроколес соединен с валом электрогенератора, статорная обмотка которого подсоединена к энергосистеме, расположенный на общем валу ветроколес блок управления углом между ветроколесами с электродвигателем и с системой передачи "винт - гайка",

Недостатком устройства-прототипа является наличие двух шлицевых пар. Первую образует ступица второго ветроколеса с общим валом винтовую шлицевую пару. Вторую шлицевую пару образует гайка системы передачи "винт - гайка" с остовом механизма поворота и перемещения второго ветроколеса относительно первого ветроколеса, в которой шлицы выполнены с возможностью возвратно-поступательного перемещения в специальных пазах в остове. Наличие двух шлицевых пар усложняет конструкцию всей ветроэнергетической установки.

Техническая задача, решаемая изобретением, состоит в повышении надежности ветроэнергетической установки с двумя ветроколесами путем исключения из конструкции шлицевых пар.

Технический результат заключается в упрощении конструкции ветроэнергетической установки и, следовательно, в ее удешевлении и упрощении условий эксплуатации.

Поставленная техническая задача решается тем, что известная ветроэнергетическая установка с двумя ветроколесами, содержащая лопасти ветроколес, ступицы и общий вал ветроколес, электрогенератор, энергосистему, при этом общий вал ветроколес соединен с валом электрогенератора, статорная обмотка которого подсоединена к энергосистеме, расположенный на общем валу ветроколес блок управления углом между ветроколесами с электродвигателем и с системой передачи "винт - гайка", ступица второго ветроколеса и общий вал выполнены с возможностью взаимного вращения и снабжены жестко закрепленными на них стойками, соединенные между собой электродвигателем с системой передачи "винт - гайка", при этом статор электродвигателя подсоединен шарнирно к одной из стоек, ротор электродвигателя выполнен полым в виде гайки системы передачи "винт - гайка", винт которой шарнирно соединен со второй стойкой.

Предлагаемое устройство схематично представлено на рисунках.

На Фиг. 1 представлена общая схема ветроэнергетической установки с двумя ветроколесами.

На Фиг. 2 представлены стойки с электродвигателем и с системой передачи "винт - гайка" в разрезе (разрез по А-А).

Ветроэнергетическая установка с двумя ветроколесами 1 и 2, содержащая лопасти ветроколес, ступицы 3 и 4 и общий вал 5 ветроколес, электрогенератор 6, энергосистему 7, при этом общий вал 5 ветроколес соединен с валом электрогенератора 6, статорная обмотка которого подсоединена к энергосистеме 7, расположенный на общем валу ветроколес блок 8 управления углом между ветроколесами с электродвигателем 9 и с системой передачи "винт - гайка", ступица 4 второго ветроколеса и общий вал 5 выполнены с возможностью взаимного вращения и снабжены жестко закрепленными на них стойками 10 и 11, соединенные между собой электродвигателем 9 с системой передачи "винт - гайка", при этом статор 12 электродвигателя 9 подсоединен шарнирно к одной из стоек 10 или 11, ротор 13 электродвигателя выполнен полым в виде гайки системы передачи "винт - гайка", винт 14 которой шарнирно соединен со второй стойкой. (1. Машиностроение. Энциклопедия. / Ред. совет: К.В. Фролов (пред.) и др. М.: Машиностроение. 2. Детали машин. Конструкционная прочность. Трение, износ, смазка. T.IV-1 / Д.Н. Решетов, А.П. Гусенков и др. Под общ. ред. Д.Н. Решетова. 864 с: ил.). На Фиг. 2 приведен разрез электродвигателя 9 со статорной обмоткой 15 и подшипниковым узлом 16 для вращения ротора-гайки 13 относительно статора 12. Согласно Фиг. 1, ветроэнергетическая установка с двумя ветроколесами 1 и 2 также содержит подшипниковый узел 17 для синхронного вращения ступицы 4 и общего вала 5 относительно неподвижного остова 18. Кроме того вход блока 8 управления углом между ветроколесами соединен с выходом датчика 19 скорости ветра, выполненного, например, в виде анемометра. Стойка 11 с одной стороны через шарнирное соединение 20 присоединена статору 12 электродвигателя 9, а с другой стороны жестко присоединена к ступице 4. Стойка 10 с одной стороны через шарнирное соединение 21 присоединена к винту 14 системы передачи "винт - гайка", а с другой стороны жестко присоединена к общему валу 5. Устройство работает следующим образом.

Под действием потока ветра ветроколеса 1 и 2 ветроэнергетической установки вращаются синхронно в одну и ту же сторону и через общий вал 5 приводят во вращение электрогенератор 6, электроэнергия которого передается в энергосистему 7. Блок 8 управления по сигналу датчика 19 скорости ветра формирует управляющий сигал, например, пропорциональный скорости ветра, который поступает на управляющий вход полупроводникового преобразователя частоты (на рисунках не приводится), выход которого соединен со статорной обмоткой 15, и тем самым приводит во вращение ротор 13 электродвигателя 9, выполненный в виде гайки системы передачи "винт - гайка", преобразующей вращательное движение гайки 13 в поступательное движение винта 14.

Взаимное перемещение винта 14 винтовой передачи, соединенный через шарнирное соединение 21 и стойку 10, в свою очередь соединенную через общий вал 5 с ветроколесом 1, и ротора-гайки 13 через статор 12 электродвигателя, свое шарнирное соединение 20 и стойку 11, соединенную через ступицу 4 с ветроколесом 2, вызывает поворот ветроколеса 2 относительно ветроколеса 1.

Например, если ветроколесо 1 и ветроколесо 2 выполнены трехлопастными, то при номинальной скорости ветра (или номинальной мощности ВЭУ) при нулевом угле между ветроколесами лопасти ветроколеса 2 находятся "в тени" лопастей ветроколеса 1. При этом угол между стойками 10 и 11 минимальный. Со снижением скорости ветра меньше номинального значения угол между стойками 10 и 11 увеличивается при одновременном увеличении угла между ветроколесами 1 и 2 до максимального значения в 60°. При этом угол между стойками 10 и 11 также максимальный.

Таким образом, в предлагаемой ветроэнергетической установке с двумя ветроколесами переход из режима работы с нулевым углом между ветроколесами при скоростях ветра, больших номинального значения, в режим работы с максимальным углом позволяет для одномеговаттной ВЭУ увеличить выработку энергии почти на 20%, что говорит о существенном повышении эффективности ветроэнергетической установки при одновременном упрощении устройства путем исключения шлицевых передач.

Ветроэнергетическая установка с двумя ветроколесами, содержащая лопасти ветроколес, ступицы и общий вал ветроколес, электрогенератор, энергосистему, при этом общий вал ветроколес соединен с валом электрогенератора, статорная обмотка которого подсоединена к энергосистеме, расположенный на общем валу ветроколес блок управления углом между ветроколесами с электродвигателем и с системой передачи "винт - гайка", отличающаяся тем, что ступица второго ветроколеса и общий вал выполнены с возможностью взаимного вращения и снабжены жестко закрепленными на них стойками, соединенными между собой электродвигателем с системой передачи "винт - гайка", при этом статор электродвигателя подсоединен шарнирно к одной из стоек, ротор электродвигателя выполнен полым в виде гайки системы передачи "винт - гайка", винт которой шарнирно соединен со второй стойкой.
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-10 из 208.
10.09.2015
№216.013.7894

Способ изготовления электродно-диафрагменного блока для щелочного электролизера воды

Изобретение относится к способу изготовления электродно-диафрагменного блока для щелочного электролизера воды, включающему приготовление формующего раствора диафрагмы, нанесение формующего раствора на подложку, изготовление диафрагмы методом фазовой инверсии и формирование...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002562457
Дата охранного документа: 10.09.2015
20.10.2015
№216.013.83b4

Способ изготовления диафрагменного материала для электролитического разложения воды

Изобретение относится к технологии изготовления нетканых диафрагменных материалов на основе волокон полимера с внедренными по поверхности частицами гидрофильного наполнителя для электролизеров воды с щелочным электролитом. Способ изготовления диафрагменного материала для электролитического...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002565319
Дата охранного документа: 20.10.2015
27.10.2015
№216.013.8881

Пылеугольная топка

Изобретение относится к области тепловой энергетики и может быть использовано на паровых котлах с прямым вдуванием угольной пыли. Пылеугольная топка содержит экранированные прямоугольную вертикальную камеру сгорания 1 и двускатную холодную воронку 2, шлаковый комод 3, установленные по...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002566548
Дата охранного документа: 27.10.2015
20.12.2015
№216.013.9cf0

Устройство для токарной обработки некруглых деталей

Устройство относится к электромеханике и может быть использовано для повышения точности токарной обработки серийных некруглых деталей, выполняемой по бескопирной технологии, в условиях колебания скорости вращения детали. Технический результат - повышение точности формообразования в условиях...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002571801
Дата охранного документа: 20.12.2015
20.01.2016
№216.013.a0cb

Устройство для управления вентильно-индукторным электроприводом

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в электроприводе станков, гибридного и электрического транспорта, установок общепромышленного назначения. Техническим результатом является повышение надежности устройства. Устройство управления предусматривает...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002572805
Дата охранного документа: 20.01.2016
10.04.2016
№216.015.2e6a

Способ электропитания генератора озона поверхностного разряда

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для экономии электроэнергии и повышения надежности генераторов озона барьерно-поверхностного разряда. Технический результат - повышение эффективности использования электроэнергии и уменьшение потребляемой мощности озонатора от...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002579354
Дата охранного документа: 10.04.2016
20.05.2016
№216.015.4023

Микроканальный теплообменник

Изобретение относится к теплообменной технике и может использоваться в микроканальных теплообменниках. Микроканальный теплообменник состоит из жесткого корпуса, содержащего теплообменную матрицу, образованную из спаянных между собой тонких гладких теплопроводных пластин одинаковой конструкции,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002584081
Дата охранного документа: 20.05.2016
20.08.2016
№216.015.4a79

Гель-полимерный электролит для литиевых источников тока

Изобретение относится к электротехнической промышленности и может быть использовано при производстве литиевых первичных и вторичных источников тока, а также суперконденсаторов. Повышение удельной электрической проводимости гель-полимерного электролита, обеспечение его химической и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002594763
Дата охранного документа: 20.08.2016
20.08.2016
№216.015.4cd4

Энергоустановка с электрохимическим генератором на основе водородно-кислородных топливных элементов

Изобретение относится к энергетическому оборудованию и может быть использовано для получения электрической энергии как в стационарных установках, так и на транспорте, а также при производстве и эксплуатации энергоустановок. Повышение эффективности работы энергоустановки с электрохимическим...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002594895
Дата охранного документа: 20.08.2016
20.08.2016
№216.015.4d93

Установка для нанесения покрытий на поверхности деталей

Изобретение относится к установке для нанесения покрытий на поверхности деталей. Внутри корпуса вакуумной камеры установлен, по меньшей мере, один источник распыляемого материала, выполненный в виде N магнетронов, где N - целое число и N>1, и ионный источник. Внутри корпуса камеры...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002595187
Дата охранного документа: 20.08.2016
Показаны записи 1-10 из 16.
20.06.2013
№216.012.4d34

Автономная ветроэнергетическая станция

Изобретение относится к области ветроэнергетики, конкретно - к автономным ветроэнергетическим станциям, содержащим несколько ветроэнергетических установок с генераторами переменного тока. Ветроэнергетическая станция содержит несколько ветроэнергетических установок с генераторами переменного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002485346
Дата охранного документа: 20.06.2013
10.12.2013
№216.012.89a4

Способ управления гидроаккумулирующей станцией и устройство для его реализации

Изобретение может быть использовано в области управляемой связи электроэнергетических систем на основе преобразователей частоты, конкретно - при управлении гидроаккумулирующими станциями. Способ управления гидроаккумулирующей станцией (ГАЭС), содержащей, по крайней мере, две энергосистемы, одна...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002500918
Дата охранного документа: 10.12.2013
10.07.2014
№216.012.dc9e

Способ управления ветроэнергетической установкой с двумя ветроколесами и устройство для его реализации

Изобретения относятся к ветроэнергетике и могут быть использованы при управлении ветроэнергетической установкой (ВЭУ) с двумя ветроколесами. Способ управления заключается в том, что формируют сигнал о скорости ветра на высоте оси вращения одновременно работающих двух соосных ветроколес с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002522256
Дата охранного документа: 10.07.2014
20.08.2014
№216.012.e9a6

Приливная электростанция

Изобретение относится к гидроэнергетике, а именно к низконапорным гидроэлектростанциям, в том числе к приливным электростанциям. Техническая задача, решаемая предлагаемым устройством, состоит в упрощении приливной электростанции. Приливная электростанция содержит плотину с несколькими...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002525622
Дата охранного документа: 20.08.2014
10.09.2014
№216.012.f1ff

Генерирующая установка с двигателем стирлинга

Изобретение относится к энергетике. Генерирующая установка содержит двигатель Стирлинга с электрогенератором на одном валу, систему охлаждения двигателя Стирлинга и нагреватель двигателя Стирлинга. Установка снабжена солнечной башенной электростанцией с зеркалами. Нагреватель двигателя...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002527773
Дата охранного документа: 10.09.2014
27.04.2015
№216.013.456a

Устройство управления ветроэнергетической установкой

Предлагаемое устройство управления ветроэнергетической установкой может быть использовано в области ветроэнергетики, конкретно - при управлении ветроэнергетической установкой. Техническая задача, решаемая предлагаемым изобретением, состоит в упрощении ветроэнергетической установки и в повышении...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002549274
Дата охранного документа: 27.04.2015
10.05.2015
№216.013.4b13

Система генерирования электроэнергии в судоходном шлюзе

Изобретение относится к области систем генерирования электроэнергии во время смены уровней воды в судоходных шлюзах. Система генерирования электроэнергии в судоходном шлюзе содержит по крайней мере одну судоходную камеру шлюза для соединения первого судоходного водоема с высоким уровнем воды и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002550726
Дата охранного документа: 10.05.2015
13.01.2017
№217.015.8afd

Способ управления теплосиловой установкой и устройство для его реализации

Предлагаемый способ управления теплосиловой установкой относится к области электроэнергетики и может быть использован на атомных электрических станциях (АЭС). Технический результат заключается в высокой маневренности установки при ее упрощении в целом и, как следствие, сокращение сроков...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002604095
Дата охранного документа: 10.12.2016
26.08.2017
№217.015.edaf

Газотурбинная установка

Изобретение относится к энергетике. Газотурбинная установка, содержащая соединенные по ходу рабочего тела цикла Брайтона компрессор, камеру сгорания и турбину, выходной вал которой соединен с электрогенератором, статорные обмотки которого соединены с энергосистемой, дополнительно снабжена...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002628851
Дата охранного документа: 22.08.2017
29.12.2017
№217.015.f1bb

Способ работы теплоэлектрической станции с регенеративным циклом ренкина

Изобретение относится к энергетике. Способ работы теплоэлектрической станции с регенеративным циклом Ренкина может быть использован на атомных электрических станциях (АЭС) и тепловых электрических станциях (ТЭС). В способе работы теплоэлектрической станции с регенеративным циклом Ренкина, по...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002636953
Дата охранного документа: 29.11.2017
+ добавить свой РИД