×
24.07.2020
220.018.370d

Результат интеллектуальной деятельности: ВЕТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ УСТАНОВКА С ДВУМЯ ВЕТРОКОЛЕСАМИ

Вид РИД

Изобретение

№ охранного документа
0002727276
Дата охранного документа
21.07.2020
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.

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 181-190 из 208.
24.07.2020
№220.018.37c7

Способ распределения активной мощности в контуре электрической сети высокого напряжения углом регулирования фазоповоротного трансформатора по параметрам текущего режима

Изобретение относится к области электротехники, энергетики. Технический результат заключается в снижении суммарных потерь активной мощности и достигается способом принудительного распределения активной мощности в контуре электрической сети высокого напряжения, заключающимся в том, что измеряют...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002727708
Дата охранного документа: 23.07.2020
29.07.2020
№220.018.38b2

Способ управления выходным напряжением регулятора переменного синусоидального напряжения

Изобретение относится к области электротехники и электроэнергетики, в частности к регуляторам переменного синусоидального напряжения. Техническим результатом является повышение качества электрической энергии на нагрузке регулятора переменного синусоидального напряжения. Технический результат...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002727929
Дата охранного документа: 27.07.2020
31.07.2020
№220.018.3989

Охлаждаемая стенка реактора высокотемпературных процессов

Изобретение относится к охлаждаемой стенке реактора высокотемпературных процессов, к области металлургии, ракетному двигателестроению, системам аварийного охлаждения атомных реакторов и, в частности, диверторам, лимитерам и бланкетам термоядерных реакторов типа токамак. Охлаждаемая стенка...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002728279
Дата охранного документа: 29.07.2020
31.07.2020
№220.018.3a67

Трансформатор отбора мощности

Изобретение относится к электротехнике. Технический результат состоит в расширении эксплуатационных возможностей за счет регулирования вторичного напряжения. Трансформатор содержит магнитную систему 1 с установленными на ней первичной обмоткой 2 с первым 3 и вторым 4 регулировочными слоями,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002727961
Дата охранного документа: 28.07.2020
21.04.2023
№223.018.50ab

Способ получения композиционных материалов для тонкослойных покрытий по металлу и нанесения покрытия на основе композиционных материалов

Изобретение относится к химической промышленности и касается получения композиционных материалов для тонкослойных покрытий по металлу на основе фторопласта, раствора соли полиамидокислоты и других составляющих эти материалы компонентов, для получения покрытий с антипригарными, антикоррозионными...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002794172
Дата охранного документа: 12.04.2023
22.04.2023
№223.018.5154

Способ диагностирования технического состояния асинхронных электрических двигателей и устройство для его осуществления

Изобретение относится к диагностированию технического состояния асинхронных электродвигателей. Технический результат: расширение функциональных возможностей и области применения за счет увеличения диагностируемых объектов, в том числе, электродвигателей с короткозамкнутым ротором, получение...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002794240
Дата охранного документа: 13.04.2023
23.04.2023
№223.018.516d

Устройство для сушки

Изобретение относится к технике сушки материалов и предназначено для использования в процессе сушки твердых материалов деревоперерабатывающей, сельскохозяйственной и прочих отраслей промышленности. Устройство для сушки содержит сушильную камеру [1] и два блока подготовки воздуха [2],...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002729309
Дата охранного документа: 05.08.2020
15.05.2023
№223.018.5960

Способ погружного сжигания топлива и окислителя в плавильных печах барботажного типа

Изобретение относится к области энергетики и может применяться в аппаратах для плавления базальта с реализацией погружного горения. Способ погружного сжигания топлива и окислителя в плавильных печах барботажного типа заключается в раздельной подаче природного газа и окислителя в горелке,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002762608
Дата охранного документа: 21.12.2021
15.05.2023
№223.018.5961

Способ погружного сжигания топлива и окислителя в плавильных печах барботажного типа

Изобретение относится к области энергетики и может применяться в аппаратах для плавления базальта с реализацией погружного горения. Способ погружного сжигания топлива и окислителя в плавильных печах барботажного типа заключается в раздельной подаче природного газа и окислителя в горелке,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002762608
Дата охранного документа: 21.12.2021
15.05.2023
№223.018.5981

Гельполимерный электролит

Изобретение относится к электротехнической промышленности и может быть использовано при производстве литиевых первичных и вторичных источников тока, а также в суперконденсаторах. Увеличение гомогенности электролита и повышение коэффициента диффузии лития и механической прочности гельполимерного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002762828
Дата охранного документа: 23.12.2021
Показаны записи 11-16 из 16.
29.12.2017
№217.015.f61d

Устройство управления теплосиловой установкой

Изобретение относится к энергетике. В теплосиловой установке, содержащей контур рабочего тела паротурбинного цикла Ренкина, включающий, соответственно, паровой котел с каналами подачи воздуха и топлива в камеру сгорания котла, конденсатор , питательный насос и паровую турбину, выходной вал...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002637345
Дата охранного документа: 04.12.2017
09.11.2018
№218.016.9b89

Устройство электроснабжения собственных нужд энергоблока электростанции

Изобретение относится к областям электротехники и электроэнергетики и может быть применено на тепловых электростанциях с паротурбинным циклом Ренкина (например, конденсационные электростанции - КЭС), с газотурбинным циклом Брайтона (например, электростанции с газотурбинными установками - ПТУ,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002671821
Дата охранного документа: 07.11.2018
16.05.2019
№219.017.5256

Способ работы тепловой электрической станции и устройство для его реализации

Изобретение относится к электроэнергетике и может быть применено на тепловых электростанциях с паротурбинным циклом Ренкина, например на конденсационных электростанциях - КЭС, на парогазовых электростанциях - ПГУ, использующих топливо - традиционный природный газ. Применение предлагаемого...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002687382
Дата охранного документа: 13.05.2019
29.06.2019
№219.017.a143

Способ управления ветроэнергетической установкой и устройство для его реализации

Изобретения относятся к области ветроэнергетики. Способ управления ветроэнергетической установкой характеризуется тем, что формируют сигнал о скорости ветра на высоте оси вращения ветроколеса, сигнал задания общего угла установки лопастей ветроколеса и сигнал об угле установки каждой лопасти...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002444646
Дата охранного документа: 10.03.2012
10.07.2019
№219.017.b1a6

Способ регулирования ветроэнергетической установки и устройство для его реализации

Способ регулирования ветроэнергетической установкой и устройство для его реализации относятся к области ветроэнергетики. В способе, основанном на том, что формируют сигнал о скорости ветра на высоте оси вращения ветроколеса и по нему формируют сигнал задания скорости вращения вала ветроколеса...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002468251
Дата охранного документа: 27.11.2012
18.12.2019
№219.017.ee3d

Солнечная башенная электростанция

Изобретение относится к энергетике, более конкретно - к возобновляемым источникам энергии на основе солнечных башенных электростанций (гелиотермических электростанций), реализующих термодинамический цикл, например, Ренкина или Стирлинга. В солнечной башенной электростанции, содержащей блок...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002709007
Дата охранного документа: 13.12.2019
+ добавить свой РИД