Результат интеллектуальной деятельности: Узел крепления анемометра на головке ветроагрегата

Изобретение относится к ветроэнергетике и может быть использовано для управления в функции скорости ветра и исследования режимов работы турбины ветроагрегата в период её испытания и наладки.

Известны ветроэнергетические агрегаты датчики скорости ветра (анемометры) в которых установлены на головке ветроагрегата непосредственно за ветротурбиной [1]. Если направление ветра они при таком размещении указывают верно, то скорость ветра измеряется со значительной погрешностью, так как за ветроколесом скорость ветра значительно меньше скорости ветра в невозмущённом пространстве. Причём степень уменьшения не постоянна, зависит от режима работы ветротурбины и поэтому учесть её с целью коррекции показаний анемометра с достаточной степенью точности затруднительно. Тем не менее, учёт скорости ветра вне зоны влияния на неё ветротурбины необходим для автоматизации ветроагрегата и, в частности, для регулирования частоты вращения ветротурбины из условия максимума коэффициента использования мощности ветропотока. Кроме того, фиксированное место размещения анемометра не позволяет в период разработки и наладки ветроагрегата отследить скорость ветра по периметру ветротурбины и тем самым оценить равномерность набегания потока ветра на плоскость ветротурбины.

Цель настоящего изобретения - обеспечить контроль скорости ветра в невозмущённом потоке, в пространстве, непосредственно прилегающем к периметру ветротурбины.

Эта цель достигается за счёт того, что в узле крепления анемометра на головке ветроагрегата содержится штанга, связанная первым концом с головкой ветроагрегата, причём второй конец штанги с закреплённым на нём анемометром выступает за плоскость ветротурбины, первый конец штанги неподвижно связан с первой шестерней, насаженной с возможностью вращения на ось, перпендикулярную плоскости ветротурбины, к первой шестерне диаметрально противоположно месту крепления штанги прикреплён противовес, уравновешивающий вес штанги, а первая шестерня посредством зубчатого зацепления связана со второй шестерней, установленной на выходном валу мотор-редуктора, при этом анемометр на втором конце штанги установлен эксцентрично посредством шарнира, ось которого перпендикулярна плоскости ветротурбины.

Схематично заявляемый узел крепления анемометра на головке ветроагрегата изображён на фигуре 1.

Он содержит штангу 1, связанную первым концом с головкой 2 ветроагрегата, причём второй конец штанги с закреплённым на нём анемометром 3 выступает за плоскость ветротурбины 4. Первый конец 5 штанги 1 неподвижно связан с первой шестерней 6, насаженной с возможностью вращения на ось 7, перпендикулярную плоскости ветротурбины. К первой шестерне диаметрально противоположно месту крепления штанги 1 прикреплён противовес 8, уравновешивающий вес штанги, а первая шестерня 6 посредством зубчатого зацепления связана со второй шестерней 9, установленной на выходном валу мотор-редуктора 10. Анемометр 3 установлен на втором конце 11 штанги эксцентрично посредством шарнира 12, ось которого перпендикулярна плоскости ветротурбины 4.

Работает заявляемый узел следующим образом. Независимо от того, вращается ветротурбина или нет, оператор, воздействуя через систему управления (на чертеже не показана) на реверсивный электродвигатель мотор-редуктора 10, устанавливает анемометр в нужную точку окружающего ветротурбину 4 пространства и фиксирует показания анемометра в этой точке. При этом анемометр независимо от положения штанги сохраняет работоспособное вертикальное положение за счёт смещения его центра тяжести вниз от оси шарнира. Это позволяет сохранить работоспособное состояние и датчика направления ветра при всех углах наклона штанги. По завершению исследования анемометр устанавливается в наиболее характерное по скорости ветра положение.

Таким образом, заявляемый узел крепления анемометра на головке ветроагрегата позволяет наиболее полно и оперативно отследить ветровой режим работы ветротурбины в период её испытания и настройки.

Источники информации

1. Автоматизированная система управления ветроустановкой. Пункт 4,4 Принцип управления работой автоматизированной системы. [Электронный ресурс]. URL: https://poisk-ru.ru/s1151t13.html (Дата обращения 14.04.2021.)