Планетарный привод генератора электрического тока ветроэлектростанции
Изобретение относится к области ветроэнергетики. Планетарный привод генератора электрического тока ветроэлектростанции содержит основание, опору, ветродвигатель, состоящий из двух ветроколес - внешнего и внутреннего, с общей осью и возможностью встречного вращения, опорный вал и планетарную передачу. «Корона» передачи связана с внутренним ветроколесом, свободно расположенным на опорном валу внешнего. Внешнее ветроколесо посредством опорного вала жестко соединено с водилом, на котором размещены сателлиты для связи «короны» с солнечной шестерней на выходе. В створе между ветроколесами имеется синхронизатор, свободно размещенный своей серединой на опорном валу. Синхронизатор представляет собой две диаметрально расположенные кулисы, каждая из которых содержит конический сателлит для одновременной связи с зубчатыми венцами обоих ветроколес, зафиксированный от возможного поворота тросовыми растяжками. Изобретение позволяет достигать синхронного встречного вращения ветроколес. 1 ил.
Изобретение относится к области энергетики, а именно к приводам, обеспечивающим передачу вращающего момента от ветродвигателя к генератору электрического тока электростанции.
Известна “Планетарная трансмиссия к генератору электрического тока ветроэлектростанции, включающей основание, генератор электрического тока и ветродвигатель, состоящий из двух ветроколес с общей осью, первое из которых жестко связано с установленным на основании опорным валом, а второе установлено на опорном валу свободно с возможностью встречного вращения, содержащая переходные элементы, представляющие собой группу одинаковых планетарных механизмов, при этом опорный вал первого ветроколеса имеет водило с радиальной кулисой для совмещения со штифтом боковой поверхности первого трехуглового ротора, снабженного соосным кривошипом, выполненным эксцентрично по отношению к единому с ним солнечному колесу, свободно размещенному на опорном валу, при соотношении их радиусов соответственно как 3:2, с эксцентриситетом, равным половине радиуса солнечного колеса, причем приводной штифт следующего трехуглового ротора связан с кулисой водила, закрепленного на исходном солнечном колесе, последнее солнечное колесо связано с генератором, а блок эпициклов (”корон”), внутренние контуры которых выполнены в виде эпитрохоид, очерченных вершинами трехугловых роторов, жестко соединен со вторым ветроколесом” (Заявка 2009117913. Патент №2404871). Дальнейшие исследования данного прототипа показали, что схема функционального применения пары соосных ветроколес в области ветроэнергетики не исчерпана, а наличие эпитрохоидных механизмов и их каскадное исполнение не совсем целесообразны в связи со сложностью, потерей мощности на переходах, увеличением стоимости технологического изготовления и материалов. Но главный недостаток - это отсутствие синхронности вращения ветроколес на входе и единодетальный блок эпициклов, из-за чего стабильность и величина крутящего момента на выходе оставляют желать лучшего. Так, при переходе от первого эпитрохоидного механизма ко второму частота вращения второго ротора, а следовательно, и солнечного колеса на выходе увеличиваются, но при этом частота вращения блока эпициклов остается прежней, т.е. сдерживающей частоту вращения выхода.
Задачей настоящего технического решения является создание схемы стабильности функционального применения пары соосных ветроколес без отмеченных недостатков.
Решение поставленной задачи достигается тем, что “корона” планетарной передачи связана с внутренним ветроколесом, свободно расположенным на опорном валу внешнего, а внешнее ветроколесо посредством опорного вала жестко соединено с водилом, на котором размещены сателлиты для связи “короны” с солнечной шестерней на выходе, при этом в створе между ветроколесами имеется синхронизатор, свободно размещенный своей серединой на опорном валу и представляющий собой две диаметрально расположенные кулисы, каждая из которых содержит конический сателлит для одновременной связи с зубчатыми венцами обоих ветроколес, зафиксированный от возможного поворота тросовыми растяжками.
Задача изобретения состоит в том, что благодаря сдвоенному ветродвигателю, значительно повышающему коэффициент использования энергии ветра, оказалось возможным возросшую кинематическую энергию от ветродвигателя обратить в увеличение частоты вращения солнечной шестерни и стакана на выходе.
По данным патентной и научно-технической информации заявленная конструкция не обнаружена, что позволяет судить об изобретательском уровне предлагаемого решения.
Промышленная применимость обусловлена существенным повышением коэффициента полезного действия ветроэлектрической станции, эффективностью, экономичностью и надежностью.
На чертеже представлена принципиальная схема планетарного привода генератора электрического тока ветроэлектростанции.
На основании 1 посредством опоры 2 и подшипника 3 установлен опорный вал 4 внешнего ветроколеса 5 и водила 6. Опорный вал 4 охвачен валом 7, который несет внутреннее ветроколесо 8 и “корону” 9 планетарной передачи. Посредством сателлитов 10 “корона” 9 находится в зубчатом зацеплении с солнечной шестерней 11, жестко посаженной на выходной стакан 12. Между ветроколесами 5 и 8 находится синхронизатор 13, а его диаметрально расположенные кулисы 14 и 15 снабжены коническими сателлитами 16 и 17, находящимися в постоянном зацеплении одновременно с зубчатыми венцами 18 и 19 ветроколес 5 и 8. В нижней части синхронизатор 13 зафиксирован от возможного поворота тросовыми растяжками 20.
Работает планетарный привод генератора электрического тока ветроэлектростанции следующим образом. При одновременном вращении двух ветроколес 5 и 8 благодаря синхронизатору 13 водило 6 и “корона” 9 приходят во встречное вращение с одинаковыми угловыми скоростями. Если предположить, что одно из ветроколес не вращается, то частота вращения выходного стакана 12 будет определяться передаточным числом i (”корона” 9 - солнечная шестерня 11). Так, если i, например, равно 5, то обороты солнечной шестерни 11 за один оборот ветроколеса тоже будут равны 5. Если же встречно вращается второе ветроколесо, то частота вращения выходного стакана 12 будет равна 10 за один встречный оборот обоих ветроколес. Это результат прототипа, но достигнутый гораздо меньшими затратами и большей эффективностью.
Для реализации изобретения необходимы: вертикально- и горизонтально-фрезерные станки с ЧПУ; токарные, сверлильные, зубонарезные и шлифовальные станки.
Планетарный привод генератора электрического тока ветроэлектростанции, включающий основание, опору, ветродвигатель, состоящий из двух ветроколес - внешнего и внутреннего, с общей осью и возможностью встречного вращения, опорный вал и планетарную передачу, отличающийся тем, что “корона” передачи связана с внутренним ветроколесом, свободно расположенным на опорном валу внешнего, а внешнее ветроколесо посредством опорного вала жестко соединено с водилом, на котором размещены сателлиты для связи “короны” с солнечной шестерней на выходе, при этом в створе между ветроколесами имеется синхронизатор, свободно размещенный своей серединой на опорном валу и представляющий собой две диаметрально расположенные кулисы, каждая из которых содержит конический сателлит для одновременной связи с зубчатыми венцами обоих ветроколес, зафиксированный от возможного поворота тросовыми растяжками.
