Узел крепления анемометра на головке ветроагрегата

Авторы патента:

Петько Виктор Гаврилович (RU)

Колесников Александр Борисович (RU)

Садчиков Александр Сергеевич (RU)

G01P5/01 - с помощью анемометров

F03D80/00 - Ветряные двигатели

F03D7/04 - автоматическое регулирование

F03D7/02 - когда ось вращения ротора совпадает с направлением ветра

Владельцы патента RU 2760401:

Общество с ограниченной ответственностью "Тюльганский электромеханический завод" (RU)

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. В узле крепления анемометра на головке ветроагрегата содержится штанга, связанная первым концом с головкой ветроагрегата и вторым с закреплённым на нём анемометром. Штанга 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. Первая шестерня посредством зубчатого зацепления связана со второй шестерней, установленной на выходном валу мотор-редуктора. Анемометр на втором конце штанги установлен эксцентрично посредством шарнира, ось которого перпендикулярна плоскости ветротурбины. Техническим результатом является обеспечение контроля скорости ветра в невозмущённом потоке, в пространстве, непосредственно прилегающем к периметру ветротурбины. 1 ил.

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.)

Узел крепления анемометра на головке ветроагрегата, отличающийся тем, что он содержит штангу, связанную 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.

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано при контроле системы охлаждения турбинных лопаток газотурбинных двигателей. Заявлен способ контроля системы охлаждения лопаток турбины газотурбинного двигателя, характеризующийся тем, что устанавливают лопатку турбины в приспособлении, осуществляют продувку каналов охлаждения лопатки турбины рабочей средой, применяют в качестве рабочей среды воздух, оценивают бесконтактным методом систему охлаждения лопатки турбины и контролируют скорость выхода воздуха из каналов охлаждения лопаток турбины.

Способ поверки роторных анемометров с применением измерителя динамического крутящего момента // 2631912

Изобретения относятся к области измерительно-преобразующей техники и могут быть использованы для поверки роторных анемометров. Способ позволяет проводить поверку роторного анемометра непосредственно на месте его эксплуатации.

Способ определения скорости ветра над водной поверхностью // 2627016

Предложен способ определения скорости ветра над водной поверхностью, в котором получают более двух пространственно-временных изображений водной поверхности из оптических изображений, полученных с помощью более чем двух оптических систем на основе линеек ПЗС-фотодиодов, синхронизированных между собой единым задающим генератором и установленных с разными направлениями визирования в заданном угловом секторе, определяемом азимутальным углом между крайними линейками ПЗС-фотодиодов, причем каждая линейка ПЗС-фотодиодов регистрирует одномерные оптические изображения с захватом линии горизонта и части неба под малыми углами наблюдения, стыкуют по дальности два полученных с соседних линеек ПЗС-фотодиодов изображения по дальности, определяют направления распространения ветровых порывов (определяют углы между направлениями визирования соседних линеек ПЗС-фотодиодов и направлением движения полос ветровых порывов между соседними линейками ПЗС-фотодиодов) и скорость ветровых порывов для соседних линеек ПЗС-фотодиодов по углам наклона полос ветровых порывов на пространственно-временных изображениях, полученных соседними линейками ПЗС-фотодиодов, и известному углу между направлениями визирования соседних линеек ПЗС-фотодиодов, скорость ветра определяют над каждой точкой водной поверхности в направлении визирования каждой линейки ПЗС-фотодиодов из известной модельной зависимости дисперсии уклонов волн от скорости ветра с учетом направления ветровых порывов, а значение дисперсии уклонов волн в направлении визирования в каждой точке водной поверхности получают решая задачу «обращения» зависимости яркости водной поверхности от дисперсии уклонов волн с учетом углового распределения яркости неба, причем для решения задачи «обращения» используют в каждой точке водной поверхности в направлении визирования каждой линейки ПЗС-фотодиодов сравнение измеренной яркости водной поверхности, нормированной на яркость неба у горизонта, зарегистрированной в оптическом изображении водной поверхности, и модельной (расчетной) нормированной яркости водной поверхности, при этом в формуле для яркости водной поверхности используют либо аналитическое выражение для углового распределения яркости неба в зависимости от условий освещения, либо используют угловое распределение яркости неба и окологоризонтного участка водной поверхности, зарегистрированное в цифровом виде в случае необходимости достижения высокого пространственного разрешения на водной поверхности в направлении визирования линеек ПЗС-фотодиодов либо с помощью двух взаимно откалиброванных видеокамер, на объективы которых установлены поляроиды с вертикально и горизонтально расположенными осями пропускания, либо с помощью одной видеокамеры, на объектив которой, как и на объективы линеек ПЗС-фотодиодов, установлены поляроиды или с вертикально, или с горизонтально расположенной осью пропускания, при этом в линейках ПЗС-фотодиодов используют длиннофокусные узкоугольные объективы, а в случае необходимости достижения широкой полосы обзора - с помощью самих линеек ПЗС-фотодиодов с установленными на них широкоугольными объективами и установленными на объективах поляроидами с вертикально или горизонтально расположенной осью пропускания.

Способ измерения скорости течения крови // 2610559

Изобретение относится к измерительной технике и касается способа измерения скорости течения жидкости с рассеивающими свет частицами. Способ включает в себя освещение потока жидкости одновременно двумя пучками лазерного излучения и определение спектра мощности P12(f) отраженного сигнала.

Способ измерения скорости потока флюида в скважине и автономный скважинный термоанемометр для его осуществления // 2599740

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и может быть использовано при проведении геофизических исследований в горизонтальных и наклонно-направленных действующих нефтяных скважинах. Техническим результатом является повышение точности измерений.

Указание параметров ветра // 2571439

Изобретение относится к области метеорологии и может быть использовано для указания параметров ветра при посадке летательного аппарата. Сущность: устройство развертывается вдоль воздушной траектории по направлению к поверхности земли, например, после сброса с летательного аппарата в полете.

Анемометр // 2535650

Предложенное изобретение относится к микромеханическим системам для измерения потоков жидкостей и газов и определения направления данных потоков. Заявленный анемометр, предназначенный для измерения указанных величин, содержит цилиндр, датчики, расположенные на его поверхности, и блок съема и анализа данных.

Скважинный датчик // 2498061

Изобретение относится к устройствам, предназначенным для измерения параметров потока флюида (нефть, вода, газ и их смеси), таких как температура, скорость и фазовый состав, и может быть использовано при проведении геофизических исследований скважин, а также при контроле за транспортировкой жидких углеводородов по трубопроводной системе.

Способ контактного измерения профилей скорости ветра и течений в зоне волнения // 2488835

Оптический измерительный преобразователь смещения // 2319158

Мобильная ветроэнергетическая установка с вертикальной осью вращения // 2759581

Мобильная ветроэнергетическая установка с вертикальной осью вращения предназначена для преобразования кинетической энергии потоков воздуха с небольшими скоростями в электроэнергию для снабжения предприятий преимущественно сельского хозяйства и малого бизнеса, расположенных в труднодоступных и удаленных районах.