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Erfindung
Russische Föderation Patent RU2075640

STEUERVERFAHREN Windturbine

STEUERVERFAHREN Windturbine

Name des Erfinders:. Zabegaev AI; Gorbunov YN. Kleshenko VG. Novak YI. VV Dyomkin
Der Name des Patentinhabers: Gesellschaft mit beschränkter Haftung "Obschemash- Engineering"
Adresse für die Korrespondenz:
Startdatum des Patents: 1995.04.20

Verbrauch: Die Erfindung betrifft Energie, die speziell für die Windenergieanlage (WEA) zu wickeln, elektrische Energie Synchrongeneratoren, die unter Verwendung in einem Netzwerk ausgeführt wird. Das erfindungsgemässe Verfahren zum Betreiben einer Windenergieanlage Steuerung beinhaltet die Installation der Stromerzeugung, wenn der Generator in einem Netzwerk ist, die aerodynamische Grenze der Strom durch das Windrad und Propeller Anschlag entwickelt. Die Wirkungsweise des Generators mit dem Netzwerk am Fehlerschaufelrotationssystem der rotierenden Elemente der Installation aufgebracht Bremsmoment, um die Größe des entsprechenden Nenndrehmoment im Getriebe Ausgang dann der Generator aus dem Netzwerk und zusätzlichen Brems bereitzustellen, einen Generator, um zusätzliche Hysteresebremse Moduseinstellung zu drehen, wenn die Hysterese-Bremspunkt in Größe, nicht das Nenndrehmoment des Getriebes überschreitet und die Zeit t von zusätzlichen Bremsmomentes Anwendung auf der einen Seite , ausgewählt aus t i von (2 ... 5) t, in dem die t - die Periode der niedrigsten Frequenz der Oszillation der Klinge Propeller und auf der anderen - in der Offensive Bedingungen w max = w 2 nom, wobei w max - Nenndrehzahl Propeller - das Maximum ist , w nom zulässige Drehzahl des Windrades. Zusätzlich Hemmung der Elemente des Installationsprozesses monoton verringern das Drehmoment M m1, entwickelt von einer elektromagnetischen Bremse dreht, den Drehwinkel w Propellerdrehzahlen von bis zu 0,3 zu reduzieren. . . 0,5 Nennrotationsgeschwindigkeit w nom abgeschnitten elektromagnetische Bremse zur selben Zeit wie die elektromagnetische Bremse in dem Generator - Modus verwendet wird, die Hysteresebremse.

BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Die Erfindung betrifft Energie, die speziell für die Windenergieanlage (WEA), elektrische Energie zu Wind Synchrongeneratoren , die unter Verwendung in einem Netzwerk ausgeführt wird .

Die Forschungsarbeiten von Hochleistungswindturbinen, beispielsweise 250 kW, haben gezeigt, dass, wenn die Windturbine bei starkem Wind über 13,15 m / s bei Notfällen samorazgone Propeller auftreten können.

Windturbinen - Steuersystem ist mit dem Überschuss über die Soll - Winkelgeschwindigkeit abgestimmt, zum Beispiel bei 4,5% bei w = (1,04 ... 1,05) w für Windturbinensteuerungen Team gemacht Klingen Übersetzung Propeller in Segelstellung.

Jedoch in einigen Fällen, beispielsweise wenn der Fehlermechanismus der Rotation der Schaufeln, hydraulische Systemausfall, Beschädigung von Stangen und andere Fehler, sondern auch mit einem Mangel an Antriebskraft, beispielsweise bei niedrigen Temperaturen und die erhöhte Reibung, mögliche Fehlpropellerblätter in die Segelstellung.

Als Ergebnis Windrad, Energie von vetropotokah auszuwählen fort beginnt zu Selbst beschleunigen. Wenn der Propeller Winkelgeschwindigkeit 4,5% des Nenn überschreitet gestört Synchrongenerator mit dem Netzwerk, wobei der Generator burn überlasten kann. Windrad PTO Verlust von ihm Beschleunigung andauert, kann die Drehzahl bis zu 2, 3 oder mehrere Male der Nominalzins. Strom aus der vetropotokah gezogen, wächst und Notfall steht unmittelbar bevor.

Review "Szenario" im Jahr 1993 gab es eine Reihe von Unfällen von Windenergieanlagen 250 kW Ukraine, durch die Zerstörung des Propellers begleitet. In Russland und in einer Notsituation.

Die Forschungsarbeit der Windturbine in potenziell zeigte Notfälle, dass das Problem eines Notfalls die Turbinenregelung im Falle des Scheiterns der Klingen Position Wind stoppen ist erforderlich und kann nicht einfach durch die Bremsvorrichtung Einstellung gelöst werden. Also, wenn w = 2 w Nennleistung zum Propeller ist in 2 oder mehr mal größer als die nominal. Installation der mechanischen Bremse, den Propeller, mit einer Kapazität von zumindest größer als die angegebene Leistung des Windrades entwickelt zu stoppen, die einerseits zu einer sehr dynamischen Belastung der Flügel des Windrades, andererseits die Notwendigkeit, die durch Bremsen erzeugte Wärme Recycling, zum Beispiel 400.500 kW für zehn Sekunden, das heißt komplexe technische Problem, weil neben Einheiten, in denen die Wärmeerzeugung auftritt, Temperaturzustand Gondeln in der Regel gestört, was zum Ausfall der Anlage vor Überhitzung führen kann.

Es ist ein Verfahren zum Abbremsen und Anhalten Steuer Propeller Windturbine implementiert, wenn Arbeiten am Gerät AS UdSSR N 1076617, Kl. 03 F D 1/00 ​​von 28.05.82, in dem das Fehlen von Windrades durch eine pneumatische Bremse in einer festen Position gehalten wird, und wenn im Bremsbetrieb und Anhalten des Propellers Bremsdrehmoment von der Bremse angewendet wird direkt auf die Propellerwelle arbeitet.

Der Nachteil dieses bekannten Verfahrens ist, daß das Bremsmoment direkt auf die Antriebswelle aufgebracht wird, die mit viel Aufwand in die Entwicklung der Bremsvorrichtung erforderlich ist, da der Moment der maximalen Propeller auf seiner Welle ist.

Zusätzlich reduziert die Verwendung von Druckluftbremsen die Zuverlässigkeit der Windturbine angehalten, da sie die Erzeugung eines weiteren Luftturbinenantriebssystem zusätzlich zu dem vorhandenen Stromnetz, und einen Kompressor, Rohrleitungen, Pneumatikventile erfordert. Dies ist ein Nachteil (es sei denn, die Verwendung von Windenergieanlagen für die Zwecke der hochspezialisierten Druckluft).

Wie oben direkte mechanische Bremsen gezeigt wird auf die Propellerwelle löst nicht das Problem auf jeden Fall Propeller an seiner Ausbreitung über die Nenndrehzahl, da die Notwendigkeit der Bremsleistung übersteigt deutlich den Nominalwert der Leistungsturbine zu stoppen angewendet. Daher Lösung des Problems muss mit einer mechanischen Bremse kombiniert in der Richtung der aerodynamischen Leistungsbegrenzungen gesucht werden.

Diese Nachteile schränken die Verwendung dieses bekannten Verfahrens und erlaubt nicht seine praktische Verwendung in Notsituationen oben diskutiert.

Es ist ein Verfahren zum Abbremsen und Anhalten Steuer Propeller-Windturbine implementiert, wenn auf einem Gerät arbeiten. Seite UdSSR N 1325189, Kl. F 03 D 7/04, 07.01.76, in der die Leistung durch die Windturbine Windrad in Routine und Notfallsituationen entwickelt, durch ein System der Regulierung Messerposition gesteuert, die Steuersignale von dem Sensor und der Windturbinensteuersystem empfängt.

Nachteilig an diesem bekannten Verfahren ist vor allem, dass es nur dann, wenn ein funktionierendes System zur Regulierung der Schaufeln Position umgesetzt werden kann. Die Vervielfältigung Gerätesysteme bedeutet nicht, eine deutliche Steigerung Zuverlässigkeit, da es Fälle geben kann, wenn ein funktionierendes System möglicherweise nicht genügend Macht haben, die Klingen mit den PTO Winkel in Segelstellung zu bringen. Diese Fälle sind typisch für hohe Leistung Windkraftanlagen. In diesem Fall wird das Windrad auf Geschwindigkeiten beschleunigt erhöht, es zerreißbare Leistung weiter erhöht wird, weiter zunehmender Last bzw. potenziellen Notfalls.

Das bekannte Verfahren der Ansteuerung der Bremse und der Propeller-Windturbine zu stoppen, nach ein. Seite UdSSR N 1325189, Kl. F 03 D 7/04 von 07/01/76 war der ähnlich wie der beanspruchten technischen Wesen und erreichbare Wirkung und wird als Prototyp, als die Hauptrichtung im Kampf gegen die Klasse in Frage Unfall ausgewählt ist aerodynamische Leistungsbegrenzung, entwickelt Windrad zu erreichen, wonach der Aufgabe propeller Anschlag kann bereits mit der Verwendung der Bremsen gelöst werden.

Dies zeigt, dass nur aerodynamische Bremsen oder nur mechanische Bremsen nicht ausreichend ist für ein effektives Bremsen und Anhalten der Turbine im Notfall ist nicht ausreichend und eine einfache Kombination.

Um dieses Problem zu beheben, eine umfassende Lösung erreichbarer nicht einfach die Summe der bekannten Ergebnisse und einer erfinderischen Tätigkeit.

Notwendig, um eine neue Technologie Windturbine Notbremsung zu entwickeln - das Steuerverfahren der Windturbine, die Erhaltung der Kraft und Ausdauer des Windrades, Windkraftanlagen und Getriebe Notfall beseitigt erreicht.

Das Ziel der Erfindung ist:

  • die Zuverlässigkeit und Sicherheit von Windenergieanlagen zu verbessern, indem die Entwicklung eines Notfall bei einem Ausfall des Systems Drehpropellerblätter verhindert;
  • Verbesserung der Sicherheit des Betriebs von Windenergieanlagen;
  • die Ressource von Windenergieanlagen zu erhöhen, indem sie die dynamischen Belastungen auf die Propellerblätter, Getriebe, Generator beim Bremsen Modi, einschließlich Notfall handeln zu reduzieren.

Das Ziel wird dadurch erreicht, dass der Betrieb von Windkraftanlagen im Generatorbetrieb, wobei das Netzwerk und ein Fehler auftritt, die Rotorblattsystem Drehen, Drehelemente Installation Bremsmoment aufgebracht wird, um die Größe des entsprechenden Nenndrehmoment im Getriebe, dann Ausgang des Generators vom Netz und zusätzliche Brems erstellen Übersetzungsgeneratorbetrieb eine zusätzliche elektromagnetische Bremse, zu fragen, wenn elektromagnetische Bremsmoment, wird die Grße nicht das Nenndrehmoment des Getriebes überschreitet, und das Zeitintervall zwischen dem Anlegen des ersten und des zusätzlichen Bremsmoment wird durch die erste Anwendung des Bremsmoments verursacht Schwingungen auf der einen Seite nicht weniger Zeit Dämpfungsklinge ausgewählt und, auf der anderen Seite überschreitet nicht die Ausbreitung von Windrades zur doppelten Nenndrehzahl.

Beim Bremsen weiter die Menge des monotonen zusätzliches Bremsmoment reduzieren, um ein Windrad Winkelgeschwindigkeit gleich der Nenn 0,3.0,5, abgeschnitten zu erreichen elektromagnetische Bremse.

Die beigefügten Zeichnungen zeigen: Fig. 1 Zeitplan der Macht durch das Windrad am Beispiel von Windkraftanlagen AVE-250 Propeller mit einem Durchmesser von 25,0 m in der Betriebsart mit variabler Geschwindigkeit w (t) erzeugt wird ; Fig. 2 Leistungsbilanz: Eingang vom Propeller auf die Antriebs- und Bremsleistung; Fig. 3 ist ein Diagramm , in Schritten des Bremsmomentes auf das Getriebe und Windrad und die Geschwindigkeit w (t) angewendet Propeller erhöht. Schwankungen Propellerblätter A (t), die sich aus der Anwendung auf das Bremsübertragungsmoment M t M T1; Fig. 4 VEU Diagramm, das eine Implementierung des beanspruchten Verfahrens am Beispiel eines Single-Threaded-Leistung von Windkraftanlagen mit einer gemeinsamen Übertragung darstellt.

STEUERVERFAHREN Windturbine

In den Zeichnungen und der Text angezeigt: 1 Propellerblätter; 2 - der Generator; 3-Eingang, Low-Speed-Welle des Multiplikators; 4 große Zahnrad Multiplikator; 5 Zwischenwelle Multiplikator; 6 - Ausgang, High-Speed-Welle des Multiplikators; 7 Schwungrad; 8 - mehrstufig (zwei oder mehr) des Multiplikators; 9 Positionssteuersystem Propellerblätter; 10 durch die Bremse gesteuert wird; 11 -vyklyuchaemaya Kupplung; 12 Abtriebsreibkupplungsplatten Platte; 13 Hauptreibungskupplungsplatte; 14 Motor aus Kupplungsaktors; 15 Fahrkupplungsgetriebe aus; 16 Bremsbeläge; 17 weitere High-Speed-Welle des Multiplikators; 18 Abtriebselement Kupplungen; 19 Eingangselement Kupplungen; 20 Hohlwelle Propeller; 21 -zubchataya Kupplung; 22 Frühling; 23, das Druckelement; 24 Motor aus Kupplungsaktors; 25 Minderer; 26 Schraube; 27 Mutter; 28 Hebel; 29 Anhänger; 30, das große Zahnrad der Zwischenwelle des Multiplizierers; 31 kleine Zahnrad der Zwischenwelle des Multiplikators; 32 Windkraftanlagen-Steuerung; M r - Wert des Bremsmoments; M n Sollwert des Drehmoments bei der Übertragung während des Betriebs von Windenergieanlagen mit einer Nennleistung von Herrn N übertragen wird ;

M n = N SG/ w SG

w Herr Nenndrehzahl Propeller; w max maximal zulässige Drehzahl Propeller; T Periode der niedrigsten Frequenz der Schaufelpropellerschwingungen; Z Propeller Schnelligkeit; Leistungsfaktor C p.

Verfahren zum Betreiben einer Windenergieanlage Steuerung ist wie folgt.

Wenn die Stromerzeugung in der Wirkungsweise des Generators auf dem Netzwerk, um die Leistung aerodynamische Grenze durch Windrades entwickelt zuführen, angewendet, um den Ausgang des Generators vom Netz und den Propeller zu stoppen, und den Fall des Versagens der Schaufeln rotierenden Systems im Generatorbetrieb, wobei das Netzwerk an die rotierenden Elemente der Installation Bremsmoment, die Größe der entsprechenden nominalen die Zeit der Übertragung, und dann ausgegeben der Generator aus dem Netzwerk und zusätzlichen Brems liefern, einem Generatormodus eine zusätzliche elektromagnetische Bremse dreht, zu fragen, ob die Hysterese Bremspunkt durch einen Abstand nicht das Nenndrehmoment des Getriebes überschreitet, und die Zeit t von zusätzlichen Bremsmomentes Anwendung auf der einen Seite aus der Beziehung gewählt

t i (2.5) T,

wobei T die Periode der niedrigsten Frequenz der Schwingung der Blattpropeller und andere Bedingungen in der Offensive

w max = w 2 nom,

wobei w max maximal zulässige Drehzahl Propeller,

w nom Nenndrehzahl Propeller.

Beim Bremsen verringern die rotierenden Elemente der Installation monoton das Drehmoment M m1, durch eine elektromagnetische Bremse entwickelt und die Winkeldrehung der Propellerdrehzahl w 0,3.0,5 auf die Nenndrehzahl zu erreichen , w nom elektromagnetische Bremse abgeschnitten.

Betrachten wir die Durchführung des beanspruchten Verfahrens von einer Windturbine am Beispiel der Windturbine Single-Thread-Performance Controlling, Design-Layout-Diagramm ist in Fig. 4 (Detail dieser Windkraftanlage in der Anwendung "Wind Turbine" vom gleichen Anmelder betrachtet, bei VNIIGPE gerichtet, ref. Von N 34 / 4-95 von 04.12.95 Stadt).

Windturbine umfasst Wind mit rotierendem Messer 1 ist ein mehrstufiger Multiplizierer 8, wobei der Generator 2 die Position der Schaufeln 1 9 Steuersystem, um die Kupplung 11 zu deaktivieren, gesteuert durch die Bremse 10, das Schwungrad 7 Windrad in einer Gondel montiert auf der Hohlwelle 20 verbunden, durch eine Zahnradkupplungsverbindungs ​​21 mit dem Eingang Low-Speed-Welle 3 stufigen Multiplikator 8, die Energiegehäuse mit. Die Kupplungen Kupplung 11, einem Ausgang 18 und Eingang 19 Elemente drehmomentübertragenden, aus dem gleichen Kupplers Seite 11 abgeleitet ist, 18 das Eingangselement als Hohl gebildet gestufte Hülse führenden montiert ist koaxial mit dem Abtriebselement 19, die Kupplung 11 und mit dem Ausgang verbunden ist Multiplizierstufe 8. die zentrale Kupplungselement 18, 11 ist die Abtriebswelle 8 durch die Hohlwelle 6-Gang-Multiplizierers geführt und ist mit einem Schwungrad 7, der in Reihe mit dem Generator 2 deaktiviert seine Kupplungsgehäuse 11 befestigt, um den Körper Kraftvervielfacher 8 verbunden.

Der Moment Kupplung 11 geleitet, indem die Größe der axialen Kraft gesteuert, drängt die Reibungsplatten 12 und 13 über das Druckelement 23, bestehend aus dem äußeren nicht drehenden und drehenden Innenteile, gespitzten Feder 22. Die Ein-Aus-Kupplung 11 durch den Antrieb durchgeführt wird, einschließlich Kraft 24, Zahnrad 25, Schraube 26, Mutter 27, mit einem Ende eines Hebels 28 verbunden, die schwenkbar an dem anderen Ende an dem Kupplungskörper angebracht ist, wird der dritte Punkt des Hebels 28 schwenkbar an der Schubstange 29 verbunden, Kupplung 23, Druckelement 11.

Gesteuerte Bremse 10 ist an dem Gehäuse befestigt durch den Multiplizierer 8, gegenüber dem Generator 2 und dem Windrad sowie Kupplungen 11 mit dem Antrieb. Eine mechanische Bremse 10, beispielsweise Schuhtyp eine Bremstrommel 16 und Schuh oder Scheibe umfaßt. Mögliche Ausführungsform der elektromagnetischen Bremse, wie Hysterese (als mechanische Bremse, wie beispielsweise ein Standard-Bremsschuh Typ des TAP kann [3] verwendet werden).

Die Bremse 10 ist mit einer zusätzlichen Hochgeschwindigkeitswelle 17 und dem Multiplizierer 8 über ein großes Zahnrad 30 der Zwischenwelle 5, ein kleines Zahnrad 31, die Zwischenwelle 5 mit 4 großen Getriebeeingangsdrehwelle 3 Multiplizierers 8 verbunden.

Die praktische Durchführung des Verfahrens ist wie folgt :

Wenn ein Fehler-Positionssteuersystem Rotorblatts (Blattdrehung) oder die Unfähigkeit, die Blätter in Segelstellung zu starten aufgrund einer Überlastung des Windrades (was zu einer Störung entspricht, da das System seine Funktion nicht ausführen) im Generatorbetrieb auf dem Netzwerk, zu den Drehelementen des Getriebes aufgebrachte Bremsmoment (: beginnt im Falle der Nichtabgabe des Generators vom Netz und zur Verringerung der Winkelgeschwindigkeit des Windrades, Windrades Generator zu drehen, als ein Motor arbeitet in dem beanspruchten Entscheidung kommt es Turbinen mit Synchrongeneratoren zu wickeln), während die Generatorleistung aus dem Netz.

Das Bremsmoment T M von der mechanischen Bremse 10 an das Getriebe angelegt wird , Elemente zu drehen, beispielsweise 5 mit der Zwischenwelle 6 oder der Ausgang des Multiplizierers 8. Bevorzugt ist die Anwendung von Drehmoment auf die Zwischenwelle Brems 6 (oder Wellen), da es eine gleichmäßige Lastübertragung ermöglicht und in der Regel den Gesamtwert des Bremsmoments zu erhöhen.

Anhang Bremsmoment M r der mechanischen Bremse 10 druckempfindliche Pads 16 auf die Bremstrommel fast plötzlich springen. Bremskraftverstärker 10, definiert als das Produkt aus dem Bremsmoment M r von der Winkelgeschwindigkeit des Windrades w n, und gleich der Nominalleistung übertragen durch die Übertragungsturbinengenerator 2 ist die Umsetzung des Bremsmodus wird von dem Wert der Einsatzbedingungen des Bremsmomentes auf das Nenndrehmoment des Getriebes entspricht , während die Windturbine bei Nennleistung. In diesem Fall tritt die Übertragungslast, da sie für den Dauerbetrieb ausgelegt ist, um die Drehmomentgröße übertragen.

nur ein Bremsmoment M m gleiche Leistung zu Beginn des Bremskrafterzeuger bewertet M 2 Windenergieanlagen für Windenergieanlagen jedoch stoppen störungsfrei genug. Im Wesentlichen 10 die mechanische Bremse ersetzt die Last von dem Generator an den Windrad. Windrad zur gleichen Zeit weiter zu beschleunigen, alle Macht wegzunehmen vetropotokah erhöht und nach 30,60 Sekunden der Bremse kann sich überhitzen und ausfallen. Um dies nicht in dem vorliegenden Verfahren mit der Ausgangswelle der Getriebeausgangswelle 6 8 Multiplizierers ein zusätzliches Bremsmoment M m1, wodurch dieses zusätzliche Brems durch den Generator 2 in der Übersetzung des elektromagnetischen Modus, beispielsweise Hysteresebremse geschah. Moment M T1 mit Hysteresebremse und ist so eingestellt sein, oder zumindest nicht mehr als die Nenndrehmoment M n im Getriebe , wenn sie bei Nennleistung Windenergieanlagen betrieben wird . Somit wird die Abtriebswelle des Getriebes 6 Bremsmoment M t geladen wird , größte Nennmoment während des Betriebs der Windenergieanlagen übertrifft, als Teil der Übertragung von der Zwischenwelle auf den Propeller des Multiplizierers 5 in der Grenze des Doppelmoment M M M m + m1 geladen wird. Die Analyse zeigt, um die Stärke der Sendeturbinenwelle und Propelleranordnungen in der Berechnung ihrer Arbeit für einen Zeitraum von 10,15 Jahre in variierenden Lastbedingungen die Haltbarkeit des Sicherheitsfaktor von mindestens gelegt 2,5.4,0 sicherzustellen. Daher reduzieren kurzzeitige Belastung des Getriebes und die Propellerwelle mit Überlastungen zweimal gegen Nennbetriebs unbeschadet der Auslegung von Windenergieanlagen und praktisch seine Ressource, zumal es eine Notfallsituation, die im Falle ihres Scheiterns führen zu mehr Schäden zu vermeiden.

Ein wichtiger Faktor ist die dynamische Belastung der Flügel des Windrades an die plötzliche Anwendung der mechanischen Bremse. Diese Propellerblätter gebogen, entwickeln starke Schwingungen der Blätter, durch hohe Belastungen begleitet. Die Flügel sind so auf den PTO Winkeln und sind so ausgerichtet, daß der Umfangsabschnitt der Klinge im wesentlichen in der Rotationsebene liegt und die Wurzel stark verdrehten Teil ist relativ zu der Rotationsebene in einem Winkel von 10 o bis leicht verdrehten Klingen und bis zu 34 o 35 o für stark verwirbelt Klingen, neueste theoretische Grenze.

Als Ergebnis bei der Anwendung des Bremsmoments Klinge gebogen in zwei Ebenen, einschließlich Torsion und Schwingungen auftreten, ist es möglich, Flattern. Daher wird dieser Modus darf nur der kürzestmöglichen Zeit geladen wird, während der nur die Klinge durch die Rotationsgeschwindigkeit durch die Auswahl der Bremskraft erreicht Reduktionskraft von dem Rad Strömungswind gezogen überschreitet Leistungsgrenze aerodynamischen kann.

Das Mandat auf der Windturbine Propeller mechanische Bremsmodus wird als ein Notfall ist, wird ihre Umsetzung streng geregelt, zum Beispiel nicht mehr als 20.50 Fälle für die gesamte Betriebsdauer des Windrades 15,20 Jahre Bremsen.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist für die Umsetzung in einem im wesentlichen Fehlermodus vorgesehen. In diesem Fall erzeugen die Auslösung der Übertragung nicht, aufgrund dessen sich der größte Trägheitsmoment der rotierenden Teile der Turbine ist. Appendix Bremsmoment M t die gleichzeitig erzeugt eine "sanfte" Lademodus des Windrades, die auf "split" transmission 40,50% von den Werten der Belastungen im Vergleich zu der Wirkung des Momentes M t ist. Siehe Fig. 3.

Beispielsweise, wenn sich ein Unfall ereignet und der Turbine verliert die Verbindung mit dem Netzwerk und wird in dem Fall ist, ein wahrscheinliches Versagen des elektrischen Stromgenerators oder Steuervorrichtungen und Kommunikationsnetzwerk, das Brennen, und die Bremseinrichtung ohne Strom versorgt, hört es Schuh 16 in der zurückgezogenen Position der Riemenscheibe zu halten, , aufgrund dessen ist es ein Bremsmoment auf die Zwischenwelle und dem Getriebe des Windrades aufgebracht und dann nach einem bestimmten Zeitintervall oder über dem Sollwert der Winkelgeschwindigkeit auf der Verstellpropeller Windturbinensteuersystem zu erreichen, wird von einer unabhängigen eigenständige Stromquelle, Schalter an die elektromagnetische Bremse mit Strom versorgt.

Wenn Sie die Windturbine außer Betrieb Windrad finden wird im verriegelten Zustand gehalten, und die mechanische Bremse "freigegeben" nur in der Übersetzung von Windenergieanlagen in Betrieb, bevor Sie den Propeller zu starten. Dies verhindert nicht autorisierte Übertaktungs Propeller und erhöht die Sicherheit auf die Arbeit und die Sicherheit des Betriebs von Windenergieanlagen.

Weitere Drehmoment-Zeit T1 M aus den folgenden Einschränkungen ausgewählt:

  • der Zustand der Schaufeln Schwingungen Moment M Dämpfungs t erregt Anwendung;
  • die maximal zulässige Geschwindigkeit, die dem Windrad dispergiert werden können, die nach der wegen des erhöhten Bremsleistung erreicht unmöglich sein wird, selbst bei der Anwendung zusätzlicher Drehmoment M T1, wie in Fig. 1, wobei die dargestellte Graph, "1" mit der Rotationsgeschwindigkeit erhöht, cm eine Leistungserhöhung um ein Vielfaches veranschaulicht. Und Fig. 2, die die ankommende Leistung und Leistungsbilanz zeigt, wird zum Bremsen verbraucht.

Acceleration Propellerdrehzahl wird auf den erhöhten Leistungsabgabe erhöht und damit weiter zu erhöhen, die Reibungspunkte in den Mechanismus der Drehung der Flügel wegen der hohen Belastungen auf die Klinge, die Sicherheitsposition Blattpropeller Steuersystem Bedingungen für die weitere samorazgona Propeller erzeugt.

Samorazgona Prozess sollte bei Erreichen der beiden folgenden Bedingungen zu stoppen:

aerodynamischer Selbstbremsung bei hoher Geschwindigkeit durch die Werte von C p auf 0 bei hohen Z reduziert wird ;

Gleichgewicht der Eingangsleistung und Leistungsverluste.

Die Schätzungen für einige typische Nicht-Standard - Betriebsarten für den Propeller Dreiblatt-Version der Version mit einer Nennleistung von 250 kW und einem Durchmesser von 25 m und w n 4,98 s -1 sind in der Tabelle unten [4] die Möglichkeit der Rotation des Windrades mit variabler Geschwindigkeit mit Einbauwinkeln gezeigt Klingen in der höchsten Leistungs Auswahl, die auf die Kurve 1 in Abb entspricht. 1.

Mit zunehmender Geschwindigkeit vetropotokah samorazgona Gefahr und ihre Folgen zu. Somit wird durch die Anzahl der spezifischen Drehzahl Z = WCH R / v reduzierenden (mit einem Anstieg in V) positive Werte der Leistungskoeffizient C p ist , für immer höhere Geschwindigkeiten bei der Geschwindigkeit V i von 15,0 m / s gespeichert (20,25.30 m / s) v ~ und w. Zur gleichen Zeit aufgrund der zunehmenden Geschwindigkeit v ~ weiterhin die Kapazität zu erhöhen, selbst bei niedrigen Werten von C p.

Wenn w »(4 ... 5 w) n aufgrund der erhöhten Geschwindigkeit des Umfangsteils der Klinge wird die Klinge klassischen Strömungsmuster gestört: dort fließt getrennt, die eine" Bremswirkung "erzeugt und begrenzt die Drehzahl des Propellers über w» (4 .. 0,5) w n.

Unter diesen Bedingungen wird , wie aus der Tabelle ersichtlich ist, von der Gegenwart nur eine mechanische Bremse Nennleistung des Generators N Fell 250,0 kW den Propeller Halt an der Propellerdrehzahl kann garantieren , nicht mehr als 13,5 15,0 m / s.

Bei der Auflösung der Bremskraft Windrad, wenn die Bremse und erhöht. Wachstumshemmungskapazität ist proportional zu der Rotationsgeschwindigkeit erhöhen, da das Bremsmoment in dem Getriebe ausgeführt ist - konstant ist.

Die erzeugte Wärme während des Betriebs der mechanischen Bremse bestimmt seine Betriebsart als Notfall und kurzfristig.

Betrachten Modus Propeller Bremsen.

Aktueller Fall.

Der rotierende Windrad mechanische Bremse mit N m 250,0 kW geladen.

Stromversorgung von vetropotokah im Bremsbetrieb wird nicht berücksichtigt.

Die Winkelbeschleunigung beim Bremsen (M t M nom - Übertragung)



wobei J das Trägheitsmoment der rotierenden Massen des Getriebes und Propeller ist, mit dem Niedergeschwindigkeitswelle reduziert.

J 6,8 x 10 March (kg × s × 2 m)

Unter Berücksichtigung der Zeit, des Schwungrades und der rotierenden Elemente der Übertragungsmenge J wird durch das 1,5-fache erhöht und

J etwa 10,2 x 10 March (kg × s × 2 m).

In dem Moment , M t, durch die Bremse entwickelt



(Im Folgenden Betrachten Sie die Parameter an die Low-Speed-Welle: if (Mechanische Leistung)

w n = 4,98 s -1.

Verzögerungszeit Propeller:



Wobei die Zeit t in Abwesenheit von Bremsstromversorgung vom Propeller dem Fall entspricht.

Offensichtlich ist für den Fall , dass die Übertragung von Leistung vom Propeller eintritt, Überschreiten des Nenn, Anhang M t nur ein Teil des Problems beseitigt: Windrad unter dem Einfluss von Überkapazitäten D N, siehe Fig .. 2 nur zu beschleunigen und kann weiterhin durch ein zusätzliches Anwendungs M m1 gestoppt werden, wenn das Windrad nicht Leistung größer als die Bremskraft , indem beide Bremsmomente M M m + m1 gewonnen wird.

Die Menge an Energie in Form von Wärme in der Bremse freigegeben wird, kann definiert werden als



Wie die Analyse der Bewegung während der Beschleunigung Propeller mit nur einem Bremsmoment M t zu w nw = 2 nw unter dem Einfluss von D N Bewegung erfolgt mit einer variablen Winkelbeschleunigung J



Daher wird als ein Kriterium einer Grenzbedingung, nach der der Unfall nicht verhindert werden konnte, werden die Bedingungen so gewählt, um die Winkelgeschwindigkeit des Windrades zu erreichen,

w max = w 2 SG

Wenn also von nicht mehr als 2 W max überschreiten = w nom möglich aerodynamische Leistungsgrenzen Windrad entwickelt erreichen.

Dies ist in Fig. 3, die eine Windrad Beschleunigung zeigt, von einer Geschwindigkeit Starten des Nenn in Höhe von maximal Dw = (4 ... 5%) w App Moment M t, die Beschleunigung des Windrades zu reduzieren, das Erreichen seiner w max beschleunigen = w 2 zum Zeitpunkt t bewertet2 und Erreichen Verzögerung durch das Drehmoment M m1 Anwendung. Nach Erreichen einer stabilen Prozess des Propellers Bremsen und seine Drehzahl zu reduzieren erreicht seine Kraft steady aerodynamische Begrenzung (für eine wirksame Bremsung und die Minimierung der Wärme in der Gondel erforderlich ist, nicht nur zu hemmen, sondern auch die Kraft zu reduzieren, die aus dem Propeller und ausgegeben für das Bremsen erhalten, und dies wird durch aerodynamische erreicht wird bedeutet), wobei mehr w = w zu erreichen SG die Größe des zusätzlichen Bremsmoment durch eine elektromagnetische Bremse entwickelt verringern kann.

Als nächstes wird in dem Prozess der Abbremsung der rotierenden Einbauelemente monoton das Drehmoment durch die elektromagnetische Hysteresebremse entwickelt verringern, und die Winkeldrehung der Propellerdrehzahl auf die Nenndrehzahl 0,3.0,5 offene Hysteresebremse zu erreichen.

Zeichen des vorgeschlagenen Verfahrens in Bezug auf:

  • "Verringern Monotone das Drehmoment, das durch eine elektromagnetische Bremse entwickelten";
  • Und teilweise als eine elektromagnetische Bremse Hysterese Generator Bremsmodus "verwendet," Aus der elektromagnetischen Bremse die Winkeldrehung der Propellerdrehzahl zu 0,3.0,5 Nenndrehzahl zu erreichen ";
  • verstärken die positiven Auswirkungen der Umsetzung der Kombination von Merkmalen im Hauptanspruch und machte in weitere Punkte aufgeführt: Nr. 2, 3 und 4 der beigefügten Ansprüche.

Das beanspruchte Verfahren ist im wesentlichen das erste Mal, das praktische Problem schnell und effizient (und mehrfach) stoppen Propeller bei allen Arten von Notfallsituationen, einschließlich der Leugnung der Klingen-Positionssteuersystem Mechanismen Propeller in den Bereich vetropotokah Geschwindigkeiten zu lösen, während gleichzeitig das Bremsmoment Maximalwert zu realisieren, objektiv begrenzt Stärke Fähigkeit Bau von Windkraftanlagen und auf Stand-alone-Windkraftanlagen im Automatikbetrieb, die technischen Mittel, Betrieb und Stand-alone-Windkraftanlagen zu schaffen, die, auch in Notsituationen nicht Personal erfordern, da Notfall Algorithmen für Windkraftanlagen deutlich zu, in diesem Modus definiert werden, die Kontrolle über das beanspruchte Verfahren.

In der Praxis ist diese Windturbine für das Verteidigungsministerium Einrichtungen, Fern Farmen, Leuchttürme, usw. Objekte zu denen der Zugang schwierig ist.

Somit ist das erfindungsgemässe Verfahren progressive und seine Verwendung schafft eine positive Wirkung:

  • die Zuverlässigkeit und Sicherheit von Windenergieanlagen zu verbessern, indem die Entwicklung eines Notfalls bei einem Ausfall des Systems drehen Propellerblätter zu verhindern;
  • erhöhen die Sicherheit des Betriebs von Windenergieanlagen;
  • die Ressource von Windenergieanlagen zu erhöhen, indem sie die dynamischen Belastungen auf die Propellerblätter, Getriebe, Generator beim Bremsen Modi, einschließlich Notfall handeln zu reduzieren.

QUELLEN VON INFORMATIONEN

1. Autoren Zertifikat UdSSR N 1076617, Kl. F 03 D 1/00 ​​von 28/05/82.

2. Autor Zertifikat UdSSR N 1325189, Kl. F 03 D 7/04 von 07/01/76 - Prototyp.

3. Der Bremsschuh. TAP Typ 300 V2 PV 25% 220 V, TU 24-1-1787-78.

4. Technische Vorschlag. Arbeiten zur Schwingungswirkungsweisen zu verhindern, wenn sich das Gerät "Vetroen-250." TP.VET-250.03.94, M. Gesellschaft "Obschemash-Engineering", 1994.

FORDERUNGEN

1. Verfahren eine Windenergieanlage zur Steuerung, die Produktion von Elektrizität umfasst, wenn der Generator auf Netzwerk Einschränkung aerodynamische Leistung des Windrades entwickelt Einstellung und den Propeller, dass im Generatorbetrieb während Netzstörungen Klingenrotationssystem, dadurch stoppen, um die Rollelemente zu installieren angewendet Bremsmoment die Größe des entsprechenden Nenndrehmoment des Getriebes, und dann ausgegeben des Generators vom Netz und zusätzliche Bremsen, einen Generator, um zusätzliche Hysteresebremse Moduseinstellung, wenn die Hysterese-Bremspunkt für einen Abstand dreht sich nicht die Nenndrehmoment des Getriebes, und die Zeit t von zusätzlichen Bremsmomentes Anwendung überschreitet, die einerseits aus der Beziehung t ausgewählt i (2 - 5) t, wobei t die Periode der niedrigsten Frequenz der Schwingung der Blattpropeller ist, und andererseits - über die offensiven Bedingungen w max = 2 w nom, wobei w max maximal zulässige Drehzahl propeller, w nom nominal Propellerdrehzahl.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß während des Bremsens die rotierenden Einbauelemente monoton das Drehmoment, das durch eine elektromagnetische Bremse entwickelt verringern.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Propeller während die Winkeldrehgeschwindigkeit bewertet Verringerung 0,3 0,5 w disable Rotation elektromagnetische Bremse.

4. Verfahren nach Anspruch. 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elektromagnetische Bremse als Generator in Bremsmodus Hysterese verwendet wird.

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Erscheinungsdatum 02.04.2007gg