Вітроагрегат електричний

Изобретение относится в ветроэнергетике, преимущественно к ветроагрегатам электрическим с регулируемым углом установки лопастей ветроколеса (тангажом) с помощью двух силовозбудителей (приводов) гидравлического типа, и может быть использовано также в любых др уги х силовых установках - с двумя параллельно установленными приводами (прессы, гидравлические машины, толкатели и т. п.) в качестве механической системы, где необходимо обеспечить регулирование взаимных положений механизмов в процессе их сборки и эксплуатации, а также для исключения перекосов (заклинивания) кинематических звеньев системы, обусловленных геометрией составляющих частей системы. Система регулирования угла установки лопастей ветроколеса с опорным узлом обеспечивает регулирование скорости вращения ветроколеса, главным образом его синхронное вращение (синхронизацию), необходимое для качественной выработки электроэнергии, и является неотъемлемой частью ветроагрегата электрического. Известны ветроагрегаты электрические (ветротурбины) "Виндан-34" мощностью 400 кВт, поставляемые фирмой "Вестас" (Дания) для ветростанции в Делаболе (Великобритания), ветротурбины мощностью 250 кВт, изготовляемые компанией ХМЗ в г. Сант Тр уден (Бельгия), ветроэнергетическая установка мощностью 100 кВт разработки Уфимского государственного технического университета. Регулирование скорости вращения ветроколеса в этих турбинах происходит за счет регулирования угла установки лопастей и осуществляется с помощью системы регулирования с использованием двух приводов гидравлических, опирающихся на нерегулируемые опоры платформы, и осуществляется следующим образом. При скоростях ветра, позволяющих вырабатывать электроэнергию, система регулирования, изменяя угол установки лопастей ветроколеса, поддерживает его заданную (синхронную) скорость вращения. При снижении скорости ветра до величины, не позволяющей вырабатывать электрическую энергию, система изменяет угол установки лопастей, устанавливая их во флюгерное положение, и ветроколесо останавливается. То есть, при малых скоростях ветра ветроколесо не вращается, а значит, в это время происходит стекание смазки с трущи хся, рабочих поверхностей узлов ветротурбины, что при повторных запусках приводит к повышенному износу трущихся поверхностей, кроме этого нагрузки от веса не вращающегося ветроколеса, при длительном их воздействии, приводят к пластическим деформациям рабочих поверхностей подшипникового узла ветроколеса - все это снижает надежность указанных конструкций ветротурбин. При порывах ветра на ветроколесо, находящееся в состоянии покоя, создаются ударные нагрузки на кинематические звенья из-за наличия в этих звеньях зазоров {например, зазоры в зубчатых соединениях), что также приводит к снижению надежности этих конструкций. Наиболее близким к заявляемому ветроагрегату электрическому по технической сущности является ветродвигатель по авт. св. № 1490316,кл. F 03 D 7/07, 1987. Указанный, ветродвигатель включает ветроколесо, ступицу с направляющими стержнями, муфту, кинематически связанную шарнирами с лопастями. В систему регулирования скорости вращения ветроколеса введены направляющие и шарниры, что позволило упростить ее конструкцию в части сборки кинематических связей муфты с лопастями. Однако сборка приводов с муфтой с одной стороны и упорами с другой стороны остается сложной из-за отсутствия в конструкции элементов регулировки. Поэтому, чтобы исключить перекосы, а вследствие этого заклинивание муфты при ее работе, необходима подборка приводов по геометрическим параметрам или необходимы подгоночные операции в процессе сборки. Из опыта эксплуатации известно, что надежность (приведенная к единому моторесурсу) постоянно работающих машин и механизмов выше, чем работающих с периодическими остановками и пусками. Поэтому для повышения надежности ветродвигателя его ветроколесо должно вращаться даже и при скоростях ветра, не позволяющих вырабатывать электроэнергию (дрейфовать с определенной скоростью). Поэтому в процессе сборки ветродвигателей проводят регулировку угла установки лопастей во флюгерном положении для обеспечения дрейфа ветроколеса. Однако эта регулировка не всегда бывает эффективной, так как невозможно учесть точно все факторы, влияющие на скорость дрейфа ветроколеса. Например, моменты страгивания, трение подшипникового узла ветроколеса, которые различны у ветродвигателей, а еще и изменяются в процессе эксплуатации ветродвигателя. Система же регулирования скорости вращения ветроколеса ветродвигателя не предусматривает регулировки положения лопастей ветроколеса при нахождении их во флюгерном положении для обеспечения дрейфа ветроколеса ветродвигателя непосредственно на месте эксплуатации ветродвигателя. Скорость дрейфа ветроколеса еще зависит и от местности, где эксплуатируется ветродвигатель. Это еще одна причина, по которой предварительная (в процессе сборки) установка угла лопасти для дрейфа ветроколеса не всегда эффективна, так как невозможно учесть при установке угла лопастей все ветровые характеристики возможных регионов эксплуатации ветродвигателей. (Или необходимо заранее привязывать ветродвигатели для определенного региона, а это затрудняет сбыт ветродвигателей и не полностью решает проблему дрейфа ветроколеса). Таким образом, отсутствие полного объема конструктивных элементов регулировки в системе регулирования скорости вращения ветроколеса, как в процессе сборки ветродвигателя в заводских условиях, так и в процессе его наладки при сдаче в эксплуатацию и в процессе эксплуатации, является основным недостатком указанного прототипа ветродвигателя. В основу изобретения поставлена задача усовершенствовать конструкцию ветроаг-регата электрического, в котором упрощение и снижение объема сборочно-регулировочных работ в процессе сборки в заводских условиях и наладочных работ при сдаче в эксплуатацию и в процессе эксплуатации обеспечивается возможностью регулирования положения лопастей ветроколеса положением опорного узла относительно платформы ветройгрегата электрического и за счет этого достигается повышение надежности функционирования ветроагрегата электрического. Поставленная задача решается тем, что в ветроагрегате электрическом, содержащем ветроколесо со ступицей, размещенной на валу с установленной на нем муфтой шарнирной, соединенной с одной стороны с лопастью, а с другой стороны через гидроприводы с опорным узлом, смонтированным на платформе ветроагрегата электрического согласно изобретению опорный узел выполнен в виде установленного в направляющую канавку платформы ползуна и опоры, закрепленной на ползуне с возможностью поворота. Для доказательства причинно-следственной связи между техническим результатом с совокупностью существенных признаков заявляемого изобретения заявитель отмечает следующее. Возможность регулирования угла установки лопастей положением опорного узла относительно платформы обеспечивается наличием в платформе направляющей канавки и уста-, новленного в ней, с возможностью регулировки положения относительно платформы, ползуна опорного узла, а также установкой опоры на ползуне с возможностью поворота за счет опоры качения. Возможность же регулирования угла установки лопастей ветроколеса позволяет проводить корректировку угла установки лопастей ветроколеса при сдаче ветроагрегата электрического в эксплуатацию и в процессе его эксплуатации для обеспечения дрейфа ветроколеса. Возможность же поворота опоры за счет опоры качения позволила упростить сборку и регулировку ветроагрегата электрического в заводских условиях, а также исключила перекосы (заклинивания) кинематических звеньев системы регулирования угла установки лопасти. Все это вместе взятое повышает надежность функционирования ветроагрегата электрического. Для доказательства возможности промышленного использования заявки изобретения приводятся следующие сведения и чертежи. На фиг. 1 изображена часть общего вида ветроагрегата электрического; на фиг. 2 -сечение А-А по одному узлу фиг. 1; на фиг. 3 - кинематическая схема опорного узла. Ветроагрегат электрический состоит из ветроколеса с лопастями 1 и ступицы 2. Ступица 2 жестко закреплена на валу 3. Внутри вала 3 установлена с возможностью скольжения шарнирная муфта 4, соединенная с одной стороны (внутри ступицы) с лопастями 1, а с другой стороны через гидроприводы 5 с опорным узлом. Опорный узел выполнен в виде ползуна 6, установленного в направляющую канавку 7 платформы 8, на котором установлена опора 9 с возможностью поворота для компенсации разности в длинах гидроприводов и усилий на их штоках. Компенсация разницы в длинах гидроприводов и других элементов, составляющих звенья этой конструкции (системы регулирования угла установки лопастей ветроколеса), обеспечивается опорой 9, имеющей возможность одновременного поворота относительно продольной оси ползуна 6 и продольного перемещения совместно с ползуном 6 по направляющей канавке 7 платформы 8 с помощью регулировочных болтов 10 при отпущенных болтах 11. То есть, в указанной конструкции регулировочные работы при сборке в заводских условиях сведены к минимуму (без подбора гидроприводов по геометрическим параметрам или подгоночных операций) и обеспечиваются только перемещением ползуна 6. Наладка ветроагрегата электрического в части системы регулирования угла установки лопастей ветроколеса в процессе сдачи ветроагрегата электрического в эксплуатацию и в процессе его эксплуатации заключается в том, что отпускаются болты 11 и с помощью регулировочных болтов 10 перемещают в ту или иную сторону ползун 6 в направляющей канавке 7 платформы 8, тем самым изменяют угол установки лопастей 1 ветроколеса, добиваясь необходимой скорости вращения ветроколеса (дрейфа ветроколеса, повышающего надежность работы ветроагрегата электрического). Если скорость ветра позволяет вырабатывать электрическую энергию, то гидроприводы 5 системы регулирования угла установки лопастей 1 ветроколеса работают постоянно, обеспечивая синхронное вращение ветроколеса, необходимое для выработки качественной электроэнергии. Благодаря же тому, что опора 9 имеет возможность поворота, уравниваются усилия на штоках гидроприводов 5 (разница усилий на штоках приводов обусловлена различием площадей цилиндров, сил трения в цилиндрах, давлений в цилиндрах из-за различных гидравлических сопротивлений подводящих тр убопроводов и т. п.). А это значит, что устраняется момент сил от разности усилий на штоках гидроприводов (при их симметричном расположении относительно оси муфты шарнирной 4), который мог бы привести к перекосам (заклиниванию) муфты шарнирной 4 внутри вала 3, тем самым снизить надежность ветроагрегата электрического. Предлагаемое изобретение позволяет снизить объем сборочно-наладочных работ в процессе сборки ветроагрегата электрического, а также повысить его надежность функционирования за счет введения элементов регулировки в систему регулирования угла установки лопастей ветроколеса.