Гідропривід відбору потужності вітроенергетичної установки

Гідропривід відбору потужності вітроенергетичної установки, що містить вітродвигун, кінематично зв'язаний через вал і редуктор з датчиком швидкості, електрично з'єднаним з блоком керування, і першим і другим насосами, які гідравлічно з'єднані через перший і другий гідророзподільники з третім та четвертим гідророзподільниками, при цьому третій гідророзподільник з'єднаний з першим та другим гідромоторами, які через п'ятий та шостий 3 тим гідророзподільниками та першим і другим регуляторами витрати, при цьому перший і другий гідромотори кінематично з'єднані з відповідно першим і другим генераторами, і функціонально з першим та другим датчиками тиску відповідно, які функціонально з'єднані з блоком керування, при цьому перший насос виконано з меншим робочим об'ємом ніж другий насос та перший гідромотор виконано з меншим робочим об'ємом ніж другий гідромотор та підключені до генераторів з відповідною вихідною потужністю, а між першим і другим та третім і четвертим гідророзподільниками встановлена спільна гідролінія [Див. патент України на корисну модель № 49469 МПК F03D9/00 Бюл. № 8 від 26.04.2010 р.]. Недоліком даного рішення є відносно висока швидкість вітрового потоку, при якій починає працювати вітроенергоагрегат через неможливість паралельної роботи насосів, та значна дискретність переключення генераторів, що вимагає застосування генератора змінної потужності. В основу корисної моделі поставлена задача підвищення коефіцієнта корисної дії та надійності гідросистеми відбору потужності вітроенергетичної установки за рахунок зменшення дискретності адаптації потужності до швидкості вітру та шляхом конструктивних змін пристрою. Поставлена задача вирішується тим, що в гідроприводі відбору потужності вітроенергетичної установки, що містить вітродвигун, кінематично зв'язаний через вал і редуктор з датчиком швидкості, електрично з'єднаним з блоком керування, і першим і другим насосами, які гідравлічно з'єднані через перший і другий гідророзподільники з третім та четвертим гідророзподільниками, при цьому третій гідророзподільник з'єднаний з першим та другим гідромоторами, які через п'ятий та шостий гідророзподільники, з'єднані з першим та другим регуляторами витрати відповідно, четвертий гідророзподільник з'єднаний через сьомий гідророзподільник з третім гідромотором, який з'єднаний з третім регулятором витрати, при цьому перший, другий і третій гідромотори кінематично з'єднані з відповідно першим, другим і третім генераторами, і електрично з першим, другим та третім датчиками тиску відповідно, які електрично з'єднані з блоком керування, новим є те, що як переливні клапани використані пропорційні клапани, гідромотори мають різний робочий об'єм та з'єднуються між собою паралельно та послідовно, а між першим і другим та третім і четвертим гідророзподільниками встановлена спільна гідролінія, з'єднана з гідроакумуляторами підключеними через гідророзподільники та зворотні клапани. На кресленні зображена схема гідропривода відбору потужності вітроенергетичної установки. Гідропривід відбору потужності вітроенергетичної установки складається з вітродвигуна 1, кінематично зв'язаного через редуктор 2 з валами насосів 3 і 4. При цьому насос 3 має меншу потужність ніж насос 4. Перший і другий гідророзподільники 7 і 8 дозволяють підключати до гідролінії перший і другий насоси 3 і 4 відповідно. Гідророзподільники 14 і 15 підключають до напірної лінії гідроакумулятори 9 і 17, через дроселі зі 62961 4 зворотним клапаном 10 і 16 відповідно. Гідроакумулятори необхідні для накопичення енергії при її надлишку за високої швидкості вітру, та віддачі при зменшенні швидкості вітру. Зворотні клапани 11, 12 та 13 забезпечують напрямок потоку рідини від джерела тиску до гідромоторів. Третій гідророзподільник 24 включає перший та другий гідромотори 29 і 31 або паралельно обидва гідромотори. Четвертий гідророзподільник 25 слугує для включення третього гідромотору 33. П'ятий, шостий і сьомий гідророзподільники 23, 26 і 27 використовуються для послідовного з'єднання першого, другого та третього гідромоторів 29, 31 та 33. Швидкість обертання валів першого, другого і третього гідромоторів 29, 31, і 33 визначається налаштуванням першого, другого і третього регуляторів витрати 35, 36, і 37 відповідно. Перший гідромотор 29 має меншу потужність ніж другий гідромотор 31, який в свою чергу має меншу потужність ніж третій гідромотор 33. Гідроакумулятор 38 підключений між другим і третім гідромоторами 31 і 33 через дросель зі зворотним клапаном 39 захищає гідросистему від гідроударів, які можуть виникати при переключенні насосів та моторів, а також згладжує пульсації тиску в гідролінії. Датчик швидкості 21 контролює швидкість обертання вала вітродвигуна та надає сигнал на блок керування 28. Перший, другий і третій датчики тиску 18, 19 і 20 контролюють тиск на вході першого, другого і третього гідромоторів 29, 31 і 33 відповідно, та з'єднані з блоком керування 28. Переливні клапани 5 і 6 служать для зливу в бак надлишку робочої рідини з другого і першого насосів 4 і 3 відповідно та захисту системи від перевищення робочого тиску. Клапан 22 відключає від системи переливний клапан 6 при паралельній роботі першого і другого насосів 3 та 4. Перший, другий і третій генератори 30, 32 і 34 кінематично з'єднані з валами першого, другого і третього гідромоторів 29, 31 та 33 відповідно. При цьому перший генератор 30 має меншу потужність ніж другий генератор 32, який в свою чергу має меншу потужність ніж третій генератор 34. Пристрій працює наступним чином. При слабкому вітрі вітродвигун 1 через редуктор 2 починає обертати вали першого і другого насосів 3 і 4. В вихідному стані рідина з насосів через перший і другий гідророзподільники 7 і 8 перетікає в бак. При досягненні мінімально допустимої швидкості вітру необхідної для роботи вітроагрегата сигнал з датчика швидкості 17 надходить на блок керування 28, сигнал з якого надходить на електромагніти першого і другого гідророзподільників 7 і 8 та перемикає їх в праве положення, і третій гідророзподільник 24 перемикає в ліве положення. Паралельно включені перший і другий насоси 3 і 4 подають рідину на перший гідромотор 29. Вал гідромотора 29 з'єднаний з валом генератора 30. При подальшому зростанні швидкості вітру потужність зростає, при цьому збільшується тиск на вході першого гідромотора 29, що фіксується першим датчиком тиску 18, з'єднаного з блоком керування. При цьому знімається сигнал з електромагніта другого гідророзподільника 8, він перемикається в ліве положення перемикаючи другий насос 4 на 5 злив. Перший гідромотор 29 віддає максимальну потужність, що забезпечується першим насосом 3. Зі збільшенням швидкості вітру потужність стає достатньою для включення другого гідромотора 31, що відбувається при переключенні третього гідророзподільника 24 в ліве положення. Для того, щоб забезпечити необхідну потужність для другого гідромотора 31 додатково до першого насоса 3 підключається другий насос 4, подачею сигналу на електромагніт другого гідророзподільника 8. Зі зростанням швидкості вітру, необхідну потужність для другого гідромотора 31 забезпечує другий насос 4, при цьому з електромагніту першого гідророзподільника 7 знімається сигнал і перший насос 3 перемикається на злив в бак. Якщо швидкість вітру продовжує зростати, а другий генератор 32 видає максимальну потужність, що фіксується другим датчиком тиску 19, встановленого на вході другого гідромотора 31. Датчик тиску 19 подає сигнал на блок керування 28, сигнал з якого знову подається на електромагніти першого і третього гідророзподільників 7 і 24 та перемикає їх в праве положення. При цьому підключаються перший насос 3 та перший гідромотор 29. При подальшому зростанні швидкості вітру четвертий гідророзподільник 25 перемикається в ліве положення і в роботу включається третій гідромотор 33, а з електромагніту третього гідророзподільника 24 знімається сигнал, і всі три гідро двигуни вмикаються паралельно. Комп’ютерна верстка Мацело В. 62961 6 За максимальної швидкості вітру перший гідророзподільник 7 перемикається в ліве положення і перший насос 3 перемикається на злив в бак, при цьому тиск створюваний другим насосом 4 достатній для послідовного включення насосів 29, 31 і 33. Для цього п'ятий, третій і шостий гідророзподільники 23, 24 і 26 перемикаються в ліве, а сьомий гідророзподільник 27 в праве положення. Гідроакумулятори 9 і 17 призначені для накопичення енергії при зростанні швидкості вітру та її подальшій віддачі. В початкових положеннях гідророзподільники 14 і 15 забезпечують зарядку акумуляторів 9 і 17. При недостатньому тиску в системі або низькому значенні витрати гідророзподільники 14 і 15 перемикаються в ліве положення, акумулятори розряджаються забезпечуючи необхідні значення тиску та витрати в системі. Дроселі зі зворотними клапанами 10 і 16 забезпечують номінальний режим роботи акумуляторів 9 і 17 відповідно. Для запобігання виникненню гідроударів при перемиканні гідророзподільників 26 і 27 встановлений гідроакумулятор 38 підключений до системи через дросель зі зворотнім клапаном 39. При зниженні швидкості вітру блок керування, під дією сигналів від датчиків швидкості та тиску, перемикає гідророзподільники, підключаючи гідромашини відповідно до розвиненої вітродвигуном потужності. Підписне Тираж 23 прим. Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601