початок розділу Виробничі, аматорські радіоаматорські Авіамодельний, ракетомодельного Корисні, цікаві	хитрощі майстру електроніка фізика технології винаходи	таємниці космосу таємниці Землі таємниці Океану хитрощі Карта розділу
Використання матеріалів сайту дозволяється за умови посилання (для сайтів - гіперпосилання)

ВИНАХІД
Патент Російської Федерації RU2153598

РЕГУЛЯТОР ШВИДКОСТІ ОБЕРТАННЯ Вітроколесо

Ім'я винахідника: Афанасьєв Ю.В .; Валітов Д.Ш .; Ісмагілов Ф.Р .; Хайруллін І.Х.
Ім'я патентовласника: Уфимський державний авіаційний технічний університет
Адреса для листування: 450000, Уфа-Центр, вул. Карла Маркса 12, УГАТУ, патентний відділ
Дата початку дії патенту: 1999.04.14

Винахід відноситься до області вітроенергетики і може бути використано для регулювання швидкості обертання пристроїв, що використовують енергію рухомих середовищ. Технічний результат, що полягає в підвищенні точності регулювання швидкості обертання вітроколеса шляхом використання в конструкції електромагніту, досягається за рахунок того, що регулятор швидкості обертання вітроколеса містить генератор з підключеною до нього електричної навантаженням, встановлений на поворотній голівці, шарнірно закріпленої на втулці, встановленої з можливістю повороту коаксиально вежі, два бічних важеля, пов'язаних з поворотною головкою і спрямованих в протилежні сторони, пружину, один кінець якої пов'язаний з одним з важелів, дві пластини, встановлені на кінцях важелів, закріплену на втулці горизонтальну штангу і кінцевим флюгером і виступом, пов'язаним з іншим кінцем пружини, триланкової шарнірний механізм, перший, другий, третій стрижні якого з'єднані загальним шарніром, при цьому перший стрижень закріплений на поворотній голівці, другий і третій стрижні шарнірно пов'язані з відповідними важелями в точках, рівновіддалених від штанги, причому важелі шарнірно з'єднані з останньою, відповідно до винаходу він забезпечений електромагнітом, якір електромагніту шарнірно прикріплений до одного з важелів, а індуктор електромагніту шарнірно прикріплений до виступу, при цьому обмотка індуктора електромагніту включена послідовно в ланцюг електричного навантаження генератора.

ОПИС ВИНАХОДИ

Винахід відноситься до області вітроенергетики, а саме до регуляторів швидкості обертання вітроколіс.

Відомий регулятор швидкості обертання вітроколеса, що містить встановлений в каналі кожної лопаті стрижень і з'єднаний з ним підпружинений плоский клапан, розташований з тильного боку лопаті, стрижні, кожен з яких забезпечений запірним елементом, розташованим з робочою боку лопаті, і встановлені з можливістю переміщення в поперечному, щодо лопатей, напрямку, кожен клапан жорстко з'єднаний зі стрижнем, і кожна лопать з робочою боку забезпечена впускними отворами, які перекриваються запірним елементом, а з тильної - щілиною для проходу клапана і випускними отворами (AC СРСР N 1332069, F 03 D 7/04, 1987 р.)

Відомий і регулятор швидкості обертання вітроколеса, що містить встановлену на валу вітроколеса ползушки і жорстко пов'язані з лопатями вітроколеса поворотні двуплечние важелі, перше плече кожного з яких забезпечено вантажем, а друге поджато до ползушки за допомогою пружини, кожна пружина встановлена ​​між першими плечима важелів діаметрально розташованих лопатей і кінцями шарнірно з'єднана з плечима, а осі повороту важелів зміщені щодо осі вала на рівні відстані в протилежні сторони (А. С. СРСР N 1280182, F 03 D 7/04, 1986 г.).

Найбільш близьким до заявленого є регулятор швидкості обертання вітроколеса, що містить два бічних важеля, пов'язаних з поворотною головкою вітроколеса і спрямованих в протилежні сторони від башти вітроколеса, пружину, один кінець якої пов'язаний з одним з важелів, дві пластини, закріплені на кінцях важелів, втулку, встановлену з можливістю повороту коаксіально вежі, закріплену на втулці горизонтальну штангу з кінцевим флюгером і виступом, пов'язаним з іншим кінцем пружини, триланкової шарнірний механізм, три стержня якого з'єднані загальним шарніром, при цьому перший стрижень закріплений на поворотній голівці, другий і третій стрижні шарнірно пов'язані з відповідними важелями в точках, рівновіддалених від штанги, а важелі шарнірно з'єднані з останньою (А.С. СРСР N 1721286, F 03 D 7/02, 1992 г.).

Недоліком описаного регулятора швидкості обертання вітроколеса є відсутність системи регулювання частоти обертання при зміні електричного навантаження генератора.

Завданням винаходу є підвищення точності регулювання швидкості обертання вітроколеса шляхом використання в конструкції електромагніту.

Поставлена ​​задача вирішується тим, що в регуляторі швидкості обертання вітроколеса, що містить генератор, з підключеною до нього електричної навантаженням, встановлений на поворотній голівці, шарнірно закріпленої на втулці, встановленої з можливістю повороту коаксіально вежі, два бічних важеля, пов'язаних з поворотною головкою і спрямованих в протилежні сторони, пружину, один кінець якої пов'язаний з одним з важелів, дві пластини, встановлені на кінцях важелів, закріплену на втулці горизонтальну штангу з кінцевим флюгером і виступом, пов'язаним з іншим кінцем пружини, триланкової шарнірний механізм, три стержня якого з'єднані загальним шарніром, при цьому перший стрижень закріплений на поворотній голівці, другий і третій стрижні шарнірно пов'язані з відповідними важелями в точках, рівновіддалених від штанги, а важелі шарнірно з'єднані з останньою, на відміну від прототипу він забезпечений електромагнітом, якір і індуктор якого шарнірно прикріплені відповідно до одного з важелів і до виступу, при цьому обмотка індуктора електромагніту включена послідовно в ланцюг електричного навантаження генератора.

Введення електромагніта дозволяє автоматично регулювати швидкість обертання вітроколеса при зміні електричного навантаження генератора.

Істота пристрою пояснюється кресленнями.

На фіг. 1 зображений загальний вид регулятора швидкості обертання вітроколеса.

На фіг. 2 - проекція на горизонтальну площину.

На фіг. 3 - проекція на вертикальну площину.

Регулятор швидкості обертання вітроколеса 1 містить генератор 2, з підключеною до нього електричної навантаженням 3, встановлений на поворотній голівці 4, шарнірно закріпленої на втулці 5, встановленої з можливістю повороту коаксіально вежі 6, два бічних важеля 7 і 8, пов'язаних з поворотною головкою 4 і спрямованих в протилежні сторони, пружину 9, один кінець якої пов'язаний з одним з важелів 7 або 8, дві пластини 10 і 11, встановлені на кінцях важелів 7 і 8, закріплену на втулці 5 горизонтальну штангу 12 з кінцевим флюгером 13 і виступом 14, пов'язаним з іншим кінцем пружини 9, триланковий шарнірний механізм, стрижні перший 15, другий 16, третій 17 якого з'єднані загальним шарніром 18, при цьому перший стрижень 15 закріплений на поворотній голівці 4, другий 16 і третій 17 стрижні шарнірно пов'язані з відповідними важелями 7 і 8 в точках, рівновіддалених від штанги 12, причому важелі 7 і 8 шарнірно з'єднані з останньою. Якір 19 електромагніту шарнірно прикріплений до одного з важелів 7 або 8, а індуктор 20 електромагніту шарнірно прикріплений до виступу, при цьому обмотка індуктора 20 електромагніту включена послідовно в ланцюг електричного навантаження 3 генератора 2.

Регулятор швидкості обертання вітроколеса працює наступним чином. Флюгер 13 в горизонтальній площині (див. Фіг. 2) встановлюється вздовж напрямку вітру і повертає голівку 4 з вітроколеса 1 так, що, останнім встановлюється навпроти вітру (a = 0), при цьому проекція вектора швидкості вітру на вертикальну площину, паралельну осі обертання вітроколеса, буде завжди дорівнює самому вектору. Номінальна положення головки 4 з вітроколеса 1 визначається кутом b _ном (див. Фіг.3) між віссю вітроколеса 1 і проекцією вектора номінальної швидкості вітру V _ном на вертикальну площину. Величина кута b _ном визначається рівнодіюча сил, створюваних тиском вітру на вітроколесо 1 і пластини 10 і 11, з одного боку, і сили розтягування пружини 9 і сили втягування якоря 19 електромагніту, з іншого, обумовленої номінальним струмом навантаження, що діють за посередництвом системи важелів 7 і 8, стрижнів 15, 16, 17 на головку 4.

При зростанні струму в ланцюзі електричного навантаження 3, збільшується сила втягування якоря 19 електромагніту і рівнодіюча сил порушується, відбувається поворот головки 4 з вітроколеса 1 в сторону зменшення кута між вектором швидкості вітру і віссю вітроколеса 1, тобто кут b зменшується, швидкість обертання вітроколеса 1 збільшується, завдяки чому, збільшується активна енергія, що підводиться до генератора, відповідно стабілізується напруга на клемах електричного навантаження 3.

При зменшенні струму в ланцюзі електричного навантаження 3, сила втягування якоря 19 електромагніту зменшується і рівнодіюча сил порушується, відбувається поворот головки 4 з вітроколеса 1 в бік збільшення кута між вектором швидкості вітру і віссю вітроколеса 1, тобто кут b збільшується, швидкість обертання вітроколеса 1 зменшується, завдяки чому, зменшується активна енергія, що підводиться до генератора, відповідно стабілізується напруга на клемах електричного навантаження 3.

При зменшенні швидкості вітру щодо номінальної (електричне навантаження генератора залишається незмінною) сили, створювані тиском вітру на вітроколесо 1 і пластини 10 і 11, зменшуються, і порушується равнодействие сил, відбувається поворот пластин 10 і 11 в бік збільшення кута між важелями 7, 8 і горизонтальної штангою 12, головка 4 з вітроколеса 1 повертаються в бік зменшення кута b між віссю вітроколеса і проекцією вектора швидкості вітру V на вертикальну площину, швидкість обертання вітроколеса 1 збільшується, відповідно збільшується активна енергія, що підводиться до генератора, тим самим стабілізується напруга на клемах електричної навантаження 3.

При збільшенні швидкості вітру понад номінальну (електричне навантаження генератора залишається незмінною) сили, створювані тиском вітру на вітроколесо 1 і пластини 10 і 11, збільшуються, і порушується равнодействие сил, відбувається поворот пластин 10 і 11 в сторону зменшення кута між важелями 7, 8 і горизонтальної штангою 12, головка 4 з вітроколеса 1 повертаються в бік збільшення кута b між віссю вітроколеса і проекцією вектора швидкості вітру V на вертикальну площину, швидкість обертання вітроколеса 1 зменшується, відповідно зменшується активна енергія, що підводиться до генератора, тим самим стабілізується напруга на клемах електричної навантаження 3. При подальшому збільшенні швидкості вітру настає момент, коли кут b досягає свого максимального значення b _макс = 90 °, і вітроколесо 1 припиняє обертатися і зупиняється.

Коли швидкість вітру знижується до розрахункових значень, тиск на бічні пластини 10 і 11 зменшується і під дією пружини 9 вітроколесо 1 займає робоче положення (в діапазоні кутів b _хвёb _макс

Отже, заявляється винахід дозволяє підвищити точність регулювання швидкості обертання вітроколеса.

ФОРМУЛА ВИНАХОДУ

Регулятор швидкості обертання вітроколеса, що містить генератор з підключеною до нього електричної навантаженням, встановлений на поворотній голівці, шарнірно закріпленої на втулці, встановленої з можливістю повороту коаксіально вежі, два бічних важеля, пов'язаних з поворотною головкою і спрямованих в протилежні сторони, пружину, один кінець якої пов'язаний з одним з важелів, дві пластини, встановлені на кінцях важелів, закріплену на втулці горизонтальну штангу з кінцевим флюгером і виступом, пов'язаним з іншим кінцем пружини, триланкової шарнірний механізм, три стержня якого з'єднані загальним шарніром, при цьому перший стрижень закріплений на поворотній голівці , другий і третій стрижні шарнірно пов'язані з відповідними важелями в точках, рівновіддалених від штанги, а важелі шарнірно з'єднані з останньою, що відрізняється тим, що він забезпечений електромагнітом, якір і індуктор якого шарнірно прикріплені відповідно до одного з важелів і до виступу, при цьому обмотка індуктора електромагніту включена послідовно в ланцюг електричного навантаження генератора.

Версія для друку
Дата публікації 03.04.2007гг

НОВІ СТАТТІ ТА ПУБЛІКАЦІЇ
	Технологія виготовлення універсальних муфт для бесварочного, безрезьбовиє, бесфлянцевого з'єднання відрізків труб в трубопроводах високого тиску (мається відео)
	Технологія очищення нафти і нафтопродуктів
	Про можливість переміщення замкнутої механічної системи за рахунок внутрішніх сил
	Світіння рідини в тонких діелектричних каналох
	Взаємозв'язок між квантової і класичної механікою
	Міліметрові хвилі в медицині. Новий погляд. ММВ терапія
	магнітний двигун
	Джерело тепла на базі нососних агрегатів