УСОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ В УСТРОЙСТВАХ И СПОСОБАХ ВЫРАБОТКИ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ ИЗ ПОТОКА ТЕКУЧЕЙ СРЕДЫ

1. Вращающийся приводной механизм для приведения в движение электрогенератора, механизм которого обеспечивает вращение на выходе с, по существу, постоянной частотой вращения для приведения в движение генератора от вращающегося входного элемента с изменяющейся частотой вращения, при этом механизм включает в себя входной элемент с изменяющейся частотой вращения, зубчатую дифференциальную передачу для получения мощности от входного элемента с изменяющейся частотой вращения, при этом дифференциальная передача имеет два пути распределения мощности, первый из путей находится во вращательном соединении с выходным элементом для приведения в движение генератора, а второй из путей находится во вращательном соединении с электрической машиной, способной работать для обеспечения регулируемого реактивного момента во втором пути, при этом механизм включает в себя устройство мониторинга крутящего момента для мониторинга динамического крутящего момента на входе и устройство управления для изменения реактивного момента во втором пути в ответ на изменения измеряемого крутящего момента посредством приведения в действие электрической машины в качестве двигателя или генератора, и, тем самым, обеспечивая вращение на выходе с, по существу, постоянной частотой вращения, отличающийся тем, что устройство мониторинга осуществляет мониторинг динамического крутящего момента на входном элементе, и устройство управления управляет электрической машиной, чтобы свести на нет, по меньшей мере, некоторую часть инерции электрической машины и/или второго из путей.
2. Вращающийся приводной механизм по п.1, в котором входной элемент включает в себя вал и повышающую коробку передач для увеличения частоты вращения, подводимого к зубчатой передаче.
3. Вращающийся приводной механизм по п.2, в котором устройство мониторинга динамического крутящего момента осуществляет мониторинг, по существу, установившегося реактивного момента повышающей коробки передач.
4. Вращающийся приводной механизм по любому из пп.1-3, в котором указанная дифференциальная передача содержит конструкцию планетарной передачи, имеющую водило планетарной передачи для приведения в движение входным элементом, солнечное зубчатое колесо, которое образует часть первого пути мощности, и эпициклическое зубчатое колесо, которое образует часть второго пути мощности.
5. Вращающийся приводной механизм по любому из пп.1-3, в котором, когда частота вращения на входе находится ниже заданного значения, электрическая машина способна работать в качестве двигателя и обеспечивает регулируемый реактивный момент во втором пути таким образом, что для зубчатой передачи обеспечен вращающий момент по второму пути мощности, и тем самым поддерживает частоту вращения первого пути мощности на, по существу, заданном значении частоты вращения.
6. Вращающийся приводной механизм по любому из пп.1-3, в котором, когда частота вращения на входе находится выше заданного значения, электрическая машина способна работать в качестве генератора и обеспечивает дополнительный регулируемый реактивный момент и отбирает мощность от зубчатой передачи через второй путь мощности, и тем самым поддерживает частоту вращения первого пути мощности на, по существу, заданном значении частоты вращения.
7. Вращающийся приводной механизм по любому из пп.1-3, в котором второй путь мощности включает в себя дополнительную передачу для изменения частоты вращения второго пути мощности.
8. Вращающийся приводной механизм по любому из пп.1-3, в котором первый или второй путь мощности включает в себя муфту или тормозное устройство для расцепления или торможения соответствующего пути, когда вращение ротора заторможено, а генератор по-прежнему находится в движении.
9. Вращающийся приводной механизм по любому из пп.1-3, в котором электрическая машина представляет собой коммутируемую реактивную машину (КРМ).
10. Вращающийся приводной механизм по п.9, в котором угловое положение КРМ используется частично для регулирования реактивного момента.
11. Способ регулирования частоты вращения приводного механизма генератора для обеспечения, по существу, постоянной частоты вращения для генератора, получаемого от входного элемента с изменяющейся частотой вращения, при этом способ использует механизм, который обеспечивает вращение на выходе с, по существу, постоянной частотой вращения для приведения в движение генератора от вращающегося входного элемента с изменяющимся крутящим моментом, при этом механизм включает в себя входной элемент с изменяющейся частотой вращения, зубчатую дифференциальную передачу для получения мощности от входного элемента с изменяющимся крутящим моментом, при этом дифференциальная передача имеет два пути распределения мощности, первый из путей находится во вращательном соединении с выходным элементом для приведения в движение генератора, а второй из путей находится во вращательном соединении с электрической машиной, способной работать для обеспечения регулируемого реактивного момента во втором пути, при этом способ включает в себя следующие этапы, подлежащие выполнению в любом подходящем порядке:
a) мониторинга динамического крутящего момента на входном элементе;
b) регулирования реактивного момента во втором пути в зависимости от измеряемого динамического входного крутящего момента посредством приведения в действие электрической машины в качестве двигателя или генератора, и тем самым обеспечивая вращение на выходном элементе с, по существу, постоянной частотой вращения; и при этом способ отличается наличием этапа:
c) приведения в действие электрической машины, чтобы, по существу, свести на нет эффекты инерции во втором пути и/или в электрической машине.
12. Способ по п.11, в котором измеряемый динамический входной крутящий момент представляет собой реактивный момент зубчатой дифференциальной передачи.
13. Способ по п.11 или 12, включающий в себя дополнительные этапы:
d) в добавление к этапу а), измерения частоты вращения на входе и нагрузки генератора; и
e) регулирования реактивного момента во втором пути в зависимости от частоты вращения на входном элементе и нагрузки генератора, а также в зависимости от измеряемого входного крутящего момента посредством приведения в действие электрической машины в качестве двигателя или генератора.
14. Способ по п.13, включающий в себя дополнительные этапы:
f) приведения в действие электрической машины в качестве двигателя в первом заданном диапазоне частот вращения на вход; и
g) приведения в действие электрической машины в качестве генератора во втором заданном диапазоне частот вращения на входе, причем второй диапазон выше, чем первый диапазон.
15. Вращающийся приводной механизм для приведения в движение электрогенератора, механизм которого обеспечивает вращение на выходе с, по существу, постоянной частотой вращения для приведения в движение генератора от вращающегося входного элемента с изменяющейся частотой вращения, при этом механизм включает в себя входной элемент с изменяющейся частотой вращения, зубчатую дифференциальную передачу для получения мощности от входного элемента с изменяющейся частотой вращения, при этом дифференциальная передача имеет два пути распределения мощности, первый из путей находится во вращательном соединении с выходным элементом для приведения в движение генератора, а второй из путей находится во вращательном соединении с электрической машиной, способной работать для обеспечения регулируемого реактивного момента во втором пути, при этом механизм включает в себя устройство мониторинга крутящего момента для мониторинга динамического крутящего момента на входном элементе и устройство управления для изменения реактивного момента во втором пути в ответ на изменения измеряемого крутящего момента посредством приведения в действие электрической машины в качестве двигателя или генератора, и, тем самым, обеспечивая вращение на выходном элементе с, по существу, постоянной частотой вращения, отличающийся тем, что мониторинг динамического входного крутящего момента осуществляется посредством измерения установившегося реактивного момента зубчатой дифференциальной передачи.
16. Приводимая в движение ветром или водой турбина, имеющая вращающийся приводной механизм по любому из пп.1-10 или 15 или имеющая приводной механизм, способный работать согласно способу по пп.11-14.
17. Приводимая в движение ветром или водой турбина, включающая в себя приводимый в движение ветром или водой ротор с изменяющейся частотой вращения, генератор и дифференциальную коробку передач, обеспечивающую вращательное соединение между ротором и генератором, при этом генератор является приводимым в движение посредством коробки передач с, по существу, постоянной частотой вращения и ротором с изменяющейся частотой вращения, при этом коробка передач обеспечивает регулируемый крутящий момент, противодействующий крутящему моменту ротора, для обеспечения указанной, по существу, постоянной частоты вращения генератора и для обеспечения возможности увеличения или уменьшения частоты вращения ротора с увеличенной или уменьшенной скоростью ветра или воды, отличающаяся тем, что динамический входной крутящий момент, прикладываемый к коробке передач ротором в точке приложения реакции коробки передач, измеряется для обеспечения указанного регулируемого крутящего момента, противодействующего ротору.
18. Ветро- или гидротурбина по п.17, в которой регулируемый реактивный момент является обеспечиваемым посредством дополнительного генератора, имеющего дополнительное вращательное соединение с коробкой передач, при этом дополнительный генератор способен работать в качестве дополнительного генератора или в качестве двигателя и, дополнительно способен работать, чтобы, по существу, свести на нет его собственную инерцию и/или инерцию указанного дополнительного вращательного соединения.
19. Ветро- или гидротурбина по п.18, в которой дополнительный генератор представляет собой коммутируемую реактивную машину.