СТАБИЛИЗАТОР ОБОРОТОВ ВЕТРОДВИГАТЕЛЯ
STABILISER OF WIND-POWERED ENGINE ROTATIONS

Изобретение относится к ветроэнергетике и может быть использовано при создании новых типов ветродвигателей (патент РФ №2190123, кл. F03D 7/06, 13.06.2000, патент РФ №2239723, кл. F03D 7/06, 20.08.2002, патент РФ №2295060, кл. F03D 7/06, 31.01.2005, патент РФ №2330179, кл. F03D 7/06, 09.08.2006).
Известен стабилизатор оборотов ветродвигателей Федчишина В.Г. (патент РФ №2076240, кл. 6 F03D 7/04), содержащий инерционный датчик, флюгерные переключатели, реверсивный электродвигатель, источник питания.
Недостатками стабилизатора, содержащего инерционный датчик, являются его недостаточная чувствительность, а также неприспособленность к применению в ветродвигателях с осью ротора, установленной горизонтально.
Технический результат заключается в максимально полном использовании преимуществ ветродвигателей с осью ротора, установленной горизонтально и имеющей две точки опоры, и лопастями, оси которых установлены также горизонтально и имеют две точки опоры. Этот результат обеспечивается за счет того, что в стабилизаторе оборотов ветродвигателя, содержащем источник питания, реверсивный электродвигатель, флюгерный переключатель, согласно изобретению установлен датчик оборотов ветродвигателя, усилитель-формирователь импульсов, опорный генератор, делитель частоты, счетчик импульсов, схема логической обработки сигналов, исполнительная схема включения тягового реверсивного двигателя, исполнительная схема подключения генераторов, приемник и передатчик сигналов телеуправления, схема ручного управления, а также индикатор скорости вращения ротора ветродвигателя, причем датчик оборотов ветродвигателя включает в себя кольцо из непрозрачного материала, укрепленное на ободе ротора с расположенными равномерно по кольцу отверстиями, а также излучатель света с источником питания, причем излучатель света установлен на платформе ветродвигателя с одной стороны плоскости кольца таким образом, чтобы световой поток мог проходить через отверстия кольца, при этом с другой стороны кольца, напротив излучателя, установлен фотоприемник светового потока, преобразующий световой поток в электрический сигнал, который поступает на вход усилителя-формирователя импульсов, а его выходной сигнал поступает на один из входов счетчика импульсов, при этом на другой его вход поступает сигнал с делителя частоты, вход которого подключен к опорному генератору, причем сигнал с выхода счетчика импульсов поступает на один из входов схемы логической обработки сигналов, кроме того, на другие ее входы поступают сигналы от делителя частоты, флюгерного переключателя, сигналы от схемы ручного управления, а также сигналы от приемника сигналов телеуправления, который предназначен для приема сигналов управления стабилизатором оборотов ветродвигателя от передатчика сигналов телеуправления по радиоэфиру, при этом один из выходов схемы логической обработки сигналов соединен с исполнительной схемой подключения генераторов и, кроме того, выходы схемы логической обработки сигналов поступают на индикатор скорости вращения ротора ветродвигателя, а также на исполнительную схему управления включением тягового реверсивного электродвигателя, установленного на одной из несущих тележек ветродвигателя и подключаемого к источнику питания через исполнительную схему.
На чертеже изображена структурная схема стабилизатора оборотов ветродвигателя.
Стабилизатор оборотов ветродвигателя снабжен датчиком оборотов ветродвигателя, включающим в себя кольцо 12 из непрозрачного материала, укрепленное на ободе ротора ветродвигателя, с расположенными равномерно отверстиями 17, а также излучатель света 11 с источником питания, причем излучатель света установлен на платформе ветродвигателя с одной стороны плоскости кольца таким образом, чтобы световой поток мог проходить через отверстия кольца, при этом с другой стороны кольца, напротив излучателя, установлен фотоприемник 13 светового потока, преобразующий световой поток в электрический сигнал, который поступает на вход усилителя-формирователя импульсов 14, а его выходной сигнал поступает на один из входов счетчика импульсов 6, при этом на другой его вход поступает сигнал с делителя частоты 5, вход которого подключен к опорному генератору 4, причем сигнал с выхода счетчика импульсов поступает на один из входов схемы логической обработки сигналов 2, кроме того, на другие ее входы поступают сигналы от делителя частоты 5, флюгерного переключателя 1, сигналы от схемы ручного управления 3, а также сигналы от приемника сигналов телеуправления 7, который предназначен для приема сигналов управления стабилизатором оборотов ветродвигателя от передатчика сигналов телеуправления 10 по радиоэфиру, при этом один из выходов схемы логической обработки сигналов соединен с исполнительной схемой подключения генераторов 8 и, кроме того, выходы схемы логической обработки сигналов поступают на индикатор скорости вращения ротора ветродвигателя 18, а также на исполнительную схему управления 9 включением тягового реверсивного электродвигателя 15, установленного на одной из несущих тележек ветродвигателя и подключаемого к источнику питания 16 через исполнительную схему 9.
Работа стабилизатора оборотов ветродвигателя.
Определяющим условием стабилизации оборотов ветродвигателя является контроль скорости вращения ротора ветродвигателя. В данном стабилизаторе оборотов это производится следующим образом.
Опорный генератор 4 выдает последовательность импульсов фиксированной частоты. Эта последовательность поступает на вход делителя частоты 5. Делитель частоты вырабатывает периодические импульсы, являющиеся разрешающим интервалом времени, в течение которого производится счет импульсов, поступающих с усилителя-формирователя импульсов 14. Эти электрические импульсы являются результатом преобразования импульсов светового потока в электрический сигнал. Импульсы светового потока, в свою очередь, являются результатом прохождения части непрерывного светового потока от излучателя света 11 через отверстия 17 в кольце 12, поступающего на фотоприемник 13. Счетчик импульсов 6 производит счет импульсов от усилителя-формирователя в течение фиксированного интервала времени. Результат счета поступает на схему логической обработки сигналов 2. На схему логической обработки сигналов поступают также сигналы от флюгерного переключателя 1. Эти сигналы дают информацию о направлении ветрового потока. Кроме того, на схему логической обработки сигналов поступают сигналы от схемы ручного управления 3, а также от приемника сигналов телеуправления 7, принимаемых от передатчика сигналов телеуправления 10. Схема логической обработки сигналов вырабатывает сигналы управления исполнительной схемой подключения генераторов 8, а также сигналы управления исполнительной схемой 9 подключения тягового электродвигателя 15, через которую источник питания 16 подключается к реверсивному тяговому электродвигателю, и, кроме того, выдается сигнал на индикатор скорости оборотов ротора ветродвигателя 18.
Стабилизатор оборотов ветродвигателя имеет несколько режимов работы. В порядке снижения приоритета это выстраивается в следующую последовательность: режим ручного управления, режим телеуправления, режим автоматического управления.
Режим ручного управления и режим телеуправления функционально одинаковы и включают в себя включение реверсивного электродвигателя с целью оптимальной ориентации ветродвигателя на ветер, подключение или отключение генераторов с целью оптимизации нагрузки, а также разворот платформы с ориентацией оси ротора ветродвигателя параллельно ветровому потоку с целью остановки ротора ветродвигателя.
В режиме ручного управления связь со схемой логической обработки сигналов осуществляется гальванически. В режиме телеуправления связь между приемником сигналов телеуправления и схемой логической обработки сигналов осуществляется также гальванически, а между передатчиком и приемником сигналов телеуправления связь осуществляется с помощью радиосигналов.
В режиме автоматического управления по результатам контроля скорости вращения ротора ветродвигателя производится подключение или отключение генераторов, а также разворот платформы ветродвигателя таким образом, чтобы угол между направлением ветрового потока и осью ротора ветродвигателя выдерживался оптимальным при различных скоростях ветрового потока.
Авторам неизвестны источники патентной и научно-технической информации, содержащие сведения о технических решениях, аналогичные заявляемым.
Авторам также неизвестны технические решения, имеющие свойства, которыми обладают заявленные решения.
При практическом осуществлении заявленные решения позволят создать новый тип стабилизатора оборотов ветродвигателя.
Таким образом, авторы считают, что заявленные решения обладают новизной и изобретательским уровнем.
Промышленное применение заявленных решений позволит наиболее полно использовать достоинства ветродвигателей с осью ротора, установленной горизонтально и имеющей две точки опоры, и лопастями, оси которых установлены также горизонтально и имеют две точки опоры.