Автоматизация работы 2-х лопастного ветрогенератора. Курсовая приб тема с лопастями. Автоматизация системы управления ветроэнергетической установки

• Название: Автоматизация системы управления ветроэнергетической установки
• Анкор: Автоматизация работы 2-х лопастного ветрогенератора
• Дата: 01.11.2022
• Размер: 2.57 Mb.
• Имя файла: Курсовая приб тема с лопастями.docx
• Тип: Пояснительная записка; #766402
• страница: 3 из 7

1.2. Горизонтально-осевые ветроэнергетические установки

Основным вращающим моментом этого типа колес является подъемная сила. Что касается расположения ветроколеса, оно может находиться в рабочем положении перед или позади опорной башни . Наивысшая эффективность горизонтальных пропеллерных ветротурбин может быть достигнута только в том случае, если ось ветрогенератора и направление ветра всегда коллинеарны. Необходимость ориентации на ветер требует, чтобы при проектировании ветротурбины были предусмотрены механизмы и системы направления ветра для постоянного мониторинга ветровой обстановки, поиска направления максимального ветрового потенциала, поворота ветротурбины в этом направлении и удержания его в этом положение, ветряная мельница должна иметь аэродинамический стабилизатор или другое устройство спереди, которое удерживает ее в рабочем положении. Если заднее положение такого устройства не требуется, но башня частично заслоняет ветротурбину и воздействует на нее турбулентным потоком. Когда ветряная мельница работает в таких условиях, возникают циклические нагрузки, повышенный уровень шума и колебания выходных параметров ветротурбины. Наличие системы направления ветра в конструкции ветротурбины само по себе усложняет ветроустановку и снижает ее надежность (по опыту эксплуатации зарубежных ветрогенераторов этого типа выпадает до 13% от общего количества отказов в ориентировочных системах).

При быстром изменении направления ветра ветряная турбина должна четко следовать этим изменениям, но из-за задержки в действии механизмов ориентации практически невозможно эффективно выровнять ветровое колесо при изменении направления ветра. Ветровые турбины с горизонтальной осью вращения обеспечивают стабильную мощность, которая выводится из ветротурбины при скорости ветра, по меньшей мере, номинальной мощности.

Однако практика использования одиночных электростанций показывает, что фактическая вырабатываемая мощность ниже расчетной, и потери мощности могут достигать 50%. Причиной этого является потеря мощности и, соответственно, энергии, передаваемой ветротурбиной, если направление ветра изменяется даже с достаточной скоростью. Таким образом, ветряная турбина не может сразу переориентироваться в новом (измененном) направлении ветра, и в течение периода переориентации мощность, снимаемая с ветряной турбины, уменьшается. При частых изменениях направления ветра ветротурбины с вертикальной осью более эффективны, чем ветротурбины с горизонтальной осью, несмотря на меньшее использование энергии ветра.

Недостатки конструкции роторной ветротурбины с горизонтальной осью заключаются в том, что система центровки прерывает жесткое соединение между гондолой (корпус ветрогенератора) и несущей горизонтально-осевой ветротурбиной, что приводит к собственным вибрациям и различиям в частотных характеристиках движущейся и неподвижной части конструкции надежность и увеличивает стоимость амортизации. Основные характеристики стандартной трехлопастной ветротурбины с горизонтальной осью состоят из следующих обозначений: (Позиции соответствуют позициям на рисунке 2):



Рис. 2 – Устройство ВЭУ.

1. 
   Фундамент;
   
2. 
   Силовой шкаф, включающий силовые контакторы и цепи управления;
   
3. 
   Башня;
   
4. 
   Лестница;
   
5. 
   Механизм;
   
6. 
   Гондола;
   
7. 
   Электрический генератор;
   
8. 
   Система слежения за направлением и скоростью ветра (румбометр и анемометр);
   
9. 
   Тормозная система;
   
10. 
    Трансмиссия;
    
11. 
    Лопасти;
    
12. 
    Система изменения угла атаки лопасти;
    
13. 
    Колпак ротора.
    

1.3. Конструктивные схемы ВЭУ

Ветровые турбины состоят из следующих основных компонентов: ротор (или ветротурбина), система передачи, система выработки и преобразования электроэнергии, башни (или мачты) и фундамент. Ротор ветротурбины совместно с энергией ветра преобразует часть кинетической энергии ветра в механическую энергию ротора. Механическая энергия вращения ротора ветротурбины посредством системы передачи передается на ротор электрогенератора. Электрический генератор преобразует механическую энергию вращения ротора в электрическую энергию, а система преобразования электрической энергии, связанная с электрическим генератором, обеспечивает выдачу электрической энергии с требуемыми параметрами. Ротор ветротурбины и, как правило, система передачи и электрический генератор устанавливаются на башне (мачте), чтобы обеспечить подъем ротора на определенную высоту с необходимой скоростью ветра. Башня ветротурбины установлена ​​на фундаменте. Фундамент ветротурбины служит для обнаружения сил, передаваемых через нижнюю часть башни ветротурбины на так называемую плоскость основания, и для передачи этих сил на естественный или искусственный фундамент земли.