Рыскание

Схематическое изображение основных компонентов ветряной турбины . Система рыскания расположена между гондолой и башней ветряной турбины.

Привод рыскания является важным компонентом турбин ветряных системы рыскания с горизонтальной осью . Чтобы ветряная турбина постоянно производила максимальное количество электроэнергии , используется привод рыскания, который удерживает ротор лицом к ветру при изменении направления ветра. Это относится только к ветряным турбинам с ротором с горизонтальной осью. Говорят, что ветряная турбина имеет ошибку отклонения от курса, если ротор не ориентирован по ветру. Ошибка отклонения от курса означает, что меньшая доля энергии ветра будет проходить через область ротора. (Генерируемая энергия будет примерно пропорциональна косинусу отклонения от курса).

История

Когда ветряные мельницы 18-го века включили функцию ориентации ротора посредством вращения гондолы , потребовался исполнительный механизм, способный обеспечить этот вращающий момент. Первоначально в ветряных мельницах использовались веревки или цепи, идущие от гондолы к земле, чтобы позволить гондоле вращаться с помощью силы человека или животного.

Еще одним историческим нововведением стал веерный хвост . Фактически это устройство представляло собой вспомогательный винт, оснащенный множеством лопастей и расположенный с подветренной стороны от основного винта, за гондолой , под углом 90° (приблизительно) к плоскости стреловидности несущего винта . В случае изменения направления ветра вентилятор вращался, передавая свою механическую мощность через коробку передач (и через зацепление между зубчатыми колесами ) на башню ветряной мельницы . Эффектом вышеупомянутой трансмиссии было вращение гондолы в направлении ветра, при этом хвостовое оперение не было обращено к ветру, а значит, переставало вращаться (т. е. гондола останавливалась в своем новом положении).

Современные приводы рыскания, хотя и имеют электронное управление и оснащены большими электродвигателями и планетарными редукторами, имеют большое сходство со старой концепцией ветряной мельницы .

Типы

Основными категориями приводов рыскания являются:

• Электрические приводы отклонения от курса: обычно используются почти во всех современных турбинах .
• Гидравлический привод отклонения от курса : почти никогда не используется на современных ветряных турбинах .

Компоненты

Схематическое изображение типичного привода рыскания

Коробка передач

Редуктор привода поворота является очень важным компонентом , поскольку он должен выдерживать очень большие моменты , требуя при этом минимального объема обслуживания и надежно работать в течение всего срока службы ветряной турбины (около 20 лет). Большинство редукторов привода рыскания имеют передаточное отношение входной/выходной мощности в диапазоне 2000:1, что позволяет создавать огромные вращающие моменты, необходимые для вращения ветряной турбины гондолы .

Зубчатый обод и шестерни

Схематическое изображение зубчатого венца с зубьями на внутренней стороне. Зубчатый венец входит в зацепление с четырьмя ведущими шестернями поворота .

Зубчатый венец и шестерни приводов рыскания являются компонентами, которые в конечном итоге передают вращающий момент от приводов рыскания на башню с целью поворота гондолы ветряной турбины вокруг оси башни (оси z). Основными характеристиками зубчатого венца являются его большой диаметр (часто более 2 м) и ориентация зубьев .

Зубчатые венцы с зубьями на внешней поверхности имеют преимущество более высоких передаточных чисел в сочетании с шестернями , а также меньшие затраты на обработку по сравнению с зубчатыми венцами с внутренними зубьями .

См. также

• Ветряная турбина
• Ветряная мельница
• Подшипник рыскания
• Система рыскания
• Энергия ветра
• Конструкция ветряной турбины
• Электродвигатель
• Коробка передач

Дальнейшее чтение

• Ветровые электростанции, Р. Гаш и Дж. Твеле, Solarpraxis, ISBN   3-934595-23-5
• Справочник по ветроэнергетике, Т. Бертон [и др.], John Wiley & Sons, Ltd, ISBN   0-471-48997-2