Аннотации:
Приведены данные по регионам Российской Федерации с наиболее высокими среднегодовыми скоростями ветра, обоснована рентабельность использования в данных регионах ветроэнергетических установок. Рассмотрены негативные факторы, с которыми можно столкнуться при эксплуатации ветроэнергетического оборудования в зоне повышенных ветровых нагрузок. Определена необходимость применения дублирующих систем торможения в ветроэнергетических установках. Приведено аналитическое сравнение существующих способов торможения ВЭУ, выявлены их преимущества и недостатки. Предложен наиболее надежный и эффективный вариант электромеханического торможения ветроколеса, в
котором сочетаются преимущества рассмотренных аналогов и отсутствуют их недостатки. Приводится описание такой электромеханической системы торможения для вертикально-осевой ветроэнергетической установки с использованием компьютерной 3D-модели, созданной в программном комплексе SolidWorks. Рассмотрена кинематическая схема системы торможения, описывающая взаимосвязь основных компонентов системы: электропривода, редуктора, трехкулачкового тормозного блока и тормозного барабана на роторе ВЭУ. Также в статье описаны созданные схема и алгоритм управления данной сис-
темой торможения, основывающиеся на постоянном мониторинге состояния основных компонентов ВЭУ и удержании ее в допустимых рабочих диапазонах. Сделано заключение об эффективности применения рассматриваемой системы торможения на ветроэнергетических установках. The article presents data on Russian Federation regions with the highest average annual wind speeds and justifies the profitability of using wind power plants in these regions. Negative factors that can be encountered in the operation of wind power equipment in the zone of increased wind loads are considered. The necessity of application of duplicating braking systems in wind power plants is determined. Analytical comparison of existing methods of wind turbines braking is given, their advantages and disadvantages are revealed. The most reliable and efficient type is the electromechanical braking of a wind wheel, which combines the advantages of the considered analogues while lacking their shortcomings. A description of such electromechanical braking system for a vertically axial wind power plant is given using a computer 3D model created in the SolidWorks software package. The kinematic scheme of the braking system is illustrated, it describes the interconnection of the main
components of the system: the electric drive, the reducer, the three-jaw brake unit and the brake drum on the wind turbine rotor. In addition, the article describes the suggested scheme and control algorithm for this braking system, based on the constant monitoring of the main components state and keeping it in acceptable operating ranges. The conclusion about the efficiency of the braking system application under consideration at wind power plants is made.
Описание:
Соломин Евгений Викторович, д-р техн. наук, профессор, кафедра «Электрические станции, сети и системы электроснабжения», Южно-Уральский государственный университет, г. Челябинск; solominev@susu.ru.
Сироткин Евгений Анатольевич, аспирант, кафедра «Электрические станции, сети и системы электроснабжения», Южно-Уральский государственный университет, г. Челябинск; easirotkin@susu.ru.
Бодрова Елена Сергеевна, аспирант, кафедра «Электрические станции, сети и системы электроснабжения», Южно-Уральский государственный университет, г. Челябинск; bodrovaes@susu.ru.
Чиненов Максим Сергеевич, аспирант, кафедра «Электрические станции, сети и системы электроснабжения», Южно-Уральский государственный университет, г. Челябинск; chinenovms@susu.ru.
E.V. Solomin, solominev@susu.ru,
E.A. Sirotkin, easirotkin@susu.ru,
E.S. Bodrova, bodrovaes@susu.ru,
M.S. Chinenov, chinenovms@susu.ru
South Ural State University, Chelyabinsk, Russian Federation