Ветряная турбина с компенсацией вращающего момента

Изобретение относится к ветряной турбине с компенсацией вращающего момента, содержащей ротор (1) однолопастной (12), соединенный с валом низкой скорости с помощью цапфы (2),поддерживаемой гондолой (9) на направляющем упорном подшипнике, размещенном на верхнем конце башни (8). Турбина дополнительно содержит следующие элементы трансмиссии: генератор(6), мультипликатор (5) и тормозной механизм, подвешенные к гондоле (9) с помощью первичного подшипника (4), центрированного с валом (3) низкой скорости, образующие подвесной узел, за счет которого они могут вращаться. При этом вращающий момент на роторе (1) компенсируется при угловом смещении вышеназванного подвесного узла, который аккумулирует потенциальную энергию, поднимаясь во время углового смещения, и передает эту энергию, когда интенсивность порывов ветра ослабевает, опускаясь и вращаясь в направлении, противоположном направлению вращения ротора (1) турбины, вращая ротор генератора (6) и действуя как механизм, регулирующий мощность турбины. Лауэрта Ромео Мануэль (SE) Богданова Г.И. (RU) Область техники изобретения Настоящее изобретение относится к ветряной турбине с компенсацией вращающего момента. В частности, технической задачей настоящего изобретения является создание ветряной турбины с компенсацией вращающего момента, достигаемой за счет использовании в данной турбине инерционного подвеса (подвесного узла). Благодаря своей новаторской конструкции турбина может захватывать энергию ветра с меньшим усилием по сравнению с традиционными ветроэнергетическими установками и производить более равномерную и качественную энергию, поскольку он включает пассивные механические системы, которые компенсируют, накапливают и восстанавливают пиковые и низкие нагрузки,вызванные сильными порывами ветра, а также мгновенные колебания нагрузки в местах, удаленных от электросети. Благодаря этому турбина становится более совместимой с электрической сетью и может быть подключена к слабым электросетям, поскольку является более устойчивой установкой, вызывающей меньше помех в сети питания. Помимо этого, преимуществом настоящей турбины является возможность ее автономной или параллельной с другими источниками энергии работы для удовлетворения потребности в электроэнергии в местах, удаленных от централизованного энергоснабжения. Отличительная особенность новой турбины заключается в подвесном расположении элементов трансмиссии (генератор, мультипликатор и тормозной механизм) - они подвешены на подшипнике, который центрирован с валом ротора, вследствие чего они могут вращаться и при их смещении уравновешивается вращающий момент на роторе, что предотвращает передачу вращающего момента на гондолу,башню и опорную плиту. Данный принцип также применим к другим моторным установкам (например,одновинтовым самолетам и кораблям). Как альтернатива, в конструкцию ветряной турбины с компенсацией вращающего момента в исполнении, предназначенном для применения в удаленных от централизованного энергоснабжения районах, или в случае необходимости улучшения качества энергоснабжения, могут быть внесены изменения путем добавления комплекта, улучшающего стабильность и качество энергоснабжения. Для этих целей между мультипликатором и генератором встраивается гидростатическая трансмиссия таким образом, чтобы генератор в варианте со сквозным валом размещался на большом инерционном маховике в основании башни и приводился в движение гидравлическим сервомотором с регулируемым объемом цилиндра через гидравлическую муфту. Над мультипликатором вместо генератора устанавливается гидроцентраль, оснащенная насосом,фильтрами и регулировочной арматурой. Данное решение позволяет использовать напрямую синхронные генераторы, чтобы получить необходимый вид производства электроэнергии (активного или реактивного), за счет которого ротор сможет работать при постоянной , поддерживая в генераторе постоянные обороты с таким допустимым отклонением, которое допускает частота сети. Когда речь идет об использовании ветряной турбины для откачки воды или опреснения воды за счет обратного осмоса, генератор, расположенный в основании башни, заменяется насосом, который в паре с маховиком будет производить более стабильную энергию. Помимо значительного сокращения затрат и обслуживания, вытекающего из простоты предлагаемой конструкции, турбина может оказаться выгодной при размещении в районах с низким ветроэнергетическим потенциалом, что увеличивает ее популярность на новых рынках. С другой стороны, поскольку эта конструкция является менее перегруженной, турбина, описанная в настоящем изобретении, также может заменить старые турбины, позволяя использовать башню, опорную плиту и электрическую инфраструктуру за счет увеличения площади, охватываемой ротором, и получить больше эквивалентных часов при одинаковом размещении. Область применения изобретения Область применения настоящего изобретения охватывает промышленный сектор, связанный с проектированием, изготовлением и установкой ветряных турбин, применяемых для производства электроэнергии при наличии электросети, при ее отсутствии, при откачке воды с помощью насоса и при опреснении воды с помощью обратного осмоса. Обзор известного уровня техники и критика прототипа Как известно, ветер представляет собой энергию, используемую с давних времен, особенно в судоходстве. В наши дни современные ветряные турбины преобразуют эту энергию в электричество и передают ее в сеть. Однако отсутствие непрерывности в такой энергии и, в частности, неоднородность интенсивности и направления неблагоприятно сказываются как на самих турбинах, так и на стабильности электрической системы, к которой они подсоединены, поскольку основным параметром любой электросети является непрерывность энергоснабжения и стабильность напряжения и частоты. Поскольку ветер в большинстве случаев возникает в виде кратковременных порывов, такие порывы при взаимодействии с ротором ветряной турбины порождают напряжения, подвергающие усталостным нагрузкам саму турбину и негативно влияющие на количество и качество производимой энергии. В этом смысле важно помнить, что любые колебания скорости ветра влияют на следующие параметры: а) давление на турбину, пропорциональное охватываемой ротором площади и квадрату скорости ветра; б) вращающий момент турбины, пропорциональный охватываемой ротором площади и квадрату скорости ветра; в) скорость вращения ротора, которая в турбинах с ротором с переменной частотой вращения прямо пропорциональна скорости ветра. Таким образом, давление, вращающий момент и скорость вращения турбины и, как следствие, захватываемая турбиной энергия зависят от любого изменения охватываемой площади и скорости ветра. Такие изменения генерируют нагрузки, негативно воздействующие на конструкцию турбины через ее механические компоненты, а также передаются в грунт через опору. При изменении направления ветра образуются моменты сил, вызванные смещением осей, которые в традиционных установках (трехлопастная турбина с наветренной установкой ротора - датская модель) должны выдерживаться за счет системы тормозов и ведущих шестерней, действующей на направляющей коронной шестерне. Такие моменты перегружают всю конструкцию и ее механические компоненты и увеличивают усталостное напряжение, а также передаются в землю через основание. Причина в том, что такие традиционные турбины не имеют автоматического управления. Современная технология ветряных установок, разрабатываемых на базе датской модели (трехлопастная турбина с наветренной установкой ротора) решает эти проблемы за счет расчета размеров конструкций, способных выдерживать такие режимы нагрузки, и оснащения установки активными сервосистемами регулировки и управления, позволяющими устранить влияние естественных явлений в пределах рекомендованных мер безопасности и экономических соображений. На современном этапе технического развития существуют два семейства турбин: турбины с горизонтально расположенным валом и турбины с вертикально расположенным валом. В первой категории турбин, которые имеют отношение к настоящему изобретению, можно, в свою очередь, выделить турбины с наветренным ротором и турбины с подветренным ротором (ротор расположен с подветренной стороны башни). Модели с наветренным ротором, обычно называемые датской моделью, представляют собой трехлопастную турбину, в которой используются генераторы различных технологий с предусмотренными или не предусмотренными повышающими обороты мультипликаторами, прочно прикрепленные к гондоле, которая управляется активными системами ориентации. Модели с подветренным ротором, как правило, являются двулопастными или однолопастными - такие роторы более быстрые в сравнении с предыдущими и используют активные или пассивные системы ориентации. У всех существующих на настоящий момент моделей вращающий момент ротора выдерживается механическими элементами, образующими трансмиссию, и передается в конструкцию гондолы до башни, основания и грунта. Жесткость, с которой любое колебание момента передается компонентам трансмиссии и генератора, вызывает скачки напряжения, которые дестабилизируют сеть и образуют усталость компонентов (элементов) турбины. Что касается изменения охватываемой площади и его влияния на технические параметры установки, то можно отметить, что ни один известный производитель не использует эту концепцию для регулирования мощности турбины, поскольку все они предлагают постоянные охватываемые площади (зависящие только от изгиба лопастей) в отличие от настоящего патента, в котором площадь, охватываемая ротором, рассматривается как переменная величина для контроля скачков и/или спадов мощности и ослабления давления. Таким образом, одна из технических задач настоящего изобретения - устранить описанную жесткость за счет использования систем, способных компенсировать, накапливать и восстанавливать изменения скорости ветра, предотвращая их влияние на равномерность вращения генератора и вследствие этого уменьшая пиковую мощность турбины и перегрузку конструкции. Построить установку, которая будет меньше подвержена усталостным нагрузкам, проектируя ее с помощью механизмов, способных придать ей большую гибкость таким образом, чтобы собственные силы ветра, наносящие вред установке, служили для ее защиты, приспособив ее к новым состояниям работы в равновесии (пассивные системы), - такова философия проекта, являющегося целью настоящего изобретения с учетом того, что заявителю изобретения не известно о существовании какого-либо другого изобретения, обладающего аналогичными техническими характеристиками конструкции и конфигурации. Подробное описание изобретения Таким образом, ветряная турбина с компенсацией крутящего момента, предлагаемая в настоящем изобретении, является сама по себе достойным внимания нововведением в своей области применения,так как в ней в достаточной мере реализуются описанные выше цели. Исчерпывающая информация об отличительных технических, конструкционных и конфигурационных особенностях турбины представлена далее в формуле изобретения, прилагаемой к настоящему описанию. При проектировании любых механических систем делается упор на создание сбалансированных конструкций - они должны быть сбалансированы либо по отношению к своим опорам, либо, если они вращаются, по отношению к своей оси вращения. Массы, которые формируют их компоненты, в зависимости от расположения могут оказывать давление или уравновешивать. Соединения между компонентами могут быть жесткими или достаточно свободными. Возникновение ветряного возмущения заставляет жесткие соединения туго натягиваться, в то время как достаточно свободные соединения адаптируются к возмущению за счет изменения положения, предотвращая натяжение. Расположение масс ряда компонентов турбины (генератора, мультипликатора и тормозного механизма) в подвесное положение, при котором они подвешиваются к подшипнику, центрированному с валом ротора, и могут вращаться, пока не будет достигнуто равновесие вращающего момента на роторе при их угловом смещении, что устранит нагрузку на гондолу, башню и опорную плиту, является одним из механических принципов турбины, предмета настоящего изобретения. Данный принцип, как уже упоминалось ранее, также применим к моторным установкам (например, одновинтовым самолетам и кораблям). Все компоненты, образующие трансмиссию, имеют собственные внутренние компоненты, которые вращаются с разными скоростями и аккумулируют кинетическую энергию вращения, значительно превосходящую кинетическую энергию вращения самого подвесного узла. Поскольку под инерцией понимается свойство тела оказывать сопротивление любому изменению положения, скорости вращения или смещения, можно утверждать, что когда сумма инерции вращающихся частей различных элементов, образующих трансмиссию (валы и узлы зубчатой передачи и/или шкивы, при наличии, тормозной механизм и ротор генератора), больше инерции самого служащего противовесом подвеса (генератор, мультипликатор и тормозной механизм), последний первым отреагирует на любое возмущение вращающего момента, так как является элементом с меньшей инерцией. Благодаря этому оказывается минимальное воздействие на вращающиеся массы, характеризующиеся большей инерцией. Для усиления этого эффекта тормозной механизм размещается на валу высокой скорости и снабжается первым инерционным маховиком, размер которого должен определяться в зависимости от каждого конкретного применения для согласования с нужным ходом. В этом заключается еще одна особенность настоящего изобретения, а именно: любое возмущение вращающего момента должно поглощаться в значительной степени подвесным узлом, при этом практически не должно оказываться воздействия на равномерность вращения генератора. Этот аспект тесно связан с качеством генерируемого электричества. С другой стороны, подвес будет уравновешивать вращающий момент только в том случае, если во время смещения будет аккумулировать потенциальную энергию при подъеме и будет ее выделять при опускании. В таком случае он будет выступать в роли регулирующего механизма, предназначенного для придания однородности качеству энергии, передаваемой в сеть, ослабляя пики и сглаживая спады мощности турбины. При возрастании вращающего момента вследствие порыва ветра подвес, чтобы уменьшить инерцию, среагирует незамедлительным подъемом, вращаясь в том же направлении, что и ротор турбины,вследствие чего не будет наблюдаться заметного относительного движения между ними, пока не достигнет нового положения равновесия, не оказывая при этом значительного воздействия на равномерность вращения ротора генератора. Напротив, при ослаблении ветра и уменьшении вращающего момента подвес опустится и примет новое положение равновесия. При таком опускании он будет перемещаться в направлении, противоположном направлению вращения турбины и восстановит потенциальную энергию на роторе генератора,возвращая количество оборотов в зависимости от передаточного числа между ротором и генератором. К примеру, если бы передаточное число составляло 1/32, то это означало бы, что когда подвес совершает 1/4 полного оборота (90), вал ротора генератора совершил бы 32/4=8 оборотов. Таким образом,подвес при опускании восстанавливает, в виде оборотов ротора генератора, энергию, накопленную при смещении. Следовательно, в установках, проектируемых на базе настоящего изобретения, для усиления этого эффекта делается упор на больших передаточных числах между ротором и генератором, что характеризует установки с большой мощностью с большими диаметрами ротора. Подводя итоги, можно отметить следующее: любое возмущение (порыв ветра), вызывающее возрастание вращающего момента, используется для: а) ускорения ротора и вала низкой скорости за счет увеличения кинетической энергии; б) увеличения кинетической - потенциальной энергии подвесного узла за счет его подъема до нового положения равновесия; в) увеличения кинетической энергии вращающихся масс, образующих трансмиссию, включая ротор генератора, тормозной механизм и инерционный маховик. Такие увеличения распределяются обратно пропорционально соответствующим инерциям. С другой стороны, для компенсации вращающего момента необходимы большие подвешенные массы или же большие рычаги, что предполагает значительные затраты и другие проблемы. Больший интерес представляют конструкции, основанные на роторах высокой скорости, захватывающих энергию при низком вращающем моменте (однолопастных или двухлопастных), чтобы за счет собственного веса (генератор, мультипликатор и тормозной механизм), расположенные целесообразно, достигнуть уравновешивания вышеуказанного вращающего момента. Такой вес необходимо дополнить инерционным маховиком, который, в нашей конструкции, можно поместить в вал высокой скорости мультипликатора внутрь или снаружи, что приведет к увеличению инерции вращающихся частей и будет действовать как противовес. Как было отмечено в предыдущем абзаце, энергия, захватываемая ветряной турбиной, зависит от площади, охватываемой ротором, поэтому другой важной особенностью настоящего изобретения является возможность изменения охватываемой площади ротора при любом возрастании или снижении скорости ветра для компенсации пиков или спадов осевого давления и, следовательно, захватываемой энергии. Поскольку охватываемая площадь зависит от синуса двухгранного угла, в нашем случае он будет проецироваться приблизительно при 155 в условия номинальной мощности. Начиная с этого значения любое его увеличение или уменьшение, вызванное осевым давлением, ощутимо изменит охватываемой площадь и послужит как первый компенсатор пиков и спадов энергии. Это достигается за счет ротора, выступающего как колебательный ротор, который меняет свой двугранный угол, пока не придет в динамическое равновесие, вызванное, с одной стороны, дестабилизирующим моментом, созданным равнодействующей силой осевого давления ветра, и, с другой стороны,уравновешивающим моментом, созданным при отклонении центробежных сил лопасти и противовеса. Такая плавающая вибрация лопасти выступает как первый амортизатор порывов ветра. При сильном порыве ветра диэдр уменьшается, сокращая площадь, при ослаблении порыва ветра диэдр увеличивается,увеличивая площадь. Этот феномен амортизации улучшает стабильность энергии. В данной конструкции амортизация обеспечивается за счет эластомерных элементов, расположенных в вилке ротора, которые при сжатии позволяют достигать изменений диэдра 10. Что касается конструкции с наветренным расположением ротора, то потребуется надлежащим образом увеличить расстояние между лопастью и башней, чтобы избежать эффекта затенения от следа башни. В нашей конструкции это реализуется за счет соответствующей подгонки длины цапфы. Поскольку профиль ширины следа для круговой башни ограничен при определенных числах Рейнольдса(предпочтительно Re103 либо Re5105), следует определить более подходящие диаметры, чтобы устранить влияние следа в диапазоне значений скорости ветра для работы установки. С другой стороны, лучше всего адаптируется к требуемым условиям малого вращающего момента однолопастной ротор, который к тому же обладает и другими очевидными преимуществами, поскольку при вращательном движении может описать двугранный угол, что позволяет увеличить расстояние до башни в зависимости от радиуса, таким образом, позволяя добиться необходимого расстояния от башни,сводящее к минимуму влияние стелы. При проектировании своей конструкции авторы исходили из того(в силу уже описанных соображений), что угол лопасти в вертикальной плоскости составляет приблизительно 155 в условиях номинальной мощности - при таком значении угла лопасть в большей степени удалена от башни. Следует отметить, что ротор в однолопастном исполнении уравновешивается противовесом для достижения как статического, так и динамического баланса. Распределение масс вдоль лопасти, также как и размещение противовеса являются предметом детального исследования для получения желательного угла требуемого динамического баланса вращения. Лопасть и противовес присоединяются к вилке ротора посредством шарнирного соединения, образованного вилкой и карданной крестовиной, для передачи вращающего момента и осевого давления для каждого угла равновесия, что придает всему узлу степень свободы, необходимую для устранения качения изза различных скоростей ветра, воздействующих на лопасть на разных расстояниях от поверхности земли. В данной конструкции на крестовине есть подшипник, на внешнем кольце которого размещен червяк. Венец с резьбой образует подвижное внутреннее кольцо вышеуказанного подшипника и на него навертывается втулка ротора. Втулка служит для соединения лопасти и противовеса. В конструкции лопасть присоединяется к втулке с помощью эллиптического фланца, а противовес, как правило, из расплавленного свинца, при-4 022481 соединяется с помощью цилиндрического фланца с меньшим диаметром, в результате чего втулка имеет вид усеченного конуса. Втулка по центру присоединена к кольцу крестовины, которое присоединяется через внешний фланец. Противовес, втулка и лопасть образуют ротор. Регулирование мощности осуществляется за счет изменения шага лопасти: с помощью червяка крестовины, который воздействует на венец с резьбой во внутреннем кольце подшипника, к которому присоединяется ротор. Этот шаг измеряется датчиком абсолютного отсчета. Механизм служит также аэродинамическим тормозом при изменении шага лопасти. Другим эффектом, ожидаемым в таких роторах высокой скорости, является устранение усталости лопастей под воздействием знакопеременной нагрузки. С помощью приемлемой скорости вращения и правильного распределения масс (т.е. такого распределения, которое установит центр тяжести лопасти в желательном для нас месте приблизительно на 50% от его длины) можно добиться, чтобы центробежные силы превалировали над изгибающими силами при любом угле вращения - превалирующей силой должна быть тяга. Это предотвратит изменение знака под влиянием изгибающего усилия и будет способствовать тому, чтобы нагрузка приходилась на всю площадь лопасти. Поскольку однолопастной ротор является ротором более высокой скорости, чем роторы с несколькими лопастями, его применение способствует достижению этого эффекта. Благодаря использованию однолопастного ротора наблюдается малый вращающий момент запуска в турбине, поэтому для применения в удаленных от центральной сети энергоснабжения местах предусмотрен комплект батарей для инициации запуска турбины. В случае подсоединения к сети запуск будет производиться за счет поглощения собственной энергии с контролируемым постепенным запуском. Гондола турбины представляет собой элемент, отличающийся от гондол в традиционных ветряных установках. Образованная из двух приваренных друг к другу получастей чечевицеобразной формы, она имеет аэродинамическую форму, за счет которой снижается сила воздействия ветра и ее след не оказывает негативного воздействия на КПД ротора. Внутри этих двух соединенных получастей гондолы находятся гидравлические элементы, электрошкафы управления и редукторные двигатели, управляющие направлением турбины. В отличие от других известных установок, в нашей конструкции генератор, мультипликатор и тормозной механизм вынесены за пределы гондолы. От гондолы с подветренной стороны отходит коленчатый рычаг, который поддерживает цапфу вала низкой скорости, которая соединяет в одну линию ротор и подвесной узел, образующий трансмиссию, с помощью двух подшипников - один подшипник ротора, расположенный с подветренной стороны цапфы,и второй подшипник подвеса, расположенный с наветренной стороны цапфы. Для изменения положения в выключенном состоянии турбина в настоящем изобретении должна быть оснащена реверсивным редукторным двигателем с тормозом. Он введен в зацепление посредством ведущей шестерни с внутренним кольцом подшипника, поддерживающего гондолу и регулирующего положение турбины, пока она не будет подключена к сети. После подключения турбины происходит разблокировка тормоза двигателя и освобождается узел гондолы, поскольку турбина снабжена автоматическим управлением. При необходимости такой редукторный двигатель с тормозом используется для разматывания кабелей, образующих контур внутри башни, или для позиционирования гондолы в нужном направлении (например, при проведении работ по техническому обслуживанию). Статическое уравновешивание узла гондолы по отношению к управляющему валу - подходящее условие для получения правильного автоматического управления турбины. При работе турбины осуществляется полностью автоматическое управление. В подветренном исполнении управляющая сила (осевое давление) прикладывается на большом расстоянии от оси поворота, поскольку она прикладывается вдоль биссектрисы двухгранного угла, охватываемого ротором, за счет чего обеспечивается стабильность работы. Конструкция подвесного узла включает мультипликатор с параллельными валами, установленными на удаленном расстоянии между ними, при котором центр тяжести подвеса удален в достаточной степени, чтобы при угловом смещении за счет собственных масс генератора и маховика подвесной узел мог компенсировать вращающий момент при 55 и достигнуть нужного эффекта. Необычная конструкция мультипликатора с параллельными валами, установленными на удаленном расстоянии между ними, основана на двух конструкциях. Первая конструкция - вал низкой скорости, образованный эпициклоидной трансмиссией. Вторая конструкция - вал высокой скорости с цепной трансмиссией, за счет которой удается получить необходимое расстояние между валами. Вал высокой скорости мультипликатора и сам мультипликатор снабжены первым инерционным маховиком, который не только выступает противовесом, но и придает узлу высокую стабильность при работе. При этом инерции вращающихся частей значительно превышают инерцию самого подвеса. Остаток до 90 остается как запас на случай аварийных торможений. В предлагаемой конструкции особое внимание уделено длине цапфы. С одной стороны, это поможет отнести дальше лопасть, чтобы свести к минимуму эффект затенения от башни, с другой стороны,перенести поближе к управляющему валу башни центр тяжести подвеса, чтобы устранить возникновение нежелательных гироскопических эффектов при его движении. В варианте с гидростатической трансмиссией генератор отделяется от подвеса и устанавливается, в исполнении с двойным валом, на большой инерционный маховик, находящийся в основании башни на уровне поверхности земли. В месте, прежде занимаемом генератором в подвесе, устанавливается маслогидравлическая система, которая под давлением нагнетает смазку в двигатель с регулируемым объемом цилиндров с сервоуправлением. Трубопровод этой системы проходит через ротационное соединение в гондоле, не мешающее ориентации турбины по направлению воздушного потока и предотвращающее перекручивание гидравлических трубопроводов. Обратный ход гидравлической жидкости в систему осуществляется через второй пропуск ротационного соединения. Гибкость применения маслогидравлической системы с сервомотором позволяет регулировать в любой момент объем цилиндра, чтобы обеспечить через переменную величину постоянные обороты - условие, необходимое из-за сильной инерции маховика, который сопротивляется изменению скорости. Маховик и ротор генератора стабильно вращаются, позволяя ротору турбины ускоряться и замедляться для работы при постоянной лямбде , что улучшает КПД ротора. Поскольку генераторы могут быть синхронными (источники), можно регулировать cosдо желаемого значения и, таким образом, производить энергию необходимого качества. При применениях в удаленных от централизованного энергоснабжения районах в условиях генерации энергии по запросу значительная инерция, накопленная в маховике, позволит выиграть время, необходимое для регулирования шага лопасти, и упростить процесс захватывания запрашиваемой энергии,обойдя необходимость использовать силовую электронику и резисторы, рассеивающие избыточную мощность. Для упрощения запуска ротора турбины предусмотрена гидравлическая муфта между валом маслогидравлического сервомотора и валом генератора. Для работы установок по откачке или опреснению обратным осмосом по месту генератора устанавливается насос, который присоединяется к маховику и позволяет получать более однородный поток, предотвращая гидравлические удары. Если откачка производится из глубоких скважин, насос погружается на глубину и его вал приводится в движение маховиком с помощью карданной трансмиссии, для этого башня устанавливается прямо над скважиной. Следовательно, описанная ветряная турбина с компенсацией вращающего момента представляет собой новаторское решение с неизвестными до этого момента характеристиками и принципом работы. С учетом этого, а также принимая во внимание практическую пользу такой турбины, имеются все основания для получения привилегии исключительного права на изобретение. Описание чертежей Прилагаемые чертежи, включенные с целью дополнения вышеприведенного описания для обеспечения лучшего понимания характеристик данного изобретения, являются неотъемлемой частью настоящего описания и иллюстрируют варианты осуществления изобретения, имея при этом иллюстративный,а не ограничивающий характер. На чертежах показано: фиг. 1 - схематичный вид в поперечном разрезе, иллюстрирующий ветряную турбину с компенсацией вращающего момента, согласно предмету изобретения, на примере предпочтительного однолопастного исполнения с подветренной установкой, с указанием основных частей и элементов конструкции; фиг. 2 - схематический вид в поперечном разрезе, иллюстрирующий вариант настоящего изобретения; альтернативный пример исполнения с гидростатической трансмиссией, генератором и большим инерционным маховиком в основании башни; фиг. 3 - фронтальный разрез, иллюстрирующий изображенную на фиг. 1 турбину во время работы, с указанием направления вращения и компенсирующего эффекта подвеса; фиг. 4 - отдельные схематические виды в поперечном разрезе, иллюстрирующие элементы подвесного узла с генератором, с подробным указанием конфигурации и расположения этих элементов; фиг. 5 - вид в перспективе с пространственным разделением деталей, иллюстрирующий ветровую турбину с подвесным узлом в однолопастном подветренном исполнении согласно варианту, представленному на фиг. 1, на котором в увеличенном масштабе показаны элементы ротора и элементы, включающие привод шага винта; фиг. 6 - вид в увеличенном масштабе в поперечном разрезе, на котором указано расположение подвесного узла и узла ротора на гондоле и башне; фиг. 7 - вид в увеличенном масштабе в поперечном разрезе, на котором указано расположение стабилизирующего устройства в основании башни; фиг. 8 - вид в увеличенном масштабе в поперечном разрезе, иллюстрирующий подвесной узел с маслогидравлической системой и трубопроводы, идущие до ротационного соединения в гондоле; фиг. 9 - вид в увеличенном масштабе в поперечном разрезе, на котором указано расположение стабилизирующего устройства в основании башни в исполнении для применения при откачке насосом. Рекомендуемое исполнение изобретения На основании указанных фигур в соответствии с принятой нумерацией можно привести в качестве примера рекомендуемое исполнение изобретения, а также альтернативный вариант изобретения, включающие детали и элементы, подробно описанные далее. При этом на фигурах использованы следующие номера позиций для обозначения деталей: 1 - ротор; 2 - цапфа; 3 - вал низкой скорости; 4 - первичный подшипник; 5 - мультипликатор; 6 - генератор; 7 - направляющий упорный подшипник; 8 - башня; 9 - гондола; 10 - эластомерные элементы; 11 - первый инерционный маховик; 12 - лопасть; 13 - тормозной механизм; 14 - редукторный двигатель с тормозным устройством; 15 - коленчатый рычаг; 16 - вилка; 17 - втулка; 18 - противовес; 19 - крестовина; 20 -червяк; 21 - съемное кольцо; 22 - второй инерционный маховик; 23 - маслогидравлический мотор; 24 - гидравлическая муфта; 25 - маслогидравлическая система; 26 - ротационное соединение; 27 - насос; 28 - подвесной узел; 29 - вал высокой скорости. Согласно указанным фигурам ветряная турбина с компенсацией вращающего момента, создание которой является целью настоящего изобретения, содержит турбину с автоматическим управлением и однолопастным ротором (1), рекомендованным для размещения с подветренной стороны башни (8) в соответствии с изображением на фиг. 1, который также может устанавливаться с наветренной стороны при внесении приемлемых изменений в ее конструкцию (например, конструкция такой турбины в форме бумеранга). Вышеуказанный ротор (1) является колебательным ротором, амортизация которого обеспечивается эластомерными элементами (10), расположенными на конце вилки (16), присоединенной к валу (3) низкой скорости, цапфа (2) которого поддерживает мультипликатор (5), генератор (6) и тормозной механизм(13) посредством первичного подшипника (4), за счет которого они находятся в подвешенном состоянии и могут свободно раскачиваться, пока при их угловом смещении не будет компенсирован вращающий момент, что предотвратит его передачу на гондолу (9). Узел, содержащий мультипликатор (5), генератор (6) и тормозной механизм (13), образует подвес или подвесной узел (28). Гондола (9) выполнена эллиптического сечения и образована двумя приваренными друг к другу получастями чечевицеобразной формы, внутри которых размещены гидравлические элементы,электрошкафы управления и редукторные двигатели (14), управляющие ориентацией турбины. Гондола(9) в фазе пуска турбины зацепляется с внутренним кольцом направляющего упорного подшипника (7),размещенного на верхнем конце башни (8). От гондолы (9) с подветренной стороны отходит коленчатый рычаг (15), к верхнему концу которого прикреплена цапфа (2) вала (3) низкой скорости, которая соединяет в одну линию ротор (1) и подвесной узел (28) с помощью двух подшипников - один подшипник ротора и другой подшипник (4) подвеса (28). Колебательный ротор (1) включает лопасть (12), соединенную с противовесом (18) через втулку(17) с фланцами. В свою очередь, втулка (17) по центру соединяется с подвижным кольцом крестовины(19) с помощью внешнего фланца. В качестве примера осуществления изобретения на практике рассмотрим турбину с диаметром ротора (1) 28 метров в однолопастном исполнении с производительностью 200 кВт при скорости ветра 11 м/с, скорости вращения 64,8 об/м и вращающем моменте 2947 даН/м. Исходя из вышеуказанных данных (вращающий момент 2947 даН/м) определяется и рассчитывается подвесной узел, способный компенсировать этот вращающий момент, посредством расчета приемлемого расположения масс (мультипликатор (5), генератор (6) и тормозной механизм (13, для того чтобы при расположении на достаточном расстоянии (рычаг подвеса) удалось добиться уравновешивания вращающего момента при установленном угле. Далее приводится таблица с данными о весе и расстояниях центров тяжести по оси х-х подвеса по каждому элементу, чтобы убедиться, что для уравновешивания вращающего момента турбины будет достаточно рычага 1,4 м и приблизительного угла 55. Из таблицы видно, что уравновешивающий момент (3505,48 мкг) чуть больше вращающего момента (2947 даН) и поэтому может уравновесить его за счет углового смещения менее 55. На основании данных в следующей таблице докажем, что инерционные моменты по отношению к оси вращающихся деталей в подвесном узле превышают в 5,93 раза инерционные моменты самого подвеса. Общая масса вращающихся частей - 1822,15. Инерционный момент, уменьшенный на валу низкой скорости (вращающиеся части подвеса) (А) 36775,21. Инерционный момент ротора ветроустановки - 26000,00. Общий инерционный момент вращающихся частей трансмиссии - 62775,21. Общая масса подвеса - 4307,35. Инерционный момент подвеса по отношению к валу низкой скорости (В) - 6196,71. Отношение А/В - 5,93. Полученный результат гарантирует, что при порыве ветра, вызывающего изменение вращающего момента, сначала сработает элемент с меньшей инерцией (подвес), практически не затрагивая ротор генератора. Благодаря этому будет генерироваться более равномерная и, как следствие, более качественная энергия. Принцип изменения двугранного угла ротором (1) в зависимости от порывов ветра, приводящего к изменению охватываемой ротором площади и амортизации давления ветра на турбину, станет более понятным на примере формулы, определяющей динамический баланс (постоянные обороты ротора, турбина направлена к ветру). Изменение кинетического момента ротора (1) в зависимости от w (уравновешивающий момента) = моменту давления активной части лопасти (12) (момент дисбаланса):th costrust = 2(Iuz( sen2-cos2)+(Iuu-Izz)sencos),где u = перпендикулярная ось к оси колебания лопасти (w) и нормаль к продольной оси (z);th = упорный рычаг;= двугранный угол с плоскостью вращения;= угловая скорость ветра (постоянная);Iuz = продукт инерции плоскости u-z;Iuu = момент инерции вдоль оси и;Izz = момент инерции вдоль оси z (продольная ось лопасти). В предыдущей таблице указано, как скорость ветра влияет на изменение диэдра и охватываемой площади и вытекающий из этого эффект ослабления воздействия порывов ветра. В заключение следует отметить, что изобретение относится к ветряной турбине с компенсацией вращающего момента. Ее особенностью является наличие следующих дополнительных элементов, образующих трансмиссию: генератора (6), мультипликатора (5), повышающего число оборотов генератора(6), и тормозного механизма (13), подвешенных к гондоле (9) с помощью первичного подшипника (4),центрированного с валом (3) ротора (1) таким образом, что они могут вращаться, компенсируя при своем угловом смещении вращающий момент на роторе, пока не уравновесят его, что предотвращает передачу вращающего момента ротора (1) на гондолу (9), башню (8) и опорную плиту и снижает приходящуюся на них нагрузку. Такой подвесной узел (28) аккумулирует потенциальную энергию, поднимаясь во время углового смещения. Он передает эту энергию, когда интенсивность порывов ветра ослабевает, опускаясь и вращаясь в направлении, противоположном направлению вращения ротора (1) турбины, что влечет за собой вращение ротора генератора (6). Этот эффект позволяет регулировать мощность турбины, придавая равномерность энергии, поступающей от турбины в электросеть и сглаживая пики и спады мощности турбины за счет использования механических пассивных систем. В случае возмущения вращающего момента, вызванного порывом ветра, в первую очередь это повлияет на подвесной узел (28), который автоматически выберет новое положение баланса, не оказывая при этом существенного влияния на равномерность вращения ротора генератора (6), поскольку инерции вращающихся частей элементов, образующих трансмиссию, превышают инерции масс самого подвесного узла (28), что приводит к производству более равномерной и качественной энергии за счет использования механических пассивных систем. Кроме того, при любом порыве ветра, изменяющем осевое давление на ротор (1), последний настраивает двугранный угол, формируемый лопастью (12), во время своего вращения изменяя охватываемую площадь с углом приблизительно в 155 при номинальных условиях и при динамическом балансе,-9 022481 возникающем вследствие, с одной стороны, уравновешивающего момента, созданного смещением масс лопасти (12) и противовеса (18), и, с другой стороны, дестабилизирующего момента, созданного равнодействующей силой осевого давления ветра. Такая настройка охватываемой площади, обратно пропорциональной скорости ветра, предполагает наличие пассивной системы амортизации пиков и спадов мощности, а также давления на конструкцию турбины. Для улучшения равномерности вращения ротора генератора (6) в турбине предусмотрен первый инерционный маховик (11) с большим моментом инерции, расположенный параллельно с валом генератора (6), который может устанавливаться как внутри мультипликатора (5), так и снаружи от него, на месте тормозного механизма (13), но в любом случае всегда на валу (29) высокой скорости. В свою очередь, передача мощности между ротором (1) и валом (3) низкой скорости осуществляется посредством качающихся соединений с помощью вилки (16) и крестовины (19). Колебания крестовины ограничены до 10 относительно оси колебаний (w-w) с помощью комплекта эластомерных элементов (10). Узел вилки (16) и крестовины (19) позволяет передавать вращающий момент и осевое давление для каждого угла равновесия, что придает узлу степень свободы, необходимую для устранения качения из-за различных скоростей ветра, воздействующих на вращающуюся лопасть (12) на разных расстояниях от поверхности земли. Следует отметить, что для регулирования шага лопасти предусмотрена червячная пара, образованная из венца и червяка, встроенная в крестовину (19), в которой венец образует подвижное кольцо (21) двойного шарикового или роликового подшипника с нарезанными зубьями по центру, а червяк (20) встраивается во внешнее фиксированное кольцо подшипника крестовины (19) в соответствии с фиг. 4. На подвижное кольцо (21) присоединяется втулка (17) ротора (1). Этот механизм позволяет регулировать шаг лопасти для настройки захватываемой турбиной мощности, когда турбина запускается от гидравлического или электрического мотора. Втулка (17) служит для соединения лопасти (12) и противовеса (18). Три этих элемента образуют ротор (1). Также следует отметить, что для изменения ориентации по ветру в выключенном состоянии турбина в настоящем изобретении должна быть оснащена реверсивным редукторным двигателем с тормозом(14), который вводится в зацепление посредством ведущей шестерни с внутренним кольцом (имеющим нарезанные зубья) подшипника (7), поддерживающего гондолу (9) и регулирующего положение турбины до подключения установки к электросети. После подключения турбины происходит разблокировка тормоза этого двигателя и освобождается узел гондолы (9). При необходимости такой редукторный двигатель с тормозом (14) используется для разматывания кабелей, образующих контур внутри башни (8), или для позиционирования гондолы в нужном направлении (например, при проведении работ по техническому обслуживанию). Наконец, нужно упомянуть, что описанная система подвесной турбины с компенсацией вращающего момента, в которой элементы, образующие трансмиссию (мультипликатор (5), генератор (6) и тормозной механизм (13, подвешены с помощью подшипника (4), центрированного с валом (3) ротора (1) таким образом, что они могут раскачиваться, компенсируя при своем угловом смещении вращающий момент на роторе (1), пока не уравновесят его, также может применяться, после внесения соответствующих изменений, в других одновинтовых установках с двигателем (например, корабли и самолеты), в которых вместо генератора (5) устанавливается двигатель, а вместо цапфы - шасси. В варианте альтернативного исполнения турбины с гидростатической трансмиссией на мультипликатор (5) устанавливается маслогидравлическая система (25) в том месте, где раньше находился генератор (6), в результате чего маслогидравлическая система (25) вместе с мультипликатором (5) входят в подвесной узел (28) вместо генератора (6), который устанавливается в основании башни. В свою очередь, генератор (6) размещается в основании башни (8), где он входит в состав стабилизирующего механизма, состоящего из второго инерционного маховика (22), присоединенного к сквозному валу генератора (6), которые приводятся в движение с помощью маслогидравлического сервомотора(23) с регулируемым объемом цилиндра через гидравлическую муфту (24). Такой стабилизирующий механизм является дополнительным элементом установки и размещается между основанием фундамента и основанием башни (8). Оба основания снабжены фланцами одинакового размера соразмерно с наибольшей высотой вала ротора (1). В данном применении механическая мощность на выходе мультипликатора (5) преобразуется в маслогидравлическую мощность в виде "расходдавление масла" в насосе маслогидравлической системы (25), передаваемую к маслогидравлическому сервомотору (23) по трубопроводу под давлением, который через ротационное соединение (26) в гондоле (9) образует закрытый контур. Гибкость применения такой конструкции, достигаемая за счет возможности изменять объем цилиндра сервомотора (23), позволяет поддерживать практически постоянные обороты в узле генератор (6) + второй инерционный маховик (22) независимо от оборотов ротора (1), который будет работать при постоянной , что позволит улучшить КПД ротора. Это применение представляет интерес в тех случаях, когда необходимо обеспечивать более равномерную выработку электроэнергии, в частности при применениях ветряной турбины в районах, удаленных от централизованной системы энергоснабжения, либо в случае подключения генератора к слабым электросетям. Если ветряная турбина будет применяться для откачки воды или опреснения воды обратным осмосом, в таком стабилизирующем устройстве потребуется заменить генератор (6) насосом (27), который при присоединении ко второму инерционному маховику (22) всасывает и нагнетает жидкость, получая более однородный поток. Насос (27) и второй инерционный маховик (22) приводятся в действие сервомотором (23) через гидравлическую муфту (24). Помимо этого, в случае откачки из глубоких скважин насос (27) погружается на глубину и его вал приводится в движение вторым инерционным маховиком (22) с помощью карданной трансмиссии. Хотелось бы отметить, что конструкция мультипликатора (5) крайне важна для поставленной технической задачи по достижению компенсации вращающего момента и амортизации, а также для аккумулирования и передачи энергии. Для достижения основной цели - компенсации вращающего момента - разработана конструкция мультипликатора (5) с параллельными валами, установленными на удаленном расстоянии между ними. Благодаря такому расположению валов можно увеличить плечо рычага, вследствие чего компенсирующие массы (генератор (6) + первый инерционный маховик (11 не будут чрезмерными. Для достижения другой технической задачи (амортизация, аккумулирование и передача энергии) требуется, чтобы инерции вращающихся частей значительно превышали инерцию самого подвесного узла. Решение заключается в размещении первого инерционного маховика (11) на валу (29) высокой скорости (более удаленном). При этом первый инерционный маховик (11), помимо выполнения роли противовеса, обеспечивает стабильность работы и служит для увеличения инерции вращающихся частей таким образом, чтобы при возмущении вращающего момента оказать воздействие на подвесной узел (28), не повлияв при этом на равномерность вращения вала генератора. Таким образом, данный мультипликатор (5) (фиг. 4), устанавливаемый на концентрическом подшипнике с ведущим валом, благодаря которому он может свободно колебаться и компенсировать при своем угловом смещении вышеуказанный вращающий момент, разрабатывается с двумя ступенями повышения оборотов. Первая ступень (низкой скорости) - представляет собой эпициклоидальную конструкцию с тремя и более планетарными шестернями для передачи вращающего момента, способными выдерживать высокие нагрузки с внешних источников. Вторая ступень (высокой скорости) - цепная передача, подходящая для расположения валов на удаленном расстоянии меду ними. На валу (29) высокой скорости и внутри самого мультипликатора (5) устанавливается первый инерционный маховик (11), который не только задействует противовес, но и придает равномерность скорости вращения противовеса, а значит, придает равномерность скорости вращения вала генератора, к которому он напрямую подсоединен. На другом конце вала (29) высокой скорости находится тормозной механизм(13). Поскольку сущность настоящего изобретения, равно как и способы использования его на практике описаны в настоящем описании в достаточной мере, нет необходимости дополнять описание другими подробностями, поскольку любой специалист в данной области поймет его важность и вытекающие преимущества, так как очевидно, что данное изобретение может применяться на практике в других исполнениях, которые будут отличаться в деталях от приведенных в качестве примера в данном документе и на которые также будет распространяться защита, при условии отсутствия характеристик, меняющих тем или иным образом базовый принцип данного изобретения. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Ветряная турбина с компенсацией вращающего момента, содержащая однолопастной ротор (1),оснащенный единственной лопастью (12) и соединенный с валом (3), который выполнен с возможностью вращения с меньшей скоростью, чем ротор (1), и цапфу (2) вала (3), которая опирается на подшипник и поддерживается гондолой (9), расположенной над направляющим подшипником (7), который размещен на верхнем конце башни (8), закрепленной с помощью соответствующей опорной плиты, характеризующаяся тем, что ветряная турбина дополнительно содержит следующие элементы трансмиссии: генератор(6), мультипликатор (5), повышающий число оборотов генератора (6), и тормозной механизм (13), подвешенные к гондоле (9) с помощью первичного подшипника (4), центрированного с валом (3) ротора (1),и образующие подвесной узел (28), выполненный с возможностью вращения, при этом ротор (1) выполнен с возможностью компенсации и уравновешивания вращающего момента при угловом смещении вышеназванного подвесного узла (28), что предотвращает передачу вращающего момента ротора (1) на гондолу (9), башню (8) и опорную плиту, причем подвесной узел (28) аккумулирует потенциальную энергию, поднимаясь во время углового смещения, а когда интенсивность порывов ветра ослабевает,передает эту энергию, опускаясь и вращаясь в направлении, противоположном направлению вращения ротора (1) турбины, что влечет за собой вращение ротора генератора (6), при этом указанный эффект позволяет регулировать мощность турбины, сглаживая пики и спады мощности турбины. 2. Ветряная турбина с компенсацией вращающего момента по п.1, характеризующаяся тем, что структура и конфигурация подвесного узла (28) такова, что инерция вращающихся частей элементов,образующих трансмиссию, намного выше инерции масс собственно подвесного узла (28). 3. Ветряная турбина с компенсацией вращающего момента по пп.1, 2, характеризующаяся тем, что мультипликатор (5) содержит параллельные валы, установленные на удаленном расстоянии между ними,и включает несколько ступеней повышения оборотов: ступень низкой скорости, представляющую собой эпициклоидальную конструкцию с тремя или более планетарными шестернями для передачи вращающего момента, ступень высокой скорости, представляющую собой цепную передачу, подходящую для расположения валов на удаленном расстоянии между ними, при этом на валу (29) высокой скорости установлен первый инерционный маховик (11), который обеспечивает стабильность работы и увеличивает инерцию вращающихся частей, чтобы при возмущении вращающего момента оказать воздействие на подвесной узел (28), не повлияв при этом на равномерность вращения вала генератора (6). 4. Ветряная турбина с компенсацией вращающего момента по пп.1-3, характеризующаяся тем, что ротор (1) представляет собой однолопастной колебательный ротор, амортизация которого обеспечена эластомерными элементами (10), расположенными между вилкой (16) и крестовиной (19), с диэдром 155 при номинальных условиях и при динамическом балансе, возникающем вследствие, с одной стороны, уравновешивающего момента, созданного смещением масс лопасти (12) и противовеса (18), и, с другой стороны, дестабилизирующего момента, созданного равнодействующей силой осевого давления ветра. 5. Ветряная турбина с компенсацией вращающего момента по пп.1-4, характеризующаяся тем, что содержит червячную пару, образованную из венца и червяка, встроенную в крестовину (19), в которой венец образует подвижное кольцо (21) двойного шарикового или роликового подшипника с нарезанными зубьями по центру, а червяк (20) встроен во внешнее фиксированное кольцо подшипника крестовины(19), в которой на указанное подвижное кольцо (21) присоединяется втулка (17) ротора (1). 6. Ветряная турбина с компенсацией вращающего момента по пп.1-5, характеризующаяся тем, что гондола (9) выполнена эллиптического сечения и образована двумя приваренными друг к другу получастями чечевицеобразной формы, внутри которых размещены гидравлические элементы, электрошкафы и редукторные двигатели, при этом в конструкцию гондолы (9) входит коленчатый рычаг (15), отходящий от гондолы (9) с подветренной стороны, который поддерживает цапфу (2), ротор (1) и подвесной узел