CS251811B1 - Zařízení pro regulaci otáček mikrozdroje elektrická energie s odporovou zátěží - Google Patents

Abstract

Zařízení pro regulaci otéěek mikrozdroje elektrické energie s odporovou zátěží je opatřené poháněcím motorem a s ním spřaženým generátorem elektrického proudu. účelem řešení je nahrazení pasivní .ochrany proti nepřípustnému zvýšení otáček, pro-, vaděné dosud například mechanickým brzděním nebo natáčením lopatek vrtule poháněcího motoru, ochranou aktivní, prováděnou elektrickou cestou, která je spolehlivější a energeticky výhodnější. Uvedeného účelu se dosáhne tím, že zařízení je opatřeno čidlem (3) otáček, jehož výstup je spojen se vstupem přepínače (5) zátěže (6) připojené na výstup generátoru (4) elektrického proudu.

Description

Vynález ze týká zařízení pro regulací otáček mikrozdroje elektrická energie e odporovou zátěží, opatřeného poháněči· notore· a a ním apřaženým’.generátorem elektrického proudu.

V současná době se roiělřuj· používání nikrozdrojů elektrická energie, zejména mikrozdrojů a konstantní· buzení· generátoru elektrického proudu, pro růsná účely, přičemž jako pohéněního motoru pro pohon generátoru elektrického proudu je použito vodního nebo větrného motoru.

Při konstantní ohmická zátěži mikrozdroje může docházet ke značným změnám otáček poháněcího motoru a tím i generátoru elektrického proudu při zgěně intenzity primární energie, což přichází v úvahu zejména u větru.

Velni nebezpečné je svýěení primární energie nad přípustnou mez, danou pevnostními hledisky, nebol by mohlo dojít k havárii poháněcího motoru nebo i generátoru elektrického proudu.

Aby se tomu sebránilo, používají se u mlkrosdrojů elektrická energie různá přídavná zařízení pro regulaci otáček, například u vrtulí větrného motoru mechanická brzdy, ústrojí pro naklápěnl nebo natáčení listů vrtule a podobně. Jedné ee vesměs o sařísení pasivního charakteru a výrobně náročné.

Výěe uvedené nedostatky jsou odstraněny u sařísení pro regulaci otáček mikrozdroje elektrická energie e odporovou zátěží podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že je opatřeno čidlem otáček, jehož výstup je spojen se vstupem přepínače zátěže, připojené na výstup generátoru elektrického proudu.

Čidlo otáček je umístěno na hřídeli, spojujícím převod do rychlá na výatupu pohéněclho motoru, s generátorem elektrického proudu. U poháněcího motoru, vytvořeného jako větrný motor, je čidlo otáček vytvořeno jako anemometr, umístěný na vstupní straně větrného motoru. Zátěž ja rozdělena na sekce, připojené k jednotlivým kontaktním polohám přepínače, fiidlo otáček je vytvořeno jako snímač kmitočtu, zapojený na výstupní straně generátoru elek trickáho proudu.

Zařízením pro regulaci otáček mikrozdroje elektrické energie podle vynálezu se dosahuje ochrany proti nebezpečnému svýěení otáček aktivním způsobem elektrickou cestou, což je zvléěl výhodná při používání elektrická energie k topným účelům, kde otáčky mikrozdroje elektrická energie a tím i kmitočet elektrického proudu nemusí být udržovány ne konstetni hodnotě a jsou z výěe uvedených důvodů omezeny prakticky jen shory.

Ha připojeném výkrese je znázorněn příklad provedení zařízení pro regulaci otáček mikZozdroje elektrická energie s odporovou zátěží podle vynálezu, ne němž obr. 1 znázorňuje schematicky předmětná zařízení ve spojení s mikrozdroje· elektrická energie a obr. 2 ukazuje zatěžovací charakteristiky poháněcího motoru a generátoru elektrického proudu.

Hřídel poháněcího motoru X je přes převod g do rychlá spojen s hřídelem rotoru generátoru £ elektrického proudu. Na hřídeli mezi převodem g do rychlá a generátorem £ elektric káho proudu je umístěno čidlo g otáček, jehož výstup je spojen se vstupem přepínače í zátěže i, která je rozdělena na sekce, které jsou připojeny k jednotlivým kontaktním polohám přepínače g.

Je-li jako poháněcího motoru χ použito větrného motoru, může být jako čidla 1 otáček použito anemometru, umístěného na vstupní straně větrného motoru. Protože otáčky poháněclho motoru χ jeou zde závislá na rychlosti větru, odpovídají hodnoty na výstupu anemometru otáčkám mikrozdroje elektrická energie, fiidlo X otáček může být s výhodou vytvořeno jako snímač kmitočtu, zapojený na výstupní straně generátoru £ elektrického proudu.

Protože kmitočet elektrického proudu generátoru í elektrického proudu je úměrný otáčkám jeho rotoru, lze i pomocí táto úpravy provádět regulaci otáček aikrosdroje elektrické energie. Zařízení podle vynálezu pracuje následozně.

Zatímco mikrozdroj elektrická energie pracuje v normálním pracovním rozsahu otáček, například při určité rychlosti větru, do určitá zátěže £, při překřičení dané meze, tedy například při nebezpečném zvýěení rychlosti větru, se velikost zátěže £ zvětší zmenšením jejího odporu působením přepínače £, například byřmzením táto části zátěže £ nebo paralelním zapojením jejich sekcí. To má za následek snížení otáček poháněcího motoru χ, tedy v uvažovaném případě větrného motoru, a tím i celého mikrozdroje elektrické energie.

Účinek této regulace, to jest elektrického brzdění, je dén průběhem zatěžovacíc& charakteristik pohéněclho motoru X a generátoru £ elektrického proudu, jak je patrno podle obr. 2. Vyznačené charakteristiky generátoru £ elektrického proudu jsou odvozeny z vnějších charakteristik synchronního elektrického stroje točivého s konstatním buzením při různých otáčkách, přičemž vyznačená charakteristiky pohánšcího motoru χ jsou typická charakteristiky vrtule větrného motoru.

Na vodorovná ose nanesená otáčky a, jsou otáčky na hřídeli rotoru generátoru £ elektrického proudu a za převodem g do rychlá, na svislá ose je nanesen výkon generátoru £ elektrického proudu.

Na obr. 2 odpovídá rychlosti větru 9 m/s první charakteristika Z poháněcího motoru χ a rychlosti větru 12 m/s odpovídá druhá charakteristika £ poháněcího motoru χ. Zatížení generátoru £ elektrického proudu odporem o hodnotě 8 ohmů odpovídá první charakteristika £ generátoru £ elektrického proudu a zatížení generátoru £ elektrického proudu odporem o hodnotě 4 ohmů odpovídá druhá charakteristika ll generátoru £ elektrického proudu.

Maximální přípustná pracovní otáčky generátoru £ elektrického proudu, rovnají se v da nám případě 1 800 otáčkám za minutu, jsou naznačeny čerchovanou čarou χχ.

Při rychlosti větru 9 m/s a zatíženi generátoru £ elektrického proudu odporem o hodnotě 8 ohmů odpovídá na obr. 2 první bod £ 1 500 otáčkám za minutu generátoru £ elektrického proudu a jeho Výkonu 6,3 kW. Zvýší-li se rychlost větru na 12 m/s, přesune se zatížení generátoru £ elektrického proudu do druhého bodu £, odpovídajícímu 2 200 otáčkám za minutu generátoru £ elektrického proudu a jeho výkonu 14 kW. Druhý bod £ je však již za hranicí maximálních přípustných otáček generátoru £ elektrického proudu, to jest vpravo od čerchované čářy χχ.

Nastane-li však při přechodu daná povolená meze přepnutí zátěže £ generátoru £ elektrického proudu na hodnotu odporu 4 ohmy, ustáli se chod mikrozdroje elektrická energie v třetím bodě £, odpovídajícím 1 630 otáčkám za minutu generátoru £ elektrického proudu a jeho výkonu 13,7 kW, což je v oblasti normálního provozního rozsahu otáček generátoru £ elektrického proudu.

Z uvedeného současně vyplývá i energetický přínos vynálezu vůči pasivnímu řeěení ochrany proti nebezpečnému zvýšení otáček, který činí podle výskytu krajních podmínek více než dvacet procent původní hodnoty.

Z jednoduchosti řešení zařízení podle vynálezu, zejména použije-li se generátor £ elektrického proudu, vytvořený jako synchronní elektrický stroj točivý β buzením permanentními magnety, vyplývá jeho velká spolehlivost.

Claims (5)

1. P 6 B Β Μ i T VYNÁLEZU

   1. Zařízení pro regulaci otáček mikrosdroje elektrická energie s odporovou zátěží, opatřeného poháněcím motorem a s nía spřaženýa generátore· elektrického proudu, vyznačující se tín, že je opatřeno čidlem (3) otáček, jehož výetup je spojen ee vstupem přepínače (5) zátěže (6), připojená ne výstup generátoru (4) elektrickáho pmoudu.
2. 2. Zařísení podle bodu 1 vyznačující se tím, že čidlo (3) otáček je umístěno na hřídeli, spojujícím převod (2)ido rychlá, připojený k výstupu poháněcího motoru (1), s generátorem (4).elektrického proudu.
3. 3. Zařízení podle bodu 1 vyznačující ee tía, že u poháněcího motoru (1), vytvořeného jako větrný motor, je čidlo (3) otáček vytvořeno jako anemometr, umístěný na vstupní straně větrného motoru.
4. 4. Zařízení podle bodu 1 vyznačující se tím, že zátěž (6) je rozdělena na sekce, připojené k jednotlivým kontaktním polohám přepínače (5).
5. 5. Zařízení podle bodu 1 vyznačující se tím, že Čidlo (3) otáček je vytvořeno jako sní mač kmitočtu, připojený k výstupu generátoru (4) elektrickáho proudu.