EA003628B1 - Силовой преобразователь с вращающимися и неподвижными средствами связи и обработки данных - Google Patents

Abstract

Преобразователь энергии содержит электрическую машину (1, 2) с цифровым процессором (12), вращающимся вместе с валом машины, причём этот цифровой процессор вместе с неподвижным цифровым процессором (13) через беспроводную цифровую линию связи (14, 15, 16, 17) осуществляет цифровое управление конвертером (4), вращающимся вместе с валом.

Description

Настоящее изобретение относится к способу преобразования энергии из механической в электрическую и из электрической в механическую, и к устройствам для осуществления этого способа. Преобразование энергии выполняется с помощью силового преобразователя, который содержит по меньшей мере одну вращающуюся электрическую машину с механическим валом и

- по меньшей мере один цифровой процессор, который вращается с валом и который вместе по меньшей мере с одним неподвижным цифровым процессором осуществляет управление и т. д.

- по меньшей мере один статический конвертер, вращающийся вместе свалом, и

- по меньшей мере одну цифровую беспроводную линию связи между вращающейся и неподвижной частями.

Силовой преобразователь предназначен для присоединения к внешней сети энергоснабжения или он может работать как единственный электрический генератор, питающий сеть энергоснабжения. Когда силовой преобразователь присоединен к внешней сети энергоснабжения, он может генерировать частоту, синхронную с существующей сетью энергоснабжения, при изменяющейся скорости вращения электрической машины. Когда силовой преобразователь является единственным источником энергии для сети энергоснабжения, он может генерировать постоянную синхронную частоту сети при изменяющейся скорости вращения.

Уровень техники

Обычно машины переменного тока

- могут быть рассчитаны на работу с постоянной или переменной скоростью и

- могут работать в режиме генератора и/или двигателя.

Для этих двух вариантов машин известны конкретные специфичные формы их выполнения. Машины переменного тока, которые по существу предназначены для работы в качестве генератора, могут, однако, например во время запуска, работать как двигатель. Также машины переменного тока, которые предназначены для работы в качестве двигателя, могут кратковременно, например во время процесса остановки/торможения, работать как генератор. Известно также, что машины переменного тока могут проектироваться для работы в режиме как генератора, так и двигателя, например, для работы в режиме генератора в течение дня и для работы в режиме двигателя гидроаккумулирующей ГЭС в течение ночи.

Машины переменного тока, которые предназначены для вращения с постоянной скоростью, проектируются как так называемые синхронные машины, в которых намагничивание ротора осуществляется постоянным током. Это значит, что магнитный поток в машине неподвижен относительно ротора. Это заставляет ро тор вращаться с так называемой синхронной скоростью, которая определяется числом полюсов статорной обмотки и частотой тока статорной обмотки. Связь между скоростью вращения ротора машины переменного тока и частотой напряжения подробно описана в заявке на патент Швеции 8Е 9901553-9 Машина с постоянной частотой ... Эта заявка также описывает, как можно достичь постоянной частоты электросети при изменяющейся скорости электрической машины.

Синхронные машины доминируют среди машин переменного тока, которые используются на гидроэлектрических и тепловых электростанциях. Это связано с рядом причин, среди которых - высокая эффективность синхронной машины, ее способность работать в самостоятельном режиме, т.е. работать в электросетях без других синхронных машин, а также прочность конструкции ротора и его низкая стоимость.

Подача основного электрического напряжения, необходимого для машин переменного тока в режиме двигателя, и подача вспомогательной электрической мощности, необходимой для машин переменного тока в режиме генератора, в настоящее время все чаще осуществляется посредством конвертеров. Для управления машинами переменного тока и связанными с ними конвертерами в настоящее время обычно используются цифровые компьютеры. Конвертеры обычно установлены стационарно и включены между машиной переменного тока и сетью энергоснабжения, т.е. конвертер, по существу, неподвижен. То же самое относится и к компьютерам, которые обеспечивают управление и регулирование с обратной связью.

Конвертеры, вращающиеся вместе с валом и выполненные в виде преобразователей переменного тока в постоянный ток, уже имеются на рынке в виде бесщеточных возбудителей для обмоток возбуждения ротора машины переменного тока. Один пример такого возбудителя описан в техническом проспекте фирмы АВВ Вги5111с55 ехсйег (Бесщеточный возбудитель) 8ΕΟΕΝ/ΗΜ 8-001. Этот технический проспект показывает, что конвертер, вращающийся с валом, по существу или в основном, выполнен на диодах, а ток возбуждения управляется посредством возбудителя, вращающегося с валом, через статорный ток возбудителя. Одним из недостатков бесщеточного возбудителя, такого как описанный возбудитель с конвертером, построенным на диодах, является медленная динамика системы намагничивания. Когда используется так называемый стабилизатор энергосистемы, предполагается, что система намагничивания имеет достаточно короткое время реакции. Это достигается, если преобразователь переменного тока в постоянный выполнен как тиристорный конвертер. Такой конвертер использован в аппаратуре, описанной в патенте

США № 3,671,850 Система управления электрическим генератором с контуром обратной связи по радио. Для управления запускающими импульсами вращающегося тиристорного конвертера используется радиосвязь, а управляющая система опирается на аналоговую технику. Здесь нет динамики или измерения параметров, которые включены в управление, например температурно-зависимого сопротивления роторной обмотки и т.д.

Заявка на патент Швеции БЕ 9901553-9 описывает электрическую машину, образованную машиной переменного тока, которая в своей основной конструкции содержит основную машину и регулирующую машину с общим механическим валом, на котором расположен конвертер для вращения вместе с валом. Основная машина имеет обмотки переменного тока на статоре и на роторе. Главная задача регулирующей машины состоит в том, чтобы обеспечить для обмотки ротора основной машины управление мощностью/частотой в представляющем интерес диапазоне, в отношении скорости вращения, частоты и напряжения электрической машины. Регулирующая машина может также быть использована для выполнения множества побочных функций, таких как, например, запуск двигателя для основной машины и отвод стартовых потерь основной машины во внешний резистор. Конвертер, вращающийся с валом, также имеет несколько функций, которые описаны более подробно в вышеупомянутой заявке на патент Швеции. В целом, его главная задача состоит в том, чтобы функционировать во время работы как преобразователь переменного тока в переменный ток. Во время стартового цикла он должен быть способен функционировать или как многофазное устройство коммутации переменного тока, или как регулятор фазового угла/напряжения переменного тока, или как короткозамыкающее устройство переменного тока для обмотки ротора регулирующей машины. Во время управляемого торможения и/или остановки, конвертер должен функционировать как регулятор фазового угла/напряжения переменного тока или как многофазное устройство коммутации переменного тока. Однако передача данных к ротору и от ротора в вышеупомянутой заявке на патент Швеции не описана.

В заявке XVО 97/45919 описан особый вариант выполнения вращающейся электрической машины. Высоковольтная обмотка статора выполнена с применением кабельной технологии. Это означает, что для присоединения к высоко вольтной сети энергоснабжения не требуется трансформатора. Машины, спроектированные с таким типом обмотки статора, отличаются тем, что они имеют очень низкую плотность тока в статорных проводниках, и тем, что охлаждение выполняется в пластинчатом сердечнике статора по существу при потенциале земли.

При соответствующем выборе площади и/или защитного устройства обмоток ротора, машина обладает хорошей способностью временно, в течение десятков минут и иногда до нескольких часов, генерировать очень большую реактивную мощность и ток ротора. В связи с этим в νθ 98/34312 описан один из вариантов выполнения защитного устройства. В этом защитном устройстве температура ротора воспроизводится в защитном реле, расположенном на электростанции. Передача данных к ротору и от ротора, однако, не описана.

В заявке РСТ/ЕР 98/007744, касающейся управления потоком энергии в линии передачи, описан особый вариант намагничивания постоянным током электрической машины, вращающейся с постоянной скоростью. Статорные обмотки электрической машины здесь соединены последовательно с проводниками линии передачи без общей нейтральной точки. Ротор электрической машины снабжен двумя/тремя обмотками ротора, питающимися постоянным током и смещенными относительно друг друга на 90/120°, для управления амплитудой и фазой напряжения электрической машины. Питание обмотки ротора выполняется через намагничивающий возбудитель, вращающийся вместе с валом, и конвертер/преобразователь переменного тока в постоянный ток для каждой из обмоток ротора. Та же заявка, кроме того, описывает более совершенное управление потоком энергии с использованием второй электрической машины, соединенной с тем же валом, что и первая электрическая машина, и подключенной параллельно линии передачи, причем вторая электрическая машина имеет конвертер/преобразователь переменного тока в постоянный ток, вращающийся вместе с валом. Передача данных к ротору и от ротора, однако, не описана.

Несколько последних десятилетий имелась очевидная тенденция к миниатюризации электронных схем обработки сигналов. Можно сказать, что телекоммуникации сейчас являются почти полностью цифровыми во всех их основных частях. Схемы обработки сигналов в управляющих схемах конвертеров стали миниатюризированными благодаря тому, что существуют микросхемы с внутренней цифровой обработкой сигналов, специально разработанные для конвертеров, как для преобразователей переменного тока в постоянный ток, так и для преобразователей переменного тока в переменный ток. Конструирование таких схем с использованием аналоговой техники не дает дополнительных преимуществ, так как разрешающая способность цифровых схем, как по амплитуде, так и по времени, достаточно высока, а возможности установки и настройки параметров управляющих схем на расстоянии, например через цифровую линию связи, намного лучше.

Приводы электрических машин с конвертерами, вращающимися с валом, имеют одну проблему, а именно, значительную потребность в выполнении ряда более или менее сложных операций, таких как вычисления, принятие решений, хранение данных, управление и т.д. Согласно изобретению, эти проблемы преодолеваются при помощи компьютера, вращающегося с валом, где вся обработка сигналов происходит в цифровой форме. Кроме того, существует проблема осуществления связи между компьютером, который вращается с валом, и неподвижным компьютером с высокой точностью и надежностью при передаче данных в обоих направлениях. Согласно изобретению, эта связь осуществляется путем использования новой технологии, так называемой телеметрии, которая до сих пор использовалась для беспроводной связи между, по существу, неподвижными блоками.

Передача данных разного рода долгое время выполнялась посредством связи по проводам. Телеметрия является областью науки и техники, связанной с автоматической беспроводной передачей данных между двумя терминалами. Телеметрическая технология стала использоваться 20-30 лет назад. В обзорной статье ТЕ. В1а1оск с1 а1. ’ТпхбишеШх апб СоШго1 Бух1етх, νοί. 51, N0.6, Шпе 1978, рр.45 - 48, Те1ете1гу - ал еаху уау 1о сбеск ои! го!абпд тасЫпегу (Телеметрия - легкий способ контроля вращающихся машин) была подытожена технология того времени. В реферате Б.Т.С’бо\у. С.Н. С’бе\у. СопГегепсе Ргос. ΤΕΝί.ΌΝ 84, ап 1пС СопГ. оп Сопхитег & 1пбих1па1 Е1есбошсх & АррбсаРопх. 1ЕЕЕ, №\у Уогк, ΝΥ, ИБА, 1984, рр.3-5 К.абю Ге1етеГгу хухГет Гог у|Ьгабоп теахигетепГ оГ го1а11пд тасбтегу (Радиотелеметрическая система для измерения вибрации вращающихся машин) описано, как резонансная частота турбинных лопаток изменяется в зависимости от скорости вращения. Сигналы от датчиков деформаций на лопатках турбины усиливаются, модулируются и посылаются от вращающихся частей к неподвижным приборам для измерения и анализа с использованием частотной модуляции.

Что касается электрических машин, системы бесконтактного измерения использовались для передачи сигналов о температуре от подвижных частей трансформаторов в энергоснабжении железных дорог Германии еще 25 лет назад, согласно статье У. Раахсб. Ό. Бсбет. А сопГасбехх теахигетепГ хухГет Гог сопбпиоих гесогбтд оГ 1етрега1пгех оп го1а(1пд рагГх, ехреаа11у ίπ е1есГпса1 тасбтех (Система бесконтактного измерения для непрерывной регистрации температур на вращающихся частях, особенно в электрических машинах), Бсг Тгапхасбоп Бетсе. БаШа ВагЬага, СА, И8А, Аид. 1974, 22 рр.

В статье А. О\уепх. Р. ХУПНашх. Тбе теахигетеШ оГ хбат оп а 1аттаГеб б1хс Г1у\убее1 (Измерение деформации пластинчатого диска маховика), 1п(егпа(1опа1 Роуег Сепегабоп, νο1.6, №.6. Тбу-Аид. 1983, рр. 24-27, описано, как компьютеры используются при передаче информации от вращающихся датчиков деформации на маховиках.

Чтобы сделать возможной беспроводную связь в пределах до 100 м между персональными компьютерами и между мобильными телефонами и связанными с ними периферийными устройствами, в последние несколько десятилетий высокими темпами разрабатывалась беспроводная связь. В настоящее время существуют свободные от лицензирования частотные диапазоны, например 433 МГц и 2,45 ГГц, так называемые промышленно-научно-медицинские (1БМ) диапазоны, которые используются для связи на короткие расстояния в окружающей среде с электромагнитными помехами. Институт инженеров электротехники и радиоэлектроники (1ЕЕЕ) в настоящее время работает над стандартом связи также на частоте 5 ГГц (1ЕЕЕ 802.11).

Статья 1. НаагГхеп В1пе1оо1б - Не шпсегха1 габю 1ШегГасе Гог аб бос, \убе1ехх соппесбсбу (ВШеГооГб - универсальный радиоинтерфейс, предназначенный для беспроводной связи), Епсххоп-Вес1е\у. νο1.75, Хо.3, 1998, рр. 110-117, описывает ставшую недавно коммерчески доступной технику для цифровой связи. Типичными ее данными являются скорость передачи 1 Мбит/с и возможность связи на короткие (<100 м) расстояния между различными неподвижными устройствами, а также связь с локальной сетью (ЬАХ). Эти линии связи, так называемые асинхронные линии связи (АСЬ), допускают симметричную и/или асимметричную передачу данных между ведущим устройством и семью ведомыми устройствами. Данные могут передаваться с несколько различными скоростями, зависящими от выбора и от способа упаковки и защиты передаваемых данных.

Так как излучение помех от конвертеров в диапазоне гигагерц очень мало, а линии связи согласно существующему де-факто стандарту ВШеГооГб или стандарту 1ЕЕЕ 802 в значительной степени невосприимчивы к электромагнитным помехам, между вращающимися и неподвижными частями конвертера может быть обеспечена беспроводная связь со скоростью до 721 кбит/с.

Существует немного примеров осуществления и описаний проблем, связанных с тем, как цифровым способом выполнить измерения на вращающихся частях, где используются компьютеры для анализа и передачи данных. Один из примеров этого, в связи с измерениями механических и электрических параметров роторов в гидроэлектрических генераторах, описан в статье ГП.Ебшопбх, Т.Ь.СбцгсбШ, ипище хепхог аррбсабопх Гог бубгое1есбгс депегаЮг гоГогшоиШеб хепхог хсапшпд 1есбпо1оду. 1ЕЕЕ Тесбшса1 Аррбсабопх СопГегепсе, №Рбсоп/96. Соп003628

Гегепсе Кесогб (Са1. Νο. 96СН35928), ΙΕΕΕ, Νο\ν Уогк, ΝΥ, ИЗА; ρρ. 73-77). В статье показано, как сканер, смонтированный на роторе гидроэлектрического генератора, использует систему датчиков для измерения критических рабочих параметров статора. Измеряются излучаемая тепловая энергия, воздушный зазор между статором и ротором, радиочастотное излучение и магнитный поток. Объединенная информация от всего генератора дает возможность получения непрерывной оценки состояния генератора, так же как долгосрочного анализа для планирования технического обслуживания. Кроме того, в статье говорится о том, что для успешного измерения параметров тела, вращающегося с большой скоростью, и для передачи данных к центральному компьютеру с целью представления ценной информации пользователю, требуется координация множества частей системы, таких как устройство для монтажа датчиков, электропитание электроники, расположенной на роторе, телеметрия для двусторонней связи, блок управления компьютером, а также программное обеспечение для управления, преобразования данных, видеомонитор для анализа и видеомонитор пользователя. Кроме того, системы технического обслуживания должны удовлетворительно работать в тяжелых условиях, которые включают большие центробежные силы, большие изменения температуры, механическую вибрацию, противоположно направленные электрические и магнитные поля, а также сравнительно высокие скорости датчиков относительно измеряемых объектов.

Сущность изобретения и его преимущества

Как сказано во вводной части описания, изобретение относится к силовому преобразователю в виде электрической машины с механическим валом и по меньшей мере одним цифровым процессором, который вращается с валом и который, вместе по меньшей мере с одним неподвижным цифровым процессором, управляет, с использованием цифрового управления, по меньшей мере одним конвертером, вращающимся вместе с валом, причем между вращающейся и неподвижной частями имеется по меньшей мере одна цифровая линия связи.

Цифровой процессор содержит компьютер, который, кроме внутреннего управления и функций памяти, снабжен программами обработки данных для соответствующего режима работы.

Цифровая линия связи содержит приемопередатчик, вращающийся с валом, для приема/передачи цифровых данных, связанный с процессором, вращающимся с валом, антенну, которая вращается вместе с валом, и неподвижную антенну для цифровой беспроводной передачи, а также неподвижный приёмопередатчик, соединенный с неподвижным процессором, для приема/передачи вышеупомянутых цифровых данных.

С помощью силового преобразователя, выполненного согласно изобретению, параметрами, связанными с этим преобразователем, такими как крутящий момент, скорость, активная мощность, реактивная мощность и т.д., можно управлять бесщеточным способом. Возможно также, по сравнению с известным уровнем техники, повысить стабильность электрических энергосистем, к которым присоединен силовой преобразователь. Дальнейшими преимуществами изобретения являются возможности обеспечения управляемого запуска, работы, остановки и торможения электрической машины, а также осуществления подстройки при вводе машины в эксплуатацию.

В других отношениях, силовой преобразователь согласно изобретению имеет следующие особенности:

- беспроводная передача данных происходит, в предпочтительном варианте осуществления изобретения, на радиочастоте с использованием цифровых сигналов;

- релевантность передаваемых данных гарантируется путем комбинации моделирования, оценок, экспертных систем, сжатия, фильтрации и коррекции ошибок;

- потребности в полосе частот для осуществления связи могут быть уменьшены путем передачи только изменений для некоторых из передаваемых сигналов.

Преобразование энергии происходит с участием встроенной системы управления, которая содержит вышеупомянутые вращающийся и неподвижный цифровые процессоры с бесщеточной цифровой связью, а также датчики для измерения и контроля соответствующих параметров. Процессоры обычно работают как ведущий/ведомый, с вращающимся процессором в качестве ведомого. Неподвижный процессор, по существу, управляет преобразованием энергии, измеряет и контролирует параметры, связанные со статором электрической машины, и осуществляет связь с другими внешними системами управления. Основная задача вращающегося процессора состоит в управлении конвертером, который вращается с валом электрической машины, и в измерении и контроле параметров, связанных с ротором машины.

Вращающийся процессор запрограммирован так, что в случае сильных и повторяющихся помех в беспроводной цифровой связи он может в течение некоторого промежутка времени автономно управлять, и т.д., силовым преобразователем.

Ввод в эксплуатацию станций с электрическими машинами, которые включают конвертеры, традиционно происходит путем подстройки/регулировки параметров в системах управления при вводе станций в эксплуатацию. Изобретение дает значительные преимущества в этом отношении, так как это может быть сделано посредством передачи данных к вращающимся частям с помощью беспроводной линии связи. Обновление и регулировка установленных параметров могут происходить непрерывно, по мере того как увеличивается объем сведений о входящих в станцию компонентах, и при изменениях в присоединенных электрических энергосистемах в течение срока службы станции.

Как ясно из сказанного выше, для электрических машин, связанных с этим изобретением, очень важно иметь возможность запуска, подстройки и затем управления и защиты конвертеров, вращающихся вместе с валом. Более конкретно, необходимо фиксировать моменты времени, когда проводники, которые входят в конвертеры, должны начинать/прекращать пропускать ток, по существу, для превращения механической энергии в активную электрическую энергию и/или реактивную энергию, и обратно.

Описание предпочтительных вариантов осуществления изобретения

Вариант осуществления изобретения показан на чертеже. Силовой преобразователь согласно изобретению может быть использован как электрический генератор или как электрический двигатель. В предпочтительном варианте осуществления изобретения силовой преобразователь содержит вращающуюся электрическую машину в виде основной машины 1 и регулирующей машины 2 с общим механическим валом 3. На чертеже электрическая машина показана как электрическая машина с вертикальным валом, но она может, очевидно, быть выполнена как электрическая машина с горизонтальным валом. На общем валу, вращаясь вместе с ним, расположен конвертер 4, выполненный в виде

- преобразователя переменного тока в переменный ток, который может быть выполнен как матричный преобразователь, циклоконвертер или преобразователь переменного тока с промежуточным звеном постоянного тока для питания переменным током обмоток ротора (8Е 9901553-9) или

- преобразователя переменного тока в постоянный ток для питания постоянным током обмотки (обмоток) ротора, например, с произвольным фазовым положением относительно ротора (РСТ/ЕР 98/007744).

Основная машина выполнена со статорной обмоткой 5, рассчитанной на так называемое среднее напряжение, т.е. до 30 кВ. Для соединения с высоковольтной сетью введен трансформатор 6. Если машина выполнена в соответствии с \νθ 97/4519, статорная обмотка 5 может быть рассчитана на высокое напряжение, в этом случае трансформатор 6 отсутствует. Обмотка 7 ротора основной машины в показанном на чертеже варианте осуществления изобретения выполнена как обмотка переменного тока, которая питается разностной частотой от преобразователя переменного тока в переменный ток (см. 8Е 9901553-9), что необходимо, чтобы получить требуемую частоту машины, когда она работает как генератор, и получить требуемую скорость вращения ротора электрической машины, когда она работает как двигатель.

Обмотка 8 ротора машины питает преобразователь переменного тока в переменный, который вращается вместе с валом. На чертеже показано, что питание осуществляется трехфазным напряжением. Изобретение включает осуществление питания множеством различных путей, таких как, например, 2х3-фазное напряжение, 2-фазное напряжение, 2х2-фазное напряжение, или, в общем случае, Ν-фазное напряжение. Обмотка 9 статора регулирующей машины в показанном варианте осуществления изобретения питается током от управляемого конвертера 10 с отдельным питанием, например, через вспомогательный трансформатор 11, соединенный с электрической сетью энергоснабжения. Обмотка статора может также, в альтернативном случае, быть выполнена как обмотка переменного тока для использования при запуске электрической машины.

Конвертер 4, вращающийся с валом, используется в комбинации с регулирующей машиной и внешними устройствами, присоединенными к регулирующей машине, для запуска, остановки и торможения, согласно 8Е 9901553-9.

Как следует из описания сущности изобретения и формулы изобретения, силовой преобразователь содержит цифровой процессор 12, вращающийся с валом электрической машины, и неподвижный цифровой процессор 13. Эти два процессора соединяются друг с другом через одну, две или более резервированные беспроводные цифровые линии связи. Линия связи содержит приемопередатчик 14, вращающийся с валом, для приема/передачи цифровых данных, соединенный с процессором 12, вращающимся с валом, антенну 15, вращающуюся с валом, и неподвижную антенну 16 для беспроводной цифровой передачи данных, а также неподвижный приемопередатчик 17 для приема/передачи вышеупомянутых цифровых данных, присоединенный к неподвижному процессору 13. Неподвижный процессор соответствующим образом взаимодействует с другими неподвижными устройствами для общего управления, защиты и т.д., как показано двусторонней стрелкой 18.

Назначение процессоров было в целом описано при описании сущности изобретения. Подробное описание всех их функций, таких как управление, защита и т.д., находится вне рамок этого изобретения. Однако сопровождающий чертеж показывает ряд измерительных устройств, например, устройства 19, 20 и 21 для измерения входного/выходного тока преобразователя переменного тока в переменный ток и тока/напряжения основной машины, соответственно, а также устройства 22 и 23 для измерения температуры обмотки ротора/статора основной машины.

Направления потоков энергии также показаны на чертеже посредством стрелок на токонесущих проводниках. Так, например, проводник между обмоткой 5 статора и трансформатором 6 основной машины отмечен двусторонней стрелкой, показывающей, что электрическая машина способна работать и как генератор электрической энергии, и в качестве двигателя. Аналогично, провод антенны отмечен стрелками, показывающими направление передачи соответствующих сигналов.

Claims (5)

1. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

   1. Силовой преобразователь, содержащий основную вращающуюся электрическую машину (1), которая имеет вал (3) ротора, обмотку (7) ротора и обмотку (5) переменного тока статора для присоединения к сети энергоснабжения, конвертер (4), вращающийся вместе с указанным валом, первое управляющее устройство (12), вращающееся вместе с указанным валом, источник (2) переменного напряжения, неподвижное второе управляющее устройство (13), связанное с первым посредством цифровой беспроводной линии связи (14, 15, 16, 17), при этом обмотка ротора основной машины является обмоткой переменного тока, источник переменного напряжения выполнен в виде регулирующей машины (2) с ротором, вращающимся вместе с валом основной машины и с обмоткой (8) ротора, которая является многофазной обмоткой переменного тока, конвертер является преобразователем (4) переменного тока в переменный ток, включенным между обмотками роторов регулирующей машины и основной машины, а первое управляющее устройство содержит первый программируемый цифровой процессор (12), запрограммированный так, чтобы управлять конвертером (4), изменяя амплитуду и частоту напряжения, подводимого к обмотке ротора основной машины, в зависимости от опорных значений, получаемых от второго управляющего устройства.
2. 2. Силовой преобразователь по п.1, отличающийся тем, что первый цифровой процессор снабжен программой для такого управления конвертером, чтобы во время нормальной работы он функционировал как преобразователь переменного тока в переменный ток, во время запуска он работал или как многофазное устройство коммутации переменного тока, или как регулятор фазового угла/напряжения переменного тока, или как короткозамыкающее устройство переменного тока и во время управляемого торможения и остановки он работал или как многофазное устройство коммутации переменного тока, или как регулятор фазового угла/напряжения переменного тока, или как короткозамыкающее устройство переменного тока.
3. 3. Силовой преобразователь по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что первый цифровой процессор запрограммирован так, чтобы временно и автономно управлять силовым преобразователем в случае повторяющихся и существенных нарушений цифровой беспроводной связи.
4. 4. Силовой преобразователь по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что второе управляющее устройство содержит второй программируемый цифровой процессор (13), запрограммированный так, чтобы генерировать опорные значения в зависимости от измеренных значений параметров, связанных с силовым преобразователем, и взаимодействовать с системами управления более высокого уровня.
5. 5. Способ преобразования энергии с использованием силового преобразователя по п.1, отличающийся тем, что опорные значения для преобразования энергии подают в первое управляющее устройство из второго управляющего устройства через линию связи, а первый цифровой процессор программируют так, чтобы управлять конвертером (4), изменяя амплитуду и частоту напряжения, прикладываемого к обмотке ротора основной машины, в зависимости от полученных опорных значений.