LV14470B - Vēja elektroiekārta - Google Patents

Description

Izgudrojums attiecas uz elektrotehnikas nozari, konkrēti - uz vēja enerģētiku, un var izmantot vēja kinētiskās enerģijas pārveidošanai elektriskajā.

Ir zināma vēja elektroiekārta [1], kas satur vēj ģeneratoru, vēja turbīnu un vadības sistēmu. Primārais tinums ir pieslēgts pie stacionāriem elektroenerģijas uztvērējiem, bet sekundārais tinums, kas izvietots uz rotora, ir pieslēgts pie vēja turbīnas lāpstiņas apsildošajiem elementiem. Šīs iekārtas galvenais trūkums ir šaurs vēja ātruma darba diapazons, kā arī nespēja izmantot sekundārā tinuma ģenerēto elektroenerģiju citiem mērķiem.

Daudz tuvāka piedāvātajam tehniskajam risinājumam ir vēja elektroiekārta, kas satur ģeneratoru un ar to savienotu vēja turbīnu, ko regulē vadības sistēma. Iekārta dod iespēju uztvert elektroenerģiju kā no primārā tinuma, tā arī no sekundārā tinuma, ģeneratoram darbojoties asinhronajā režīmā. Turklāt darba ātruma diapazons ir diezgan šaurs saistībā ar lielo sākuma vēja ātrumu, pie kura ģenerators sāk strādāt.

Izgudrojuma mērķis ir vēja ātruma izmantošanas diapazona paplašināšana. Uzstādītais mērķis ir sasniegts tādējādi, ka vēja elektroiekārta, kas satur ģeneratoru un ar to savienotu vēja turbīnu, kā arī vadības sistēm, saskaņā ar izgudrojumu papildus ir aprīkota ar primārā tinuma pārslēdzēju no zvaigznes slēguma uz trijstūra slēgumu un atpakaļ.

Izgudrojums paskaidro aprakstam pievienotie divi attēli. Attēlā 1 ir parādīta vēja elektroiekārtas funkcionālā shēma, bet attēlā 2 ir parādīta ģeneratora primārā tinuma fāžu pārslēdzēja principiālā shēma.

Vēja elektroiekārta saskaņā ar izgudrojumu satur ģeneratoru 1 un ar to savienotu vēja turbīnu 2, ko regulē vadības sistēma. Vadības sistēma satur mikroprocesoru 3, kurš nosaka ciklokonvertoru 4 un 5 stāvokli pēc strāvas frekvences devējiem 6 un 7 un ģeneratora primārā tinuma fāžu pārslēdzēja 8. Fāžu pārslēdzējs satur vadāmus slēdžus - pusvadītāju elementus no 9 līdz 13, kā arī primārā tinuma spoles šuntēj ošos elementus - kondensatorus Cj, C? un C3.

Piedāvātā vēja elektroiekārta darbojas sekojoši: kad vēja turbīnas rotācijas ātrums ir mazs, pēc tīkla strāvas frekvences devēja signāla 6 mikroprocesors 8 dod komandu ģeneratora

I primārā tinuma fāžu pārslēdzējam pārslēgt tinumus Α-Χ, Β-Υ, C-Z zvaigznes slēgumā. Tai pat laikā ciklokonvertors 4 pāriet tīkla sprieguma taisngrieža režīmā un nodrošina ģeneratora sekundāro tinumu ar līdzstrāvu ģeneratora ierosmei, kondensatori Cj, C₂ un C3 novērš komutācijas radīto pārspriegumu un ģenerators 1 darbojas sinhronā režīmā ar nominālo tīkla spriegumu, kas kopā nodrošina iespēju ražot elektroenerģiju pie maza vēja ātruma.

Palielinoties vēja ātrumam, palielinās ģeneratora rotācijas frekvence, kā arī pieaug spriegums ģeneratorā. Parādās iespēja pēc strāvas frekvences devēja 6 signāla mikroprocesoram 8 pārslēgt ģeneratora primāro tinumu no zvaigznes slēguma trijstūra slēgumā. Lai tas notiktu, vispirms tiek atslēgti pusvadītāju slēdži 9 un 10 un ieslēgti slēdži no

II līdz 13. Primārais tinums, kas ir slēgts trijstūrī, paaugstināta rotācijas ātruma gadījumā spēj atdot tīklā v3 reizes lielāku strāvas stiprumu un attiecīgi arī jaudu. Un visbeidzot, kad ģeneratora rotācijas ātrums n sāk pārsniegt sinhrono, resp., kad

kur fi ir tīkla frekvence un p ir polu pāru skaits, mikroprocesors 3 caur ciklokonvertoru 5 nodrošina tiešu saiti ģeneratora 1 primārajam tinumam ar tīklu. Turklāt sekundārais tinums pāriet trīsfažu stāvoklī un caur ciklokonvertoru 4 papildus ģenerē elektroenerģiju tīklā. Šādi ģenerators 1 darbojas dubultās barošanas asinhronā ģeneratora režīmā.

Samazinoties vēja ātrumam, notiek vadības sistēmas elementu stāvokļa maiņa apgrieztā secībā. Tādā veidā, strādājot trijos režīmos, ir nodrošināts tāds vēja elektroiekārtas tehniskais risinājums, kas paplašina vēja ātruma izmantošanas diapazonu, un attiecīgi palielinās arī saražotais elektroenerģijas apjoms. Tāds tehniskais risinājums ar tam piemītošām, pozitīvu efektu nodrošinošām un no citiem risinājumiem atšķirīgām īpašībām, principā ir uzskatāms par patentspējīgu risinājumu, ja tas atbilst izgudrojuma līmeņa kritērijam.

Izmantotie informācijas avoti:

1. R.Vinogradovs, N.Levins, A.Serebrjakovs, O.Belavins, A.Bulekovs, B.Šikins, V.Jakovļevs. Vēja elektroiekārta, Patents LV5078. 09.02.1990.

2. R.Vinogradovs, N.Levins, V.Pugačovs, J.Roļiks. Vēja elektroiekārta. Patents LV10332 B, 20.04.1995 (prototips).

Pretenzija

Claims (1)

1. Pretenzija

   1. Vēja elektroiekārta, kas satur ģeneratoru un ar to savienotu vēja turbīnu, kura ir regulējama ar vadības sistēmu, atšķiras ar to, ka vadības sistēmā ir ietverts primārā tinuma fāžu pārslēdzējs no zvaigznes slēguma uz trijstūra slēgumu un atpakaļ, ģeneratoram strādājot sinhronā režīmā.