PL163364B1 - Układ zasilania odbiorników energii elektrycznej z maszyny prądu stałego - Google Patents

Abstract

Układ zasilania odbiorników energu elektrycznej z maszyny prądu stałego napędzanej turbiną wodną lub wiatrakiem, zawierający regulator napięcia w obwodzie jej uzwojeń wzbudzenia oraz przekształtnik tyrystorowy prądu stałego na prąd przemienny włączany poprzez transformator dopasowujący na sieć prądu przemiennego z odbiornikami energii elektrycznej, znamienny tym, ze obwód główny maszyny prądu stałego (G) jest połączony z obwodem zasilania odbiorników energii elektrycznej (OEE) w sieci prądu przemiennego poprzez przekształtnik tyrystorowy prądu stałego na prąd przemienny (PT), przy czym obwód sterowniczy regulatora napięcia (RN) w obwodzie uzwojenia wzbudzenia (UW) maszyny prądu stałego (G) jest sprzężony z siecią prądu przemiennego.

Description

Przedmiotem wynalazku jest układ zasilania odbiorników energii elektrycznej, z maszyny prądu stałego, zwłaszcza małej mocy, przystosowanej do napędu turbiną wodną lub wiatrakiem.

Dotychczas jest znany z polskiego zgłoszenia patentowego P.285313 układ zasilania odbiorników energii elektrycznej z maszyny asynchronicznej małej mocy napędzanej turbiną wodną lub wiatrakiem. Znany układ charakteryzuje się zasilaniem odbiorników energii elektrycznej od momentu przekroczenia obrotów synchronicznych maszyny asynchronicznej, w którym następuje jej włączenie na sieć elektryczną sygnałem z członu kontroli obrotów. Od tego momentu maszyna asynchroniczna pracuje na swojej charakterystyce prądnicowej.

Wadą znanego układu zasilania odbiorników energii elektrycznej jest niemożliwość wykorzystania maszyny asynchronicznej jako prądnicy przy obrotach jej napędu poniżej synchronicznych, często mogących występować przy zmieniających się w szerokim zakresie obrotach turbiny wodnej lub wiatraka. Znany jest również układ zasilania odbiorników energii elektrycznej z maszyny prądu stałego napędzanej turbiną wodną lub wiatrakiem, zawierający regulator napięcia w obwodzie uzwojeń wzbudzenia oraz przekształtnik tyrystorowy prądu stałego na prąd przemienny, włączony poprzez transformator dopasowujący na sieć prądu przemiennego z odbiornikami energii elektrycznej. Układ ten nie zapewnia stałego przepływu energii elektrycznej z maszyny prądu stałego do sieci elektrycznej, niezależnie od jej obrotów.

Wady znanych układów zasilania odbiorników energii elektrycznej z maszyny asynchronicznej oraz z maszyny prądu stałego usuwa układ zasilania odbiorników energii elektrycznej z maszyny prądu stałego według wynalazku.

Układ zasilania odbiorników energii elektrycznej z maszyny prądu stałego według wynalazku zawiera przekształtnik tyrystorowy prądu stałego na prąd przemienny, włączany między obwód główny maszyny prądu stałego i odbiorniki energii elektrycznej w sieci prądu przemiennego oraz regulator napięcia wzbudzenia maszyny prądu stałego, którego obwód sterowniczy jest sprzężony bezpośrednio z siecią prądu przemiennego.

Przykład wykonania układu zasilania odbiorników energii elektrycznej według wynalazku jest omówiony na podstawie przedstawionego na rysunku - jego schematu elektrycznego. Maszyna prądu stałego G jako generator energii elektrycznej czyli jako przetwornik energii mechanicznej na elektryczną, jest napędzana turbiną wodną T lub wiatrakiem. Uzwojenie wzbudzenia UW maszyny prądu stałego G jest włączone na zasilanie z jej obwodu głównego jako bocznikowe uzwojenie samowzbudne poprzez regulator napięcia wzbudzania RN, którego obwód sterowniczy jest połączony poprzez wyłącznik Wiz trójfazową siecią prądu przemiennego, do której są podłączone odbiorniki eneigii elektrycznej OEE.

163 364

Obwód główny maszyny prądu stałego G jest połączony poprzez regulator napięcia wzbudzenia RN wyłącznik W2 i dławik D z wejściem przekształtnika tyrystorowego prądu stałego na prąd przemienny PT, którego wyjście jest włączone poprzez dopasowujący transformator Tr na trójfazową sieć prądu przemiennego. W obwód zasilania odbiorników energii elektrycznej OBE z zewnętrznej sieci elektrycznej jest włączony licznik energii elektrycznej LI, a w obwód zasilania sieci elektrycznej z maszyny prądu stałego G jest włączony licznik energii elektrycznej L2. Układ zasilania sieci elektrycznej z maszyny prądu stałego G zostaje włączony do pracy wyłącznikami W1 i W2. Obecność napięcia w sieci prądu przemiennego umożliwia po załączaniu wyłącznika W1 załączenie znanym obwodem sterowniczym regulatora napięcia RN obwodu uzwojenia wzbudzenia maszyny prądu stałego G jak również zasilanie wszystkich znanych obwodów sterowania przekształtnika tyrystorowego prądu stałego na prąd przemienny PT.

Maszyna prądu stałego G napędzana turbiną T z obrotami n, wytwarza energię elektryczną, przekazywaną z jej obwodu głównego poprzez przekształtnik tyrystorowy prądu stałego na prąd zmienny PT i dopasowujący transformator Tr do sieci elektrycznej z odbiornikami energii elektrycznej OEE.

Wielkość wytwarzanej przez maszynę prądu stałego G energii elektrycznej jest zależna od liczby obrotów n jak również od wielkości napięcia zasilania jej uzwojenia wzbudzenia UW. Znanym regulatorem napięcia BN jest przeprowadzana regulacja napięcia zasilania uzwojenia wzbudzenia UW maszyny prądu stałego w pełnym zakresie jej obrotów n od minimalnych, poprzez nominalne do maksymalnych dla zapewnienia optymalnego wytwarzania przez nią energii elektrycznej. W zależności od zmienności obrotów n maszyny prądu stałego G, również zmieniają się parametry napięcia i natężenia prądu w jej obwodzie głównym.

Znane wewnętrzne obwody sterowania przekształtnika tyrystorowego PT zapewniają samoczynne podregulowanie jego napięcia wyjściowego prądu przemiennego do wartości, zapewniającej wymagane wyższe napięcie po stronie wtórnej transformatora dopasowującego Tr od napięcia sieciowego dla stałego przepływu energii elektrycznej z maszyny prądu stałego G do sieci elektrycznej z odbiornikami OEE, niezależnie od jej obrotów n.

163 364

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz. Cena 10 ⁰⁰⁰ zł

Claims (1)

1. Zastrzeżenie patentowe

   Układ zasilania odbiorników energii elektrycznej z maszyny prądu stałego napędzanej turbiną wodną lub wiatrakiem, zawierający regulator napięcia w obwodzie jej uzwojeń wzbudzenia oraz przekształtnik tyrystorowy prądu stałego na prąd przemienny włączany poprzez transformator dopasowujący na sieć prądu przemiennego z odbiornikami energii elektrycznej, znamienny tym, że obwód główny maszyny prądu stałego (G) jest połączony z obwodem zasilania odbiorników energii elektrycznej (OEE) w sieci prądu przemiennego poprzez przekształtnik tyrystorowy prądu stałego na prąd przemienny (PT), przy czym obwód sterowniczy regulatora napięcia (RN) w obwodzie uzwojenia wzbudzenia (UW) maszyny prądu stałego (G) jest sprzężony z siecią prądu przemiennego.