RU10304U1 - Ветроэнергетическая установка - Google Patents

Abstract

Ветроэнергетическая установка, содержащая трехфазную машину двойного питания, подключенную к полупроводниковому преобразователю, отличающаяся тем, что в нее введены датчик тока, регулятор тока, датчик напряжения, регулятор напряжения, датчик частоты напряжения, регулятор частоты напряжения, датчик положения ротора, система управления полупроводниковым преобразователем, регулируемый источник реактивной мощности, причем выход датчика тока соединен с первым входом регулятора тока, второй вход которого соединен с выходом регулятора частоты напряжения, а выход - с первым входом системы управления полупроводниковым преобразователем, второй вход которой соединен с выходом регулятора напряжения, третий вход - с выходом датчика положения ротора, а выход - с полупроводниковым преобразователем, первый вход регулятора частоты напряжения соединен с источником задания частоты напряжения, второй вход - с выходом датчика частоты напряжения, вход которого соединен с машиной двойного питания, с которой соединен вход датчика напряжения, выход которого соединен с входом регулятора напряжения, первый вход которого соединен с источником задания напряжения, вход источника реактивной мощности соединен со вторым выходом регулятора напряжения, а выход - с машиной двойного питания.

Description

ВЕТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ УСТАНОВКА

Полезная модель относится к электротехнике и может быть использована в качестве ветроэнергетической установки переменного тока стабильной частоты и напряжения.

Известна автономная система электропитания, защищенная авторским свидетельством СССР №1319229, кл. Н 02 Р 9/42,23.06.87, которая выполнена на базе МДПгенератора с возбудителем в виде вращающегося трансформатора с датчиком частоты вращения.

Недостатком этой системы являются увеличенные масса, габариты.

В качестве прототипа выбрано известное устройство, защищенная авторским свидетельством СССР №1042152, кл. Н 02 Р 9/42, 15.09.83, включающее в себя генератор стабильной частоты, дифференциальный механизм и канал регулирования передаточного числа дифференциального механизма, включающий регулирующую машину, соединенную с регулирующим валом дифференциального механизма, и блок регулирования частоты вращения регулирующей машины, соединенный с выходным валом механизма и включающий блок управления, датчики частоты вращения главного двигателя, датчики частоты тока генератора стабильной частоты и элемент изменения частоты вращения регулирующей мапшны, вьшолненный в виде тиристорного преобразователя переменного тока.

Недостатком известного устройства явшгется то, что оно не обеспечивает достаточной надежности и долговечности работы, а также возможностей увеличения быстродействия, увеличенные масса, габариты. Это объясняется тем, что в системе используется достаточно инерционное и малонадежное звено - дифференциальный механизм.

MICH Н 02 Р 9/42

Предлагаемой полезной моделью решается задача совершенствования ветроэнергетической установки.

Технический результат от использования полезной модели заключается в повышении быстродействия, надежности, уменьшении массы, габаритов, а также увеличении КПД.

Указанный технический результат достигается тем, что в ветроэнергетической установке использована трехфазная машина двойного питания, подключенная к полупроводниковому преобразователю, датчик тока, регулятор тока, датчик напряжения, регулятор напряжения, датчик частоты напряжения, регулятор частоты напряжения, датчик положения ротора, система управления полупроводниковым преобразователем, регулируемый источник реактивной мощности, причем выход датчика тока соединен с первым входом регулятора тока, второй вход которого соединен с выходом регулятора частоты напряжения, а выход с первым входом системы управления полупроводниковым преобразователем, второй вход которой соединен с выходом регулятора напряжения, третий вход с выходом датчика положения ротора, а выход с полупроводниковым преобразователем, первый вход регулятора частоты напряжения соединен с источником задания частоты напряжения, второй вход с выходом датчика частоты напряжения, вход которого соединен с машиной двойного питания, с которой соединен вход датчика напряжения, выход которого соединен с входом регулятора напряжения, первый вход которого соединен с источником задания напряжения, вход источника реактивной мощности соединен со вторым выходом регулятора напряжения, а выход с машиной двойного питания.

Признаки, отличающие предлагаемую судовую валогенераторную установку от наиболее близкой к ней - отсутствие дифференциального механизма, регулирующей машины, датчика частоты вращения главного двигателя.

На фиг. показана структурная схема судовой валогенераторной установки. Установка содержит трехфазную машину двойного питания 1, подключенную к полупроводниковому преобразователю 2, датчик тока 3, регулятор тока 4, датчик напряжения 5, регулятор напряжения 6, датчик частоты напряжения 7, регулятор частоты напряжения 8, датчик положения ротора 9, систему управления 10 полупроводниковым преобразователем 2, регулируемый источник реактивной мощности 11, причем выход датчика тока 3 соединен с первым входом регулятора тока 4, второй вход, которого соединен с выходом регулятора частоты напряжения 8, а выход с первым входом системы управления 10 полупроводниковым преобразователем 2, второй вход которой соединен с выходом регулятора напряжения 6, третий вход с выходом датчика положения ротора 9, а выход с полупроводниковым преобразователем 2, первый вход регулятора частоты напряжения 8 соединен с источником задания частоты напряжения (на фиг. не показан), второй вход с выходом датчика частоты напряжения 7, вход которого соединен с машиной двойного питания 1, с которой соединен вход датчика напряжения 5, выход которого соединен с входом регулятора напряжения 6, первый вход которого соединен с источником задания напряжения (на фиг. не показан), вход источника реактивной мощности 11 соединен со вторым выходом регулятора напряжения 6, а выход с машиной двойного питания.

Устройство работает следуюпщм образом.

При работе винта на скорости менее синхронной (соо) система управления 10 переводит полупроводниковый преобразователь 2 в инверторный режим по отношению к ЭДС ротора и в вьшрямительный - к напряжению сети. При этом трехфазная машина двойного питания 1 работает в генераторном режиме с двухканальной системой регулирования частоты и напряжения. Механическая энергия винта преобразуется в электрическую и с учетом подпитки ротора рекуперируется в сеть по статорной цепи за ,11Ш

четом потерь в трехфазной машине двойного питания 1 и полупроводниковом преобразователе 2.

При скорости винта более соо система управления 10 переводит полупроводниковый преобразователь 2 в выпрямительный режим по отношению к ЭДС ротора и в инверторный - к напряжению сети. Механическая энергия винта преобразуется в электрическую и за вычетом потерь в трехфазной машине двойного питания 1 и полупроводниковом преобразователе 2 рекуперируется в сеть через статор трехфазной машины двойного питания 1 и полупроводниковый преобразователь 2.

Система управления 10 во всех режимах работы преобразует выходной сигнал регулятора тока 4 в импульсы управления тиристорами полупроводникового преобразователя 2 и совместно с датчиком положения ротора 9 синхронизирует его работу с сетью.

При изменении частоты вьфабатьшаемого напряжения сигнал, вырабатываемый датчиком частоты напряжения 7, поступает на вход регулятора частоты напряжения 8, на другой вход которого поступает сигнал с источника задания частоты. Это приводит к изменению сигнала на выходе регулятора частоты напряжения 8, который является заданием для регулятора тока 4. При этом изменяется сигнал выходе регулятора тока 4, а система управления 10 полупроводниковым преобразователем 2 обеспечивает изменение угла управления полупроводниковым преобразователем 2, по отношению к напряжению сети, что приводит к изменению ве;шчины тока ротора, которая отслеживается датчиком тока 3, и, следовательно, к стабилизации частоты напряжения. При изменении величины напряжения сигнал с датчика напряжения 5 поступает на вход регулятора напряжения 6, на другой вход которого поступает сигнал источника задания напряжения. Это приводит к изменению сигнала на выходе регулятора напряжения 6, который поступает в систему управления 10 полупроводниковым преобразователем 2,

обеспечивая изменение угла зшравления нолупроводниковым преобразователем 2, по отношению к ЭДС ротора, и, следовательно, к стабилизации напряжения сети. Если полупроводниковый преобразователь 2 не обеспечивает полную стабилизацию вырабатьшаемого напряжения, то с помощью регулятора напряжения 6 к сети подключается регулируемый источник реактивной мощности 11.

Предлагаемая ветроэнергетическая установка имеет более высокое быстродействие, надежность, меньшую массу и габариты, увеличенный КПД, за счет того, что исключены дифференциальный механизм, канал регулирования передаточного числа дифференциального механизма, регулирующая машина, блок регулирования частоты вращения регулирующей машины, датчик частоты вращения главного двигателя.

Claims (1)

1. Ветроэнергетическая установка, содержащая трехфазную машину двойного питания, подключенную к полупроводниковому преобразователю, отличающаяся тем, что в нее введены датчик тока, регулятор тока, датчик напряжения, регулятор напряжения, датчик частоты напряжения, регулятор частоты напряжения, датчик положения ротора, система управления полупроводниковым преобразователем, регулируемый источник реактивной мощности, причем выход датчика тока соединен с первым входом регулятора тока, второй вход которого соединен с выходом регулятора частоты напряжения, а выход - с первым входом системы управления полупроводниковым преобразователем, второй вход которой соединен с выходом регулятора напряжения, третий вход - с выходом датчика положения ротора, а выход - с полупроводниковым преобразователем, первый вход регулятора частоты напряжения соединен с источником задания частоты напряжения, второй вход - с выходом датчика частоты напряжения, вход которого соединен с машиной двойного питания, с которой соединен вход датчика напряжения, выход которого соединен с входом регулятора напряжения, первый вход которого соединен с источником задания напряжения, вход источника реактивной мощности соединен со вторым выходом регулятора напряжения, а выход - с машиной двойного питания.