RU185883U1 - Wind power plant - Google Patents
Wind power plant Download PDFInfo
- Publication number
- RU185883U1 RU185883U1 RU2018128843U RU2018128843U RU185883U1 RU 185883 U1 RU185883 U1 RU 185883U1 RU 2018128843 U RU2018128843 U RU 2018128843U RU 2018128843 U RU2018128843 U RU 2018128843U RU 185883 U1 RU185883 U1 RU 185883U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- generator
- regulator
- speed
- rotor
- stabilization
- Prior art date
Links
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims abstract description 16
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims abstract description 12
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims abstract description 12
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims abstract description 12
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 abstract description 20
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 abstract description 17
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 abstract description 17
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 abstract description 6
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 abstract description 6
- 239000010959 steel Substances 0.000 abstract description 6
- 238000004804 winding Methods 0.000 abstract description 6
- 238000004870 electrical engineering Methods 0.000 abstract description 2
- 241000218657 Picea Species 0.000 abstract 1
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 4
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 3
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 3
- 241000555745 Sciuridae Species 0.000 description 2
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 2
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 2
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000005672 electromagnetic field Effects 0.000 description 1
- 230000005294 ferromagnetic effect Effects 0.000 description 1
- 239000002803 fossil fuel Substances 0.000 description 1
- 238000009499 grossing Methods 0.000 description 1
- 239000000696 magnetic material Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 238000009987 spinning Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03D—WIND MOTORS
- F03D9/00—Adaptations of wind motors for special use; Combinations of wind motors with apparatus driven thereby; Wind motors specially adapted for installation in particular locations
- F03D9/10—Combinations of wind motors with apparatus storing energy
- F03D9/12—Combinations of wind motors with apparatus storing energy storing kinetic energy, e.g. using flywheels
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K7/00—Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
- H02K7/02—Additional mass for increasing inertia, e.g. flywheels
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/70—Wind energy
- Y02E10/72—Wind turbines with rotation axis in wind direction
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/16—Mechanical energy storage, e.g. flywheels or pressurised fluids
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E70/00—Other energy conversion or management systems reducing GHG emissions
- Y02E70/30—Systems combining energy storage with energy generation of non-fossil origin
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Control Of Eletrric Generators (AREA)
Abstract
Полезная модель относится к области ветроэнергетики и электротехники, в частности к ветроэнергетическим установкам, и может быть использована в автономных системах электроснабжения трехфазным переменным током, использующим энергию ветра и регулятор стабилизации оборотов асинхронного генератора. Технический результат, который может быть достигнут с помощью предлагаемого изобретения, сводится к стабилизации оборотов генератора. Ветроэнергетическая установка содержит: ветроколесо 1, соединенное посредством вала 2 с мультипликатором 3, выходной вал 4 которого соединен с обгонной муфтой 5, которая соединена со сквозным ротором (на фиг. 1 не показан) асинхронного генератора 6 с короткозамкнутым ротором, к которому присоединен регулятор 7 стабилизации оборотов генератора, к выходам статорных обмоток (на фиг.1 не показаны) асинхронного генератора 6 с короткозамкнутым ротором электрически подсоединены: батарея 8 пусковых конденсаторов, трансформаторы 9 напряжения, потребитель 10 электрической энергии, трансформаторы 9, электрически соединенные с диодным мостом 11, который электрически соединен с блоком управления 12, блок управления 12 электрически соединен с аккумуляторной батареей 13 и системой управления 14 регулятором 7 стабилизации оборотов генератора, которая электрически соединена с обмотками двигателя постоянного тока (на фиг. 1 не показано) в составе регулятора 7 стабилизации оборотов генератора, вал 4 закреплен в опорных подшипниках 15, при этом мультипликатор 3, статор асинхронного генератора 6 с короткозамкнутым ротором и статор двигателя постоянного тока (на фиг.1 не показан) в составе регулятора 7 стабилизации оборотов генератора закреплены на раме ветроэнергетической установки (на фиг. 1 не показана) неподвижно.The utility model relates to the field of wind energy and electrical engineering, in particular to wind power plants, and can be used in stand-alone three-phase alternating current power supply systems using wind energy and an asynchronous generator speed regulator. The technical result, which can be achieved using the present invention, is to stabilize the speed of the generator. The wind power installation includes: a wind wheel 1 connected via a shaft 2 with a multiplier 3, the output shaft 4 of which is connected to an overrunning clutch 5, which is connected to a through rotor (not shown in Fig. 1) of an asynchronous generator 6 with a squirrel-cage rotor, to which a regulator 7 is connected stabilization of the generator speed, to the outputs of the stator windings (not shown in FIG. 1) of the asynchronous generator 6 with a squirrel-cage rotor are electrically connected: a battery of 8 starting capacitors, voltage transformers 9, spruce 10 of electric energy, transformers 9, electrically connected to a diode bridge 11, which is electrically connected to the control unit 12, the control unit 12 is electrically connected to the battery 13 and the control system 14 of the regulator 7 of stabilization of the generator speed, which is electrically connected to the windings of the DC motor (not shown in Fig. 1) as part of the regulator 7 for stabilizing the generator speed, the shaft 4 is fixed in the thrust bearings 15, while the multiplier 3, the stator of the asynchronous generator 6 are short with a closed rotor and a stator of a DC motor (not shown in FIG. 1) as part of a regulator 7 for stabilizing the generator’s speed, are mounted on the frame of a wind power installation (in FIG. 1 not shown) motionless.
На фиг. 2 схематически изображен регулятор 7 стабилизации оборотов генератора, состоящий из электромагнитной муфты 16 скольжения промежуточного вала 17, который закреплен в опорных подшипниках 15, дисков (на фиг. не показаны) маховика 18, эластичной муфты 19 и двигателя 20 постоянного тока, якорь 21 двигателя 20 постоянного тока через эластичную муфту 19 и промежуточный вал 17 соединен с электромагнитной муфтой 16 скольжения, которая управляется катушкой 22 электромагнитной муфты 16 скольжения, подключенной к системе управления 14 регулятором 7 стабилизации оборотов генератораIn FIG. 2 schematically depicts a regulator 7 for stabilizing the speed of the generator, consisting of an electromagnetic clutch 16 for sliding the intermediate shaft 17, which is fixed in the thrust bearings 15, disks (not shown) of the flywheel 18, the elastic coupling 19 and the DC motor 20, the armature 21 of the engine 20 direct current through an elastic coupling 19 and an intermediate shaft 17 is connected to an electromagnetic slip clutch 16, which is controlled by a coil 22 of the electromagnetic slip clutch 16 connected to the control system 14 of the stabilization regulator 7 about Orochi generator
В качестве ветроколеса 1 может быть использован любой преобразователь энергии ветра в механическую энергию, асинхронный генератор 6 с короткозамкнутым ротором со сквозным ротором стандартной конструкции. Блок управления 12 должен обеспечивать заряд аккумуляторной батареи 13, осуществлять управление системой управления 14 регулятором 7 стабилизации оборотов генератора. Система управления 14 регулятором 7 стабилизации оборотов генератора должна обеспечивать работу электромагнитной муфты 16 скольжения в импульсном режиме, а также поддерживать частоту вращения якоря 21 двигателя 20 постоянного тока около 3000 мин-1. Маховик 18 регулятора 7 стабилизации оборотов генератора состоит из нескольких стальных дисков (на фиг. 2 не показано). 2 ил.
Description
Область, к которой относится полезная модельArea to which the utility model belongs
Полезная модель относится к области ветроэнергетики и электротехники, в частности к ветроэнергетическим установкам, и может быть использована в автономных системах электроснабжения трехфазным переменным током, использующим энергию ветра и регулятор стабилизации оборотов асинхронного генератора.The utility model relates to the field of wind energy and electrical engineering, in particular to wind power plants, and can be used in stand-alone three-phase alternating current power supply systems using wind energy and an asynchronous generator speed regulator.
Уровень техникиState of the art
Известна автономная система бесперебойного электроснабжения, использующая возобновляемый источник энергии, содержащая ветротурбину переменной скорости вращения, жестко связанную с генератором переменного тока, вспомогательный электрический потребитель, выполненный в виде аккумуляторной батареи, соединенный с генератором переменного тока, устройством регулирования мощности, дизель, механически связанный с синхронным генератором, образующие дизель-генераторную установку, с формированием двух независимых источников электроснабжения, соединенных между собой блоком переключения, функцию одного из них выполняет дизель-генераторная установка, снабженная системой автоматического регулирования активной мощности, функцию другого - синхронный компенсатор с устройством разгона и системой автоматического регулирования скорости, аккумуляторная батарея, соединенная с синхронным компенсатором посредством двухкомплектного реверсивного тиристорного преобразователя постоянного тока, который при превышении мощности ветротурбины над мощностью нагрузки управляется в системе автоматической стабилизации скорости синхронного компенсатора, а в режиме, когда мощность ветротурбины меньше мощности нагрузки, и аккумуляторная батарея разряжена, - в системе стабилизации активной мощности дизель-генераторной установки; функцию генератора переменного тока выполняет многоскоростная асинхронная машина, управляемая блоком выбора режима, задающего его рабочую скорость в функции активной мощности, отличающаяся тем, что в систему введено устройство разгрузки потребителей, вход которого соединен с выходом блока переключения, а выход - с входом узла потребителей электроэнергии (см. патент RU №113615 H02J 3/00 от 22.09.2011).Known autonomous uninterruptible power supply system using a renewable energy source containing a variable speed rotor wind turbine rigidly connected to an alternating current generator, an auxiliary electric consumer made in the form of a battery connected to an alternating current generator, power control device, a diesel engine mechanically connected to a synchronous generator, forming a diesel generator set, with the formation of two independent sources of electricity of interconnected switching unit, the function of one of them is performed by a diesel generator set equipped with an automatic active power control system, the function of the other is a synchronous compensator with an acceleration device and an automatic speed control system, a battery connected to a synchronous compensator by means of a two-set reversible thyristor DC-DC converter, which, when the power of the wind turbine exceeds the load power, is controlled in the system of automatic stabilization of the speed of the synchronous compensator, and in the mode when the wind turbine power is less than the load power and the battery is discharged, in the active power stabilization system of the diesel generator set; the function of the alternator is performed by a multi-speed asynchronous machine controlled by a mode selection unit that sets its operating speed as an active power function, characterized in that a consumer unloading device is introduced into the system, the input of which is connected to the output of the switching unit, and the output to the input of the electricity consumer node (see patent RU No. 113615
Ее недостаток - сложность и дороговизна конструкции, требующего сложного технического решения, связанного с использованием реверсивного тиристорного преобразователя, дизель-генераторной установки, снабженного системой автоматического регулирования мощности, низкая надежность за счет использования большого количества элементов, высокая стоимость в связи с необходимостью применения дизель-генераторной установки, работающей на органическом топливе.Its disadvantage is the complexity and high cost of the design, requiring a complex technical solution associated with the use of a reversible thyristor converter, a diesel generator set equipped with an automatic power control system, low reliability due to the use of a large number of elements, high cost due to the need to use a diesel generator fossil fuel plant.
Известна ветроэнергетическая установка, включающая лопасти на валу с узлом соединения с рабочей машиной, электропривод с изменяемой частотой вращения, электрогенератор, обгонную муфту, контроллер с датчиками частоты вращения лопастей, при этом узел соединения вала лопастей с рабочей машиной выполнен в виде механического сцепления автоматически управляемого контроллером, а электропривод выполнен как пусковой двигатель, оснащенный датчиком частоты вращения, и соединен через обгонную муфту с валом рабочей машины, причем контроллер обеспечивает включение и синхронизацию частоты вращения пускового двигателя с частотой вращения лопастей по достижении эмпирически заданной величины в режиме импульсного режима работы установки, а электрогенератор постоянно соединен с валом лопастей (см. патент RU №2548320 F03D 9/02 от 20.04.2015).A wind power installation is known, including blades on a shaft with a connection node to a working machine, an electric drive with a variable speed, an electric generator, an overrunning clutch, a controller with speed sensors of the blades, while the connection node of the shaft of the blades with the working machine is made in the form of a mechanical clutch automatically controlled by the controller and the electric drive is designed as a starting engine, equipped with a speed sensor, and is connected via an overrunning clutch to the shaft of the working machine, and the controller is both ensures, on and synchronize the rotational speed of starting engine speed with the blades reaches a predetermined value empirically in pulsed mode Mode of operation, and an electric generator permanently connected to the blade shaft (See. Patent RU №2548320
Ее недостаток - сложность и дороговизна конструкции, требующего сложного технического решения, связанного с использованием контроллера, датчиков вращения лопастей, пускового двигателя, низкая надежность за счет использования большого количества элементов.Its disadvantage is the complexity and high cost of the design, requiring a complex technical solution associated with the use of a controller, rotation sensors of the blades, the starting engine, low reliability due to the use of a large number of elements.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту принятый авторами за прототип является ветроэнергетическая установка, содержащая ветроколесо, соединенное посредством вала с мультипликатором, выходной вал которого соединен с обгонной муфтой, соединенной с асинхронным генератором с короткозамкнутым ротором, который электрически соединен с батареей пусковых конденсаторов, трансформаторами напряжения, диодным мостом, блоком управления, электрически соединенным с аккумуляторной батареей. Ветроэнергетическая установка дополнительно снабжена электромеханическим аккумулятором с переменой энергоемкостью, системой управления электромеханическим аккумулятором и электромагнитной муфтой скольжения. Обмотки электромеханического аккумулятора с переменной энергоемкостью намотаны на статор, закрепленный неподвижно к раме ветроэнергетической установки. Ротор выполнен из немагнитного материала, к которому с внутренней стороны закреплены ферромагнитные вставки, а с наружной стороны полукольца инерционного маховика, который соединен с асинхронным генератором с короткозамкнутым ротором при помощи электромагнитной муфты скольжения с возможностью передачи необходимого количества момента от электромеханического аккумулятора с переменной энергоемкостью на ротор асинхронного генератора с короткозамкнутым ротором. Изобретение направлено на упрощение обслуживания и ремонта элементов, повышение коэффициента использования ветрового потока при различных скоростях ветра за счет отказа от двойного преобразования энергии (см. патент RU №2615564 F03D 9/12 Н02К 7/02 от 10.03.2016).The closest in technical essence and the achieved effect adopted by the authors for the prototype is a wind power installation containing a wind wheel connected via a shaft with a multiplier, the output shaft of which is connected to an overrunning clutch connected to an asynchronous generator with a squirrel-cage rotor, which is electrically connected to the battery of starting capacitors, transformers voltage, diode bridge, control unit, electrically connected to the battery. The wind power plant is additionally equipped with an electromechanical battery with variable energy intensity, an electromechanical battery control system and an electromagnetic slip clutch. The windings of an electromechanical accumulator with variable energy intensity are wound on a stator fixed motionless to the frame of a wind power installation. The rotor is made of non-magnetic material, to which ferromagnetic inserts are fixed on the inside, and on the outside of the inertia flywheel half ring, which is connected to an asynchronous generator with a squirrel-cage rotor by means of an electromagnetic slip clutch with the possibility of transferring the required amount of torque from an electromechanical battery with variable energy consumption to the rotor squirrel cage asynchronous generator. The invention is aimed at simplifying maintenance and repair of elements, increasing the utilization of the wind flow at different wind speeds due to the rejection of double energy conversion (see patent RU No. 2615564 F03D 9/12 Н02К 7/02 of 03/10/2016).
Недостатком данного устройства являются: сложность изготовления и дороговизна конструкции за счет применения полуколец маховика в электромеханическом аккумуляторе с переменной энергоемкостью, а так же отсутствие плавности передачи момента электромагнитной муфтой скольжения за счет постоянного напряжения подаваемого на катушку управления электромагнитной муфтой скольжения.The disadvantage of this device is: the complexity of manufacturing and the high cost of the design due to the use of flywheel rings in an electromechanical battery with variable energy consumption, as well as the lack of smoothness of moment transmission by an electromagnetic slip clutch due to the constant voltage supplied to the control coil of the electromagnetic slip clutch.
Раскрытие полезной моделиUtility Model Disclosure
Технической задачей предлагаемой полезной модели является разработка ветроэнергетической установки, имеющей переменную энергоемкость, в котором изменен режим работы электромагнитной муфты скольжения на импульсный, а так же в конструкцию внедряется промежуточный вал, на котором устанавливаются стальные диски маховика и эластичная муфта, соединяющая промежуточный вал с двигателем постоянного тока, что дает возможность, за счет отказа от применения полуколец маховика в электромеханическом аккумуляторе с переменной энергоемкостью стабилизировать обороты генератора, упростить обслуживание и ремонт элементов системы, а также снизить стоимость изделия.The technical task of the proposed utility model is the development of a wind power installation having a variable energy intensity, in which the operating mode of the electromagnetic slip clutch is changed to pulsed, and an intermediate shaft is introduced into the design, on which steel wheels of the flywheel and an elastic coupling connecting the intermediate shaft to the constant motor are installed current, which makes it possible, due to the rejection of the use of flywheel rings in an electromechanical battery with a variable energy intensity bilizirovat generator speed, simplify maintenance and repair of elements of the system, as well as reduce the cost of the product.
Технический результат, который может быть достигнут с помощью предлагаемой полезной модели, сводится к стабилизации оборотов генератора.The technical result that can be achieved using the proposed utility model is to stabilize the generator speed.
Технический результат достигается с помощью ветроэнергетической установки, содержащей ветроколесо, соединенное посредством вала с мультипликатором, выходной вал которого соединен с обгонной муфтой, которая соединена с асинхронным генератором с короткозамкнутым ротором, при этом она дополнительно снабжена регулятором стабилизации оборотов генератора с системой управления, включающим электромагнитную муфту скольжения, промежуточный вал, диски маховика, эластичную муфту и двигатель постоянного тока, при этом двигатель постоянного тока через эластичную муфту и промежуточный вал соединен с асинхронным генератором с короткозамкнутым ротором при помощи электромагнитной муфты скольжения с возможностью передачи необходимого количества момента от дисков маховика и двигателя постоянного тока через электромагнитную муфту скольжения на ротор асинхронного генератора с короткозамкнутым ротором.The technical result is achieved using a wind power installation containing a wind wheel connected via a shaft with a multiplier, the output shaft of which is connected to an overrunning clutch, which is connected to an asynchronous generator with a squirrel-cage rotor, while it is additionally equipped with a generator speed control regulator with a control system including an electromagnetic clutch slip, countershaft, flywheel disks, flexible coupling and DC motor, while the DC motor Single through flexible coupling and an intermediate shaft is connected to an asynchronous generator with short-circuited rotor by means of an electromagnetic clutch slip to transmit the necessary amount of torque from the engine flywheel and drive DC power through the electromagnetic clutch to slip rotor asynchronous generator with short-circuited rotor.
Таким образом, технический результат достигается с помощью ветроэнергетической установки, содержащей ветроколесо, вал ветроколеса, мультипликатор, вал мультипликатора, обгонную муфту, асинхронный генератор с короткозамкнутым ротором, батарею пусковых конденсаторов, трансформаторы напряжения, потребитель электрической энергии, диодный мост, блок управления, аккумуляторную батарею, систему управления регулятором стабилизации оборотов генератора, регулятор стабилизации оборотов генератора, опорные подшипники, при этом мультипликатор с помощью вала соединен с обгонной муфтой, а обгонная муфта, в свою очередь, с помощью выходного вала на опорных подшипниках соединена со сквозным ротором асинхронного генератора с короткозамкнутым ротором с одной стороны, а с другой с высокоскоростным регулятором стабилизации оборотов генератора который содержит электромагнитную муфту скольжения, соединенную с промежуточным валом, на котором устанавливаются стальные диски маховика, соединенным с якорем двигателя постоянного тока через эластичную муфту. Выходной вал мультипликатора, валы обгонной муфты, ротора асинхронного генератора с короткозамкнутым ротором, электромагнитной муфты скольжения, промежуточного вала и якоря двигателя постоянного тока установлены на одной горизонтальной оси, а мультипликатор, статор асинхронного генератора с короткозамкнутым ротором и статор двигателя постоянного тока в составе регулятора стабилизации оборотов генератора закреплены на раме ветроэнергетической установки неподвижно. Электрически соединены статорные обмотки асинхронного генератора с короткозамкнутым ротором с батареей пусковых конденсаторов, потребителем электрической энергии и трансформаторами напряжения, трансформаторы напряжения электрически соединены с диодным мостом, который электрически соединен с блоком управления, который электрически соединен с аккумуляторной батареей, к которой подключена система управления регулятором стабилизации оборотов генератора электрически соединенная с двигателем постоянного тока в составе регулятора стабилизации оборотов генератора, электромагнитной муфтой скольжения и блоком управления.Thus, the technical result is achieved using a wind power installation containing a wind wheel, a wind wheel shaft, a multiplier, a multiplier shaft, an overrunning clutch, an asynchronous generator with a squirrel-cage rotor, a battery of starting capacitors, voltage transformers, an electric energy consumer, a diode bridge, a control unit, a rechargeable battery , a control system for the regulator for stabilizing the speed of the generator, a regulator for stabilizing the speed of the generator, thrust bearings, p by means of a shaft is connected to an overrunning clutch, and the overrunning clutch, in turn, is connected to a through rotor of an asynchronous generator with a squirrel-cage rotor on the one hand, and on the other, with a high-speed regulator for stabilizing the generator’s speed, which contains an electromagnetic clutch sliding, connected to the intermediate shaft, on which the steel wheels of the flywheel are mounted, connected to the armature of the DC motor through an elastic coupling. The output shaft of the multiplier, the shafts of the overrunning clutch, the rotor of the asynchronous generator with a squirrel-cage rotor, the electromagnetic slip clutch, the intermediate shaft and the armature of the DC motor are mounted on the same horizontal axis, and the multiplier, the stator of the asynchronous generator with a squirrel-cage rotor and the stator of the DC motor as part of the stabilization regulator generator speeds are fixed on the frame of the wind power plant motionless. The stator windings of the squirrel-cage asynchronous generator are electrically connected with the starting capacitor bank, the consumer of electric energy and voltage transformers, the voltage transformers are electrically connected to the diode bridge, which is electrically connected to the control unit, which is electrically connected to the battery, to which the stabilization regulator control system is connected generator speed electrically connected to the DC motor as part of the regulator with abilizatsii generator speed electromagnetic slip clutch and the control unit.
Краткое описание чертежей и иных материаловBrief description of drawings and other materials
На фиг. 1 представлена структурная схема ветроэнергетической установки.In FIG. 1 is a structural diagram of a wind power installation.
На фиг. 2 схематично изображен регулятор стабилизации оборотов генератораIn FIG. 2 schematically shows the regulator for stabilizing the generator speed
Осуществление полезной моделиUtility Model Implementation
Ветроэнергетическая установка содержит: ветроколесо 1, соединенное посредством вала 2 с мультипликатором 3, выходной вал 4 которого соединен с обгонной муфтой 5, которая соединена со сквозным ротором (на фиг. 1 не показан) асинхронного генератора 6 с короткозамкнутым ротором, к которому присоединен регулятор 7 стабилизации оборотов генератора, к выходам статорных обмоток (на фиг. 1 не показаны) асинхронного генератора 6 с короткозамкнутым ротором электрически подсоединены: батарея 8 пусковых конденсаторов, трансформаторы 9 напряжения, потребитель 10 электрической энергии, трансформаторы 9, электрически соединенные с диодным мостом 11, который электрически соединен с блоком управления 12, блок управления 12 электрически соединен с аккумуляторной батареей 13 и системой управления 14 регулятором 7 стабилизации оборотов генератора, которая электрически соединена с обмотками двигателя постоянного тока (на фиг. 1 не показано) в составе регулятора 7 стабилизации оборотов генератора, вал 4 закреплен в опорных подшипниках 15, при этом мультипликатор 3, статор асинхронного генератора 6 с короткозамкнутым ротором и статор двигателя постоянного тока (на фиг. 1 не показан) в составе регулятора 7 стабилизации оборотов генератора закреплены на раме ветроэнергетической установки (на фиг. 1 не показана) неподвижно.The wind power installation includes: a wind wheel 1 connected via a shaft 2 with a multiplier 3, the output shaft 4 of which is connected to an overrunning clutch 5, which is connected to a through rotor (not shown in Fig. 1) of an asynchronous generator 6 with a squirrel-cage rotor, to which a regulator 7 is connected stabilization of the generator speed, to the outputs of the stator windings (not shown in Fig. 1) of the asynchronous generator 6 with a squirrel-cage rotor are electrically connected: a battery of 8 starting capacitors, voltage transformers 9, an electric energy device 10, transformers 9, electrically connected to a diode bridge 11, which is electrically connected to a control unit 12, a control unit 12 is electrically connected to a battery 13 and a control system 14 of a generator speed regulator 7, which is electrically connected to the windings of a DC motor (not shown in Fig. 1) as part of a regulator 7 for stabilizing the speed of the generator, the shaft 4 is fixed in the thrust bearings 15, while the multiplier 3, the stator of the asynchronous generator 6 with short ozamknutym rotor and the stator of the DC motor (FIG. 1 is not shown) as part of the regulator 7 stabilization of the revolutions of the generator are fixed on the frame of the wind power installation (not shown in Fig. 1) motionless.
На фиг. 2 схематически изображен регулятор 7 стабилизации оборотов генератора, состоящий из электромагнитной муфты 16 скольжения промежуточного вала 17, который закреплен в опорных подшипниках 15, дисков (на фиг. не показаны) маховика 18, эластичной муфты 19 и двигателя 20 постоянного тока, якорь 21 двигателя 20 постоянного тока через эластичную муфту 19 и промежуточный вал 17 соединен с электромагнитной муфтой 16 скольжения, которая управляется катушкой 22 электромагнитной муфты 16 скольжения, подключенной к системе управления 14 регулятором 7 стабилизации оборотов генератораIn FIG. 2 schematically depicts a
В качестве ветроколеса 1 может быть использован любой преобразователь энергии ветра в механическую энергию, асинхронный генератор 6 с короткозамкнутым ротором со сквозным ротором стандартной конструкции. Блок управления 12 должен обеспечивать заряд аккумуляторной батареи 13, осуществлять управление системой управления 14 регулятором 7 стабилизации оборотов генератора. Система управления 14 регулятором 7 стабилизации оборотов генератора должна обеспечивать работу электромагнитной муфты 16 скольжения в импульсном режиме, а также поддерживать частоту вращения якоря 21 двигателя 20 постоянного тока около 3000 мин-1. Маховик 18 регулятора 7 стабилизации оборотов генератора состоит из нескольких стальных дисков (на фиг.2 не показано).As a
Ветроэнергетическая установка работает следующим образом.Wind power installation works as follows.
Вращающий момент от ветроколеса 1 через вал 2 поступает в мультипликатор 3, в котором в соответствии с передаточным отношением преобразуется угловая скорость ветроколеса 1 к скорости асинхронного генератора 6 с короткозамкнутым ротором. Выходной вал 4 мультипликатора 3 соединен с обгонной муфтой 5, которая соединена с ротором (на фиг 1. не показан) асинхронного генератора 6 с короткозамкнутым ротором, при этом сквозной ротор асинхронного генератора 6 с короткозамкнутым ротором позволяет с другой стороны присоединить регулятор 7 стабилизации оборотов генератора, тем самым приобретая дополнительный инерционный момент и сглаживая импульсные изменения момента на роторе асинхронного генератора 6 с короткозамкнутым ротором при изменении ветровой и электрической нагрузки. При повышении ветровой нагрузки, для стабилизации выходного напряжения, блок управления 12 подключает аккумуляторную батарею 13, забирая часть электрической энергии с асинхронного генератора 6 с короткозамкнутым ротором на аккумуляторную батарею 13, при этом, если вращающего момента выходного вала 4 мультипликатора 3 недостаточно для работы асинхронного генератора 6 с короткозамкнутым ротором, то регулятор 7 стабилизации оборотов генератора, который запас некоторое количество инерционной энергии, отдает ее в виде крутящего момента на асинхронный генератор 6 с короткозамкнутым ротором, также двигатель постоянного тока 20 в составе регулятора 7 стабилизации оборотов генератора работает в двигательном режиме, тем самым добавляя недостающие обороты и момент для работы асинхронного генератора 6 с короткозамкнутым ротором, причем предаваемый момент регулятора 7 стабилизации оборотов генератора регулируется с помощью электромагнитной муфты 16 скольжения, в которой, под воздействием электромагнитного поля катушки 22 изменяется коэффициент сцепления. Создаваемый момент на мультипликатор 3 не передается за счет обгонной муфты 5. Таким образом, независимо от мощности на валу 2 ветроколеса 1 и соответственно выходного вала 4 мультипликатора 3, посредством регулятора 7 стабилизации оборотов генератора и обгонной муфты 5 производится стабилизация оборотов и выходных параметров асинхронного генератора 6 с короткозамкнутым ротором.The torque from the
Батарею 8 пусковых конденсаторов используют для возбуждения асинхронного генератора 6 с короткозамкнутым ротором, трансформаторы 9 напряжения снимают информацию об уровне напряжения на потребителе 10 электрической энергии и через диодный мост 11 передают в блок управления 12. По результатам обработки поступившей информации об уровне напряжения на потребителе 10 электрической энергии и оборотов асинхронного генератора 6 с короткозамкнутым ротором блок управления 12 формирует управляющие сигналы системе управления 14 регулятором 7 стабилизации оборотов генератора, управляет зарядом аккумуляторной батареи 13, а система управления 14 регулятором стабилизации оборотов генератора 7 регулирует ток якоря 21 двигателя 20 постоянного тока, который входит в состав регулятора 7 стабилизации оборотов генератора, возникающий крутящий момент накапливается на дисках маховика 18 и в определенном количестве передается через электромагнитную муфту 16 скольжения, что позволяет стабилизировать частоту вращения вала ротора (на фиг. 1 не показан) асинхронного генератора 6 с короткозамкнутым ротором и соответственно его выходные параметры как при изменении мощности на валу ветроколеса 1, так и при изменении мощности потребителя 10 электрической энергии.A battery of 8 starting capacitors is used to excite an
Регулятор 7 стабилизации оборотов генератора выполнен следующим образом: двигатель 20 постоянного тока, который крепится к раме (на фиг. 2 не показана) ветроэнергетической установки неподвижно, через эластичную муфту 19 соединен с промежуточным валом 17, на котором крепятся стальные диски маховика 18 в определенном количестве, в зависимости от заданных параметров нагрузки, что позволяет изменять массогабаритные параметры устройства, соединенным с электромагнитной муфтой 16 скольжения, которая управляется катушкой 22.The
Система управления 14 регулятором 7 стабилизации оборотов генератора работает следующим образом, получая сигналы от блока управления 12, регулирует ток якоря 21 двигателя 20 постоянного тока, раскручивая диски маховика 18 до необходимых оборотов (до 3000 мин-1), а так же управляет электромагнитной муфтой 16 скольжения для регулирования передаваемого момента на асинхронный генератор 6 с короткозамкнутым ротором.The
Новизна технического решения обусловлена тем, что дополнительно включены: промежуточный вал, эластичная муфта, стальные диски маховика, двигатель постоянного тока, которые входят в состав регулятора стабилизации оборотов генератора, режим работы электромагнитной муфты скольжения изменен на импульсный. Регулятор стабилизации оборотов генератора в энергетической установке сглаживает импульсные изменения момента на роторе асинхронного генератора с короткозамкнутым ротором при изменении ветровой и электрической нагрузки, а также обладает инерционным моментом, причем энергоемкость регулятора стабилизации оборотов генератора можно изменять в зависимости от заданных параметров нагрузки, тем самым оптимизируя работу узлов и агрегатов ветроэнергетической установки.The novelty of the technical solution is due to the fact that it is additionally included: an intermediate shaft, an elastic coupling, steel wheels of a flywheel, a DC motor, which are part of the regulator for stabilizing the generator’s speed, the operating mode of the electromagnetic slip clutch is changed to pulse. The regulator for stabilizing the generator’s revolutions in a power plant smoothes out the momentum changes on the rotor of an asynchronous generator with a squirrel-cage rotor when the wind and electric loads change, and also has an inertial moment, and the energy consumption of the regulator for stabilizing the generator’s revolutions can be changed depending on the specified load parameters, thereby optimizing the work nodes and units of a wind power installation.
Исходя из вышеизложенного, достигается уменьшение стоимости ветроэнергетической установки, стабилизация выходных параметров асинхронного генератора с короткозамкнутым ротором, повышение обслуживания и ремонта элементов системы, повышение коэффициента использования ветрового потока.Based on the foregoing, it is possible to reduce the cost of a wind power installation, stabilize the output parameters of an asynchronous generator with a squirrel-cage rotor, increase the maintenance and repair of system elements, increase the utilization rate of the wind flow.
Предлагаемая полезная модель по сравнению с прототипом и другими известными техническими решениями имеет следующие преимущества:The proposed utility model in comparison with the prototype and other well-known technical solutions has the following advantages:
- стабилизация оборотов генератора;- stabilization of the generator speed;
- повышение коэффициента использования ветрового потока.- increased utilization of the wind flow.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018128843U RU185883U1 (en) | 2018-08-06 | 2018-08-06 | Wind power plant |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018128843U RU185883U1 (en) | 2018-08-06 | 2018-08-06 | Wind power plant |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU185883U1 true RU185883U1 (en) | 2018-12-21 |
Family
ID=64753990
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2018128843U RU185883U1 (en) | 2018-08-06 | 2018-08-06 | Wind power plant |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU185883U1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2020246904A1 (en) * | 2019-05-29 | 2020-12-10 | Рудольф Анатольевич СЕРЕБРЯКОВ | Installation for generating electrical energy and extracting moisture from the atmosphere |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1366688A1 (en) * | 1985-11-26 | 1988-01-15 | Научно-производственное объединение "Ветроэн" | Wind unit |
| RU2430268C1 (en) * | 2010-01-19 | 2011-09-27 | Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Оренбургский государственный аграрный университет" | Hybrid-type wind-driven power plant |
| RU113308U1 (en) * | 2011-07-26 | 2012-02-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ставропольский государственный аграрный университет" (ФГБОУ ВПО Ставропольский ГАУ) | WIND POWER INSTALLATION FOR AUTONOMOUS POWER SUPPLY OF CONSUMERS |
| CN104426147A (en) * | 2013-08-30 | 2015-03-18 | 郭庆梅 | Independent operation wind-power system provided with energy-storing device |
| CN104454370A (en) * | 2013-09-18 | 2015-03-25 | 杜文娟 | Device for supplementing flywheel battery energy by wind force in bicycle riding |
| RU159413U1 (en) * | 2015-06-30 | 2016-02-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ставропольский государственный аграрный университет" | WIND POWER PLANT |
| RU2615564C1 (en) * | 2016-03-10 | 2017-04-05 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ставропольский государственный аграрный университет" | Wind turbine plant |
-
2018
- 2018-08-06 RU RU2018128843U patent/RU185883U1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1366688A1 (en) * | 1985-11-26 | 1988-01-15 | Научно-производственное объединение "Ветроэн" | Wind unit |
| RU2430268C1 (en) * | 2010-01-19 | 2011-09-27 | Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Оренбургский государственный аграрный университет" | Hybrid-type wind-driven power plant |
| RU113308U1 (en) * | 2011-07-26 | 2012-02-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ставропольский государственный аграрный университет" (ФГБОУ ВПО Ставропольский ГАУ) | WIND POWER INSTALLATION FOR AUTONOMOUS POWER SUPPLY OF CONSUMERS |
| CN104426147A (en) * | 2013-08-30 | 2015-03-18 | 郭庆梅 | Independent operation wind-power system provided with energy-storing device |
| CN104454370A (en) * | 2013-09-18 | 2015-03-25 | 杜文娟 | Device for supplementing flywheel battery energy by wind force in bicycle riding |
| RU159413U1 (en) * | 2015-06-30 | 2016-02-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ставропольский государственный аграрный университет" | WIND POWER PLANT |
| RU2615564C1 (en) * | 2016-03-10 | 2017-04-05 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ставропольский государственный аграрный университет" | Wind turbine plant |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2020246904A1 (en) * | 2019-05-29 | 2020-12-10 | Рудольф Анатольевич СЕРЕБРЯКОВ | Installation for generating electrical energy and extracting moisture from the atmosphere |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Muljadi et al. | Power quality issues in a hybrid power system | |
| US9450416B2 (en) | Wind turbine generator controller responsive to grid frequency change | |
| RU2576021C2 (en) | Exciter for power-generating unit, power-generating unit and equipment for energy extraction from electric mains | |
| JP2012533973A (en) | Wind farm, wind turbine, wind turbine control method, and bang-bang type controller | |
| CN101487453B (en) | Variable-speed constant-frequency wind power generation plant | |
| KR20070007052A (en) | Improved energy storage method for load hoisting machinery | |
| US9194372B2 (en) | Device, system and method to lower starting torque for electrical system | |
| EP3068033B1 (en) | Control of hybrid permanent magnet machine with rotating power converter and energy source | |
| CA3086465C (en) | Windmill electrical power system and torque enhanced transmission | |
| RU185883U1 (en) | Wind power plant | |
| Chekkal et al. | New control strategy of wind generator based on the dual-stator induction generator | |
| RU159413U1 (en) | WIND POWER PLANT | |
| CN103986278A (en) | Different connection motor | |
| RU2770526C1 (en) | Wind power plant | |
| RU2615564C1 (en) | Wind turbine plant | |
| CN204498036U (en) | A kind of excitation unit of double-fed wind power generator | |
| CN201903629U (en) | Alternating current transformation-type excitation synchronous wind power generation experimental facility | |
| RU113308U1 (en) | WIND POWER INSTALLATION FOR AUTONOMOUS POWER SUPPLY OF CONSUMERS | |
| RU117119U1 (en) | POWER INSTALLATION OF A LOCOMOTIVE WITH A COMBINED ELECTRIC POWER STORAGE | |
| CN201985544U (en) | Device used for inputting power to work system | |
| RU63464U1 (en) | AUTONOMOUS POWER SUPPLY SYSTEM | |
| Bao et al. | Virtual Synchronization Control Strategy of Direct Drive Permanent Magnet Wind Turbine under Load Shedding Operation Mode | |
| RU2802054C1 (en) | Autonomous power supply system | |
| CN221428601U (en) | Frequency compensation device for camera | |
| CN102678471B (en) | Hydraulic speed-governing type wind power generation device with flywheel |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM9K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20190807 |