SU780142A1 - Ветроэлектрический агрегат - Google Patents

Description

(54) ВЕТРОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ АГРЕГАТ

1

Изобретение относитс  к области ветроэнергетики.и может быть использовано при создании ветроэлектрических агрегатов, предназначенных дл  параллельной работы с сетью, мощность которой превышает мощность самого агрегата.

Современные ветроэлектрические агрегаты указанного назначени  включают в себ  ветродвигатель, снабженный регул тором оборотов, силовую передачу и электрогенератор - пре; имущественно синхронного типа, имеющий регул тор напр жени . При этом силова  передача состоит обычно из редуктора, повышающего.обороты ветродвигател , и муфты скольжени , например , гидравлического типа, установленной между редуктором и генератором . С помощью муфты скольжени  регулируют активную мощность, отдаваемую генератором в сеть .

Вместо муфты гидравлического типа в существующих ветроэлектрических агрегатах средней мощности примен ют электромагнитную муфту скольжени , а дл  предотвращени  вентил торного режима-работы ветродвигател , возниvawnf -rn ппи неоабочих СКОРОСТЯХ ветполнительно ввод т обгонную муфту. Эта муфта устанавливаетс  между редуктором и электромагнитной муфтой скольжени ,

5 Известен ветроэлектрический агрегат , содержащий ветродвигатель с регул тором оборотов, синхронный генератор с регул тором напр жени  и силовую передачу, св зывающую вал

10 ветродвигател  с валом генератора ивключающую в себ  редуктор, обгонную муфту и электромагнитную муфту скольжени  с устройством управлени  ее ра ,ботой. Названное устройство управ 5 лени  выполнено при этом в виде стабилизированного по напр жению источника посто нного тока, подключенного через электрощетки и контактные кольца к обмотке возбуждени  электромагнитной муфты 2.

. При наличии регул тора оборотов ветродвигател  и неизменном токе возбуждени  электромагнитна  муфта, механические характеристики которой такие

Claims (2)

1. 25 же, как и у асинхронного двигател , рГаботает в известном ветроэлектрическом агрегате при скорост х ветра, превышающих расчетную, примерно с посто нными значени ми скольжени  и мовают регулирование активной могдности синхронного генератора при параллель ной работе с сетью и защиту оборудовани  агрегата от электромеханических перегрузок. Обгонна  муфта расцепл ет силовую передачу ветроэлектрического агрега .та при переходе генератора в элект-рЬдвигательный режим работы, что не имеет место, при естественных спадах скорости ветра. Синхронный генератор .функционирует в этом случае лишь как синхронный компенсатор, не потребл ющий активную мощность от сети на бесполезное вращение ветродвигател . Это повышает эффективность использовани  ветроэлектрического агрегата при параллельной работе с мощнойсетью . . Известный ветроэлектрический- а-г- регат имеет однако р д существенных недостатков... Так, устройство-управлени  электромагнитной муфтой агрегата не обеспечивает регулировани  момента вра щени  муфты пропорционально квадрату оборотов ветродвигател , что необ ходимо, поскольку момент вращени  са мого ветродвигател  измен етс  в такой же зависимости от его собственных оборотов. Это ухудшает совмещение характеристик мощности генератора и ветродвигател , что приводит к снижению энергетических характернотик ветроэлектрического агрегата. Далее, ввиду наличи  зоны нечувст вительности у регул тора оборотов ве родвигател ,а также по причине изменений частоты и напр жени  сети имеют место резкие колебани  активной мощности , вырабатываемой генератором агрегата. Это также снижает энергетические характеристики извест ного ветроэлектрического агрегата. Обгонна  муфта в силовой передачи мощности от ветродвигател  кгенератору работает с коэффициентом полезн го действи  меньше единицы. Поэтому данна  муфта не только усложн ет конструкцию ветроэлектрического агре гата, но и дополнительно снижает его энергетические характеристики. Кроме того, при существующем исполнении силовой передачи и устройс ва управлени  электромагнитной муфтой агрегата не обеспечиваетс  возможность осуществл ть отключение це пи питани  обмотки возбуждени  муфты при работе генератора синхронным ко пенсатором. Это обуславливает излиш ний расход электроэнергии на управл ние работой муфты, что в дополнител ной мере снижает энергетические характеристики известного ветроэлектрического агрегата. Целью изобретени   вл етс  повышение энергетических характеристик ветроэлектрического агрегата. Указанна  цель достигаетс  тем, что в известном ветроэлектрическом агрегате, содержащем ветродвигатель с регул тором оборотов, синхронный генератор с регул тором напр жени , электромагнитную, муфту скольжени , св зывающую вал генератора с валом ветродвигател  и устройство управлени  электромагнитной муфтой, - это устройство управлени  выполнено в . виде синхронного сервогенератора, вал которого св зан с валом ведущей части муфты, регул тора напр жени  сервогенератора,-выпр мительного моста в цепи питани  обмотки возбуждени  муфты и двойной интегрирующей RС-цепочки, выход которой подключен на вход измерительного органа регул тора напр жени  сервогенератора, причем вход выпр мительного моста и вход двойной RC-цепочки присоединены на зажимы сервогенератора. Кроме того устройство управлени  электромагнитной муфтой содержит измеритель активной мощности, цепи питани  и выход которого подключен соответственно на зажимы синхронного . генератора и на вход измерительного органа регул тора напр жени  сервогенератора , стабилизирующую  чейку, транзисторный ключ и реле напр жени , -при этом цепь питани  ключа присоединена через стабилизирующую  чейку и выходу выпр мительного моста, обмотка реле подключена к выходу ключа , а замыкающий контакт реле включен в цепь питани  обмотки возбуждени  муфты. На чертеже изображен схематически ветроэлектрический а.грегат. Ветроэлектрический агрегат включает в себ  ветродвигатель 1, снабженный регул тором оборотов, редуктор 2, синхронный сервогенератор 3, механическую передачу 4, выпр мительный мост 5, электромагнитную муфту 6 скольжени , обмотку 7 возбузкдени  муфты, синхронный генератор 8, снабженнцй регул тором напр жени , трансформатор 9 тока, трансформатор 10 напр жени , регул тор 11 напр жени  сервогенератора, исполнительный орган 12 и измерительный орган 13 регул тора напр жени  сервогенерато- ра,двойную интегрирующую RС-цепочку 14, стабилизирующую  чейку 15, транзисторный ключ 16, реле 17 напр жени  и измеритель 18 активной мощности. Вал ветродвигател  1 св зан с валом синхронного генератора 8 посредством силовой передачи, состо щей из редуктора 2 и электромагнитной муфты 6 скольжени . Вал синхронного сервогенератора 3 в свою очередь св зан через механическую передачу 4 с валом ведущей части муфты б. Сервогенератор 3 снабжен регул тором 11 напр жени , содержащем измерительный орган 13 и исполнительный орган 12, К зажимам сервогенератора присоединены входы двойной интегрирующей RC-цепочки 14 и выпр мительного мос . та 5, при этом выход двойной RC-цепочки подключен на вход измерительного органа 13 регул тора 11 напр жени , а выход выпр мительного моста соединен через замыкающий контакт реле i напр жени , с обмоткой 7 возбу;кдени  муфты 6. . Обмотка реле 17 .напр жени  подклю чена к выходу транзисторного ключа 1 цепь питани  которого присоединена через стабилизирующую  чейку 15 к вы ходу выпр мительного моста 5. Цепи питани  измерител  18 активной мощности подключены через трансформатор 9 тока и трансформатор 10 напр жени  на зажимы синхронного генератора 8, а выход этого измерител подключен на вход измерительного органа 13 регул тора 11 напр жени , ко торым снабжен сервогенератор 3. При работе ветродвигател  1. с посто нными оборотами, что имеет место при скорост х ветра выше расчетной, измерительный орган 13 регул тора 11 вы вл ет отклонение напр жени  на вы ходе измерител  мощности от заданног значени  ив соответствии с этим воз действует на систему возбуждени  сер вогенератора 3. Тем самым обеспечиваетс  регулирование активной мощнос ти синхронного генератора 8 при параллельной работе ветроэлектрического агрегата с мощной сетью. При скорост х ветра, ниже расчетной , ветродвигатель 1 работает с переменными оборотами. В данном случае . измерительный орган 13 также вует через исполнительный орган 12 на систему возбуждени  сервогенератора 3, но уже в соответствии-с отклонением от заданного значени  фактического напр жени  на выходе двой ной интегрирующей RC-цепочки 14, бла годар  чему указанное фактическое на пр жение, пропорциональное отношение напр жени  на зажимах сервогенератора к его частоте в квадрате, поддерживаетс  посто нным. В результате на пр жение на зажимах сервогенератора 3, и, следовательно, ток в обмот- . ке 7 возбуждени  электромагнитной муфты б скольжени  регулируютс  про порционально квадрату частоты сервогенератора , а момент вращени  муфты измен етс  при этом пропорциональ но квадрату оборотов ветродвигател  При естественном спаде скорости ветра до значени , когда скольжение муфты 6 станет равным нулю, что сосответствует прекращению отдачи - активной мощности в сеть генератором 8 ветроэлектрического агрегата, транзисторный ключ 16 закрываетс , а реле 17 напр жени  обесточиваетс . замыкающим контактом отключает цепь питани  обмотки 7 возбуждени  муфты б. В итоге силова  передача ветроэлектоического агрегата расцепл етс , а генеоатоо 8 продолжает оаботать в режиме синхронного компенсатора . Использование предлагаемого ветроэлектрического агрегата обеспечи- вает по сравнению с прототипом следующие преимущества: повышаетс  точность совмещени  характеристик мощности синхронного генератора и ветродвигател  при работе последнего с переменными оборотами; повышаетс  точность поддержани  посто нной активной мощности генератора при работе ветродвигател  с посто нными оборотами; снижаетс  расход электроэнергии на осуществление процесса управлени  электромагнитной муфтой скольжени . Указанные преимущества существенно повыс т энергетические характеристики ветроэлектрического агрегата. Формула изобретени  Ветроэлектрический агрегат, содержащий ветродвигатель с регул тором оборотов, синхронный генератор с регул тором напр жени , электромагнитную муфту скольжени , св зывающую вал генератора с валом электродвигател  и устройство управлени  указанной муфтой, отличающийс  тем, что, с целью повышени  энергетических характеристик агрегата, устройство управлени  муфтой состоит иа синхронного сервогенератора, вал которого св зан с валом ведущей части муфты, регул тора напр жени  сервогенератора , выпр мительного моста в цепи питани  обмотки возбуждени  муфты , вход которого подсоединен на зажимы сервогенератора, двойной интегрирующей . ftC-цепочки, выход которой подключен на вход измерительного органа регул тора напр жени  сервогенератора , а вход - на зажитчы сервогенератора , измерител  активной мощности, цепи питани  и выход которого подключены соответственно на зажимы синхронного генератора и на вход измерительного органа регул тора напр жени  сервогенератора, стабилизирующ1ей  чейки, транзисторного ключа и реле напр жени , при этом цепь питани  ключа присоединена через стабилизирующую  чейку к выходу выпр мительного моста, обмотка реле подключена к выходу ключа, а Зс1мыкающий контакт еле включен в цепь питани  обмотки озбуждени  муфты. Источники информации, рин тые во внимание при экспертизе 1.Фатеев Е.М, Ветродвигатели и етроустановки. М., .1948, с. 523.
2. 2.Андрианов В.Н. Ветроэлектриеские станции. М-Л., 1960, с. 234