SU892638A1 - Ветроэлектрический агрегат - Google Patents

Description

(54) ВЕТРОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ АГРЕГАТ

1

Изобретение относитс к ветроэлектрическим установкам, снабженньЕЙ синхронным генератором и предназначенным дл  автономного электроснабжени  различных потребителей.

Известен ветроэлектрический агрегат , содержащий систему компаундировани  синхронного генератора, вы-пр митель в цепи обмотки возбуждени  и корректор напр жени  генератора.

Корректор состоит при этом из исполнительного органа, выполненного на тиристорах регенеративного компаратора напр жений и измеритель- ного органа, выполненного в виде : стабилизирующей  чейки посто нного тока и интегрирующей RC-цепочки Ц;.

Посредством такого регул тора | осуществл етс  автоматическое pery-i лирование напр жени  генератора пропорционально частоте в некоторой степени. Причем показатель степени южeт быть задан в пределах от 1 ДО 2. При таком регулировании напр жени  генератора и подключенной к нему нагрузке определенного вида и характера обеспечиваетс  сг1морегулирование активной мощнбсти нагрузки генератора пропорционально кубу частоты, что позвол ет в итоге 6оЛее рационально совмещать характеристики мощности ветроколеса и нагрузки- .

Однако известный регул тор обла-. дает р дом существенных недостатков, к которим относ тс : обусловленность видом и характером нагрузки, при которой может быть получен эффект саморегулировани  активной мощности

10 нагрузки генератора пропорционально кубу частоты; необходимость перенастройки системы регулировани  напр жени  генератора по частоте при из-, менении вида и характера подключаемой нагрузки; неудовлетворительное : агрегатирование ветроколеса с нагру:зкой из-за низкой точности саморегулировани  активной мощности нагрузки генератора пропорционально кубу

20 частоты; значительное недоиспользование Мощности ветроэлектрического агрегата при подключенной нагрузке генератора меньше номинальной и работе агрегата ,с переменной скоростью

25 вращени  ветроколеса.

Известен ветроэлектрический агре гат, регул тор которого обеспечивает принудительное регулирование непосредственно самой мощности нагрузки генератора пропорционально кубу частоты.

Измерительный орган корректора в нем снабжен дополнительно трансформатором тока в цепи статорной обмотки генератора, тройной интегрирующей RC-цепочкой, подключенной к статорной обмотке, электромагнитом и датчиком Холла, помещенным в воздушный , зазор между полюсами электромагнита при этом вторична  обмотка трансформатора тока и вькод тройной НС-цепочки присоединены соответственно к намагничивающей обмотке электромагHtfTSi и к токовым выводам датчика Холла,, а вьшоды ЭДС этого датчика подключены к входу компаратора напр жений 2 .

Позвол   осуществл ть- регулирование мощности, отдаваемой генератором , пропорционально кубу частоты, данный регул тор не обеспечивает т кого .же регулировани  мощности нагрузки на валу ветроколеса.

--Это обуславливаетс  тем, что мощность потерь в генераторе и силовом редукторе агрегата измен етс  пропорционально не кубу частоты,а пропорционально , примерно, первой степени последней. .

Необходимость в регулировании мощности нагрузки на валу ветроколеса становитс  очевидной, если учесть , что и развиваема  ветроколесом мощность измен етс  также пропорционально кубу частоты. Это существенно сужает диапазон рабочих частот генератора, в пределах которого обеспечиваетс  устойчива  работа ветроколеса при сбалансированных значени х развиваемой и отбираемой мощности.

Известен ветроэлектрический агрегат , содержащий ветродвигатель с синхронным генератором, регул тор напр жени  генератора, состо щий из исполнительного и измерительного органов, двухступенчатую интегрирук|щ то RC-цепочку и параметрический датчик крут щего момента, например, индуктивный, установленный на валу ветродвигател . При этом цепь питани  датчика крут щего момента подключена через стабилизатор переменного напр жени  на зажимы генератора , выходна  цепь этого датчика подключена на вход КС-цепочки:, а выход последней подключен на в ;од измерительного органа регул тора напр жени  3 .

В ветроэлектрическом агрегате крут щий момент на валу ветродвигател  регулируетс  пропорционально квадрату частоты генератора,. чем обесппчиваетс  более рациональное совмбнцение мощнсстн лх характеристик ветродаигател  и нагрузки, Подключенной к генератору.

Однако в этом агрегате параметрь) самого датчика крут щего момента, в особенности индуктивного, значительно измен ютс  в зависимости от величины изменени  частоты стабили , зированного переменного напр жени , питающего датчик. В св зи с этим крут щий момент на валу ветродвигател  регулируетс  пропорционально квадрату частоты генератора с низ ... кой степенью точности, что обуслов ливает существенное недоиспользование-максимально возможных данных: агрегата.

Цель изобретени  - повышение про}изводительности ветроэлектрического 15 агрегата путем повышени  точности регулировани  крут щего момента на валу ветродвигател  пропорционально квадрату частоты генератора.

Поставленна  цель Достигаетс 

0 тем, что известный ветроэлектрический агрегат, содержащий ветродвигатель с синхронным генератором, регул тор напр жени  генератора, состо щий из исполнительного и измери5 тельного органов, двухступенчатую интегрирующую КС-цепочку и параметрический датчик крут щего момента, например, индуктивный, установленный на валу ветродвигател , снабжен

дополнительно стабилизирующей  чейкой переменного напр жени , подключенной на зажимы генератора, электромагнитом и датчиком Холла, помещенным в воздушный зазор между полюсами электромагнита. При этом выходд датчика момента и БЬЕЮД КС-цепочки подключены соответственно к намагничивающей обмотке электромагнита и к TOKOBbiM выводам датчика Холла, выводы ЭДС этого датчика и

0 цепь питани  RC-цепочки присоединены соответственно к входу измерительного органа регул тора напр жени  и к выходу стабилизирующей  чейки , а цепь датчика момента подклюс чена через преобразователь посто нного напр жени  в переменное, стабилизатор посто нного напр жени , выпр митель и согласующий трансформатор напр жени  на зажимы генераQ тора.

На чертеже представлена схема предлагаемого агрегата.

Ветроэлектрический агрегат содеркит ветродвигатель 1, с валом 2 которого механически св зан через ре руктор 3 синхронный генератор 4,

снабженный регул тором 5 напр жени . Последний состоит из -исполнительного органа 6 и измерительного органа 7.

0 На валу ветродвигател  установлен параметрический датчик 8 крут щего момента, выходна  цепь подключена к намагничивающей обмотке элект ромагнита 9. В воздушный зазор меж5 ДУ полюсами электромагнита помещен

датчик 10 Холла. Вьшоды 11 и 12 ЭДС датчика Холла присоединены к входу измерительного органа регул тора, а токовые выводы 13 и 14 этого же датчика - к выходу двухступечатой интегрирующей НС-цепочки 15. Эта цепочка стабилизирующего  чейку 16 переменного напр жени  подключена на зажимы генератора. На зажимы генератор подключен также через преобразователь 17 посто нного напр жени  в переменное, стабилизатор 18, посто нного напр жени , выпр митель 19 и согласующий трансформатор 20 напр жени  цепь датчика крут щего момента.

При работе ветродвигател  1 с переменной скоростью вращени  приводимый им генератор 4 вращаетс  с переменной , частотой. При этом напр жение на выходе интегрирующей НС-цепочки 15 измен етс  обратно пропорцио нально квадрату частоты, так как напр жение генератора 4, подаваемое на вход этой цепочки через стабилизирующую лишь по амплитуде, и не  вл етс стабильным по частоте.

Следовательно, и управл ющий ток, .проход щий через датчик 10 Холла, измен етс  обратно пропорционально квадрату частоты. Одновременно при этом, ток, проход щий через намагничивающую обмотку электромагнита 9 и  вл ющийс  током нагрузки параметрического датчика 8, измен етс  пропорционально крут щему моменту на валу 2 ветродвигател  1 ,

В такой же функциональной зависимости от крут щего момента измен етс  и магнитный поток в воздушном зазоре между полюсами электромагнита 9, где помещен датчик 10 Холла.

Тогда подключаемое напр жение на выводах 11 и 12 ЭДС датчика 10 Холла измен етс  пропорционально отношению крут щего момента на валу 2 электродвигател  1 к частоте генератора во второй степени. Напр жение подаетс  на вход измерительного органа 7 регул тора 5 напр жени  , где сра.вниваетс  с опорным напр жением. При .рассогласовании этих напр жений испол.нительный орган б регул тора воздействует на систему возбуждени  генератора 4 таким образом, что выходное напр жение на выводах 11 и 12 ЭДС датчика 10 Холла поддерживаетс  посто нным при переменной частоте генератора , что эквивалентно регулированию крут щего момента на валу 2 ветродвигател  1 пропорционально квадрату частоты генератора 4,

По сравнению с известным в предлагаемом ветроэлектрическом агрегате параметрический датчик В функционирует при неизменных значени х частоты и амплитуды, а также эффективного значени  переменного напр жени 

питающего датчик. Это значительно повышает точность измерени  и соответственно регулировани  крут щего момента на валу 2 ветродвигател  1 пропорционально квадрату частоты ге-г нератора.

При использовании предлагаемого ветроэлектрического агрегата обеспе- чиваетс  совмещение с высокой степенью точности мощностных характеристик ветродвигател  и нагрузки, что

Claims (3)

1.Доклады первой Всесоюзной научно-технической конференции по возобновл емым источникам энергии. М., Вып. 2. Энерги  , 1972,

с. 96 - 99.

2.Авторское свидетельство СССР

0 по за вке № 2079709,кл.Н 02 Р 9/14 1ЭТ4.

3.Авторское свидетельство СССР по за вке 2346406/07 , кл.

Н 02 Р 9/14, 1976.

5