Электрическая установка для генерирования электрической энергии

Электрическая установка для генерирования электрической энергии

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

№ 62075

Класс 214, 1 и

214 4204

ВСЕСОЮЖ"...! ЛАТЕНТНО. -:" I

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ЗАВИСИМОМУ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

К. Н. Шенфер

ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ ГЕНЕРИРОВАНИЯ

ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ

Заявлено 15 марта 1940 г. за № 30699/302013 в Народный

Комиссариат электропромышленности СССР

Основное авт. св. № 59437 от 31 марта 194, г. на имя того же автора.

Предметом изобретения является электрическая установка для генерирования электрической энергии с использованием — в качестве одного из источников тока — генератора переменного тока, описанного в основном авт. св. за № 59437.

Генератор работает от двигателя переменнои скорости и снабжен двумя действующими навстречу друг другу обмотками возбуждения; из этих обмоток по крайней мере одна — размагничивающая — питается через выпрямитель от напряжения генератора; для стабилизации же напряжения генератора в цепь размагничивающей обмотки включено послдовательно тиритовое сопротивление.

В описываемой установке генератор, согласно изобретению, электрически связан с общей трехфазной сетью посредством мотор-генератора, у которого двигатель постоянного тока питается от упомянутого генератора через выпрямитель и снабжен двумя действующими друг против друга обмотками, из которых обмотка с меньшим числом витков шунтирована тиритовым сопротивлением, и дополнительной обмоткой возбу>кдения, обтекаемой главным выпрямленным током. Естественно, что в такой обстановке вместо мотор-генератора можно применить одноякорный преобразователь с аналогичн=й системой возбуждения.

Изложенная сущность изобретения поясняется чертежами. На фиг, 1 изображена принципиальная электрическая схема установки (вариант с мотор-генератором); на фиг. 2 — схема одноякорного преобразователя, выполненного согласно изобретению; на фиг. 3 — общая схема установки с несколькими генераторами, выполненными согласно основному авторскому свидетельству.

В установке предполагается, что генератор по авт. св. № 59437 приводится во вращение,от ветряного двигателя,.т. е, представляет собой ветро-электрическую станцию, и такая станция или ряд их работают совместно с общей электрической сетью.

Как известно, при колебании скорости ветра в широких пределах скорость ветряка также изменяется. Колебания скорости ветряка могут быть до .некоторой степени уменьшены, если имеется специальное регулирующее устройство для поворота лопаток ветрового колеса.

Однако это регулирующее устройство является эффективным только в том случае, если колебания скорости ветра не выходят за некоторые пределы.

Эти затруднения преодолеваются настоящим изобретением. Выполненная согласно изобретению схема электрической установки дает возможность осуществить совместную (параллельную) работу общей сети переменного тока постоянной частоты с ветросиловым генератором, скорось которого может меняться в широких пределах вплоть до остановки.

Пусть (фиг. 1) ветряк приводит во вращение генератор трехфазного тока с переменной скоростью.

Сидящие на общих полюсах обмотки возбуждения В и В2 генератора g, получают питание от трехфазного кабеля L посредством выпрямителя К (например, купроксного или селенового). Потоки Ф, и Ф, обмоток В и В2 направлены друг против друга, так что результирующий поток каждого полюса равен:

Ф=Ф) — Ф2, Обмотка В зашунтирована тиритовым реостатом Ть который обладает, как известно, свойством резко понижать свое сопротивлен;е прн возрастании напряжения на его зажимах.

При увеличении скорости ветряка W и некотором повышении напряжения линии L напряжение на концах тиритового сопротивления Т, также возрастает, что вызывает резкое понижение сопротивления тирита, резкое возрастание силы тока tq в тирите, и, следовательно, уменьшение тока в обмотке Вь

B то же время ток i2 в размагничивающей обмотке В, должен возрасти в связи с тем, что сопротивление тирита Т,, последовательно включенного с обмоткой В, падает.

Отсюда видно, что при увеличении скорости ветряка W н генератора g> будет происходить увеличение тока 2 в размагничивающей обмотке B и уменьшение тока, в намагничивающей обмотке В возбуждения, Вследствие этого результирующий поток Ф=Ф вЂ” Ф будет с возрастанием скорости ветряка убывать, что дает возможность получить на контактных кольцах генератора g переменного тока напряжение, лишь незначительно возрастающее с увеличением скорости генератора.

От генератора д через линию передачи L, понизительный трансформатор T и выпрямитель К> питается двигатель постоянного тока .И мотор-генератора М вЂ” gq. Трехфазный генератор д, посредством проводов А питает шины S подстанции, которые при помощи трехфазного кабеля Д соединяются с общей сетью.

От шин S подстанции могут также получать питание местные потребители (при посредстве кабеля С).

Как видно из фиг. 1, на каждом полюсе двигателя М сидят по три обмотки возбуждения B> — В4 — В5.

Обмотка В4 создает поток Ф4, направленный против потока Ф> обмотки В,, Размагничивающая обмотка В4 зашунтирована тиритовым сопротивлением Т4.

При возрастании напряжения, подводимого к коллектору двигателя М, сопротивление тирита Т будет резко понижаться; в связи- с № б2075 этим поток Ф4 размагничивающей катушки будет уменьшаться, поток же Ф, создаваемый обмоткой Вз, будет возрастать и результирующий поток Ф„= Фз — Ф4 будет, таким образом, возрастать.

Если бы насыщение магнитной цепи возбуждения двигателя М было небольшим, то поток возбуждения Ф этой машины изменялся пропор. ионально изменению напряжения U на коллекторе и скорость

U двига"еля (— — ) оставалась неизменной.

@м

Однако в современных машинах мы имеем дело с относительно большими магнитными насыщениями, вследствие чего при колебании напряжения сети скорость таких двигателей будет также изменяться.

Поэтому для компенсации явления магнитного насыщения в двигателе М по схеме фиг. 1 предусматривается вышеуказанная размагничивающая обмотка В4, зашунтированная тиритовым сопротивлением Т4

Вследствие наличия размагничивающей обмотки В4, зашунтированной тиритом Т4, результирующие ампервитки, вызываемые катушками Вз — В4, при возрастании напря>кения на коллекторе двигателя М растут в большей мере, чем растет само напряжение V; благодаря этому компенсируется влияние магнитного насыщения и результирующий поток Ф „ =Ф, — Ф4 двигателя возрастает приблизительно пропорционально возрастанию напряжения.

Обмотка Вз ic небольшим числом витков обтекаемая главным током, дает небольшую компаундировку и служит для повышения устойчивости работы двигателя М.

Объединяя обе машины М и g в одну, мы получим одноякорный преобразователь 1, изображенный на фиг. 2.

Обмотка В5, как и на фиг, 1, здесь служит для повышения устойчивости, защищая одноякорный преобразователь V от разноса при случайном коротком замыкании в сети, связанной с шинами S.

На фиг. 3 дана общая схема при одновременной работе нескольких ветросиловых станций.

Как видно из фиг. 3, здесь несколько ветросиловых генераторов трехфазного тока gl соединены линией L с понизительными трансформаторами Т; низковольтные обмотки последних питают трехфазные твердые выпрямители К>.

Таким образом, генераторы g> оказываются присоединенными к промежуточным шинам постоянного тока S< посредством трансформаторов T и выпрямителей К>.

Шины постоянного тока S в свою очередь посредством мотор-генератора М вЂ” g связаны с шинами трехфазного тока S.

На первый взгляд могло бы показаться, что вместо двигателя постоянного тока М в схеме фиг. 1 — 3 можно было бы применить трехфазный коллекторный двигатель, вследствие чего отпала бы необходимость в выпрямителях К, после чего схемы фиг. 1 — 3 упростились бы.

Такая замена, однако, нецелесообразна по той причине, что устранение из схемы фиг. 1 выпрямителя К приведет к усложнению этой схемы, TBK как в этом случае появится необходимость в автоматических выключателях прямого и обратного тока с соответствующей релейной аппаратурой и блокировкой.

Благодаря наличию выпрямителей К, энергия, генерируемая в машинах gl, может «вливаться» через шины Sr и мотор-генератор М вЂ” д > в общую сеть; при этом ветрогенераторы, начинающие вращаться с малой скоростью, разгружаются и как бы автоматически отключаются от шин S-; при этом выпрямители К, «запирают» путь для токов обратного направления и не позволяют работать машине М в качестве генератора постоянного тока. № 62075

Таким образом, при этих условиях машина М может работать только в качестве двигателя постоянного тока и не может работать генератором.

Всюду на фиг. 1 — 3 показаны генераторы g> с вращающейся обмоткой переменного тока и неподвижными полюсами.

Понятно, что на практике возможно другое, более обычное расположение, именно — с неподвижной трехфазной обмоткой и вращающимися полюсами.

Схему можно упростить, применяя генератор трехфазного тока g< с постоянными магнитами.

Для ограничения величины напряжения U на зажимах трансформатора T при возрастании скорости ветряка W можно искусственно увеличить индуктивность линии передачи I путем последовательного включения дроссельных катушек в каждую фазу, или применяя в качестве проводов передачи железные провода.

Предмет изобретения

1. Электрическая установка для генерирования электрической энергии с использованием в качестве одного из источников тока генератора по авт. св. № 59437, отл и ч а ю щ а я с я тем, что этот генератор электрически связан с общей трехфазной сетью (питаемой от теплоэлектрической или гидроэлектрической станции) посредством мотор-генератора, у которого двигатель постоянного тока питается от упомянутого генератора через выпрямитель и снабжен двумя действующими друг против друга обмотками, из которых обмотка с меньшим числом витков шунтирована тиритовым сопротивлением, и дополнительной стабилизирующей обмоткой возбуждения, обтекаемой главным выпрямительным током.

2. В установке по п. I, вместо мотор-генератора, применение одноякорного преобразователя с системой возбуждения, аналогичной системе возбуждения двигателя мотор-генератора.

3. В установке по пп. 1 и 2, с целью параллельной работы нескольких генераторов с общей сетью применение сборных шин, к которым подключены через выпрямители генераторы и которые связаны с сетью при помощи мотор-генератора или одноякорного преобразователя.

Я 62075

8 общую сеть

Объем 0,52 изд. л.

Цена 4 коп

Формат бум. 70 (108 /,а

Тираж 200

ЦЬТИ при Комитете по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Центр, М. Черкасский пер., д. 2/6.

Подп. к печ. 2.111-62 г

Зак. 210;

Типография LIDTH Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР, Москва, Петровка, 14.

Редактор В. П. Головкин Техред А. А. Камышникова 1(орректор В.М. Андрианова