Регулятор мощности генератора ветроэлектрического агрегата

Регулятор мощности генератора ветроэлектрического агрегата

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 2811.74 (21) 2079709/07

<>892636 (51) М. Кл.З

H 02 P 9/04

HP 9/14 с присоединением заявки Ио

Государственный комитет

СССР ио делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 23.1 281., Бюллетень 1 1947 (53) УДК6 21 . 31 6 . 7 28:

:621.311.24(088.8) Дата опубликования описания 23. 12.81 А.И.Коженков, К.A.Ïàâëîâ, М.П.Федоров, Г.С.Григорович, Л.С.Никонова, Г.И.Климов, M.B.Nàðêoý и В И.Сидсров (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) РЕГУЛЯТОР МОЩНОСТИ ГЕНЕРАТОРА ВЕТРОЭЛЕКТРИЧЕСКОГО

АГРЕГАТА

Изобретение относится к устройствам для автоматического регулирования мощности синхронных генераторов по заданному закону от частоты и может быть использовано в ветроэлектрических агрегатах, предназначенных для автономного электроснабжения различных потребителей.

Известен регулятор мощности генератора ветроэлектрического агрегата, содержащий систему компаундирования, связанную с выпрямителем в цепи обмотки возбуждения и корректор напряжения генератора. Корректор состоит при этом из исполнитель - 15 ного органа, выполненного на тиристорах, регенеративного компаратора напряжений, выполненного на транзисторах, и измерительного органа, выполненного в виде стабилизирующей 2О ячейки на стабилитроне и интегрирующей БС-цепочки (11

Посредством такого регулятора становится возможным осуществлять автоматическое регулирование напряжения генератора пропорционально частоте в некоторой степени. Причем, показатель степени может быть задан в пределах от 1 до 2. При таком регулировании напряжения геиера- 30 тора и подключенной к нему нагрузке определенного вида и характера обеспечивается саморегулирование активной мощности нагрузки генератора пропорционально кубу частоты, что позволяет в итоге более рационально агрегатировать ветроколесо с нагрузкой

Однако известный регулятор обладает существенными недостатками. К ним относятся обусловленность видом и характером нагрузки, при которой может быть получен эффект саморегулирования активной мощности, нагрузки генератора пропорционально кубу частотыт необходимость перенастройки системы регулирования напряжения генератора по частоте при изменении вида и характера подкЛючаемой нагрузки; неудовлетворительное агрегатирование ветроколеса с нагрузкой из-за низкой точности саморегулирования активной мощности нагрузки генератора пропорционально кубу частоты; а также значительное недоиспользование мощности ветроэлектрического агрегата при подключенной нагрузке генератора меньше номинальной и работе агрегата с переменной скоростью вращения ветроколеса.

892636

Недостатки регулятора обусловлены отсутствием в нем устройства, осуществляющего прямой контроль и принудительное регулирование активной мощности нагрузки гейератора при его работе с переменной .частотой.

Цель изобретения — повышение эффективности использования ветроэлектрического агрегата путем обеспечения принудительного регулирования мощ= ности нагрузки генератора пропорционально кубу частоты.

Поставленная цель достигается тем, что в регуляторе мощности генератора нетроэлектрического агрегата, содержащего систему компаундирования, . связанную с выпрямителем в цепи обмотки возбуждения и корректор, состоящий иэ последовательно соединенных измерительного органа, выполненного н виде стабилизирующей ячейки и интегрирующей BC-цепочки, регенеративного компаратора напряжений и исполнительного органа на тиристорах, подключенного к выпрямителю в цепи обмотки возбуждения, измерительный орган регулятора мощности генератора нетроэлектрического агрегата снабжен трансформатором тока в цепи статорной обмотки генератора, тройной интегрирующей цепочкой, подключенной к статорной обмотке электромагнитом и датчиком ЭДС. Холла, по-. мещенным н воздушный зазор между полюсами электромагнита, причем вторичная обмотка трансформатора тока и выход тройной цепочки присоединены соответственно к намагничивающей обмотке электромагнита и к токовым нынодам датчика Холла, а выводы

ЗДС этого датчика подключены к входу компаратора напряжений.

На чертеже изображена принципиальная электросхема предлагаемого регулятора мощности генератора ветроэлектрического агрегата.

Регулятор включает в себя синхройный генератор 1 ветроэлектрического агрегата, статорную обмотку 2 и обмотку 3 возбуждения генератора, трансформатор 4 тока, выпрямитель..5, систему 6, компаундирования, тройную интегрирующую BC-цепочку 7, стабилизатор 8 напряжения, электромаг- .. нит 9, тиристор 10, трансформатор ll, напряжения, одинарную интегрирующую

RC-цепочку 12, стабилизирующую ячейку 13, датчик 14 ЭДС Холла, токовые выводы 15,и 16 датчика Холла., выводы 17 и 18 ЭДС датчика Холла, регенеративны и компаратор 19 напряжений.

Синхронный генератор 1, имеющий статорную обмотку 2 к обмотку 3 ноя» буждения, приводится во вращение ветроколесом. Обмотка возбуждения 3 генератора подключена через ВыпРЯмитель 5 к системе 6 компаундирования, В цепи статорной обмотки 2 гене ратора 1 установлен трансформатор 4 гока, вторичная обмотка которого присоединена к намагничинающей обмотке электромагнита 9. Намагничивающая обмотка конструктинно размещается на полюсах электромагнита 9, В воздушном зазоре между полю сами электромагнита помещается датчик 14 ЭДС Холла. Токовые выводы 15 и 16 датчика Холла подключены к выходу тройной интегрирующей цепочки 7. На вход этой цепочки подается напряжение фазы генератора 1, в которой установлен трансформатор тока 4.

Трансформаторный выход регенератинного компаратора 19 напряжений

15 присоединен к управляющему электроду и катоду тиристора 10. Сам тиристор подключен параллельно выходу системы 6 компаундирования. На вход компаратора 19 напряжений подаются наЩ пряжения с выхода одинарной интегрирующей RC-цепочки 12, с выводов

17 и 18 ЭДС датчика Холла и с выхода стабилизирующей ячейки 13.

Одинарная интегрирующая RC-цепочка 12 присоединена к статорной о6мотке 2 генератора 1 через согласующий трансформатор 11 .напряжения.

Электропитание компаратора 19 на" пряжения и стабилизирующей ячейки 13 осуществляется постоянным током от стабилизатора 8 напряжения.

При работе нетроэлектрического агрегата с переменной скоростью вращения приводимый нетроколесом агре35 гата генератор 1 вращается с переменной частотой. При этом напряжение на выходе тройной интегрирующей

RC-цепочки 7 изменяется пропорционально отношению фазового напряжения генератора 1 к его частоте в кубе.

Так как напряжение с выхода цепочки

7 подведено к токовым ныводам 15 и 16 датчика 14 ЭдС Холла, а к обмотке электромагнита 9 подведен фазный ток нагрузки генератора 1, измеряемый трансформатором 4 тока, то получаемое напряжение на выводах 17 и 18 ЭДС датчика Холла изменяется в этом случае пропорционально отношению активной фаъной мощности нагрузки генератора к частоте в кубе. Вы ходное напряжение датчика 14 ЭДС

Колла с его выводов 17 и 18 ЭДС попается на вход компаратора 19 и сравнивается последним с опорным

55 напряжением на выходе стабилизирующей ячейки.13. При рассогласонании этих напряжений компаратор 19 воздействует на систему 6 компаундиронания через тиристор 10 так, что выходное напряжение на выводах 17 и

:18 ЭДС датчика Холла поддерживается постоянным при переменной частоте . генератора :1, а.активная мощность нагрузки генератора при этом регулируется пропорционально кубу частоты.

892636

Кроме того, при работе генератора 1 с переменной частотой, напряже ние на выходе одинарной интегрирующей ВС-цепочки 12, пропорциональное отношению напряжения генератора к частоте, сравнивается посредством компаратора 19 с опорным напряжением на выходе стабилизирующей ячейки ЕЗ. При рассогласовании этих напряжений компаратор 19 воздействует через тиристор 10. на систему 6 компаундирования так., что напряжение на выходе одинарной RC-цепочки 12 поддерживается постоянным. Тем самым осуществляется регулирование напряжения генератора 1 пропорционально частоте. 15

Тогда, в зависимости от величи.ны мощности нагрузки, подключенной к генератору 1, имеют место следующие. режимы работы ветроэлектрического агрегата: 2О а) при номинальной и близкой к номинальному значению мощности нагрузки генератора 1 последний загружается с высокой степенью точности активной мощностью, пропорциональной кубу частоты, т. е. в этом случае ветроколесо загружается до максимальной величины мощнос,ти, которую он способен развить при данной скорости вращения;

ЗО б) при подключенной мощности нагрузки значительно меньше номинальной, генератор 1 и ветроколесо нагружаются мощностью., равной активной мощности генератора, которую он может развить при регулируемом напряжении на выходе его статорной обмотки 2 пропорционально частотеу в) при холостом ходе генератора 1

его напряжение регулируется пропорционально частоте; какого-либо управ- 40 ления мощностью нагрузки генератора 1 по частоте, в этом случае не производится.

При использовании регулятора мощ 45 ности генератора ветроэлектрического агрегата устраняются отмеченные ранее недостатки известного регулятора того же назначения, что позволяет существенно улучшить агрегатирование ветроколеса с нагрузкой и повысить эффективность применения агрегата в народном хозяйстве.

Формула изобретения

Регулятор мощности генератора ветроэлектрического агрегата, содерсжащий систему компаундирования, связанную с выпрямителем в цепи обмотки возбуждения и корректор, состоящий из последовательно..соединенных измерительного органа, выполнен» ного в виде стабилизирующей ячейки и интегрирующей RC-цепочки, регене ративного компаратора напряжений и. исполнительного органа на тиристорах, подключенного к выпрямителю в цепи обмотки возбуждения„.о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения эффективности использования ветроэлектрического агрегата путем обеспечения принудительного регулирования мощности нагрузки генератора пропорционально кубу частоты, измерительный орган снабжен трансформатором тока в цепи статорной обмотки генератора, тройной интегрирующей RC-цепочкой, подключенной к статорной обмотке, электромагнитом и датчиком ЭДС Холла, помещенным в воздушный зазор между полюсами электромагнита, причем вторичная обмотка трансформатора тока и выход тройной RC-цепочки присоединены соответСтвенно к намагничивающей об-, мотке электромагнита и к токовым выводам датчика Холла, а выводы ЭДС этого датчика подключены к входу компаратора напряжений.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Доклады первой Всесоюзной научно-.технической конференции по возобновляемым источникам энергии. Вып. 2, M. Ветроэнергетика, 1972г с. 96-99.

892636

С ос тав итель К . Фо тина

Редактор Н.Кончицкая Техред A. Ач! Корректор Г.Решетник

Заказ 11277/82 Тираж 733 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113635, Москва, )Е-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП ПаТент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4