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Erfindung
Russische Föderation Patent RU2132483

Automatische windgetriebenen Generator

Automatische windgetriebenen Generator

Name des Erfinders:. Lebedev VN; Golofaev VM. Grips LG
Der Name des Patentinhabers: Scientific Research Institute of Radio
Korrespondenzanschrift: 125190, Moskau, Leningradsky Prospekt 80, von Radio Research Institute, Direktor Vladimir Gruzdev, der Patentabteilung
Startdatum des Patents: 1996.07.04

Automatische windgetriebenen Generator für unabhängige Stromanlagen Geräte entwickelt in abgelegenen und schwer zugänglichen Orten befinden, und einzelne Verbraucher, denen die Versorgung mit Strom aus dem Netz unrentabel und Kraftstoffzufuhr für Diesel-Stationen ist mit hohen Kosten verbunden. Erreicht technische Ergebnis, dass die Vorrichtung auf einem gemeinsamen Rotor der Windturbine und den Systemanregungs elektrischen Maschine mit n-Phasen-Stromwicklungen auf dem Stator montiert ist, die durch einen Gleichrichter und einen ersten Schlüssel aus dem Wechselrichter und Energiespeicher angeschlossen ist, der Regler und der zweite Schalter ist ferner mit einem Wechselrichter versehen ist, Umkehrelement, Sensoren von Windrichtung und -geschwindigkeit, Lagesensor, auf einen gemeinsamen Rotor verbunden. Sensorausgänge sind mit den Ausgängen der Steuereinheit verbunden ist. Der erste Ausgang der Steuerung ist mit dem Steuereingang des ersten Taste verbunden selbst, und die zweite - durch ein Inversionselement. Der zweite Ausgabesteuereinrichtung mit einem ersten Steuereingang des Inverters verbunden ist, einem zweiten Eingang an eine Ausgangsenergiespeichervorrichtung gekoppelt ist, und Ausgabe durch den zweiten Schalter ist mit dem m-Phasen-n-Phasen-Ankerwicklung. Eine solche Implementierung von windgetriebenen Generator wird seine Effektivität durch optimale Leistung zu verbessern: die Menge an Strom in den verwendeten Windgeschwindigkeitsbereich erzeugt, die Gleichmäßigkeit der Verteilung von Elektrizität erzeugt, minimale Luftwiderstand einer Windturbine bei Burevoi Winde, mit Ausnahme der Leerlauf, energiesparende und mobile Einführung.

BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Die Erfindung betrifft Motoren, und insbesondere auf eine Windturbine, und auch in entlegenen und schwer zugänglichen Stellen und einzelne Verbraucher , auf die die Netzstromversorgung her unrentabel liegt in Geräte unabhängiger Energieanlagen verwendet werden soll, und Kraftstoffzufuhr für Diesel-Stationen beinhaltet große Kosten.

Wind angetriebenen Generator eine erneuerbare Energiequelle mit - Wind oder Luftstrom.

Bekannt getriebelosen Windturbine eine Windturbine ist direkt mit dem magneto-Wechselstromgenerator als separate Segmente gebildet ist, mit dem Erregungssystem auf dem Rotor. Der Ausgang des Generators über den gesteuerten Gleichrichter und Wechselrichter verbunden mit einer steuerbaren Last / Kopylov IP, Liadov TV Getriebelose Windgeneratoren. Coll. wissenschaftliche Arbeiten Hydroproject, 1988, vol. 129, p. 170-174 /.

Windkraftanlagen hat sich die Zuverlässigkeit erhöht, da Generator durch die Schaltung mit berührungs elektrischen Reduktion hergestellt. Jedoch kann der effizienteste es nur in dem automatischen windgetriebenen Generator verwendet werden.

vertikalnoosevoy Windturbine mit automatischer Windkraftanlage bekannt mit einem Rotor Starter Savonius ausgestattet, Generator, Gleichrichter, Motorstarter, Windgeschwindigkeitssensoren und Drehzahlregler / N. Erickson, J. Ottoson., T. Wolpert, Steuersystem, basierend auf einem Mikroprozessor, um die Leistung zu optimieren, Windpark. Abteilung "Erickson" Stromversorgers, 612 525, Stockholm, Schweden 1982 /.

bei hohen Windgeschwindigkeiten wirkt jedoch Savonius Rotor als Luftbremse, die die Nutzung der Windenergie reduziert und damit seine Effizienz.

Die am nächsten an der vorgeschlagenen technischen Lösung ist ein windgetriebenen Generator mit einem Rotor auf einer gemeinsamen Antriebssystems einer Windkraftanlage und der elektrischen Maschine mit n-Phasen-Spule des Ankers auf dem Stator montiert ist, und einen Gleichrichter über den ersten Inverterschalter und Stromspeichereinheit verbunden ist, der Steuerung, der zweite Schalter /a.s . UdSSR N 1746057, Kl. F 03 D 02.09 /.

Jedoch ist ihre Wirksamkeit nicht ausreichend, denn im Automatik-Modus bietet keine optimale Leistung:

- Die Menge an Strom im Windgeschwindigkeitsbereich erzeugt verwendet;

- Die Gleichmäßigkeit der Verteilung von Elektrizität durch den Windströmungsgeschwindigkeit erzeugt wird;

- Mindestluftwiderstand einer Windturbine bei Burevoi Winde;

- Das Vorhandensein der Leerlaufdrehung;

- Energieeinsparung und mobilen Start.

Die Aufgabe, die durch die Erfindung gelöst werden soll Effizienz der Eigenschaften durch Verbesserung der Leistung windgetriebenen Generator zu erhöhen, einschließlich:

- Durch die Erweiterung des Drehzahlbereich in der Anzahl der erzeugten Strom erhöhen durch die Winde verwendet,

- Verbesserung der Gleichmäßigkeit der Verteilung von Strom durch die Geschwindigkeit des Windströmung erzeugt wird,

Stellen Sie sicher, ein Minimum an Luftwiderstand einer Windturbine bei Burevoi Winde -

- Der Ausschluss von Leerlauf,

- Energieeinsparung und mobilen Start.

Die Erfindung besteht in der Tatsache, dass die windgetriebenen Generator einer Windturbine umfasst, die elektrische Maschine mit dem Erregungssystem auf dem Stator n-Phasen-Spule des Ankers aufweist, auf die über einen Gleichrichter und einen Schlüssel verbunden Wechselrichter und Energiespeichereinheit, die Steuereinheit mit einem zusätzlichen steuerbaren Inverterelement Inversionssensoren vorgesehen ist Windrichtung und -geschwindigkeit und der Rotorstellungssensor, die miteinander verbunden sind und mit den zuvor genannten Elemente derart, dass bei einem bestimmten Verhältnis von externen Faktoren, die elektrische Maschine abwechselnd in den Motor eingeschaltet ist, werden die Regenerationsbetriebsweisen, sondern schafft auch den notwendigen Vektor magnetomotorische Kraft der Ankerwicklung, dass eine verbesserte Leistung und Effizienz von Windgeführte Bedienung.

Die technischen Ergebnisse, die durch die Durchführung der vorliegenden Erfindung erhalten werden können, sind:

- Erhöhung der Energieerzeugungsbetrag

- Verbesserung der Gleichmäßigkeit der Verteilung von Strom durch die Geschwindigkeit des Windströmung erzeugt wird,

- Mindestluftwiderstand einer Windturbine bei Burevoi Winde

- Das Fehlen von Leerlauf ist, und als Ergebnis - eine Erhöhung der Ressource,

- Energieeinsparung und mobilen Start.

Die Zeichnung zeigt ein Blockschaltbild eines windgetriebenen Generator.

Wind angetriebenen Generator 2 auf einem gemeinsamen Rotor einer Windkraftanlage montiert ist und der Anregungs drei Elektromaschinensystem 4 mit n-Phasen-Spule 5, Anker und befindet sich auf dem Stator der elektrischen Maschine 4, die durch die berührungslose Schaltung mit elektrischer Reduktion durchgeführt wird, und kann entweder als ein Generator arbeitet oder Motor. Mit insgesamt Rotor 1 weist einen Sensor 6-Position-Verbindung. Kommunikation kann entweder mechanischen oder optischen oder anderen physikalischen Prinzipien, aber so sein, dass es keine verdrahtete Verbindung zu den rotierenden Teilen. Die Sensorelemente des Sensors 6 sind auf dem Stator der elektrischen Maschine angeordnet 4. Der Ausgang des Sensors 6 zu dem ersten Eingang des 7-Controller verbunden sind, die entweder auf einem Mikroprozessor oder Mikrocomputer basiert sein kann, oder einem Hochleistungsanlagen basierend auf einem Personal-Computer-Konfiguration abgeschnitten. Der zweite Eingang der Steuereinrichtung 7 mit dem Ausgang des Sensors 8, der Windrichtung und der dritte Eingang - Ausgang des Sensors 9 mit der Windgeschwindigkeit. Die Sensoren 8 und 9 müssen so platziert werden, dass die Windturbine nicht ihre Arbeit nicht beeinträchtigt. Windgeschwindigkeitssensor 9 ist geeignet für eine moderne Version des elektronischen Sensorelement. Mehrphasige Wicklung 5 mit n-Phasen, können nach dem Ermessen des Entwicklers, oder die Regelung n-Phasen-Stern oder n-Polygon-Phase oder eine Kombination von ihnen aufgeteilt und aufgenommen werden. Die n-Phasenwicklung, einer Gruppe von m Windungen, wobei m kleiner als n ist. In der Praxis ist es notwendig, die optimale m nicht mehr als drei, und schließen Sie die Wicklungen in einem "Dreieck" zu reduzieren, die Reaktanz beim Laufen im Motorbetrieb zu wählen.

Ausgänge n-Phasenwicklung 5 mit den Eingängen des Gleichrichters 10 verbunden sind, 11, dessen Ausgang über den ersten Schalter mit dem Eingang des Inverters 12 und 13 Energie gekoppelt Ausgang mit dem zweiten Steuereingang Inverter 14 verbunden Antrieb zur Ausgabe durch den zweiten Schalter 15 mit m Eingängen n-Phasenwicklung 5.

Der erste Ausgang der Steuereinheit 7 ist mit dem Steuereingang des ersten Schlüssels 11 selbst und dem zweiten Schlüssel verbunden ist - durch eine Inversionselement 16. Der zweite Ausgang der Steuereinheit 7 an den ersten Steuereingang des Inverters 14. Ein Schalter 17 Stromverbraucher 18 verbunden verbunden ist, mit Gleichstrom arbeiten. Energieverbraucher, mit Gleichstrom arbeiten, können an den Ausgang des Gleichrichters 10 oder 13 Energiespeicher angeschlossen werden. Insbesondere kann der Energiespeicher direkt mit dem Spannungswandler 1 für Windenergieleistungsausrüstung angeschlossen werden.

Wind angetriebenen Generator arbeitet wie folgt

Da die Windgeschwindigkeitssensorsignal 9 an die Steuerung 7. Wenn innerhalb der Zeit t min auf die angegebene Geschwindigkeit Wind entspricht Wert v min, Controller 7 gibt das erste Ausgangssignal, das zum ersten Schalter 11 zugeführt wird und schließt sie, und durch ein Inversionselement 16 öffnet die zweite 15. die Tastenpositionssensor 6 ein Signal an die Steuereinheit 7 auf der Gesamtposition des Rotors 1. die Steuerung 7 gibt das zweite Ausgangssignal des Signalsteuereingang Inverter 14 verwaltet werden, auf denen 13 der Gleichstromspeicherspannung am Ausgang des Wechselstrom m-Phasen verwaltet Spannung gebildeten Inverters. Diese Spannung wird an die m Eingänge n-Phase zugeführt wird Wicklungen des Ankers 5, die magnetomotorische Kraft-Vektor, der den größten Nichtübereinstimmung mit dem Vektor der magnetomotorischen Kraft ist durch das Anregungssystem 3 erzeugt die elektrische Maschine 4 wirkt oben in Motormodus übersetzt beschrieben und beginnt mit der allgemeinen Rotation des Rotors 1. Durch Zahlen Erreichung Gesamt Umdrehungen des Rotors 1 auf die Anfangszahl der Betrieb von Windturbinendrehzahlsteuerung 7 auf der von dem Positionssensor 6 empfangenen Informationen basierend entsprechenden ändert das Signal an seinem ersten Ausgang, zu dem ersten Schalter 11 öffnet und schließt den zweiten Schalter 15. Als Ergebnis dieser Schritte wird die elektrische Maschine 4 In den Generatorbetrieb überführt. Die Wechselspannung mit n-Phasen-Wicklung 5 ist mit dem Gleichrichtereingang 10 zugeführt und dann durch die erste Taste auf dem Laufwerk besteht aus 13 Energie und dem Wechselrichter 12, der die Gleichspannung in Wechselspannung mit den gewünschten Parametern und Toleranzen der Frequenz umwandelt, Spannung, zulässige Stromaufnahme und Phasenverschiebungen zwischen Spannungen.

vom Sensor 9, die Windgeschwindigkeit, die Signale von dem Sensor 8, der Windrichtung und der Sensor 6 sind gemeinsam Rotor 1 berechnet die Mismatch und gibt ein Signal der Steueraktion auf dem zweiten Ausgang zu dem Eingang verwaltet Inverter in dem Fall, wenn die Windgeschwindigkeit Burevoi Werte eingestellt durch die Steuerung 7, letzteres auf einem Signal erreicht 14, und gibt das erste Ausgangssignal für den Schlüssel 11 zu schließen, der Schlüsselöffnung 15, wobei die elektrische Maschine im Motorbetrieb übersetzt, dehnt sich mit minimalem Luftwiderstand des Windturbine zu positionieren, und hält sie in dieser Position für eine Tracking-Modus, der Windrichtung.

Der Benutzer 18, der mit Wechselstrom arbeitet, kann 17. Die Abtriebs 13 kann mit Gleichstrom zu Geräten verbunden sein, entweder direkt oder über einen zusätzlichen Schalter in den Wechselrichter 12 über einen Schalter verbunden werden, arbeitet. der Positionssensor, Windrichtung und Drehzahlregler, die einen niedrigen Stromverbrauch haben: In dem besonderen Fall, kann es ein Spannungswandler für die Leistungssteuerung Einrichtungen und die erste Pflicht des Gerätes sein.

FORDERUNGEN

Automatische windgetriebenen Generator auf einem gemeinsamen Rotor der Windenergieanlage montiert ist, und das System Anregungs elektrischen Maschine mit n-Phasen-Strom Abwickeln des Ankers auf den Stator, verbunden über einen Gleichrichter und den ersten Schlüssel an den Wechselrichter und Energiespeichereinheit, die Steuereinheit, der zweite Schalter, dadurch gekennzeichnet, daß sie mit einem Wechselrichter versehen ist, Element Inversionssensoren Windgeschwindigkeit und -richtung, die Sensorposition an den gemeinsamen Rotor verbunden, und Ausgang - mit einem ersten Steuerungseingang, die an die zweite und dritte Eingänge jeweils mit den Ausgängen der Sensorrichtung und der Windgeschwindigkeitssensor, wobei der erste Ausgang der Steuerung ist mit dem Steuereingang des ersten Schalters verbunden direkt und die zweite - nach dem Umkehrelement, das zweite Reglerausgang an den ersten Steuereingangsinverter verbunden ist, einem zweiten Eingang mit einem Ausgangsenergiespeichervorrichtung gekoppelt ist, und Ausgabe durch den zweiten Schalter ist mit der m-Phasen-n-Phasen-Ankerwicklung.

Druckversion
Erscheinungsdatum 30.01.2007gg