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Erfindung
Russische Föderation Patent RU2074328

WAVE Wasserkraftwerke

WAVE Wasserkraftwerke

Name des Erfinders: Averkiev Andrei
Der Name des Patentinhabers: Averkiev Andrei
Adresse für die Korrespondenz:
Startdatum des Patents: 1993.07.20

Verbrauch: Wasserkraft, nämlich die Wellenkraftwerke und können in Wellenenergie verwendet werden. Die erfindungsgemäße Wellenenergieanlage besteht aus einem Träger 1, pezogenerator 2, die Zahnstange 3, das Scharnier 4, den Hebel 5, der Schwimmer 6, Presserschild 7, elektronische Schlüssel 8, 9, einen Spannungsteiler 10, einen Analog-Digital-Wandler 11, einen Zähler 12, reversible Zähler 13 und 14, Zahlenkomparatoren 19 und 20, die uND-Gatter 21, 22, 23, 24, 25 und 28 nicht auslösen, 26, 27. Die Wellenenergiegenerator erlaubt eine vorbestimmte Spannung mit hoher Genauigkeit ihrer Regulierung zu erzeugen.

BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Die Erfindung betrifft eine Wasserkraft, nämlich Kraftwerke zu Welle und kann in Wellenkraftwerken verwendet werden.

Bekannten Wellenkraftwerke, die durch die Nutzung der Wärme der Schwingungsbewegung des Schwimmers Antreiben einer Kolbenpumpe Wellenenergie in elektrische Energie umwandeln, von dem unter Druck stehendes Fluid wird der Turbine zugeführt wird, erzeugt elektrische Energie.

Der Nachteil solcher Systeme ist relativ hoher Komplexität und geringen Wirkungsgrad.

In der Nähe der technischen Wesen der Erfindung ist ein Wellenkraftwerk ein Ponton mit Piezoelementen, enthaltend unter der Wasserpegel vergraben und mit dem Boden verankert ist, und einem Schwimmer aus zwei Teilen mittels Stangen und Gelenke mit Ponton verbunden. Die Vorrichtung, die als Prototyp genommen.

Sein Nachteil ist die geringe Qualität der Strom, abhängig von der Stärke der Wellen.

AUFGABE DER ERFINDUNG Die Leistungseffizienz.

Das technische Ergebnis ist, dass in dem Wellenkraftwerk erreicht einen Träger mit einer darauf pezogeneratorami fixiert umfasst, die Abhängigkeit von der Bank (Plattform) platziert ist, und darauf montierten Gestell mit Achsen, von denen jede raznoplechy Hebel auf den breiten Schultern befestigt ist, die den Schwimmer gesetzt und Druck auf die kleinere oben pezogeneratorom und N von gewählten pezogenerator Abschnitte durch dielektrische Abstandshalter getrennt angeordneten Abschirmung, wobei jeder Abschnitt pezoplenku, Lokalisierungs- zwischen den oberen und unteren Substrate in Übereinstimmung mit dem Ausdruck genommen außerdem pezoplenki Dicke an i-ten Abschnitt aufweist i = 1 · 2 i-1; wo 1 Dicke pezoplenki ersten Abschnitt, und einem Ausgangsanschluß mit einer Polarität verbunden durch N in Serie geschalteten Shunt - Tasten Ausgangsklemme anderen Polarität, und das obere Substrat i-ten Abschnitt ist mit dem Einlass des Bypass - Schlüssels i-ten Schnitt durch die i-te Schnitt elektronischen Schlüssel verbunden, zusätzlich ein unteres Substrat mit dem Ausgang des Bypass-Schlüssels verbunden i-ten Abschnitts, dessen Steuerelektrode, die durch i-te NAND-Gate mit einem entsprechenden Ausgang des zweiten Abwärtszählers jeweiligen Ausgänge an die Steuerelektroden des jeweiligen Abschnitts der Tasten zugeordnet verbunden sind, und einem Summations Eingang mit einem Ausgang des vierten uND-Gatters, der erste Eingang mit einem Ausgang von mehr als einem dritten Komparator gekoppelt numerische unter dem ersten Eingang des dritten mit dem Ausgang zugeordneten uND-Gatter, entlädt den ersten Eintrag mit den entsprechenden Master-Register Ausgangsbits, und die Bits der zweiten Eingabe in die entsprechenden Register Ausgangsbits Speicher und unmittelbar Starttag des ersten Abwärtszählers Eingangsaufzeichnungsquelle davon mit einem Speicherregister Aufzeichnen der Eingang verbunden, der zweite Eingang des dritten und vierten uND-Gatter, fehler Trigger-Eingang und dem Ausgang des ersten Differenziereinrichtung mit einem Eingang, einem Ausgang größer ist als die erste Zahl des Vergleichers verbunden ist: Bits des ersten Eingangs mit den entsprechenden Gegen Ausgangsbits und Eingangsspeicher zu registrieren; zweiten Eingangsbits mit den entsprechenden Bits der Ausgabe des Analog-Digital-Wandler und einem zweiten Eingang des zweiten Komparators numerisch; Ausgang AB mit dem zweiten Eingang des zweiten UND-Gatters, dessen Ausgang mit dem Zähleingang des Zählers zurückgesetzt Eingang mit einem einzelnen Eingang des Flip-Flops verbunden ist, verbunden ist, einen Eingang der Rücksetzeingang des zweiten Rückwärtszählers Bus zurückgesetzt und der Ausgang des zweiten Differenzierer mit dem Ausgang AB des zweiten numerischen Komparator verbunden ist, im Zusammenhang mit den Bits des ersten Eintrags mit Bits des Ausgangssignals des ersten Abwärtszählers und die Ausgangssignale der Vielzahl mit einem zweiten Eingang des ersten uND-Gatters mit dem Subtrahend-Eingang des ersten Abwärtszählers verbunden ist, entspricht, wobei der erste Eingang mit dem Ausgang des Generators von stabilen Impulsen und dem ersten Eingang des zweiten uND-Gatters, der dritte Eingang dem inversen Ausgangs Ausgang der Triggereinheit mit dem dritten Eingang des zweiten uND-Gatters wird zusätzlich zu den Ausgangsklemmen des Generators Spannungsteilers verbunden ist, verbunden ist, wird der Schieber mit einem Eingang eines Analog-Digital-Wandler und der Ausgang des dritten uND-Gatters an einen Subtrahiereingang des zweiten Abwärtszählers verbunden ist.

Pinch Abschirmung ermöglicht die gleichzeitige Wirkung sofort auf dem gesamten Gebiet pezogeneratora. Ein Hebel auf einem Gestell auf einem Träger montiert ist befestigt ist, ermöglicht es, den Druck auf den Film zu erhöhen.

N Pezogenerator zusammengesetzt aus Abschnitten , die Spannung aufgrund der unterschiedlichen Dicken in unterschiedlichen pezoplenki zweimal für i-ten Abschnitt durch den Ausdruck V definiert ist , i1 V · 2 i-1, wobei die Spannung V 1 des ersten Abschnitts. Dies ermöglicht Leistung an den Ausgangsanschlüssen zu jeder erforderlichen Spannung zu haben und die Stabilität als Funktion der Lastkraftwerke sicherzustellen, und indem die Anzahl von Wellen unterschiedlicher in dem Abschnitt enthalten.

Shunt und Schnitt elektronische Schalter durch einen zweiten umkehrbaren Zähler gesteuert wird, bieten die Schaltabschnitt, wenn die Spannungsregelung. Spannungsteiler und einen Analog-Digital-Wandler bilden ein Messelement für die Spannungsregelschaltung. Der erste numerische Komparator, einen Zähler, ein zweites UND-Gatter, ist der Impulsgenerator stabil und ermöglichen die Bildung des ersten Amplitudencode Differentiator Spannung, die in dem Speicherregister gespeichert ist. Der zweite numerische Komparator, wobei der erste Abwärtszähler ein zweites Differenzierglied und einer ersten NAND-Gatterschaltung werden verwendet, um den Anfangszustand zurückzukehren und eine andere Amplitude Code zu bilden. Der dritte numerische Komparator, ein Speicherregister, die das Register angibt, bilden die dritte und vierte UND-Gatter eine regulierende Wirkung auf den Zähler zweiten nach unten zu erhöhen oder spannungs pezogeneratora verringern.

WAVE Wasserkraftwerke WAVE Wasserkraftwerke

Fig. 1 ist eine Wellenkraft; Fig. 2 einen Schnitt entlang AA; Fig. 3 pezogeneratorom Gerät und der Steuerschaltung; Fig. 4 - ein Blockschaltbild eines Systems der automatischen Spannungsregelung; Fig. 5 - Diagramme von Signalen an den Ausgängen der Grundelemente des Regelkreises.

Die Wellenkraftwerk umfaßt einen Träger 1, pezogenerator 2, die Zahnstange 3, das Scharnier 4, den Hebel 5, der Schwimmer 6, Presserschild 7, Shunt elektronische Schalter 8 1, 8 N Sectional elektronische Schlüssel 9 1, 9 N, ein Spannungsteiler 10, einen Analog-Digital-Wandler 11, einen Impulszähler 12, der erste 13 und zweite 14, Rückwärts-Zähler, der erste 15, zweite 16 und der dritte 17 numerischen Komparatoren, Speicherregister 18 der ersten 19 und zweiten 20 Differenzierer, der das Register 21, der erste 22, zweite 23, der dritte 24 und der vierte Satz uND-Gatter 25, Trigger 26, der stabile Impulsgenerator 27, NOT-Gatter 28 1, 28 2 N. Pezogenerator N Abschnitte umfasst, von denen jede umfasst einen oberen 30 und unteren 32 N N-Substrat mit einem Kollektor, N pezoplenku 31 und einen dielektrischen Abstandshalter 33 N.

Das Kraftwerk arbeitet wie folgt. Bei der Annäherung an Wellen schweben 6 ansteigt und einen größeren Hebelarm 5 arbeitet Macht. Der Hebel dreht sich auf der Achse 4 und dem Druckschild 7 wirkt pezogenerator 2, auf dem sich eine elektromotorische Kraft Ausgangsanschlüssen. Nachdem die Welle des Schwimmers 6 fällt unter seinem eigenen Gewicht und die Abschirmung 7 angehoben wird, um die Druck pezogeneratora entfernen 2. Die nächste Welle der Zyklus wiederholt sich nähert.

Der Spannungsteiler 10 ist mit dem zweiten Eingang des numerischen Komparator pezogeneratorov Bus 2. Die Ausgangswechselspannung an den Eingang des Analog-Digital-Wandler angelegt wird, 11. Der Codemomentanspannung 15 an den Impulsausgang des Zählers 12 verbunden, an seinem ersten Eingang zugeführt, der die Amplitude des Spannungscode bilden . Bis Codewerte größer als die Momentanspannung am Ausgang des Code-Impulszählers 12 wird ein Signal am Ausgang des numerischen Komparator LESS 15, die das UND-Gatter 23 mit dem zweiten Eingang bereitet. Von dem Impulsgenerator 27 über einen ersten Eingang des AND-Gatters 23 empfängt die Impulse am Pulszählungseingang des Zählers 12. Der Code an seinem Ausgang zunimmt, und im Falle der Gleichheit an den Eingängen der Vergleichscodes 15, UND-Gatter 23 gesperrt ist, die Impulse an den Zähler 12 kommt nicht bis zu dem Moment, wenn der Code Ausgangs Analog-Digital-Wandler 11 erhöht. Dieser Prozess wird fortgesetzt, bis der Amplitudenwert der momentanen Spannung. Sobald der Momentanwert der Spannungsamplitude kleiner wird, 12 der Code an dem Ausgang des Zählers größer als die Ausgabe-Code des Digital-Analog-Wandler 11 und ein Signal erscheint am Ausgang des Komparators 15. Mehr vor dem Differenzierer 19 liefert Schreib ein Impulssignal an den Speichereingangsregister 18, die Spannungsamplitudencodeausgang von dem Impulszähler 12 zu den gleichen Zeitimpulse von dem Differenzierer 19 eingegeben, der Auslöser 26 in dem Null-Zustand übersetzt, und das uND-Gatter 23 ist an den dritten Eingang geschlossen. Das gleiche Signal in Abwärtszähler 13 Amplitudenspannung Codeausgabe von dem Speicherregister 18 gespeichert Der Code einen ersten Eingang des Komparators 16 empfängt und an seinem zweiten Eingang gibt den Code momentane Spannung, die kleiner als eine gegebene Zeitwert des Amplitudenspannungssignal ist daher tritt an MORE Ausgang des Vergleichers 16. Dieses Signal des uND-Gatters 22, vorbereitet für das dritte Eingangssignal mit einem invertierten Ausgang des Triggers 26 ist für den zweiten Eingang bereit und der Generator 27 beginnt Impulse an den subtrahierenden Eingang des Abwärtszählers zu fließen 13. der Code am Ausgang reduziert wird. Dieser Prozess wird fortgesetzt, bis die momentane Spannung den Minimalwert erreicht hat, dann wird der Code an dem zweiten Eingang des Vergleichers 16 größer wird als der erste Eingang und ein Signal erscheint am Ausgang des Komparators 16 LESS Dieses Signal wird durch den Differenzierer 20 differenziert und mit dem Triggerausgabeeinheit 26 zugeführt wird, das seinen Zustand ändert, und bereitet sich auf den dritten Eingang des UND- Gatters 23. Gleichzeitig wird dem Differenzierer 20 Impulsen mit einem Pulszähler 20 auf den Null-Zustand überführt wird. Code an dem ersten Eingang des Komparators 15 kleiner wird als die Codemomentanspannung und startet die nächste Welle von der Amplitude der Spannungsmessprozess, den Code 18 in dem Speicherregister geschrieben wird dieser Code mit dem zweiten Eingang des Komparators 17 zugeführt wird, zu dem der erste Eingang von dem Ausgang des Master-Registers 21 eine vorbestimmte Amplitude Code abgelegt Spannung.

Wenn die Stromamplitude geringer als eine vorbestimmte Ausgangsspannung ist, wird das Signal am Ausgang des Komparators MORE 17 bereitet das Signal am ersten Eingang des UND-Gatters 25, durch die, nach einem Differenzierer 19 bildet, übergibt die Impulsamplitudencodespannung an einen Summiereingang des Abwärtszählers 14. Ein Signal am Ausgang erscheint seine erste Entladung. Dieses Steuersignal an den elektronischen Schlüssel Schnitt 1. September der erste Abschnitt pezogeneratora. Zur gleichen Zeit durch das Gatter NAND 23. Januar geliefert niedrig auf dem Bypass-Dongles, August 1, das geschlossen ist. Dies wird mit den Ausgangsanschlüssen des ersten Abschnitts pezogeneratora 2 verbunden.

Als ein Ergebnis der Amplitude der Spannung des zweiten Messzyklus wird der zweite Abschnitt pezogeneratora 2 Bewertungen um eine Stufe höhere Spannung in Betrieb genommen werden. Die übrigen Abschnitte pezogeneratora sind deaktiviert.

Nach den Ergebnissen des dritten Zyklus von Spannungsmessungen in der Amplitude der Arbeit wird der erste Abschnitt pezogeneratora 2. Diese Schnitt Tasten 1. September 2. September werden ebenfalls behandelt werden, und der Shunt 1. August 2. August wird ausgeschaltet, zusätzlich eingeführt werden.

Als Ergebnis wird jedes Mal, wird die Spannung um einen Schritt erhöht. Dieser Prozess wird fortgesetzt, solange die Spannung eine vorbestimmte Amplitude erreicht hat, dann wird das UND-Gatter 25 durch den ersten Eingang geschlossen ist.

Wenn die Amplitude der Spannungsanstieg größer als ein vorbestimmter und dann bei dem Ausgangssignal des Vergleichers LESS 17 erscheinen, für den ersten Eingang UND-Gatter Vorbereitung 24. Nach der Bildung des nächsten Code an die Spannungsamplitude des Differenzierers 19 durch ein UND-Gatter 24 ist mit dem subtrahierenden Eingang Impuls zugeführt Abwärtszähler 14 und Ergebnis der Schaltabschnitte Klemmenspannung pezogeneratora 2 um einen Schritt verringert.

Also, wenn Sie die Parameter der Welle zu ändern oder die Last an den Klemmen pezogeneratora wird die Spannung durch Umschalten pezogeneratora jeweiligen Abschnitten aufrechtzuerhalten.

Durch die Erweiterung des Bereichs der Druckänderung auf pezogenerator Erfindung ausgeübt erlaubt seine Effizienz ist 2 bis 5 mal zu erhöhen. Die vorgeschlagene Wellenkraftwerk ermöglicht, mit einer hohen Genauigkeit der Regelung jede gewünschte Spannung zu erzeugen, die durch die Differenz zwischen den verwendeten Komponenten und bei acht Bits ermöglicht Regelfehler von nicht mehr als 0,004 bestimmt. Leistung wird durch den Frequenzgenerator bestimmt. Wenn der Generator Pulsfrequenz von 18 kHz und 20 acht Zellensystem kann die Installation der Ausgangsspannung von Null auf nominal bei 1,25 x 10 -3 s durchgeführt werden. Durch Erhöhen der Anzahl von Bits des Generatorgeschwindigkeit und die Genauigkeit erhöht werden. Um den Wellenabschnitt verbessern können mehrere Blöcke erzeugten Spannungsstabilität und Kraftwerk, und die nächste Reihe von Arbeiten an einer gemeinsamen Last enthalten.

FORDERUNGEN

1. Wellenwasserkraftwerk, mit einem Träger daran pezoelektrogeneratorami schweben kinematisch mit dem Druckschild positioniert oberhalb pezoelektrogeneratorami befestigt aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger an der Küste angeordnet ist oder eine Plattform montiert ist, wobei die Achsen der Zahnstange, die kinematische Verbindung als Schwimmer raznoplechego gebildet einen Hebel auf den Achsen montiert sind, befestigt der Schwimmer auf eine größere Schulter und die Abschirmung an die Press kleiner, während pezoelektrogenerator aus gestapelten Abschnitte durch dielektrische Abstandshalter getrennt montiert wird jeder Abschnitt pezoplenki zwischen den oberen und unteren Substraten, wobei pezoplenki Dicke gelegt gemacht Abschnitt wird in Übereinstimmung mit dem Ausdruck genommen

i = 1 · 2 i-1,

wo 1 pezoplenki Dicke der ersten oberen Abschnitt;

2 pezoplenki Dicke des i-ten Abschnitt.

2. Wellenkraft nach Anlage nach Anspruch 1, wobei die einzige Polarität Ausgangsklemme durch eine in Reihe geschaltete verbunden Shunt-N-Tasten mit einer anderen Polarität Ausgangsklemme und die obere i-ten gepolsterten Abschnitt zur Tasteneingabe des Bypass-Abschnitt i-ten bis verbunden ist i-ten Schnitt elektronischen Schlüssel weiter unteren Substrats mit dem Ausgang des Bypass-Schlüssels verbunden i-ten Abschnitts, dessen Steuerelektrode, die durch i-te mit einem entsprechenden Ausgang der zweiten abwärts-Zähler zugeordneten jeweiligen Ausgänge an die Steuerelektroden der jeweiligen Schnitt Tasten verbunden NAND-Gatter und Summieren der Eingang Ausgang des vierten NAND-Gatter einen ersten Eingang mit dem Ausgang "More" dritten numerischen Komparator zugeordneten Ausgangs "DOWN" an den ersten Eingang des dritten uND-Gatters, entlädt mit entsprechenden Bits der Ausgabe des Hauptregisters und der Bits des zweiten Eingangs in die entsprechenden Ausgangsbits den ersten Eintrag verbunden ist, Speicherregister und die Eingangsquelle des ersten Abwärtszähler eingegebenen Aufzeichnungs Source mit einem Speicherregister verbunden ist, das Eingangs Aufnahme der zweite Eingang des dritten und vierten uND-Gatter, fehler Trigger-Eingang und dem Ausgang des ersten Differenzierglied, dessen Eingang an die "More" ersten numerischen Komparator verbunden ist zugehörige Bits der erste Eingang mit den entsprechenden Bits des Ausgangs des Zählers und der Eingangsspeicherregister, die Bits des zweiten Eingangs zu den entsprechenden Bits des Ausgangssignals des Analog-Digital-Wandler und einen zweiten Eingangszahlen Komparatorausgang "Less" an den zweiten Eingang des zweiten NAND-Gatters, der Ausgang an den Zählereingängen verbunden Zähler zurücksetzen Eingang mit einem einzelnen Eingang des Flip-Flops verbunden ist, einen Eingang der Rücksetzeingang des zweiten Abwärtszählers rail "Reset" und dem Ausgang des zweiten Differenzierer mit dem Ausgang "Less" zweiten numerischen Komparator zugeordneten Bits des ersten Eintrags mit den entsprechenden Bits der Ausgabe des ersten Abwärtszählers verbunden ist, und Ausgabe "Mehr" an einen zweiten Eingang des ersten uND-Gatters verbunden Zugang zu dem Subtrahend-Eingang des ersten Abwärtszählers, der erste Eingang mit dem Ausgang des Generators von stabilen Impulsen und dem ersten Eingang des zweiten uND-Gatters, der dritten in die inverse Ausgang des Flip-Flop, dessen einzelnen Ausgang ist mit dem dritten verbunden ist Eingang des zweiten uND-Gatters, zusätzlich zu den Ausgangsklemmen des Generators Spannungsteilers angeschlossen ist, wird der Schieber mit einem Eingang eines Analog-Digital-Wandler verbunden, und der Ausgang des dritten uND-Gatters an einen Subtrahiereingang des zweiten Rückwärtszählers.

Druckversion
Erscheinungsdatum 13.01.2007gg