Ветроэнергетическая установка

Изобретение относится к области электротехники, а именно к ветроэнергетическим установкам, предназначенным для обеспечения электроэнергией различных потребителей при использовании энергии ветра. Ветроэнергетическая установка содержит башню, ветроколесо с валом, мультипликатор, инерционный аккумулятор, генератор. Вал ветроколеса через мультипликатор и инерционный аккумулятор соединен с корпусом статора машины постоянного тока. Вал якоря машины постоянного тока соединен с валом синхронного генератора. Машина постоянного тока и синхронный генератор электрически соединены с аккумуляторами электрической энергии через блок управления. Якорная обмотка машины постоянного тока имеет возможность реверсирования полюсов. Техническим результатом является повышение коэффициента использования ветрового потока при различных скоростях ветра и стабилизация частоты вращения синхронного генератора при его вращении ветроустановкой роторного типа. 1 ил.

 

Изобретение относится к области электротехники, а именно к ветроэнергетическим установкам, предназначенным для обеспечения электроэнергией различных потребителей при использовании энергии ветра.

Известен универсальный ветродинамический энергетический силовой привод [1], содержащий ветроколесо роторного типа по схеме ротора Савониуса, узла пуска и торможения, автоматический регулятор скорости и мощности, узел редуцирования, инвентарные предохранительные и вспомогательные устройства, отличающийся тем, что он снабжен инерционным аккумулятором вращения механического типа, а ветроколесо выполнено из двух концентрично расположенных один внутри другого решетчатых цилиндров и расположенных между ними лопастей, причем решетчатые цилиндры образованы кольцевыми ребрами-шпангоутами, продольными и радиальными связующими, при этом оба цилиндра и лопасти связаны с валом вращения радиальными стержнями-стрингерами, например, трубчатого сечения.

Недостатком ветроэнергетической установки является низкий коэффициент использования ветрового потока при различных скоростях ветра. А совместное использование генератора постоянного тока и инвертора значительно снижает КПД установки.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретению является ветроэнергетическая установка [2], содержащая башню, ветроколесо с валом, мультипликатор, раздаточное устройство, формирующее рабочие потоки, включающие маховик, муфту, генератор, и технологический поток, включающий пусковое устройство.

Недостатком ветроэнергетической установки является низкий коэффициент использования ветрового потока при различных скоростях ветра. А совместное использование генератора постоянного тока и инвертора значительно снижает КПД установки.

Задачами предлагаемого изобретения являются: повышение коэффициента использования ветрового потока при различных скоростях ветра и стабилизация частоты вращения синхронного генератора при его вращении ветроустановкой роторного типа.

Поставленные задачи решаются ветроэнергетической установкой, содержащей башню, ветроколесо с валом, мультипликатор, инерционный аккумулятор, генератор, при этом вал ветроколеса через мультипликатор и инерционный аккумулятор соединен с корпусом статора машины постоянного тока, а вал якоря машины постоянного тока соединен с валом синхронного генератора, машина постоянного тока и синхронный генератор электрически соединены с аккумуляторами электрической энергии через блок управления, причем якорная обмотка машины постоянного тока имеет возможность реверсирования полюсов.

Предлагаемая ветроэнергетическая установка поясняется схемой, представленной на чертеже.

Ветроэнергетическая установка состоит из ветроколеса роторного типа, например, ротора Савониуса 1, которое через вал 2 соединено с мультипликатором 3 и инерционным аккумулятором 4, затем инерционный аккумулятор 4 подключен к корпусу статора 5 машины постоянного тока, а якорь 6 машины постоянного тока имеет непосредственное соединение с валом 7 синхронного генератора 8. Корпус статора 5 машины постоянного тока и синхронный генератор 8 имеют электрическое соединение с аккумуляторами электрической энергии 9 через блок управления 10.

Ветроэнергетическая установка работает следующим образом.

При скорости ветра больше рабочей ротор Савониуса 1 вращает корпус статора 5 машины постоянного тока через вал 2 и мультипликатор 3 с частотой вращения, большей, чем номинальная частота вращения вала 7 синхронного генератора 8. Но так как вал 7 синхронного генератора 8 приводится во вращение от якоря 6 машины постоянного тока, то путем регулирования тока возбуждения машины постоянного тока устанавливается такой тормозной момент, при котором она работает в режиме генератора с частотой вращения якоря 6 машины постоянного тока, равной номинальной частоте вращения вала синхронного генератора 7.

При уменьшении скорости ветра ниже рабочей частота вращения корпуса статора 5 машины постоянного тока становится ниже номинальной частоты вращения генератора, тогда блоком управления 10 проводится реверсирование полюсов якорной обмотки, а машина постоянного тока переходит в двигательный режим. При этом поддержание частоты вращения якоря машины постоянного тока 6 производится за счет того же регулирования тока обмотки возбуждения. Инерционный аккумулятор 4 сглаживает кратковременные порывы ветра.

Источники информации

1. Патент РФ №2101553, кл. F03D 3/00.

2. Авторское свидетельство СССР №1682621, кл. F03D 7/04.

Ветроэнергетическая установка, содержащая башню, ветроколесо с валом, мультипликатор, инерционный аккумулятор, генератор, отличающаяся тем, что вал ветроколеса через мультипликатор и инерционный аккумулятор соединен с корпусом статора машины постоянного тока, а вал якоря машины постоянного тока соединен с валом синхронного генератора, машина постоянного тока и синхронный генератор электрически соединены с аккумуляторами электрической энергии через блок управления, причем якорная обмотка машины постоянного тока имеет возможность реверсирования полюсов.