Система імітації вітротурбін без датчиків на валу електричної машини

Номер патенту: 122372

Опубліковано: 10.01.2018

Автори: Буров Олексій Миколайович, Власюк Наталія Миколаївна

Завантажити PDF файл.

Формула / Реферат

Система імітації вітротурбін, що включає реверсивний електропривод постійного струму та систему управління, яка відрізняється тим, що має блок ідентифікації режимних параметрів електропривода, який визначає кутову швидкість вала електричної машини непрямим способом.

Текст

Реферат: Система імітації вітротурбін має реверсивний електропривод постійного струму та систему управління. Додатково має блок ідентифікації режимних параметрів електропривода, який визначає кутову швидкість вала електричної машини непрямим способом. UA 122372 U (12) UA 122372 U UA 122372 U 5 10 15 20 Корисна модель належить до електротехніки і може використовуватися для відтворення (імітації) механічного моменту вітротурбін на валу електрогенератора, що входить до складу вітроенергетичної установки. Найбільш близькою за технічною суттю та результатом, що досягається, є система імітації вітротурбін на базі реверсивного електропривода постійного струму [Буров О.М., Алексієвський Д.Г., Бурова А.О. Система імітації вітротурбіни // Патент України на корисну модель № 100496 від 27.07.2015 р. МПК Н02Р 7/285, F03D 11/00, F03D 7/00]. Система імітації складається з реверсивного електропривода постійного струму з датчиком швидкості обертання на валу електричної машини та системи управління. Спільною суттєвою ознакою прототипу та корисної моделі, що заявляється, є те, що вони реалізовані на базі реверсивного електропривода постійного струму та системи управління. Але використання датчика кутової швидкості на валу електричної машини імітатора призводить до зниження його експлуатаційної надійності і універсальності. В основу корисної моделі поставлено задачу підвищення експлуатаційної надійності і ступеня універсальності системи імітації шляхом відмови від використання датчика швидкості на валу електричної машини. Поставлена задача вирішується тим, що у системі імітації вітротурбін фактичне значення кутової швидкості обертання вала електричної машини визначається непрямим способом за допомогою блока ідентифікації режимних параметрів електропривода і обчислюється згідно з виразом (1), спираючись на результати вимірювання електричних величин та внутрішні параметри системи:   La r  u d t   ua t   ia t    L a  d  ra    Ld Ld   , (1) d  KE де  d - значення кутової швидкості обертання вала електричної машини, рад/с; ua t  - миттєве значення напруги на затисках електричної машини, В; L a - індуктивність якоря електричної машини, Гн; L d - індуктивність згладжувального реактора, Гн; ud t  - миттєве значення напруги на виході випрямляча, В; ia t  - миттєве значення струму якірного кола електричної машини, А; rd - активний опір згладжувального реактора, Ом; ra - активний опір якоря електричної машини, Ом; K E - конструктивна константа електричної машини, B  c Причинно-наслідковий зв'язок між сукупністю ознак, що заявляються, та технічним результатом полягає у такому: - застосування непрямого способу визначення кутової швидкості електропривода імітатора дозволяє підвищити його експлуатаційну надійність за рахунок розміщення усіх датчиків в електричній частині системи; - застосування непрямого способу визначення кутової швидкості електропривода дозволяє підвищити універсальність системи імітації в цілому за рахунок зменшення вимог до монтажу електромеханічного обладнання і середовища його експлуатації; - система імітації може бути побудована на базі стандартного серійного електрообладнання. Таким чином, сукупність вищезазначених переваг дозволяє підвищити експлуатаційну надійність системи імітації поведінки вітротурбін та її ступінь універсальності. Структурна схема системи імітації вітротурбін на базі реверсивного електропривода постійного струму без датчиків на валу електричної машини наведена на кресленні. Система імітації складається з: машини постійного струму з незалежним збудженням (10), якірне коло якої підключено до трифазної електричної мережі через мережевий трансформатор (1), реверсивний керований випрямляч (2) та згладжувальний реактор (7); блока управління (3), до якого надходить інформація з блока задання швидкості вітру (4) і блока ідентифікації режимних параметрів електропривода (6); датчика струму (9) та датчиків напруги (5) і (8), які відповідно розміщені на вході і виході згладжувального реактора (7). Коло збудження машини підключене через некерований однофазний мостовий випрямляч до мережі живлення (у структурі не наведено). До складу реверсивного керованого випрямляча (2), залежно від алгоритму управління, можуть входити зрівняльні реактори. Основу блока управління (3) складає математична модель вітротурбіни, що імітується. ua t   25 30 35 40 45 50 1 UA 122372 U 5 10 15 Система імітації працює наступним чином. Якірне коло машини постійного струму (10) живиться від електричної мережі через реверсивний керований випрямляч (2), що дозволяє здійснювати управління її механічною характеристикою. Управління механічним моментом на валу електричної машини здійснюється шляхом задання відповідного струму якірного кола. Задання струму формується блоком управління (3) шляхом перерахунку відповідної заданої миттєвої величини механічного моменту на валу імітатора, яка, в свою чергу, розраховується за допомогою математичної моделі вітротурбіни, що імітується. Миттєве значення струму якірного кола надходить до блока управління від датчика струму (9), що дозволяє організувати замкнений контур регулювання струму (моменту) електричної машини. Поточне значення кутової швидкості надходить до блока управління від блока ідентифікації режимних параметрів електропривода (6) і розраховується згідно з виразом (1) на основі показань від двох датчиків напруги (5, 8) і датчику струму (9), які розташовані в якірному колі електричної машини. Вибір конкретної механічної характеристики вітротурбіни, що імітується, здійснюється блоком управління з урахуванням заданої швидкості вітру, значення якої надходить з блока задання швидкості вітру (4). ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 20 Система імітації вітротурбін, що включає реверсивний електропривод постійного струму та систему управління, яка відрізняється тим, що має блок ідентифікації режимних параметрів електропривода, який визначає кутову швидкість вала електричної машини непрямим способом. Комп’ютерна верстка А. Крулевський Міністерство економічного розвитку і торгівлі України, вул. М. Грушевського, 12/2, м. Київ, 01008, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2

Дивитися

Додаткова інформація

МПК / Мітки

МПК: H02P 7/285, F03D 5/00, F03D 80/00, F03D 7/00

Мітки: валу, датчиків, вітротурбін, імітації, система, електричної, машини

Код посилання

<a href="http://uapatents.com/4-122372-sistema-imitaci-vitroturbin-bez-datchikiv-na-valu-elektrichno-mashini.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Система імітації вітротурбін без датчиків на валу електричної машини</a>

Подібні патенти