Спосіб управління вітроенергетичної установкою

 

Даний винахід відноситься до способу управління вітроенергетичної установкою. Крім того, даний винахід відноситься до вітроенергетичної установки.

Вітроенергетичні установки є в цілому відомими, і на фіг.1 представлена загальна конструкція вітроенергетичної установки. Аеродинамічний ротор, згідно зі своїм призначенням, приводиться в рух вітром і за рахунок цього приводить в рух електромагнітний ротор генератора. При цьому даний винахід відноситься до вітроенергетичної установки, в якій використовується синхронний генератор. Таким чином, індуктор синхронного генератора обертається по відношенню до статора синхронного генератора. За рахунок відносного обертання індуктора по відношенню до статора в статорі виникає електричний струм, так що кінетична енергія вітру перетворюється в електричну енергію.

Між індуктором і статором є повітряний зазор, який представляє собою незначне магнітне опір в магнітному контурі між індуктором і статором. Це магнітне опір залежить, зокрема, від товщини повітряного зазору і, виходячи з цього, товщина повітряного зазору вибирається якомога меншою.ом, індуктор без проміжного редуктора з'єднаний з ротором і обертається з тим же числом оборотів, що і аеродинамічний ротор. Зазвичай число оборотів лежить в діапазоні приблизно від 5 до 15 оборотів в хвилину для великих вітроенергетичних установок, які мають номінальну потужність 1 МВт. Діаметр таких генераторів в області їх повітряного зазору - який також називається діаметром повітряного зазору становить зазвичай, щонайменше, кілька метрів, тобто, щонайменше, 2 або 3 метри, і у відомих до теперішнього часу установках може досягати 10 метрів. Товщина повітряного зазору, в тому числі в таких великих генераторах, мала і становить зазвичай лише кілька міліметрів.

Будь-які неконцентричности статора і індуктора призводять до різних товщинам повітряного зазору. Пружність конструктивних елементів і, таким чином, в кінцевому рахунку, зокрема, індуктора і, можливо, також статора може також призводити до різних товщинам повітряного зазору в окружному напрямку, а саме, зокрема, під впливом масових, гравітаційних і магнітних сил.

За рахунок зменшення товщини повітряного зазору у певній галузі магнітне опір у цій області зменшується,л може призвести до додаткового зменшення товщини повітряного зазору, що також залежить, відповідно, від відповідної пружності. Таким чином, має місце ефект посилюється.

У будь-якому випадку дотику індуктора і статора необхідно уникати. Тому вони повинні бути механічно укріплені таким чином, щоб неминуче виникають із-за виробничих і монтажних допусків, а також через пружних властивостей матеріалів магнітні сили могли бути прийняті опорною конструкцією. Зі збільшенням діаметра генератора сильно збільшується необхідний при цьому витрата матеріалів, і маса генератора значно зростає. З-за цього виявляється високою вартість матеріалів для генератора як такого, а також і для його несучих конструктивних елементів, зокрема, для машинного підстави, а також азимутальної опори, на якій повинно розташовуватися машинне підстава, включаючи сам генератор, щоб забезпечити можливість орієнтації за напрямом вітру.

В якості загального рівня техніки розглядаються матеріали публікації DE 10 2006 056 893 A1 і публікації C. Patsios, A. Chaniotis, E. Tsampouris, A. Kladas «Докладний розрахунок електромагнітного поля для аналізу вітроенергетичної установки з генератором на основі постійного магніту» (“Particular Electromagnetic Field Computation for Permanent Ma�стоїть винаходу лежить завдання, складається в тому, щоб вирішити вищезгадані проблеми або, принаймні, зменшити їх прояв. Зокрема, повинна бути забезпечена можливість, яка забезпечує зниження ваги генератора і/або краще співвідношення між вагою і номінальною потужністю генератора. Зокрема, має бути досягнуто зменшення ваги. Повинно бути запропоновано, щонайменше, одне альтернативне рішення.

Згідно винаходу, пропонується спосіб за п. 1 формули. У відповідності з ним здійснюється управління вітроенергетичної установки з синхронним генератором, що містять статор, індуктор, щонайменше, з двома полюсами ротора, кожен з яких має обмотку полюса для генерації k т, що наводиться у відповідному полюсі ротора магнітного поля. Між статором і індуктором виконаний повітряний зазор. Здійснюється управління, відповідно, одним струмом збудження через кожну з обмоток полюсів. Щонайменше, один із струмів збудження змінюється, принаймні, по відношенню до одного з інших струмів збудження. У полюсів обмотки, таким чином, подаються різні струми збудження. Це зміна може здійснюватися безперервно або лише періодично, час від часу. При періодичному ів додаток до цього або альтернативно цьому зміна, щонайменше, одного із струмів збудження може здійснюватися в залежності від положення індуктора по відношенню до статора. Таким чином, пропонується індивідуальне керування струмом збудження. Завдяки такому індивідуальним управління струмами збудження, повинна братися до уваги, зокрема, одна з різних товщин повітряного зазору. Зокрема, здійснюється збільшення струму збудження одного з полюсів по відношенню до середнього струму збудження, якщо товщина повітряного зазору поблизу цього полюса ротора більше, ніж середня товщина повітряного зазору. Навпаки, на один з полюсів подається зменшений струм збудження, якщо поблизу цього полюса товщина повітряного зазору менше, ніж середня товщина повітряного зазору.

При малій товщині повітряного зазору між полюсом ротора і статором діє велика сила тяжіння. Протидія цьому, як описано, здійснюється за рахунок зменшення струму збудження. В залежності від зовнішніх умов, це може призводити до збільшення товщини повітряного зазору. За рахунок зменшення струму збудження здійснюється, щонайменше, протидія високої навантаженні в області такого, що має зменшену товщину повітряного з�ів виникнення різних товщин повітряного зазору.

Переважно, щонайменше, один із струмів збудження змінюється циклічно в окружному напрямку. Цей струм збудження приймає своє найбільше значення завжди в певному положенні індуктора, тобто при певному положенні відповідного полюса. Якщо, наприклад, має місце виключно залежить від ваги пружна деформація індуктора, причому вітроенергетична установка є вітроенергетичні установки з горизонтальною віссю, і вісь генератора також є по суті горизонтальній, то в нижній області генератора, тобто в області в так званому положенні «6 годин», повітряний зазор буде мати мінімальну товщину, а у верхній області генератора, тобто в області в так званому положенні «на 12 годин», він буде мати максимальну товщину. Це відноситься до установки з внутрішнім ротором і в разі установки із зовнішнім ротором буде в точності навпаки. Це є лише зразковим поясненням для ідеального випадку, в припущенні, що в іншому генератор і, зокрема, ротор, тобто індуктор, виконані оптимально. Опис також ґрунтується на тому факті, що ротор зазнає пружні деформації. Таким чином, в цьому випадку струм возбуожении «на 12 годин» буде мати максимальну величину. Пропоноване зміна струму в цьому прикладі може здійснюватися безперервно. Цей приклад - залежно від конкретного конструктивного виконання ротора - може, щонайменше, якісно в рівній мірі відноситься і до інших, при необхідності - до всіх полюсів ротора. У цьому випадку кожен струм збудження буде змінюватися циклічно уздовж окружності і, відповідно, приймати своє мінімальне значення в положенні відповідного полюса «6 годин», а своє максимальне значення - у положенні відповідного полюса «на 12 годин».

Альтернативно або в додаток до цього, щонайменше, один із струмів збудження регулюється асинхронно по відношенню до іншого струму збудження. Описане круговий циклічну зміну може бути прикладом для такої асинхронного керування (регулювання), наприклад, в тому випадку, коли воно відноситься до кількох чи до всіх полюсів ротора. Як описано в цьому прикладі струми збудження розташованих в положенні «6 годин» полюси ротора приймає своє мінімальне значення, а струми збудження розташованих в цей момент в положенні «на 12 годин» полюси ротора приймає своє максимальне значення і, таким чином, ці струми порушено�ения різних полюсів ротора в силу різних причин регулюються по-різному, принаймні кількісно. Круговий циклічну зміну може бути також передбачено у разі постійної деформації статора.

Альтернативно або в додаток до цього, щонайменше, один із струмів збудження може бути змінена, тобто зменшуватися або збільшуватися, на компенсує постійну величину. Таке зменшення або збільшення, з одного боку, розуміється як кількісне збільшення порівняно із середнім струмом збудження щодо всіх полюсів ротора, незалежно від способу здійснення. Однак, на додаток до цього або альтернативно цього, це зменшення або збільшення відноситься до також до можливості конструктивного, автоматично керованого та/або схемного здійснення, оскільки конструкція, управління та/або схема з'єднань забезпечує, відповідно, середній, або нормальний струм збудження і додатково містить компоненти, що зменшують або збільшують струм збудження. Так, конструктивно може бути додаткова обмотка на полюсі ротора, щоб додати додатковий струм збудження для збільшення загального струму збудження або, при зворотному знаку, для його зменшення. З точки зору автоматичного управління, зменшення �але, може бути визначено автоматично. Схемно може бути передбачений елемент схеми для додавання або відведення компоненти струму, або для посилення або ослаблення струму збудження. Це лише приклади, які також можуть комбінуватися.

Компенсуюча постійна складова (компонента) краща, наприклад, в тому випадку, коли індуктор в області відповідного полюса ротора має деформацію та/або індуктор в області цього полюса ротора має збільшений або зменшений радіус порівняно із середнім його значенням, і, таким чином, товщина повітряного зазору в області цього полюса ротора збільшена або зменшена. У цьому разі ця область повітряного зазору зі збільшеною або зменшеною товщиною повертається по колу разом з полюсом ротора. У разі зменшеної товщини повітряного зазору поблизу даного полюса ротора, між індуктором і ротором в цій області завжди б, таким чином, діяла збільшена сила, протидія якій може здійснюватися за рахунок постійної компенсуючої компоненти. Така деформація також впливає на магнітну індукцію в зазначеній галузі, і в цьому випадку також це також може бути безперервно регулюватися за допомогою указанжет комбінуватися з динамічно змінюваною компенсуючої компонентою, наприклад, з круговим циклічним зміною.

Струм збудження, щонайменше, одного полюса ротора переважно регулюється в залежності від миттєвого значення відстані між відповідним полюсом і статором, зокрема, в залежності від миттєвої товщини повітряного зазору в області відповідного полюса ротора. Описані до цього моменту ідеї також виходили з необхідності управління та/або зміни струмів збудження для вирішення проблеми, пов'язаної з різною товщиною повітряного зазору. Однак є оптимальним ці миттєві товщини повітряного зазору поблизу відповідного полюса ротора враховувати безпосередньо. Цей облік може бути забезпечений за рахунок вимірювання, зокрема, за рахунок здійснення безперервного вимірювання. Під безперервним вимірюванням в цьому відношенні розуміється, щонайменше, багаторазове вимірювання за час одного обороту індуктора. Товщина повітряного зазору може бути, однак, також визначена при проведенні одного або декількох попередніх вимірювань і потім отримана за допомогою обчислень. Тобто вона, по-перше, може бути при необхідності экстраполирована або интерполирована, а по-друге - розрахована на основі п�лежно від відповідного положення відповідного полюса ротора. Приймається до уваги також безпосереднє використання, наприклад, аналогічним чином, даних про вимірюванні товщини повітряного зазору для керування струмом збудження. Наприклад, на одному, декількох або на кожному полюсі ротора на транзистор може подаватися залежне від товщини повітряного зазору напруга для управління (регулювання) або впливу на струм збудження відповідного полюса ротора.

Відповідно до такого варіанту здійснення винаходу, пропонується, щоб струм збудження, щонайменше, одного полюса ротора регулювався в залежності від миттєвої величини магнітного поля в області відповідного полюса ротора, зокрема, в повітряному зазорі в області між відповідним полюсом ротора і статором. У цьому випадку також може бути передбачено здійснення вимірювань, які керують діями відповідного засобу управління. Наприклад, вихідна напруга акустичного датчика управляє вхідною напругою транзистора. Рівним чином таке значення величини магнітного поля може бути використане при обчисленнях. Рівним чином миттєве значення величини магнітного поля може бути або додатково отримано при поистратора стану. Залежне від товщини повітряного зазору управління і залежне від величини магнітного поля управління відповідним струмом збудження також можуть комбінуватися. При зміні струму збудження полюса ротора переважно беруться до уваги параметри управління та/або зміни струму ротора одного або декількох сусідніх полюсів ротора. В основі цього лежить ідея, яка полягає в тому, що, зокрема, в індуктор з великим числом полюсів ротора, наприклад, з 72 полюсами ротора, зміна струму збудження такого сусіднього полюса ротора може вплинути на товщину повітряного зазору також в інших зазначених сусідніх полюсів ротора. Тому загальний облік є кращим варіантом. Загальний облік може здійснюватися, наприклад, за допомогою многосвязного регулювання, тобто регулювання з великою кількістю вхідних і вихідних параметрів, які разом враховуються в процесі регулювання.

Відповідно до такого варіанту здійснення винаходу, спосіб відрізняється тим, що, щонайменше, один із струмів збудження регулюється в залежності від попередньо визначених несимметричностей статора, індуктора та/або повітряного зазору. Несиметричності можуть бути ических параметрів. Зокрема, попередній обмір може бути здійснено за допомогою тестового запуску або в процесі тестового запуску, в ході якого, наприклад, при рівномірному порушення ротора генератор обертається, і при цьому здійснюється його обмір, в ході якого генеруються в котушках ротора вимірюються струми і зіставляються відносного положення ротора і статора та/або при якому визначається, чи існує зв'язок з положенням ротора. Якщо несиметричності відомі заздалегідь, то вони, зокрема, можуть бути компенсовані описаним вище способом, причому безперервного вимірювання несимметричностей або їх проявів може не проводитися. Тим не менш струми збудження переважно регулюються в залежності від попередньо визначених несимметричностей, так і в залежності від несимметричностей, постійно контролюються у процесі функціонування. Таким чином, переважно пропонується комбінована дія (управління).

Спосіб, згідно з наступного варіанту здійснення винаходу, відрізняється тим, що, щонайменше, один із струмів збудження регулюється таким чином, що, щонайменше, частково компенсуються кругові циклічні зміни толщинѽением товщини повітряного зазору є така зміна, яке здійснюється циклічно при обертанні ротора. Таке круговий циклічну зміну засноване, зокрема, на несиметричності ротора. Якщо ротор з одного боку має більший діаметр, ніж з іншого боку, то повітряний зазор з цієї сторони принципово менше.

Зміна товщини повітряного зазору в окружному напрямку є зміною, яке відноситься до абсолютного положення повітряного зазору. Така зміна викликається, зокрема, несиметричністю статора. Таким чином, пропонується, щонайменше, один струм збудження регулювати таким чином, що здійснюється протидія, щонайменше, одного з цих змін товщини повітряного зазору. При цьому для компенсації для кругового циклічної зміни раціональним може бути використання постійної компенсуючої компоненти струму, щонайменше, одного струму збудження. При несиметричності в окружному напрямку раціональним може бути круговий циклічне регулювання для компенсації одного, кількох або всіх струмів збудження на роторі.

Переважно пропонується, щоб здійснювалося вимірювання товщини повітряного зазору в області, щонайменше, одного полюса і щоб, щонайменше, один із струмів збудження регулювався в залежності, по меншою мірою, від значення однієї виміряної товщини повітряного зазору і/або в залежності, по меншою мірою, від значення однієї вимірюваної щільності магнітного потоку. Таким чином, в залежності від безпосередньої поточної ситуації, відповідний струм збудження може бути встановлений і узгоджений з поточними виміряними параметрами. При цьому значення можуть бути виміряні онлайн і оброблені за допомогою комп'ютерної системи або мікроконтролера, а відповідні струми збудження або, щонайменше, один з них можуть бути узгоджено відрегульовані. Дані вимірювань переважно безпосередньо впливають щонайменше на один регульований струм збудження. Зокрема, для цього може бути передбачена аналогова техніка, в якій, наприклад, в залежності від виміряної товщини повітряного зазору і/або в залежності від вимірюваної щільності магнітного потоку в повітряному зазорі встановлюється величина струму вимірювання, який безпосередньо керує відповідним струмом збудження або кількома струмами збудження. Таке керування може здійснюватись, наприклад, за допомогою транина повітряного зазору в області цього полюса ротора збільшується, та/або струм збудження цього полюса ротора переважно зменшується, якщо товщина повітряного зазору в області цього полюса ротора зменшується. За рахунок цього приймається в розрахунок той факт, що збільшена товщина повітряного зазору може призвести до послаблення, що, щонайменше, частково має бути компенсована за рахунок відповідного збільшення струму збудження. Крім того, за рахунок збільшення струму збудження у відповідній області збільшується сила тяжіння між ротором і статором, що при відомих умовах може призвести до зменшення товщини повітряного зазору. У разі виявленого зменшення товщини повітряного зазору пропонується, відповідно, здійснювати протилежні заходи, а саме зменшення, щонайменше, одного відповідного струму збудження.

Крім того, переважно пропонується спосіб, при якому зміна, щонайменше, одного струму збудження здійснюється лише в частині відповідної обмотки полюса та/або зміна, щонайменше, одного струму збудження здійснюється таким чином, що електрично підключається або відключається частина відповідної обмотки полюса. Таким чином, в основі цього лежить вико�мотки, з яких, щонайменше, одна передбачена для основного струму збудження, який не змінюється для можливих компенсацій несимметричностей повітряного зазору або інших подібних несимметричностей. Щонайменше, одна інша часткова обмотка передбачена для використовуваного для компенсації часткового струму збудження. У найпростішому випадку тут одна складова струму збудження для компенсації підключається або відключається. Величина цього компенсуючого часткового струму збудження змінюється в залежності від необхідності. Для цього може бути передбачена відповідна схема, яка лише активно з'єднується з цією частиною обмотки.

Крім того, згідно винаходу, пропонується вітроенергетична установка по п. 10 формули. Така вітроенергетична установка містить синхронний генератор, статор, індуктор і повітряний зазор між статором і індуктором. Індуктор, який спрощено також може бути названий ротором, має, щонайменше, два полюси ротора, кожен з обмоткою полюса для генерації k т, що наводиться у відповідному полюсі ротора магнітного поля. Крім того, передбачена система управління для управління, відповідно, одним струмом збудження чере, одного з струмів збудження, щонайменше, по відношенню до одного з інших струмів збудження та/або здійснювати зміну, щонайменше, одного із струмів збудження в залежності від положення індуктора по відношенню до статора.

Індуктор синхронного генератора в процесі роботи синхронного генератора забезпечує наявність в індукторі магнітного поля, яке при обертанні індуктора призводить до виникнення індуктивного електричного напруги і, внаслідок цього, електричного струму. Якщо магнітне поле створюється не за допомогою постійного магніту, воно зазвичай генерується за допомогою постійного струму, який протікає через полюсів обмотки ротора, і за рахунок цього виникає відповідне магнітне поле. В залежності від режиму роботи вітроенергетичної установки, в якій наводиться в рух зазначений синхронний генератор, може бути передбачено зміну магнітного поля індуктора і, відповідно, зміна струму збудження. Однак така зміна зазвичай стосується всього індуктора в цілому, і у відомих вітроенергетичних установках синхронні генератори також конструктивно абсолютно не передбачені для можливого диференційованого управління Ѹзменение, щонайменше, одного струму збудження одного з полюсів ротора, щонайменше, по відношенню до одного з інших струмів збудження іншого полюса ротора того ж самого індуктора. Таким чином, має місце диференційоване зміна і, отже, диференційоване керування струмом збудження в рамках одного індуктора. Це управління може враховувати несиметричності всередині індуктора або несиметричності індуктора і автоматично здійснювати цілеспрямований вплив. Альтернативно цього або в додаток до цього система управління підготовлена до того, щоб здійснювати зміну, щонайменше, одного із струмів збудження в залежності від положення індуктора; за рахунок цього, зокрема, може бути забезпечено циклічну зміну уздовж окружності. Це принципово відрізняється від знаної до теперішнього часу налаштування загального струму збудження індуктора в разі необхідності в залежності від режиму роботи вітроенергетичної установки, зокрема, в залежності від переважаючих швидкостей вітру. Таке управління в залежності від положення індуктора має по суті здійснюватися швидше і, крім того, враховує - альтернативно або в додаток до эѻения виконана з можливістю здійснювати керування синхронним генератором таким чином, як роз'яснено вище у зв'язку з описом способу управління вітроенергетичної установкою.

Для декількох обмоток полюсів, зокрема, для кожної обмотки полюса, переважно передбачено індивідуальне засіб керування для зміни, зокрема, дроселювання відповідного струму збудження. За рахунок цього струм збудження в декількох обмотках, зокрема, в кожній обмотці, може бути відрегульований окремо. Завдяки цьому, в цілому забезпечується відповідне диференційоване керування струмом збудження і, таким чином, диференційоване керування магнітними полями індуктора або синхронного генератора. Таким індивідуальним засобом управління може бути перемикач, зокрема, напівпровідниковий перемикач, такий як транзистор або тиристор.

Відповідно до одного з варіантів здійснення винаходу, вітроенергетична установка містить щонайменше один засіб вимірювання відстані для вимірювання товщини повітряного зазору в області, відповідно, одного з полюсів ротора та/або, щонайменше, один засіб вимірювання щільності потоку для вимірювання щільності магнітного потоку в повітряному зазорі в області, відповідно�ка з'єднані з системою управління, так що, щонайменше, один струм збудження може регулюватися залежно від виміряного значення товщини повітряного зазору і/або в залежності від виміряного значення щільності магнітного потоку. Таким чином, пропонується з'єднати вимірювальний засіб для вимірювання товщини повітряного зазору і/або щільності магнітного потоку в повітряному зазорі з системою управління, так що товщина повітряного зазору або щільність магнітного потоку впливають на керування струмом збудження. Зокрема, управління здійснюється таким чином, що при більшій товщині повітряного зазору - наприклад, порівняно з середньою товщиною повітряного зазору - струм збудження збільшується. Рівним чином, відповідний струм збудження може також збільшуватись при меншій щільності магнітного потоку - наприклад, порівняно з середньою щільністю магнітного потоку. За рахунок цього простим способом може здійснюватися компенсує керування струмом збудження.

Синхронний генератор переважно виконаний у вигляді кільцевого генератора. Кільцевим генератором є генератор, в якому знаходяться в магнітному взаємодії елементів статора і ротора виконані приимости від підходу - утворюються по суті в області цього кільця, тобто в області повітряного зазору і силові лінії магнітного поля, таким чином, по суті не проходять через центр обертання генератора. Зокрема, кращий варіант здійснення винаходу відноситься до многополюсному ротору, щонайменше, 20, щонайменше, з 30, зокрема, щонайменше, з 40 полюсами ротора. Такі кільцеві генератори мають відносно великий діаметр і для своєї стабілізації вимагають відповідної великого розміру і, таким чином, важку конструкцію. Пропоноване винахід за рахунок цілеспрямованого автоматичного впливу забезпечує можливість здійснення, принаймні часткової компенсації можливих несимметричностей та/або обумовлених параметрами експлуатації деформацій. Відповідно, конструкція для стабілізації ротора або індуктора може бути виконана полегшеною, що забезпечує економію матеріалів. Крім того, при використанні багатополюсного генератора є різноманітні можливості оперативного втручання для здійснення керування струмом збудження, наприклад, в кожному полюсі індуктора.

Крім того, згідно винаходу, пропонується сской установки, включаючи ознаки використаної системи управління, та переважно підготовлений до того, щоб забезпечити можливість здійснення описаного вище способу. В якості одного з ознак синхронного генератора для вітроенергетичної установки необхідно також розглядати величину його номінальної потужності. Такий синхронний генератор переважно має номінальну потужність, щонайменше, 100 кВт, переважно, щонайменше, 250 кВт і, зокрема, щонайменше, 500 кВт, і далі переважно, щонайменше, 1 МВт. Переважно передбачений синхронний генератор з номінальною потужністю 2 МВт або з потужністю більше 2 МВт. Такий синхронний генератор може бути передбачений для використання в сучасній вітроенергетичної установки.

Пропонований у винаході спосіб та/або пропонована у винаході вітроенергетична установка і/або пропонований у винаході синхронний генератор використовується з синхронним генератором або в якості синхронного генератора з діаметром повітряного зазору більше 2 метрів, зокрема, більше 3 метрів і особливо переважно більше 5 метрів, наприклад, з діаметром 7 метрів 10 метрів. При таких величинах діаметра повітряно�онних генераторів особливо велика, і винахід тому реалізує можливість економії. Крім того, при таких великих діаметрах за рахунок управління струмами порушення враховуються сильні ефекти, що впливають на фактичну геометрію.

Даний винахід відноситься, зокрема, до синхронним генераторам, в яких магнітне поле в індукторі генерується за допомогою одного струму збудження або декількох струмів збудження. Рівним чином, даний винахід може бути поширене на використання з синхронним генератором, який має індуктор з постійним магнітом.

Нижче винахід детально роз'яснюється на прикладах його здійснення за допомогою супровідних креслень. На них представлено:

фіг.1 - схематичне зображення в розрізі прикладу неконцентричного розташування центрів статора і індуктора генератора;

фіг.2 - схематичне зображення в напрямку осі можливих несимметричностей, викликаних пружністю ротора;

фіг.3 - схематичне зображення в напрямку осі іншого прикладу несиметричності, викликаної пружністю ротора синхронного генератора;

фіг.4 - схематичне зображення в напрямку осі розподілу щільності магнітних сил в синхронному генераторі, �цевого генератора вітроенергетичної установки;

фіг.6 - схема впливу і узгодження системи керування струмом збудження в різних обмотках полюсів на схематичному частковому зображенні синхронного генератора;

фіг.7 - апаратна схема здійснення індивідуального керування струмом ротора на прикладі рішення, яке використовує всю обмотку відповідного полюса індуктора;

фіг.8 - схема здійснення управління струмом ротора при використанні лише частини кожної обмотки полюса індуктора для зміни відповідного струму збудження;

фіг.9 - перспективний схематичне зображення вітроенергетичної установки.

Нижче винахід роз'яснено за допомогою декількох схематичних зображень. Багато подібні елементи на різних кресленнях представлені частково по-різному. Для більшої наочності для позначення однакових, проте, можливо, не ідентичних елементів, зокрема, для функціонально однакових елементів, використовуються однакові номери посилальних позицій.

Синхронний генератор 1, який представлений на фіг.1, має статор 2 і ротор 4. Ротор 4 має велику кількість полюсів 6 ротора, з яких в якості прикладу показані лише деякі. Між ротором 4, зовнішня периферія якого задаетдно і приблизно показаний центр 12 статора і центр 14 ротора. В ідеальному випадку ці два центри 12 і 14 повинні збігатися. Якщо, тим не менш, вони не збігаються, то з-за цього товщини δ повітряного зазору можуть виявитися різними, як наочно показано на фіг.1. Зміщення центру може бути позначено як ексцентриситет Δ. Щоб мати можливість врахувати різні напрямки цього ексцентриситету Δ, на фіг.1 як приклад задано ексцентриситет Δxу першому напрямку і Δyу другому напрямку, перпендикулярному до першого напрямку. Ротор 4 може також бути позначений як індуктор 4.

На фіг.2 наочно показано зміну товщини δ повітряного зазору, обумовлене пружністю конструктивних елементів синхронного генератора, зокрема, ротора. Для наочності на фіг.2 принципово показаний тільки повітряний зазор 8, тобто зовнішня межа ротора 4 і внутрішня межа статора 2. Приклад, представлений на фіг.2, показує пружність в основному напрямку, а саме, згідно зображенню, по суті вгору і вниз. З-за цього виникає зміна повітряного зазору 8, яке призводить до меншої товщини δ1повітряного зазору в одній області і більшою товщиною δ2повітряного зазору в іншій області. Зміни за рахунок пружності мена або посилена впливом сил, таких як масові сили, гравітаційні сили і магнітні сили.

На фіг.3 показаний інший приклад різних товщин δ1δ2повітряного зазору у випадку виникає з-за пружності деформації в двох основних напрямках. Ротор 4 має, таким чином, - як перебільшено показано на кресленні - деформацію у формі квадрата.

При досить рівномірної подачі струму в полюсів обмотки індуктора в повітряному зазорі виникає щільність магнітних сил, яка також називається магнітною індукцією, яка залежить від локальної товщини δ повітряного зазору. Прямий наслідок цієї локальної залежності товщини повітряного зазору є при непостійній товщині повітряного зазору різна радіальна щільність силFmr/Aна поверхні конструктивних елементів. При цьому - як наочно показано -Fmrє радіальною силою на одиницю поверхні, яка позначенаAFmrна сильно спрощеному схематичному зображенні синхронного генератора 1. Згідно зображенню на фіг.4, ротор 4 з його центром 14 ротора зміщений по відношенню до центру 12 статора, з-за чого повітряний зазор 8 має різні товщини δ повітряного зазору. Повітряний зазор 8 в цьому відношенні представлений перебільшено, щоб принципово наочно показати різні товщини δ повітряного зазору. Зображення на фіг.4 відповідає рівномірної подачі струму на полюсів обмотки, так що при геометричній симетрії розподіл щільності сил також було б симетричним. Тим не менш, з-за різних товщин повітряного зазору виникають різні радіальні сили і, отже, різні щільності силFmr/A. На фіг.4 сили наочно показані за допомогою відповідних довжин стрілок 16 силових векторів. Штрихова лінія вздовж решт стрілок 16 силових векторів наочно показує виникло несиметрично навколо ротора 4 силове поле. За допомогою перебільшеного зображення � в тому, що більша радіальна щільність сил виникає при меншій товщина повітряного зазору, сприяє посиленню відмінності товщини δ повітряного зазору 8, яке роз'яснюється за допомогою фіг.1 і 3, тобто розходження, обумовлене неконцентричностью і пружністю. При цьому цей ефект призводить до наявності нескомпенсованих магнітних сил, що діють на статор і індуктор або ротор. З радіальної щільності магнітних силFmr/A, які наглядно показані на фіг.4 за допомогою стрілок 16 силових векторів, виникає нескомпенсированная магнітна силаFmr, величина якої визначається інтегралом радіальної щільності магнітних силFmr/Aпо всій поверхні, згідно з наступною формулою:

Fmr=AA.

Для представлення розмірів синхронного генератора для вітроенергетичної установки на фіг.5 показано зображення синхронного генератора 1. На зображенні на фіг.5 показана несуча опора 18 статора, яка має різні кронштейни 20 статора і тому виглядає приблизно зіркоподібною, а також називається зіркоподібною опорою або англійським терміном «star-carrier». На фіг.5 також показаний синхронний генератор 1 з розташованим зовні статором 2 і розташованим всередині ротором 4, тобто так званим внутрішніми ротором. Хоча повітряний зазор 8 на фіг.5 не видно, його примірне положення тут також відзначено номером 8 посилальної позиції. Для наочності розміри синхронного генератора 1 показано люди (робітники) 22, які займаються монтажем вітроенергетичної установки. Приблизно в галузі монтажної кошика знаходиться центр 12 статора і центр 14 ротора. У галузі повітряного зазору показаний синхронний генератор 1 має діаметр приблизно 10 м - також званий діаметром повітряного зазору і, тим не менш, товщина δ повітряного зазору становить лише кілька міліметрів.

Таким чином, ясно, що хоча зрад�4, тим не менш, зміна товщини повітряного зазору може, наприклад, складати 1 міліметр при діаметрі повітряного зазору 10 м, в залежності від жорсткості наявних конструктивних елементів, зміна товщини повітряного зазору в 1 мм відповідало б однієї десятитисячної частини діаметру повітряного зазору, виміряного в даному прикладі, тобто зміни діаметра лише на 0,01%.

Щоб уникнути зіткнення індуктора і статора, обидва цих конструктивних елемента повинні бути механічно укріплені таким чином, щоб неминуче виникають із-за виробничих і монтажних допусків, а також через пружних властивостей матеріалів магнітні сили могли бути прийняті опорною конструкцією. Таку опорну конструкцію утворює несуча опора 18 статора, показана на фіг.5, яка також називається зіркою статора генератора. При цьому на фіг.5 показана зірка статора генератора вітроенергетичної установки моделі E112 компанії Enecorn GmbH.

Зі збільшенням діаметра кільцевого генератора сильно збільшується необхідний при цьому витрата матеріалів, і маса генератора значно зростає. Винахід передбачає зменшення цих недоліків кільцевого генератора, тобто, зокрема, можливість і, таким чином, вітроенергетичної установки в цілому.

Щоб здійснювати протидію несимметричностям і виникають із-за них наслідків і небезпекам, струми I всіх або декількох обмоток полюсів управляються, відповідно, в залежності від локальної товщини δ повітряного зазору таким чином, щоб відмінності в відношенні магнітної індукції були якомога меншими. Це приблизно показано на фіг.6 на першому полюсі 30 ротора і на другому полюсі 40 ротора. Ці полюси 30 і 40 ротора показані лише приблизно і показово для інших, не показаних полюсів, зокрема, згідно зображенню на фіг.6, між першим і другим полюсами 30, 40 ротора розташовані інші полюси ротора. Зокрема, винахід, а також зображення на фіг.6 відносяться до синхронного генератора 1 з багатополюсним ротором 4. Між кожним із двох полюсів 30 і 40 ротора утворений повітряний зазор 8, який має різні товщини, а саме товщину δ1повітряного зазору поблизу першого полюса 30 ротора і товщину δ2поблизу другого полюса 40 ротора. Відповідно, виникає перше або друге магнітне поле з магнітною індукцією B1або B2. Кожен з полюсів 30 і 40 ротора має, відповідно, обмотку 32 або 42 полюполюс 30 або 40 ротора. Магнітне поле генерується за допомогою відповідного струму I1 або I2 збудження, який протікає через відповідну обмотку 32 або 42 полюса.

Магнітна індукція B1або B2залежить від товщини δ1або δ2повітряного зазору і, крім того, на неї може бути зроблено вплив допомогою відповідного управління відповідним струмом I1 або I2 збудження. За рахунок цього, згідно винаходу, має здійснюватися вплив на магнітну індукцію B1або B2і, таким чином, також на товщини δ1або δ2повітряного зазору. Якщо, наприклад, товщина δ1повітряного зазору поблизу першого полюса 30 ротора менше, ніж товщина δ2повітряного зазору поблизу другого полюса 40 ротора, то пропонується встановити значення струму I1 порушення меншим, ніж значення струму I2 збудження. Установка переважно здійснюється таким чином, що магнітна індукція обох полюсів 30 і 40 ротора є однаковою, тобто по можливості виконано рівність B1= B2.

Можливість технічної установки схематично показано на фіг.7. У відповідності з цим, у кожного полюса ротора переважно розташований датчик товщини і/або датчик �зовані, наприклад, датчик Холла. На фіг.7 для першого полюса 30 ротора показано, наприклад, датчик 50 магнітного поля, який вимірює магнітне поле, а саме магнітну індукцію в повітряному зазорі 8 в області цього першого полюса 30 ротора. Результат вимірювання передається на сайт 52 управління, який може бути названий «контролером». Цей вузол керування обробляє результат вимірювання датчика 50 магнітного поля і подає керуючий сигнал на виконавчий елемент 54, який може бути виконаний у вигляді транзистора або може мати, щонайменше, один транзистор як суттєвого компонента для здійснення управління струмом. Керуючий сигнал може передати імпульсно-модульований сигнал TV, який для управління струмом повідомляє вказівки про співвідношенні імпульсу-паузи, а саме про співвідношення тривалості імпульсу і загальної тривалості періоду, а саме суми тривалостей імпульсу і паузи. Виконавчий елемент 54, таким чином, залежно від результатів вимірювань датчика 50 магнітного поля управляє величиною струму I1 збудження, який протікає через обмотку 32 полюса 30 ротора. Для цього виконавчий елемент 54 може забезпечуватися постійним струмом від джерела 56 постійного тоЂчика 58 кута повороту, у той час як ротор 4 обертається навколо свого центру. Завдяки цьому, можуть бути використані додаткові параметри, які були отримані заздалегідь і залежать від абсолютного положення ротора 4 і, отже, від положення приблизно показаного першого полюса 30 ротора. З даних, отриманих з датчика кута повороту, також може бути отримана швидкість обертання ротора 4, а в контролері здійснено відповідне управління.

Динаміка, тобто швидкість регулювання інтегрованого у вузол 52 управління регулюючого пристрою, може також залежати, наприклад, від швидкості обертання. Крім того, за допомогою відповідного виміряного кута повороту та результатів вимірювань датчика 50 магнітного поля - або датчика товщини можуть бути отримані залежать від кута повороту параметри, зокрема, параметри залежить від кута повороту несиметричності, щоб поліпшити управління, зокрема, з більшою кількістю скоєних ротором 4 оборотів.

На фіг.8 показаний інший варіант здійснення винаходу, згідно з яким перший полюс 30' ротора має обмотку 32' полюса, яка розділена на першу частину 60 обмотки і другу частину 62 обмотки. Через першу частину 60 обмотки пр�ний IVструму. Разом обидва струму утворюють загальний струм I1збудження. Таким чином, згідно з цим варіантом здійснення винаходу, за допомогою виконавчого елемента 54' управляється лише змінна складова IVструму. Для цього виконавчий елемент 54' може мати менші розміри, у порівнянні з тим випадком, коли весь струм I1повинен був проходити через цей виконавчий елемент 54'. У той же час, за рахунок наявності постійної складової ICвдається уникнути занадто сильного, зокрема, помилково занадто сильного зміни струму I1збудження. У цьому випадку управління також може здійснюватися в залежності від результатів вимірювання магнітної індукції за допомогою датчика 50' магнітного поля і при подальшому використанні сайту 52' управління, який також може бути виконаний у вигляді мікропроцесора і може бути названий контролером. Вузол 52' управління подає, відповідно, керуючий сигнал на виконавчий елемент 54'. Показаний на фіг.8 вузол 52' управління також може обробляти іншу інформацію, таку як дані вимірювань датчика кута повороту та/або попередньо отримані дані вимірювань або інші отримані в ході роботи дані вимірювань� для окремого полюса ротора або для групи полюсів ротора. При цьому враховується з'єднання повної обмотки кожного полюса або часткової обмотки кожного полюса індуктора. Для управління може бути використаний понижуючий або підвищуючий перетворювач, який, наприклад, може утворювати виконавчий елемент 54, згідно фіг.7, або виконавчий елемент 54', згідно фіг.8. Такий понижуючий або підвищуючий перетворювач може бути передбачений для окремого полюса або для групи полюсів. Переважно пропонується використання обчислювального пристрою та/або використання датчиків товщини і/або індукції. Крім того, переважно передбачений датчик кута повороту.

На фіг.9 показано перспективне зображення вітроенергетичної установки. Ця вітроенергетична установка має гондолу з ротором з трьома лопатями гвинта, які розташовані на вежі з можливістю зміни їх положення. Пропонований у винаході синхронний генератор і, відповідно, пропонована у винаході система управління синхронного генератора знаходяться в гондолі приблизно в галузі втулки або обтічника втулки, якій (яким) у принципі називається обертова частина вітроенергетичної установки без лопатей гвинта.

1. СпосоЀе, з двома полюсами (6) ротора, кожен з яких має обмотку (32, 42) полюса для генерації k т, що наводиться у відповідному полюсі (6) ротора магнітного поля, і повітряний зазор (8) між статором (2) та індукторів (4), що містить кроки:
управління, відповідно, одним струмом збудження через кожну з обмоток (32, 42) полюсів;
зміна, щонайменше, одного із струмів збудження, щонайменше, по відношенню до одного з інших струмів збудження та/або
зміна, щонайменше, одного із струмів збудження в залежності від положення індуктора (4) по відношенню до статора (2).

2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що, щонайменше, один із струмів збудження змінюють циклічно в окружному напрямку, та/або регулюють асинхронно по відношенню до іншого струму збудження, і/або зменшують або збільшують на компенсує постійну величину.

3. Спосіб за п. 1 або 2, який відрізняється тим, що струм збудження, щонайменше, одного полюса (6) ротора регулюють залежно від миттєвого відстані між відповідним полюсом (6) і статором (2), зокрема залежно від миттєвої товщини повітряного зазору в області відповідного полюса (6) ротора.

4. Спосіб за п. 1 або 2, який відрізняється тим, що толя в області відповідного полюса (6) ротора, зокрема, в повітряному зазорі в області між відповідним полюсом (6) ротора і статором (2).

5. Спосіб за п. 1 або 2, який відрізняється тим, що, щонайменше, один із струмів збудження регулюють залежно від попередньо визначених несимметричностей статора (2), індуктора (4) та/або повітряного зазору.

6. Спосіб за п. 1 або 2, який відрізняється тим, що, щонайменше, один із струмів збудження регулюють таким чином, що, щонайменше, частково компенсуються кругові циклічні зміни товщини повітряного зазору і/або зміни повітряного зазору в окружному напрямку.

7. Спосіб за п. 1 або 2, який відрізняється тим, що вимірюють
товщину повітряного зазору в області, щонайменше, одного полюса (6) ротора та/або
щільність магнітного потоку в повітряному зазорі в області, щонайменше, одного полюса (6) ротора,
і, щонайменше, один із струмів збудження регулюють
в залежності, по меншою мірою, від однієї виміряної товщини повітряного зазору і/або
в залежності, по меншою мірою, від однієї вимірюваної щільності магнітного потоку.

8. Спосіб за п. 1 або 2, який відрізняється тим, що струм збудження, щонайменше, одного полюса (6) ротора
збільшують, якщо товщину повітряно, �слі товщина повітряного зазору в області цього полюса (6) ротора зменшується.

9. Спосіб за п. 1 або 2, який відрізняється тим, що зміна, щонайменше, одного струму збудження здійснюють лише в частині відповідної обмотки (32, 42) полюса та/або зміна, щонайменше, одного струму збудження здійснюють таким чином, що електрично підключають або відключають частину відповідної обмотки (32, 42) полюса.

10. Вітроенергетична установка, що містить
генератор, що містить
статор (2),
індуктор (4), щонайменше, з двома полюсами (6) ротора, кожен з яких має обмотку (32, 42) полюса для генерації k т, що наводиться у відповідному полюсі (6) ротора магнітного поля та
повітряний зазор (8) між статором (2) та індукторів (4),
систему керування для управління, відповідно, одним струмом збудження через кожну з обмоток (32, 42) полюсів, причому
система управління виконана з можливістю:
здійснювати зміну, щонайменше, одного із струмів збудження, щонайменше, по відношенню до одного з інших струмів збудження та/або
здійснювати зміну, щонайменше, одного із струмів збудження в залежності від положення індуктора (4) по відношенню до статора (2).

11. Ветродля кожної обмотки (32, 42) полюси, передбачено індивідуальне засіб керування для зміни, зокрема, дроселювання відповідного струму збудження.

12. Вітроенергетична установка по п. 10 або 11, що містить, принаймні, один засіб вимірювання відстані для вимірювання товщини повітряного зазору в області, відповідно, одного з полюсів (6) ротора та/або, щонайменше, один засіб вимірювання щільності потоку для вимірювання щільності магнітного потоку в повітряному зазорі в області, відповідно, одного з полюсів (6) ротора, причому засіб вимірювання відстані або засіб вимірювання щільності потоку з'єднані з системою управління, так що, щонайменше, один струм збудження може регулюватися залежно від виміряної товщини повітряного зазору і/або в залежності від вимірюваної щільності магнітного потоку.

13. Вітроенергетична установка по п. 10 або 11, відрізняється тим, що генератор (1) виконаний у вигляді кільцевого генератора.

14. Вітроенергетична установка по п. 10 або 11, відрізняється тим, що вітроенергетична установка виконана з можливістю здійснення способу по кожному з пп. 1-9.

15. Синхронний генератор для застосування в вітроенергетичної устано�рощення в електричну енергію, містить:
статор (2),
індуктор (4), щонайменше, з двома полюсами (6) ротора, кожен з яких має обмотку (32, 42) полюса для генерації k т, що наводиться у відповідному полюсі (6) ротора магнітного поля,
повітряний зазор (8) між статором (2) та індукторів (4),
систему керування для управління, відповідно, одним струмом збудження через кожну з обмоток (32, 42) полюсів, причому
система управління виконана з можливістю:
здійснювати зміну, щонайменше, одного із струмів збудження, щонайменше, по відношенню до одного з інших струмів збудження та/або
здійснювати зміну, щонайменше, одного із струмів збудження в залежності від положення індуктора (4) по відношенню до статора (2).



 

Схожі патенти:

Система збудження синхронного генератора з керованої зовнішньої форсировкой

Винахід відноситься до області електротехніки і може бути використано для регулювання збудження синхронних генераторів, що застосовуються в автономних джерелах електричної енергії. Технічним результатом є підвищення точності форсування збудження. В системі збудження синхронного генератора паралельно індуктора (3) підключений зовнішній джерело постійного струму (11) через загальний електронний ключ (12). Послідовно з обмоткою якоря (2) включений трансформатор струму (13), до якого підключений шунт (14) і другий випрямляч (15). Система збудження містить аналого-цифровий перетворювач (16), два регістри пам'яті (17,18), розподільник імпульсів (19), генератор імпульсів (20) стабільної частоти, вичитатель (21), вказує регістр (22), цифровий компаратор (23), два дифференциатора (24,26), RS-тригер (25), логічний елемент АБО (27), шина ПУСК (28), формувач-обмежувач (29), інвертор (30), логічний елемент І (31), з першого 32-1 за N-й 32-N резистори і з першого 33-1 по N-й 33-N секційні електронні ключі. Опір резистора Ri 32-i визначається виразом Ri=R1/2(i-1), де R1 - опір резистора 32-1. 1 іл.

Система воздуждения синхронного генератора з зовнішньої форсировкой

Винахід відноситься до області електротехніки і може бути використано для регулювання збудження синхронних генераторів, що застосовуються в автономних джерелах електричної енергії. Технічний результат - розширення функціональних можливостей, що забезпечують пуск порівняних по потужності з генератором асинхронних двигунів з короткозамкненим ротором, і підвищення надійності. Система збудження включає синхронний генератор (1) з обмотками якоря (2) та індуктора (3), випрямлячі (4), (15), підсумовуючий трансформатор (5) з первинної струмового обмоткою (6), первинною обмоткою напруги (7), вторинною обмоткою (8) і обмоткою управління (9) і коректором напруги (10), зовнішнє джерело постійного струму (11), електронний ключ (12), трансформатор струму (13) з шунтом (14). Система містить аналого-цифровий перетворювач (16), регістри пам'яті (17,18), розподільник імпульсів (19), генератор імпульсів (20) стабільної частоти, вичитатель (21), дешифратор (22), затиски (23, 24) для підключення навантаження, RS-тригер (25), диференціатор (26), логічні елементи АБО (27)І (31), шину ПУСК (28), формувач-обмежувач (29), інвертор (30). 1 іл.

Пристрій для пуску і безщіткового порушення безконтактної синхронної машини

Винахід відноситься до області електротехніки і може бути використане для збудження і пуску синхронних безконтактних електричних машин спеціального призначення, наприклад в бортових системах змінного струму постійної частоти 400 Гц. Технічний результат - розширення функціональних можливостей збудника за рахунок забезпечення роботи в руховому і генераторному режимах при зменшенні витрат матеріалів, підвищення ККД, спрощення конструкції і зниження матеріаломісткості виготовлення збудника. Пристрій включає основну синхронну машину (1), звернений синхронний збудник (2) основний синхронної машини в загальній магнітній системі з асинхронним подвозбудителем, виконаним у вигляді асинхронного двигуна, обмотку збудження синхронного збудника, розташовану на роторі обмотку, що обертається напівпровідниковий перетворювач і регулятор збудження. Воно забезпечене комутатором режимів (7), вимірником (8) частоти обертання ротора основний синхронної машини з входом і виходом і перемикачами (9, 10) обмотки, при цьому остання виконана у вигляді котушкових груп в неявнополюсной магнітній системі статора і ротора, а магнітна система виконана поєднаної з магн�рного режиму роботи. 3 іл.

Пристрій електромеханічного управління

Винахід відноситься до області електротехніки і може бути використане в електроприводі. Технічний результат - збільшення частоти обертання валу електродвигуна без збільшення споживання енергоресурсів. Пристрій електромеханічного управління введені другий синхронний електродвигун і другий блок з трьох автоматичних розчіплювачів. Перший, другий і третій виходи блоку з трьох комутаторів з'єднані відповідно з першим, другим і третім входами другого синхронного електродвигуна, жорстко пов'язаного з першим синхронним електродвигуном, а перший, другий і третій виходи синхронного генератора з'єднані відповідно з першим, другим і третім входами другого блоку з трьох автоматичних розчіплювачів, має перший, другий і третій виходи, відповідно з'єднані з першим, другим і третім входами першого блоку з трьох автоматичних розчіплювачів, четвертий, п'ятий і шостий виходи, відповідно з'єднані з першим входом першого стабілізатора змінної напруги, з другими входами першого і другого стабілізатора змінної напруги і з першим входом другого стабілізатора змінної напруги, що має окремий вхід, з'єднаний

Спосіб налаштування параметрів регулятора збудження синхронного електричного генератора

Винахід відноситься до області електротехніки і може бути використане для керування синхронними генераторами на підприємствах, що виробляють електричну енергію. Технічний результат - забезпечення автоматичної оптимізації параметрів регулятора збудження синхронного генератора на етапі введення обладнання в експлуатацію без дестабілізуючого впливу на енергосистему і без порушення її стійкості. Для цього встановлюють параметри регулятора збудженням по відхиленню від уставки одного з його вихідних сигналів, початкове значення критерію оптимізації параметрів регулятора Е0, нове значення оптимізується параметра регулятора у відповідності з формулою, змінюють уставку регульованого вихідного сигналу на постійну величину на фіксований час, вимірюють величину і тривалість перехідного процесу вихідного сигналу генератора за вказаними змін уставки, обчислюють нове значення критерію оптимізації Е у відповідності з формулою і встановлюють значення Е0 і параметра так, що при виконанні умови Е<Е0 або при одночасному виконанні умови: Е≥Е0 і (E-E0)/c>βi встановлюють Е0=Е, а параметр не змінюють. Інакше повертають параметр до вихідному�редньою швидкості зміни величини Е0 до заздалегідь встановленого значення, де βi - випадкова величина, рівномірно розподілена на інтервалі [0,1], с - постійна позитивна величина, що визначає швидкість оптимізації параметрів регулятора. 1 іл.

Пристрій електромеханічного управління

Винахід відноситься до області електротехніки і може бути використане для управління генератором

Пристрій електромеханічного управління

Винахід відноситься до області електротехніки і може бути використане для управління генератором

Система збудження синхронного генератора

Винахід відноситься до області електротехніки і може бути використане в електричних машинах для регулювання збудження синхронних генераторів, що застосовуються в автономних джерелах електричної енергії

Пристрій захисту фазоопережающей навантаження електрогенератора з самозбудженням

Винахід відноситься до області електротехніки і може бути використане для захисту автоматичного регулятора напруги від противоэлектродвижущей сили, створюваної реакцією арматури електрогенератора при приєднанні до нього фазоопережающей навантаження

Пристрій управління вихідним сигналом генератора

Винахід відноситься до області електротехніки і може бути використане в пристрої керування вихідною напругою електрогенератора із засобом стабілізації вихідної напруги, що враховує вплив підвищення намагніченості при підключенні навантаження фазоопережающей

Машина на постійних магнітах з ковзанням

Винахід відноситься до системи перетворення механічної енергії в електричну, яка, зокрема, підходить для використання в системах перетворення вітрової енергії. Технічний результат полягає у створенні перетворювача вітрової енергії в електричну з прямим приводом і безпосереднім з'єднанням з мережею. Система включає дві магнітно розділені машини з постійними магнітами, пов'язані вільно обертовим ротором, на якому розташовані постійні магніти. Першою машиною зазвичай є синхронний генератор, а другий машиною є асинхронний генератор. Синхронний генератор має нерухомий статор, який може бути з'єднаний з електричною системою, такий як електрична мережа. Асинхронний генератор має ротор, який може бути з'єднаний з системою механічного приводу, такий як, наприклад, вітрова турбіна. 3 н. і 12 з.п. ф-ли, 19 іл.

Високошвидкісна безконтактна електрична машина (варіанти)

Винахід відноситься до галузі електромашинобудування і може бути використано в якості джерел електричної енергії автономних систем електропостачання. Технічний результат полягає в підвищенні надійності та енергоефективності, а також у підвищенні вихідної потужності безконтактної електричної машини. У безконтактній електричній машині вал з ротором виконані у вигляді циліндра постійного перерізу з пазами для обертових випрямлячів. При цьому діаметр рухомого магнітопровода обертового трансформатора дорівнює діаметру ротора, а діаметр розточення нерухомого магнітопровода обертового трансформатора дорівнює діаметру розточки статора. 2 н. п. ф-ли, 4 іл.

Индукторний генератор із вбудованим силовим випрямлячем

Винахід відноситься до електротехніки, а саме до индукторним генераторів постійного струму, і може бути використаний в якості автономного джерела електроенергії з обмеженим осьовим габаритом. Технічний результат, що досягається винаходом, полягає в зниженні осьового габариту вбудованого в генератор випрямляча. Зазначений технічний результат досягається шляхом того, що тепловідводи вбудованого в генератор випрямляча виконані у вигляді двох алюмінієвих шин (кілець) з вентиляційними отворами, частина яких запресовані діоди, причому мінусова шина розташована в пазу підшипникового щита, а плюсова - на корпусі генератора. 2 іл.

Занурювальний синхронний електродвигун

Винахід відноситься до області електротехніки, а саме - до електродвигунів з великим відношенням довжини до діаметра, і може бути використане при конструюванні електродвигунів, які використовуються в якості приводу в заглибних насосних установках для видобутку пластової рідини з свердловин. Технічний результат, на досягнення якого спрямоване дане винахід, полягає в підвищенні надійності роботи і збільшення терміну експлуатації електродвигуна, а також підвищення технологічності процесу його виготовлення. Пропонований занурювальний синхронний електродвигун містить статор, у корпусі якого встановлений шихтованний магнітопровід з радіальними зубцями на внутрішній поверхні, всередині статора встановлений ротор, що складається з m складальних пакетів, розділених між собою проміжними підшипниками, на зовнішній поверхні ротора також розташовані зубці, між ротором і статором є гарантований зазор, а на полюсах статора намотані ідентичні індуктивні котушки, сполучені у фази, при цьому кожна фаза складається з двох паралельних гілок, кожна з яких включає в себе послідовно з'єднані діод і котушки, діоди в паралельних гілках мають зустрічний вк�ін, виконаний з діелектричного матеріалу, діоди зібрані в випрямний блок, встановлений в статорі, число проміжних підшипників ротора становить m+1, а ротор зафіксований в статорі за рахунок установки підшипників з натягом. 4 з.п. ф-ли, 2 іл.

Генератор

Генератор // 2488210
Винахід відноситься до області електротехніки і стосується особливостей конструктивного виконання електричних машин, зокрема синхронних генераторів індукторного типу, застосовуваних, наприклад, в автотракторному електрообладнанні

Стабілізований аксіальний генератор постійного струму

Винахід відноситься до електротехніки, зокрема до електричних машин постійного струму

Генератор вентильного типу

Винахід відноситься до області електротехніки, зокрема до електричних машин, і стосується особливостей виконання генераторів постійного струму вентильного типу

Пристрій управління вихідним сигналом генератора

Винахід відноситься до області електротехніки і може бути використане в пристрої керування вихідною напругою електрогенератора із засобом стабілізації вихідної напруги, що враховує вплив підвищення намагніченості при підключенні навантаження фазоопережающей

Електрична машина

Винахід відноситься до області електротехніки та електромашинобудування, зокрема до електричних машин змінного струму широкого застосування

Пристрій для генерації змінного струму і спосіб генерації вихідного змінного струму

Винахід відноситься до області електротехніки, до виробництва електроенергії, зокрема до особливостей виконання генераторів електроенергії та пов'язаних з ними систем електропостачання

Вентильно-индукторний двигун

Винахід відноситься до галузі електромашинобудування і може бути використано в якості електродвигуна автономних об'єктів. Технічним результатом є підвищення надійності, енергоефективності і вихідний потужності вентильно-індукторного двигуна. Вентильно-индукторний двигун містить корпус, в якому встановлені з можливістю відносного обертання індуктор і якір. На індукторі і якорі розташовані зубці і пази. Котушки збудження, розташовані в пазах якоря, через керовані вентильні ключі з'єднані з джерелом постійної напруги. Кількість зубців якоря дорівнює кількості зубців індуктора. Додатково в торцевій частині встановлено n правих електромагнітів і n лівих електромагнітів. При цьому відношення ширини зубця індуктора і якоря до зубцовому поділу індуктора знаходиться в проміжку 0,35-0,45, відношення ширини паза індуктора і якоря до зубцовому поділу індуктора - у проміжку 0,55-0,65, а висота зубця індуктора і якоря дорівнює 4 висот повітряного зазору. 1 іл.
Up!