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invention
Fédération de Russie Patent RU2225531

Moulins à vent (éolienne)

Moulins à vent (éolienne)

Nom de l'inventeur:. NI Bogatyrev; Vanurina VN. Kurzin NN. Kramer AS. Zaitsev EA. Erashov DA
Le nom du titulaire du brevet: Université agraire d' Etat Kuban
Adresse de correspondance: 350044, Krasnodar, ul. Kalinina, 13, kgAu, FEC
Date de début du brevet: 01.07.2002

L'invention concerne l'industrie de l'énergie électrique et est conçu pour convertir l'énergie éolienne en électricité avec des paramètres stables de la fréquence de sortie et de la tension. Le résultat technique consiste à stabiliser la fréquence et la tension du générateur sur une large plage de variation de la charge du vent est atteint en raison du fait que la centrale éolienne comprend un embrayage électromagnétique avec commande de la bobine, les condensateurs supplémentaires stabilisation de la tension de dispositif conformateur d'impulsions, le maître fréquence de l'oscillateur, l'unité de synchronisation et l'amplificateur , l'éolienne par l'intermédiaire d'un dispositif de transmission relié au capteur de vitesse et l'arbre d'entraînement d'un embrayage électromagnétique, dont l'arbre de sortie est relié au rotor de n pôles génératrice asynchrone multiples, qui enroulements sont reliés à l'entrée de l'unité de commutation, dont la sortie est reliée à des condensateurs d'excitation des condensateurs supplémentaires aux bornes de sortie , un dispositif de régulation de tension et le générateur d'impulsions qui est reliée à la première entrée du dispositif de synchronisation, en tant que seconde entrée reliée à la fréquence d'oscillateur maître, l'unité de synchronisation de sortie connectée à l'entrée de l'amplificateur, et celui-ci - par une commande d'embrayage électromagnétique d'enroulement.

DESCRIPTION DE L'INVENTION

L'invention concerne l' énergie, en particulier des installations d'énergie éolienne et est destiné à la conversion de l' énergie éolienne en énergie électrique à un réglage de la fréquence et de tension stables.

Connu "éolienne accumulateur d'énergie inertielle» (a. P. 951 626, ICI H 02 P 9/42 de 15.08.82g.), Contenant la roue du vent, l'arbre de sortie est reliée à l'arbre de l'alternateur relié à l'unité et de contrôle d'entraînement et à condition en outre la machine électrique et le générateur de courant alternatif est réalisé sous la forme d'une machine asynchrone à rotor à cage d'écureuil, l'arbre et la machine asynchrone supplémentaire est relié à l'arbre de l'énergie d'inertie de la batterie.

L'inconvénient de ce dispositif est la performance énergétique faible parce que la conversion de puissance multiple.

Le plus proche l'essence technique de l'invention est (voir. RU Patent 2,133,375, F 03 D 7/00 du 20.07.1997, the), composé d'une unité de turbine éolienne de vitesse, capteur de vitesse, n pôles générateur asynchrone avec dispositif de commutation condensateur d'excitation. Dans le même connexion de charge se produit en fonction de la vitesse du vent.

L'inconvénient de cette solution technique est la performance énergétique faible dans une gamme de pôles et de basse fréquence de commutation et de la stabilité de la tension.

La solution technique de la présente invention est d'éliminer ces inconvénients, à savoir la stabilisation de la fréquence et la tension du générateur à une large gamme de charge du vent.

L'objet déclaré est atteint en ce que l'installation de puissance du vent, constitué d'une éolienne, le dispositif de transfert, le capteur de vitesse, n pôles générateur asynchrone avec dispositif de commutation condensateur d'excitation comprend en outre un embrayage électromagnétique avec commande de la bobine, les condensateurs supplémentaires impulsion de stabilisation de la tension de l'appareil shaper définissant unité de synchronisation de fréquence de l'oscillateur et un amplificateur, dans lequel l'éolienne par l'intermédiaire d'un dispositif de transmission relié au capteur de vitesse et l'arbre d'entraînement d'un embrayage électromagnétique, dont l'arbre de sortie est raccordé au rotor de n pôles asynchrone générateur multiples dont les enroulements sont connectés à l'entrée de l'unité de commutation, dont la sortie est reliée à des condensateurs d'excitation des condensateurs supplémentaires aux bornes de sortie, le dispositif de régulation de tension et le générateur d'impulsions qui est reliée à la première entrée du dispositif de synchronisation, en tant que seconde entrée est reliée à la fréquence d'oscillateur maître, l'unité de synchronisation de sortie connectée à l'entrée de l'amplificateur, et celui-ci - par une commande d'embrayage électromagnétique d'enroulement.

La nouveauté des solutions techniques en raison du fait qu 'il comprend en outre un embrayage électromagnétique de commande de la bobine, des condensateurs supplémentaires, un dispositif de stabilisation de tension, conformateur d'impulsions, la fréquence de l'oscillateur maître, l'unité de synchronisation et d'un amplificateur, ce qui permet de stabiliser la tension et la fréquence du pôle N asynchrone générateur multiple dans de larges changements limits l'écoulement du vent.

Selon la littérature auteur scientifique, technique et des brevets ne connaît pas la combinaison revendiquée de caractéristiques visant à la réalisation de la tâche, et cette décision ne suit pas de toute évidence de l'art antérieur, ce qui permet de conclure que le niveau de solutions de l'invention.

BREVE DESCRIPTION DES DESSINS

Moulins à vent (éolienne)

1 est un diagramme schématique

2 - des graphiques pour expliquer le fonctionnement du circuit

3 - Installation mécanique

L'installation d'énergie éolienne comprend une éolienne 1 couplé au dispositif de transmission 2 (le multiplicateur), la sortie de l'émetteur est relié à un capteur de vitesse 3 et l'arbre d'entraînement 4, l'embrayage électromagnétique 5 possédant une bobine de commande 6 et l'arbre de sortie 7 relié au rotor 8n pôles générateur multiple asynchrones 9, les enroulements 10 et 11 connectés à l'unité de commutation d'entrée 12, dont la sortie est reliée condensateurs entraînement 13, le condensateur supplémentaire 14 aux bornes de sortie 15, un dispositif régulateur de tension 16 et le générateur d'impulsions 17 qui est reliée à la première entrée de l'unité de synchronisation 18, et sa seconde entrée reliée à la fréquence de l'oscillateur maître 19, l'unité de synchronisation de sortie connectée à l'entrée de l'amplificateur 20 qui est relié à l'enroulement de commande de l'embrayage électromagnétique 5 6.

Comme toute une hélice éolienne énergie mécanique en transducteur mécanique, n-multipolaire génératrice asynchrone 9 avec un nombre différent de paires de pôles de conception standard peut être utilisé avec un court-circuit rotor 8. Comme l'embrayage électromagnétique 5 peut être utilisé avec la vitesse asynchrone ou poudre rotation admissible et transmis le couple. unité de commutation 12 commute les enroulements de l'alternateur à haute vitesse et peut être contact et sans contact. En tant que stabilisateur de tension 16 applique un dispositif de commande de largeur d'impulsion ou équivalent avec un minimum de pertes dans les éléments de régulation. Pulse shaper 17 génère des impulsions courtes lors du passage par zéro de tension d'onde sinusoïdale (figure 2, U syn). La fréquence d'horloge de 19 génère des impulsions de forme rectangulaire fréquence prédéterminée, par exemple 100 Hz (figure 2, le U arrière). Dispositif de synchronisation 18 compare la phase entre la fréquence du générateur asynchrone et le maître fréquence d'horloge et génère une impulsion de commande (fig. 2, i Ex) qui est amplifié par l' amplificateur 20 et commande le fonctionnement de l'embrayage électromagnétique. 3 a une actionneurs de sortie du capteur de vitesse (pistes, les impulsions) du nombre égal au nombre de paires de pôles de commutation du générateur.

Windmills TRAVAUX QUI SUIT

À l'instant initial de la bobine 6 de l'embrayage électromagnétique 5 est fourni un couple maximum de tension continue générée et le rotor 8n pôles multiples génératrice asynchrone tournant à une vitesse de l'arbre d'entraînement 4. L'unité de commutation 12 connecte les condensateurs d'excitation 13, et 14 à 11 du générateur d'enroulement avec beaucoup le nombre de paires de pôles.

Lorsque vous atteignez la vitesse du vent, respectivement 1 hélice et rotor 8 n pôles multi-génératrice asynchrone 9, la dernière vitesse réglée est élevée et la tension fournie à la charge (fonctionnement point A sur les caractéristiques mécaniques de l'installation, la figure 3). Une nouvelle augmentation de la vitesse de la roue éolienne 1 et l'arbre d'entraînement 4, l'embrayage électromagnétique 5 (segment A-B, 3) provoque une diminution du courant d'entraînement i dans l'enroulement 6 Ex embrayage électromagnétique 5 (ralenti, 2). Le rotor 8 n pôles asynchrone multi-générateur 9 tout en tournant à une vitesse constante et génère une fréquence stable, étant donné un générateur de fréquence prédéterminée 19.

Lors de la connexion de la charge aux bornes de sortie 15 (A, B, C), l'arbre de couple de résistance n pôles asynchrones multi - générateur 9 augmente, la fréquence de n pôles asynchrones multiples générateur 9, les décalages de phase, la durée d'impulsion i l' exercice, et par conséquent le courant équivalent contrôler le embrayage électromagnétique 5 augmente, le couple de l'embrayage électromagnétique 5 et la vitesse du rotor est de 8n pôles asynchrone multi-générateur 9 est stabilisée, donc stabilisé, et la fréquence du courant (charge 2).

Ainsi, dans la gamme des vitesses de A à B (3) par glissement dans l'embrayage électromagnétique 5 est stabilisé vitesse et la fréquence de la génératrice asynchrone n-multipolaire 9.

Avec nouvelle augmentation de la vitesse du vent et la vitesse de l'arbre d'entraînement 4 de rotation, l'embrayage électromagnétique 5 (au-dessus du point B, figure 3) du capteur de vitesse 3 et délivre une unité de commutation de signal 12 commute les condensateurs 13 et 14 à la bobine 10 avec un plus petit nombre de paires de pôles et le processus de stabilisation de fréquence et la vitesse est similaire à celui décrit précédemment.

Dans toutes les conditions sur le régulateur de tension de déviation 16 régule les condensateurs supplémentaires courant capacitif 14, stabilisant ainsi la tension du générateur asynchrone à plusieurs n pôles.

Le point C sur la figure 3 limite la plage de vitesse pour la résistance mécanique des éléments rotatifs et est déterminée par les spécifications du client et le fabricant.

REVENDICATIONS

installation d'énergie éolienne, se composant d'une turbine éolienne, le dispositif de transfert, le capteur de vitesse, n pôles génératrice asynchrone avec le dispositif de commutation de condensateur d'excitation, caractérisé en ce qu 'il comprend en outre un embrayage électromagnétique de commande de la bobine, des condensateurs supplémentaires stabilisation de la tension du dispositif, le générateur d'impulsions, le maître fréquence de l'oscillateur synchronisation de l'appareil et la puissance de l'éolienne par l'intermédiaire d'un dispositif de transmission relié au capteur de vitesse et l'arbre d'entraînement d'un embrayage électromagnétique, dont l'arbre de sortie est relié au rotor de n pôles multiples générateur asynchrone, dont les enroulements sont connectés à l'entrée de l'unité de commutation, dont la sortie est reliée à des condensateurs d'excitation supplémentaire condensateurs aux bornes de sortie, le dispositif de régulation de tension et le générateur d'impulsions qui est reliée à la première entrée du dispositif de synchronisation, en tant que seconde entrée reliée à la fréquence de l'oscillateur maître, l'unité de synchronisation de sortie connectée à l'entrée de l'amplificateur et celui-ci - avec une commande d'embrayage électromagnétique d'enroulement.

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Date de publication 31.01.2007gg