×
10.07.2019
219.017.affa

УСТРОЙСТВО ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к области электротехники и гидромашиностроения и может быть использовано в микро- и малых гидроэлектростанциях. Эксплуатация микро-ГЭС, вырабатывающих электроэнергию на малых водотоках, сопряжена с решением проблемы регулирования частоты вращения гидроагрегата. Выработка качественной электроэнергии усложняется в наиболее распространенном режиме работы микро-ГЭС на локальную сеть. Известны технические решения, в которых система регулирования обеспечивается за счет следящей электрической системы регулирования выдаваемой в сеть электроэнергии либо путем воздействия на направляющий аппарат активной гидротурбины. Недостатками таких систем регулирования является необходимость преобразования подаваемой в сеть электрической энергии либо наличие в схеме регулирования множества громоздких и ненадежных дополнительных управляющих и промежуточных элементов воздействия на гидротурбину, которые отражаются на энергетических показателях гидроагрегата. Технический результат, достигаемый при использовании настоящего изобретения, состоит в обеспечении стабилизации напряжения и частоты вращения гидроагрегата при колебаниях напора воды или нагрузки сети при одновременном достижении простоты регулирования частоты вращения устройства преобразования электроэнергии, повышения его эксплуатационной надежности и качества выдаваемой в сеть электроэнергии. Для достижения указанного технического результата в предлагаемом устройстве преобразования электрической энергии, содержащем гидротурбину и гидрогенератор, в качестве регулирующего органа используется установленный на одном валу с гидротурбиной и гидрогенератором вспомогательный синхронный электродвигатель малой относительно гидрогенератора мощности, питающийся от блока управления. 1 ил.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к производству, преобразованию и распределению электрической энергии, в частности к гидромашиностроению, и может быть использовано в микро- и малых гидроэлектростанциях (ГЭС).

Эксплуатация микроГЭС, вырабатывающих электроэнергию на малых водотоках, сопряжена с решением проблемы регулирования частоты вращения гидроагрегата. Выработка качественной электроэнергии усложняется в наиболее распространенном режиме работы микроГЭС на локальную сеть.

Существует два способа регулирования гидроагрегата - воздействием на выходные электрические параметры гидрогенератора или на направляющий аппарат активной гидротурбины.

Известны технические решения, в которых система регулирования обеспечивается за счет следящей электрической системы регулирования выдаваемой в сеть электроэнергии на базе микропроцессорной техники [Ветроэлектростанция. Патент RU 70940, МПК F03D 9/00. Опубл. 20.02.2008].

Недостатком такой системы регулирования является необходимость преобразования выдаваемой в сеть электрической энергии.

Известно техническое решение, в котором направляющий аппарат активной гидротурбины содержит подводящее сопло с верхней и нижней стенками. С целью простоты регулирования частоты вращения гидроагрегата предложена конструкция направляющего аппарата активной гидротурбины, в которой в качестве регулирующего подачу воды органа внутри сопла установлена задвижка, отсекающая часть потока воды, поступающего на колесо гидротурбины [Направляющий аппарат активной турбины. Патент RU 465486, МПК F03В 1/02. Опубл. 10.07.1975].

Недостатком такой конструкции является малое быстродействие регулирующего органа. Этот недостаток устраняется в устройстве, описанном в патенте [Устройство регулирования скорости гидроэлектрических агрегатов. Патент RU 811416, МПК H02K 7/18. Опубл. 03.07.1981].

Устройство содержит генератор с корпусом, на валу которого посажена турбина, водонаправляющий аппарат. Торцовые части корпуса генератора выполнены в виде кольцевых втулок, каждая из которых размещена во внешней втулке, жестко соединенной с общим основанием. На одной из втулок корпуса генератора выполнен винтовой паз, в зацепление с которым входит палец. К торцовой части корпуса генератора прикреплена пружина. Устройство содержит также ограничительные упоры.

Недостатком известного устройства является сложность и ненадежность регулирования скорости гидроагрегатов микроГЭС в связи с наличием в схеме регулирования множества громоздких и ненадежных дополнительных управляющих и промежуточных элементов воздействия на турбину.

Задачей изобретения является упрощение регулирования частоты вращения гидроагрегата, повышение эксплуатационной надежности устройства регулирования скорости гидроагрегата и повышение качества выдаваемой в сеть электроэнергии. Использование изобретения обеспечивает получение технического результата, заключающегося в стабилизации напряжения и частоты.

Получение указанного технического результата обеспечивается тем, что в устройстве преобразования электрической энергии, содержащем гидротурбину и гидрогенератор, на одном валу с гидротурбиной и гидрогенератором установлен вспомогательный синхронный электродвигатель, обмотка статора которого подключена к выводам гидрогенератора, а обмотка возбуждения подключена к блоку управления.

Сущность изобретения поясняется чертежом.

Устройство преобразования электрической энергии состоит из гидротурбины 1 гидрогенератора 2, блока управления 4 и вспомогательного синхронного электродвигателя 3, установленного на одном валу с гидротурбиной 1 и гидрогенератором 2.

Устройство преобразования электрической энергии работает следующим образом. При отсутствии нагрузки в сети начальный реактивный момент статора гидрогенератора 2, вызываемый током возбуждения, уравновешивается тормозным моментом, обусловленным механическими потерями, что соответствует использованию гидротурбиной 1 той части энергии водяной струи, которая необходима для вращения гидрогенератора 2 в режиме холостого хода.

При увеличении нагрузки сети вплоть до номинальной вспомогательный синхронный электродвигатель 3 работает в режиме холостого хода и выполняет роль синхронного компенсатора. В перевозбужденном вспомогательном синхронном двигателе 3 появляется реактивная (емкостная) составляющая тока, улучшающая качество электроэнергии в сети.

Скорость вращения вспомогательного синхронного электродвигателя 3 остается строго постоянной при всех режимах его работы. Однако для этого к его статорной обмотке необходимо подавать от блока управления 4 ток номинальной частоты.

Блок управления 4 содержит сегментные генераторы, обмотка возбуждения и статорные обмотки которого соединены с диодами схемы выпрямления, которые, в свою очередь, соединены с регулятором напряжения и аккумуляторной батареей, трансформатор, диод и конденсатор, причем первичные обмотки трансформатора соединены со статорными обмотками, а вторичная обмотка через диод соединена с конденсатором, обкладки которого соединены с регулятором и массой.

С уменьшением напора воды, поступающей на гидротурбину 1, либо с увеличением тока в сети вспомогательный синхронный электродвигатель 3 нагружается путем подъема тока возбуждения. Так как полезная мощность вспомогательного синхронного электродвигателя 3 на валу, общем с гидротурбиной 1 и гидрогенератором 2, изменяется точно пропорционально создаваемому моменту, процесс регулирования упрощается.

Установка на общем валу вспомогательного синхронного электродвигателя 3 повышает синхронизирующую мощность гидрогенератора 2, обеспечивая его работу без выпадения из синхронизма с сетью даже при значительных изменениях момента.

Предлагаемая конструкция устройства преобразования электрической энергии позволяет упростить регулирование частоты вращения гидроагрегата при колебаниях напора воды или нагрузки сети, что повышает надежность системы регулирования и качество выдаваемой в сеть электроэнергии.

Устройство преобразования электрической энергии, содержащее гидротурбину, гидрогенератор, отличающееся тем, что на одном валу с гидротурбиной и гидрогенератором установлен вспомогательный синхронный электродвигатель, обмотка статора которого подключена к выводам гидрогенератора, а обмотка возбуждения подключена к блоку управления.
Источник поступления информации: Роспатент

Showing 1-1 of 1 item.
10.11.2013
№216.012.8028

Обмотка электрической машины переменного тока

Изобретение относится к области электротехники и электромашиностроения, а именно к синхронным ветрогенераторам и генераторам для малых ГЭС, в которых используется обмотка статора с дробным числом пазов на полюс и фазу, и может быть использовано в ветростанциях и малых ГЭС. Сущность изобретения...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002498481
Дата охранного документа: 10.11.2013
Showing 1-10 of 20 items.
10.11.2013
№216.012.8028

Обмотка электрической машины переменного тока

Изобретение относится к области электротехники и электромашиностроения, а именно к синхронным ветрогенераторам и генераторам для малых ГЭС, в которых используется обмотка статора с дробным числом пазов на полюс и фазу, и может быть использовано в ветростанциях и малых ГЭС. Сущность изобретения...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002498481
Дата охранного документа: 10.11.2013
10.03.2014
№216.012.a95a

Способ получения керамики на основе ортофосфатов редкоземельных элементов

Изобретение относится к получению керамики на основе ортофосфатов редкоземельных элементов и может быть использовано для изготовления конструктивных элементов в энергетических установках, в частности, в высокотемпературных микротурбогенераторных установках для малой энергетики. Получают...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002509069
Дата охранного документа: 10.03.2014
27.07.2014
№216.012.e2e5

Устройство магнитной левитации и поперечной стабилизации транспортного средства

Изобретение относится к области магнитолевитационной транспортной технологии, а именно к конструкции устройства магнитной левитации и поперечной стабилизации. Устройство магнитной левитации и поперечной стабилизации транспортного средства содержит бортовые сверхпроводниковые обмотки левитации и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002523875
Дата охранного документа: 27.07.2014
20.08.2014
№216.012.ea54

Катальная гора с магнитолевитационным транспортным средством

Изобретение относится к индустрии развлечений, а именно к конструкции аттракциона - катальной горы. Технический результат - обеспечение надежной эксплуатации аттракциона на основе левитации, вертикальной и горизонтальной стабилизации транспортного средства, безопасное торможение транспортного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002525796
Дата охранного документа: 20.08.2014
20.09.2014
№216.012.f46e

Способ активации высокотемпературных сверхпроводников в области криогенных температур ниже критического значения и устройство для его осуществления

Изобретение относится к электротехнике, к средствам для использования эффекта сверхпроводимости, и может быть использовано в установках для активации высокотемпературных сверхпроводников (ВТСП). Технический результат состоит в повышении технологичности и качества процесса намагничивания. После...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002528407
Дата охранного документа: 20.09.2014
10.01.2015
№216.013.191b

Композиция для получения покрытия для снижения механических потерь высокоскоростного ротора электрической машины

Композиция для получения покрытия для снижения механических потерь высокоскоростного ротора электрической машины относится к гибридным органо-неорганическим нанокомпозиционным покрытиям, способным снижать механические потери высокоскоростного ротора электрической машины в охлаждающей...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002537855
Дата охранного документа: 10.01.2015
20.01.2015
№216.013.1eb7

Устройство магнитной левитации транспортного средства

Изобретение относится к области магнитолевитационной транспортной технологии. Устройство магнитной левитации транспортного средства включает вертикально установленные электродвигатели с торцевыми магнитными колесами на валу и электропроводящим элементом. Электродвигатели установлены в активной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002539304
Дата охранного документа: 20.01.2015
20.08.2015
№216.013.6f3d

Состав для выравнивания профиля приемистости нагнетательных скважин

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и используется для регулирования профилей приемистости нагнетательных скважин. Состав для выравнивания профиля приемистости нагнетательных скважин, содержащий соль алюминия и воду, в качестве соли алюминия содержит хлорид и/или сульфат...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002560047
Дата охранного документа: 20.08.2015
25.08.2017
№217.015.c98c

Магнитный полюс из постоянных магнитов на базе редкоземельных металлов магнитолевитационного транспортного средства

Изобретение относится к магнитным подвескам для транспортных средств. Магнитный полюс магнитолевитационного транспортного средства содержит совокупность постоянных магнитов на базе редкоземельных элементов и несущую часть конструкции. Постоянные магниты собраны по схеме массива Хальбаха....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002619485
Дата охранного документа: 16.05.2017
17.02.2018
№218.016.2ddd

Выдвижная спортивная или концертная крупногабаритная площадка

Выдвижная спортивная или концертная крупногабаритная площадка относится к области магнитолевитационных устройств, а именно к конструкции выдвижного поля стадиона или сцены с большими габаритами и массой на основе магнитной левитации и линейной тяги. Плоский каркас 1 в статическом режиме...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002643594
Дата охранного документа: 02.02.2018
+ добавить свой РИД