SU1078574A1 - Способ управлени асинхронным вентильным ветрогенератором - Google Patents

Abstract

1. СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ АСИНХРОННЫМ ВЕНТИЛЬНЬЛМ ВЕТРОГЕНЕРАТОРОМ С вентильным преобразователем частоты в статорной цепи, при котором измер ют регулируемый параметр, сравнивают его с згщанным значением и формируют сигнал управлени  частотой переключени  вентилей указанного преобразовател  частоты, о т л и ;ч а Ю щ и и с   тем, iTO, с целью ;уменьшени  установленной мощности и снижени  массогабаритных покаэате- лей асинхронной машины, контролируют сигнал управлени  частотой переключени  вентилей вентильного преоб разовател  частоты, сравнивают его ;с уставкой, определ емой насыщением, .магнитной цепи генератора, н при достижении контролируемым сигналом величины,большей уставки, переклю- , чают фазы обмотки статора из схемы соединени  треугольник в схему соедй:нени  звезда, а при снижении контролируемого сигнала до величины, мень (О Шей уставки, переключают фазы обмот;ки статора асинхронного генератора ;из схемы соединени  звезда в схему I соединени  треугольник. М 00 сл 41

Description

2, Способ по п. 1, отличающийс  тем, что измер ют напр жение на выходе асинхронного вентильного ветрогенератора и измен ют уставку пропорционально измеренному напр жению.

Изобретение относитс  к получению и преобразованию электроэнергии, а именно,к способам управлени  асинхронными генераторами, работающими в составе ветроустановок.

Известны способы управлени  асинхронными генераторами с вентильными преобразовател ми в цепи статора, напр жение которых стабилизируют, регулиру  частоту тока статора в функции отклонени  выходного напр жени  от заданного. При указанном регулировании управл ющим  вл етс  сигнал, поступагадий на вход задающего генератора преобразовател  регулируемой частоты ij .

Недостатком такого управлени  асинхронным генератором, работающим в составе ветроустановки, где мощность генератора соизмерима-,с мощностью ветродвигател ,  вл етс  резкое снижение частоты вращени  привод-ого вала при увеличении электрической нагрузки генератора выше максимальной мощности, развиваемой ветроприводом . Это приводит к выходу ветроэлектрической установки из рабочего режима.

Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  способ управлени  асинхронным вентильным генератором, согласно которому частоту тока статора регулируют воздействием на управл ющий сигпал задающего генератора вентильного преобразовател  регулируемой частоты в цепи статора асинхронной мащины в функции максимальной мощности,развиваемой ветроприводом. При этом дл  определени  электрической мощности измер ют выходное напр жение генератора 2 .

Известный способ позвЪл ет расширить диапазон рабочих частот вращени  вала ветропривода вниз от номинальной , однако при значительном расширении диапазона частот вращени  нужно увеличивать массу и гаьариты асинхронной машины, так как ее номинальную частоту вращени  приходитс  выбирать близкой к номинальной рабочей частоте вращени  ветропривода, чтобы исключить резкое увеличение намагничивающего тока вследствие насыце и  магнитной цепи. Чтобы обес печить достаточную перегрузочную способность при максимальной рабочей частоте вращени  вала, приходитс 

увеличивать номинальную установленную мощность асинхронной машины. Цель изобретени  - уменьшение установленной мощности асинхронной машины и снижение ее массогабаритных показателей.

Указанна  цель достигаетс  тем, что согласно способу управлени  асинхронным вентильным ветрогенератором

Q с вентильным преобразователем частоты в статорной цепи, при котором измер ют регулируемый параметр, сравнивают его с заданным значением и формируют сигнал управлени  частотой

переключени  вентилей указанного

преобразовател  частоты, контролируют сигнал управлени  частотой переключени  вентилей указанного преоб- разовател  частоты, сравнивают его с уставкой, определ емой насыщением

0 магнитной цепи генератора, и при достижении контролируемым сигналом величины, большей уставки, переключают фазы обмотки статора из схемы соединени  треугольник в схему соеди5 нени  звезда, а при снижении контролируемого сигнала до величины, меньшей уставки переключают фазы обмотки статора асинхронного генератора ин схемы соединени  звезда в схему

0 сравнени  треугольник.

Причем измер ют напр жение на выходе асинхронного вентильного ветрогенератора и измен ют уставку I пропорционально измеренному напр 5 жению.

На . 1 приведена блок-схема устройства, осуществл ющего предлагаемый способ; на фиг. 2 - то же, вариант 1иа фиг. 3 - диаграмма, поQ  сн кща  работу асинхронного вентильного генератора.

Устройство содержит приводной ветродвигатель 1, который приводит во вращение вал асинхронной машины; асинхронную машину 2,  вл ющуюс  генератороам электроэнергии; силовой переключатель 3, служащий дл  включени  обмотки AM по схеме звезда или треугольник (он может быть выполнен на контактных или бесконтактных

0 управл емых ключах); полупроводниковый (вентильный) преобразователь 4 регулируемой частоты, осуществл ющий функцию регулировани  частоты тока статора асинхронной машины;

5 аккумул торную батарею 5, задагаций енератора 6, преобразующий входное напр жение (Ueiir) частоту переключени  вентилей ПРЧ, устройство 7 регулировани  мощности AM (УРМ), которое осуществл ет регулирование частоты тока статора асинхронной машины 2 в функции максимальной мощ ности ветропривода; датчик 8 напр жени , с помощью которого получают напр жение уставки, пропорционально выходному напр жению ветрогенератор устройство 9 сравнени , переключающее устройство 10, формирующее сигнал управлени  силового переключател  (может быть выполнено, например , в виде пол ризованного реле или на базе операционного усилител ). На фиг. 3 обозначено: it фаз ный ток статора асинхронной г Ъшины в относительных единицах;и) а тока статора в относительных еди ницах; CjJ, - частота тока статора, при котЬрой происходит переключение обмотки статора асинхронной машины из схемы соединени  треугольник в схему соединени  звезда при выходД1ОМ напр жении (гом ) i равном номинальному (ицод) ;Оп.2 частота тока статора, при которой происходит ука занное переключение при Up А - кривые I f (со) при включении обмотки статора асинхронной машины в треугольник, Y - кривыеIj-f(и) при включении обмотки статора асинхронной машины в звезду. Управление асинхронным вентильны ветрогенератором происходит следующим образом. При номинальном напр жении выход генератора при снижении частоты вра щени  вала вниз от номинальной происходит снижение максимальной мощности ветропривода, снижение.частоты тока статора и скольжени  асинхронной машины 2 так, что активна  мс цность , вырабатываема  генератором, не превышает максимальной мощности ветропривода. Активный ток статора генератора 2 уменьшаетс , что вначале (при частотах, незначительно мень ших номинальной приводит к уменьшению и фазного тока статора (фиг.З). Яри дальнейшем снижении частоты ток статора начинает резко возрастать из-за насыщени  магнитной цепи машины . В точке 11 (фиг.З) входное напр  жение згщающего генератора 6 превыси напр жение, поступающее, например, с датчика 8 напр жени  (фиг.2), и выходной сигнал устройства 9 сравнени  сменит знак. Это приведет к тому что перэключающее устройство 10 даёт сигнал силовому переключателю 3 на включение обмотки статора асинхронной машины 2 в звезду. Фазный так статора будет соответствовать точке 12 (фиг.2) и при дальнейшем снижении частоты будет измен тьс  по кривой, обозначенной сплошной линией. В случае работы асинхронного ветро генератора при сниженном (относительно номинального) напр жении (например , в случае недостаточно зар женной аккумул торной батареи 5) зависимость тока статора от частоты несколько изменитс . Как видно из фиг. 3, увеличение тока статора асинхронной машины изза насыщени  магнитной цепи в таком режиме происходит при уменьшении частоты тока, так как величина потоi определ етс  отношениемUj/и,. Переключени обмотки статора асинхронной машины из треугольника в -звезду -приУр 0,9-ицд произойдет (фиг. 3), также при меньшей частоте, так как изменение пол рности сигнала на выходе устройства 9 сравнени  будет наблюдатьс  npHtJ(-0,9-w. Таким образом, переключение обмотки асинхронной машины 43 угольника в звезду происходит при приблизительно одинаковом насыцении магнитной цепи асинхронной машины, так как при предлагаемом способе управлени  отношение Ur / W, в момент переключени  посто нно. Переключение обмотки статора асинхронной машины из звезды в треугольник может производитьс  при частотах, несколько больших чембл ии, т.е. в момент, когда входное напр жение задающего генератора 6 превышает напр жение .1, порциональное выходному напр жению генератора, на 3-5%; при этом фазный ток статора не будет превышать номинального . Таким образом, предлагаемый способ управлени  асинхронным вентильным ветрогенератором позвол ет без перегрузок по току асинхронной мгииины снизить частоту тока статора асинхронной машины и, соответственно, рабочую частоту вргицени  вала ветропривода до величины, приблизительно вдвое менБшей номинальной, и позвол ет выбирать номинальную мощность асинхронной машины близкой к номинальной мощности ветропривода, а номинальную частоту вращени  асинхронной машины - близкой к номинальной частоте вращени  вала ветропривода. Это позвол ет снизить массогабаитные показатели и установленную ощность асинхронной машины, что риводит к удушевлению всей ветростановки в целом и экономии матеиалом .

Claims (2)

1. СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ АСИНХРОННЫМ ВЕНТИЛЬНЫМ ВЕТРОГЕНЕРАТОРОМ с вентильным преобразователем частости в статорной,цепи, при котором измеряют регулируемый параметр, сравнивают его с заданным значением и формируют сигнал управления частотой ?переключения вентилей указанного преобразователя частоты, отличающийся тем, йто, с целью :уменьшения установленной мощности к снижения массогабаритных показателей асинхронной машины, контролируют сигнал управления частотой переключения вентилей вентильного преобразователя частоты, сравнивают его 'с уставкой,' определяемой насыщением.

магнитной цепи генератора, и при 'достижении контролируемым сигналом величины,большей уставки, переключают фазы обмотки статора из схемы соединения треугольник в схему соедй· нения звезда, а при снижении контро- $ лируемого сигнала до величины, мень|Шей уставки, переключают фазы обмот!ки статора асинхронного генератора из схемы соединения звезда в схему ^соединения треугольник.

Z. J , 4

SU-.I. 1078574

2. Способ по π. 1, отличающийся тем, что измеряют напряжение на выходе асинхронного вентиль ного ветрогенератора и изменяют уставку пропорционально измеренному напряжению.

ί