Ветроустановка Советский патент 1990 года по МПК H02P9/14 H02P9/36 

L.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для регулирования электрических 1машин, входящих в состав ветроэлектрических электростанций, работающих параллельно с основной энергосетью.

Цель изобретения - повышение надежности установки путем обеспечения пуска агрегата из остановленного состояния, а также торможения с заданным ускорением

Искусственная коммутация вентилей преобразователя осуществляется известным способом.

Второй этап пуска начинается с переходом из режима искусственной коммутации 5 вентилей преобразователя 2 частоты в режим естественной коммутации, коммутирующим напряжением может быть как ЭДС СМ1, так и напряжение статора. Положение чей на данном этапе пуска: 13 - замкнут.

же 1ииМи.КСН11Я L jaAOnnmlvl у -„„„,,..,,

На чертеже представлена блок-схема уст- Ю 14 - разомкнут, 15 - замкнут, 16 - разомкlid icpic/i v. ..ч,„, To.x.j. гчЙг,ас,г,л п p-rn rVTvnP VПnЯR.

ройства ДЛЯ управления ветроэлектрической установкой.

Устройство предназначено для управления ветроэлектрической установкой, включающей в себя синхронную машину (СМ) 1 и два преобразователя 2 и 3 частоты, первый из которых подключен к СМ 1 и через звено постоянного тока со сглаживающим реактором 4 - к второму преобразователю 3, соединенному с сетью 5. Обмотка вознут. Таким образом, в структуре управления установкой созданы следующие контуры регулирования: контур регулирования потока в зазоре СМ1; контур регулирования тока в звене постоянного тока, подчиненный контур регулирования ускорения. Последний контур включает в себя регулятор 12 частоты вращения, к задающему входу которого подсоединен выход задатчика 17 ускорения, а к управляющему - выход датчика 19 ускоребуждения СМ1 соединена с выходом возбуди- 2D ния, а вход последнего соединен с выходо.м

иу/ПАСПпл 11 /л.-.„„,4,,,.,,,i,,r,T.r,r,Q 9 R РППТКРТГТНИИ с ЧЯПаНИтеля 6, содержит регулятор 7 потока в зазоре СМ1, к задающему и управляющму входам которого подсоединены соответственно выходы задатчика 8 и датчика 9 потока в зазоре СМ1, регулятор 10 тока в звене постоянного тока, управляющий и задающий входы которого соответственно соединены с выходом датчика 11 тока в звене постоянного тока и выходом регулятора 12 частоты вращения, к задающему входу которого

тахогенератора 21. В соответствии с заданием на ускорение и информацией о реальном ускорении установки регулятора 12 формируется задание на ток для регулятора 10 тока в звене постоянного тока. В процессе всего 25 этого этапа пуска ток в звене постоянного тока (ток наг рузки СМ1) поддерживается таковым, чтобы ускорение ВЭУ не превышало заданного значения. По достижении требуемой частоты вращения агрегата пуск заверподс оеТин ены вьиады размыкающего 13 и Q шается. Его з аверщение контролируется замыкающего 14 ключей, а к управляющему входу регулятора 12 подсоединены выходы замыкающего 15 и размыкающего 16 ключей, причем входы ключей 13 и 14 соединены соответственно с выходами задатчиков 17 ускорения и 18 частоты вращения, а.входы управляемых ключей 15 и 16 - соответственно с выходами датчиков 19 ускорения и 20 частоты вращения, вход юследнего соединен с выходом тахогенератора 21, а выход соединен также с входом датчика 19 ускопаратором 22, на первый вход которого поступает информация о заданной частоте вращения установившегося режима, а на второй вход - информация о частоте вращения. При равенстве этих двух значений компаратор 22 срабатывает и осуществляет пере- ключепие управляемых ключей следующим образом: 13 - разомкнут, 14 - замкнут, 15 - разомкнут, 16 - замкнут. В результате в структуре управления контур регулирования ускорения заменяется контуром реренияУ Все управляющие входы четырех клю- 40 гулирования частоты вращения, а контуры чей соединень с выходом компаратора 22, регулирования потока в зазоре СМ и тока в

звене постоянного тока остаются без изменений. Контур регулирования частоты вращения содержит регулятор 12 частоты вращения, к задающему и управляющему входам которого подсоединены задатчик 18 и датчик 20 частоты вращения, вход которого соединен с выходом тахогенератора 21. В уста- новивщемся режиме ток в звене постоянного тока поддерживается таковым, чтобы частота вращения установки оставалась равной зак первому входу которого подсоединен выход задатчика 18 частоты вращения, а к второму - выход датчика 20 частоты вращения. Устройство работает следуюилим образом.

Контур регулирования потока в зазоре СМ1 воздействует на возбудитель 6 и в результате этого во всех режимах значение потоками поддерживается равным Заданному значению г|3бзад. Различаются три основных режима работы: пусковой, установившийся режим и торможение. При пуске из остановленного состояния активная мощность потребляется электрической матпиной из сети,при этом преобразователь 3 частоты работает в выпря50

данной. При торможении структура управления аналогична сформированной при пуске, но заданное ускорение изменяет знак. Таким образом, пуск и торможение ВЭУ осуществляется с заданным ускорением, что

Г™Е Грежи е: а „;еГразо,;,;:,Г71 ,, уве.,и™.аег надежное рабо.ь, оборуяоВ инверторном. На первом этапе пуска час- вания тота вращения СМ1 мала, вследствие чего невозможна естественная коммутация вентиВведение контура регулирования по ускорению обеспечивает требуемое качество дилей инвертора.

Искусственная коммутация вентилей преобразователя осуществляется известным способом.

Второй этап пуска начинается с переходом из режима искусственной коммутации вентилей преобразователя 2 частоты в режим естественной коммутации, коммутирующим напряжением может быть как ЭДС СМ1, так и напряжение статора. Положение чей на данном этапе пуска: 13 - замкнут.

-„„„,,..,,

14 - разомкнут, 15 - замкнут, 16 - разомк14 - разомкнут, 15 - замкнут, 16 - разомк,„, To.x.j. гчЙг,ас,г,л п p-rn rVTvnP VПnЯR.

нут. Таким образом, в структуре управления установкой созданы следующие контуры регулирования: контур регулирования потока в зазоре СМ1; контур регулирования тока в звене постоянного тока, подчиненный контур регулирования ускорения. Последний контур включает в себя регулятор 12 частоты вращения, к задающему входу которого подсоединен выход задатчика 17 ускорения, а к управляющему - выход датчика 19 ускорения, а вход последнего соединен с выходо.м

звене постоянного тока остаются без изменений. Контур регулирования частоты вращения содержит регулятор 12 частоты вращения, к задающему и управляющему входам которого подсоединены задатчик 18 и датчик 20 частоты вращения, вход которого соединен с выходом тахогенератора 21. В уста- новивщемся режиме ток в звене постоянного тока поддерживается таковым, чтобы частота вращения установки оставалась равной за50

данной. При торможении структура управления аналогична сформированной при пуске, но заданное ускорение изменяет знак. Таким образом, пуск и торможение ВЭУ осуществляется с заданным ускорением, что

,, уве.,и™.аег надежное рабо.ь, оборуяования

Введение контура регулирования по ускорению обеспечивает требуемое качество динамических режимов, так как темп разгона и торможения ветроэлектрической установки задается из условия механической прочности, т. е. устройство управления может быть использовано в установках с различными типами ветроколес.

Формула изобретения Ветроустановка, содержащая синхронную машину, ротор которой соединен с вет- роколесом, и два управляемых преобразователя частоты, первый, из которых выводами переменного тока подключен к синхронной машине, а выводами постоянного тока через звено постоянного тока со сглаживающим реактором - к выводам постоянного тока второго преобразователя частоты, регулятор потока синхронной машины, входы которого соединены с датчиком и задатчиком потока в зазоре синхронной машины, а выход подключен к управляющему входу возбудителя синхронной машины, регулятор тока звена постоянного тока, один вход которого соединен с датчиком тока, а выход подключен к управлящему входу второго преобразователя частоты, датчик и задатчик частоты вращения синхронной машины, регулятор частоты вращения, выход которого подключен к задающему входу регулятора тока, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности установки путем обеспечения пуска агрегата из остановленного состояния, а также торможения с заданным ускорением, дополнительно введены датчик и задатчик ускорения, два размыкающих и два замыкающих ключа, компаратор с двумя входами, причем выходные выводы первого замыкающего и первого размыкающего ключей

0 объединены и подключены к задающему входу регулятора частоты вращения, выходные выводы второго замыкающего и второго размыкающего ключей также объединены и подключены к управляющему входу регулятора частоты вращения, к входному выводу первого замыкающего ключа подключен задатчик ускорения, а к входному выводу первого размыкающего ключа-задатчик частоты вращения, входные выводы вторых замыкающего и размыкающего ключей

0 подключены соответственно к датчику ускорения и датчику частоты вращения, к первому входу компаратора подсоединен задатчик частоты вращения, к второму входу компаратора - датчик частоты вращения, а выход компаратора подключен к входам уи5

равления всех ключей.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для управления ветроэлектрическими установками большой и средней мощности, работающими параллельно с энергетической сетью. Целью изобретения является повышение надежности путем обеспечения пуска агрегата из остановленного состояния, а также торможения с заданным ускорением. Основным отличием устройства является применение адаптивной структуры системы управления преобразователями 2 и 3, которые включены между синхронной машиной 1 и сетью 5. Введение датчика ускорения 19 и задатчика ускорения 17, а также ключей 13 - 16 позволяет в зависимости от режима работы обеспечить требуемые по надежности оптимальные законы управления током якоря синхронной машины 1. 1 ил.