1598005345-121ff4a19eb2c194dd91d68eee15ed06 (Изобретателю о ветродвигателях и ветроустановках. Я.И. Шефтер, И.В. Рождественский, 1957u), страница 19

Посмотрим, что же представляют собой ветроэлектрические агрегаты. 100 101 Рис. 73. Ветроэлектрический агрегат ВЭ-2: à — дяухлояащвос всгроволссо, у — сасцкяльвжй тгжвходяцй геасретор верекюпюго тока, а — груз цевтробежкого регулятора, Š— жюре. б — хясег. б — вружввв регулвпхра. Рис. 74. Ветроэлектрический агрегат ВИМ Д-зти à — двухлопвсгвос ветроколесо, У вЂ” автобусяый генератор постояввого тока, а — повцпщюювй редуктор, 4 — спора головка, Ю вЂ” хвост,  — пружака регулятора, У вЂ” злекгрвчссквй кабель, а — трос осгвковкв, 9 — злекгркче.

сквй щвт, ГΠ— груз цеатробежаога регулятора. Ветроэлектрические агрегаты гат ВЭ-2 в, спроек- ,. Х. СабиД-3,5, вы- На рисунке 73 приведен ветроэлектрнческий агре (Л. 6) — один нз серии ветрозлектрнческнх агрегато тнрованных в ЦАГИ под руководством профессора Г нина, а на рисунке 74 дан общий внд агрегата ВИМ полненного под руководством профессора Е. М. Фатеева. Как уже указывалось, ветрозлектрнческне агрегаты имеют регулирование скорости вращения поворотом лопасти под действием центробежного регулятора, Агрегаты просты, онн состоят нз двухлопастного ветроколеса !, который либо насажен непосредственно на вал генератора 2, как это сделано у ВЭ-2, нлн соединен с генератором через повышающий редуктор 3, как это сделано у ВИМ Д.3,5. Ветроколесо с генератором укрепляется на опоре 4, выполняемой в виде столба нли легкой фермы нз уголкового железа, и имеет возможность автоматически устанавливаться на ветер с помощью хвоста б.

Пуск н остановка агрегатов производится снизу путем отпускання нлн натяжения троса. Этим обеспечивается торможение вала генератора, как это устроено в ВЭ-2, либо поворот лопастей на нерабочий угол прн сжатии пружины регулирования б, как это сделано у ВИМ Д-3,5. От генераторов ветроэлектрнческнх агрегатов заряжаются аккумуляторные батареи, которые в часы безветрия нлн прн небольших скоростях ветра питают потребителей электрической энергией. Прн использовании генераторов переменного тока, как это сделано в агрегате ВЭ-2, аккумуляторы подсоединяются через селеновые выпрямители, преобразующие переменный ток в постоянный.

Так как генераторы ветроэлектрическнх агрегатов, как н прн работе в автомашинах, вращаются с переменной скоростью и имеют переменное напряжение, то онн снабжаются регуляторами напряжения, реле обратного тока н ограничителями тока заряда. Все этн аппараты н регуляторы вместе с наличием аккумуляторных батарей снижают эксплуатационную надежность ветроэлектрических агрегатов н требуют более квалифицированного обслуживания. Оригинальный ветроэлектрнческнй агрегат был предложен П. В. Пылковым н А, С. Добросердовым.

Как уже указывалось в разделе о регулировании ветродвигателей, этот агрегат автоматически устанавливается на ветер н ограничивает скорость вращения путем выводъ ветроколеса из-под ветра. Подобные ветроэлектрические агрегаты, несмотря на указанные раньше недостатки, могут применяться, но прн относительно небольшой мощностн генератора (0,3 — 0,5 квт.) Ю2 Ветроэлектрические станции (ВЭС) постоянного тока ВЭС представляют собой установки с генераторами мощ„ностью выше 3 — 5 квт, работающие, как правило, без аккумуляторных батарей.

В часы безветрия потребители обеспечиваются энергией за счет резервной электростанции с неветровым двигателем (бензиновым, дизельным, паровым н т. д.). Из ветродвнгателей, выпускаемых нашей промышленностью, н двигателей, подготовляемых к выпуску, могут быть использованы для привода генератора ВЭС ветродвигателя марок Д-12, Д-18 н 1Д-18, Ветроэлектрнческне станции постоянного тока нашли ограниченное применение, в основном в Арктике н на железнодорожном транспорте.

Примером такой станции может служить ВЭС ВИМ Д-12. Онн построены, например, на станциях одной нз южных железных дорог и использу1отся для освещения помещений н платформ станций. В схеме ВЭС постоянного тока предусмотрена не только аппаратура защиты генератора от токов короткого замыкания н приборы контроля за работой станции, но реле и контакторы, которые обеспечивают предохранение батареи от перезаряда. Имеется также защита потребителей от повышенного напряжения, которое может возникнуть прн полном заряде аккумуляторной батареи.

На станции Сокологорное ветродвнгатель Д-12 вращает генератор ПН-145, от которого заряжается аккумуляторная батарея стационарных свинцовых аккумуляторов емкостью 150 ампер-часов н напряжением 220 в. Прн использовании ветрозлектрнческнх станций постоянного тока основная трудность заключается в поддержании постоянства напряжения, а прн наличии аккумуляторной батареи — в предохранении ее от перезаряда н защите от большого разрядного тока при остановке ветродвигателя. Ограничение тока заряда н зашита батареи от большого разрядного тока может производиться либо путем использования автоматических щитов, либо установкой реле-регуляторов такого же типа, какие применяются в ветроэлектрнческнх агрегатах. Поддержание постоянства напряжения может быть обеспечено как применением специальных генераторов, напряжение которых мало зависит от скорости вращения (напрнмер, генераторы с поперечным магнитным полем), так н установкой регуляторов напряжения.

Но как уже указывалось ранее, аккумуляторная батарея, регуляторы напряжения н аппаратура с подвижными контактами (реле, контакторы, ограничители тока), применяемые сейчас в ветроэлектрическнх агрегатах на ВЭС постоянного тока, снижают эксплуатационную надежность установок. Это вместе с наличием коллектора у генератора постоянного тока требует квалн- 103 фицированного обслуживания и в то же время затрудняет полную автоматизацию установок. Усилия рационализаторов и изобретателей по улучшению ветроэлектрических агрегатов и ВЭС постоянного тока должны быть направлены на отыскание дешевых и легких аккумуляторов большой емкости, на упрощение регуляторов числа оборотов ветродвигателя, на создание простых и надежных в эксплуатации электрических генераторов, могущих обеспечить при отсутствии подвижных контактов требуемый режим изменении напряжения и зарядного тока.

Целесообразно также создание бесконтактных регуляторов напряжения и ограничителей тока заряда. Подобные регуляторы и ограничители тока могут быть построены, например,на принципе использования магнитных усилителей, дросселей насыщения или различных нелинейных электрических элементов. Ветроэлектрические станции переменного тока В случае применения ветроэлектрическнх станций переменного тока, которые в настоящее время находят все большее раса пространенне, возникает необходимость поддерживать постоянство частоты тока, вырабатываемого ВЭС.

Скорость же ветра все время меняется, а значит и число оборотов ветроколеса не остается постоянным. Как уже указывалось, применение двух соосных ветроколес, вращающихся в разные стороны, хотя и не дает заметного увеличения мощности ветродвигателя, но позволяет в ветроэлектрических агрегатах значительно повысить относительную скорость вращения ротора (отиосительно статора). Изобретателем П. В.

Пылковым была й в, пнлнова предложена ветроэлектростанция (рис, 75), которая состоит из ветродвигателя, имеющего два соосных ветроколеса 1 и 2, вращающихся в разные стороны. Одно из ветроколес 1 соединено со статором, а второе 2 — с ротором генератора 3, расположенного на головке ветродвигателя. Статор так же, как и ротор имеет возможность вращаться в своих подшипниках.

Регулирование числа оборотов и мощности ветродвигателя осуществляется поворотом лопастей ветроколеса под действием центробежных грузов (как и у самолетных винтов). Ротор и статор генератора приводятся от валов ветроколес через редуктор, состоящий из зубчатых колес 4 и 5 и двух шестерен б и 7 одинакового размера, помещенных на валах ротора и статора. Такая схема имеет ряд преимуществ, основным из которых является то, что упрощается редуктор. В то же время несколько усложняются главный вал и его опоры. Как же можно обеспечить постоянство числа оборотов генератора ВЭС при непрерывных изменениях скорости ветра? 104 В разделе о регулировании ветродвигателей уже указывалось, что для большинства быстроходных двигателей, начиная с определенных скоростей ветра, при которых вступает в действие система регулирования, число оборотов ветроколеса меняется очень мало.

Но механизм регулирования числа оборотов ветроколеса обеспечивает поддержание частоты в допустимых пределах лишь в том случае, если нагрузка ветродвигателя не превышает мощности, развиваемой ветроколесом при данной скорости ветра. Скорость ветра меняется непрерывно и становится то выше, то ниже средней. Следовательно, число оборотов генератора при уменьшении мощности ветродвигателя будет также снижаться. Чем же восполнить недоствкнцую мощность двигателя и обеспечить неизменность частоты ВЭС? В 1918 году известным курским изобретателем А.