1598005345-121ff4a19eb2c194dd91d68eee15ed06 (Изобретателю о ветродвигателях и ветроустановках. Я.И. Шефтер, И.В. Рождественский, 1957u), страница 22

Р. Г'ектороил: г - встревая !флюгерная! доска, 2 в масляный демкфер, 8 в ось флыгераг 8 н Ф вЂ” левый и аравий койтввты, 8 — врулсвна воеерата, 8 — лебедка вускового меквииема, 7 — серволвягатель, 8 и 8' — катушки магинтнык иускателей сереодвкгатели, У в У вЂ” войечиые вьяосичотелв, Ю вЂ , Пссс остаяоеев ветродвигатеея.. Доска приходит в движение только при увеличении скорости ветра Выще расчетной, при этом разрывается левый контакт 4 и замыкается'правый контакт 4', которые стоят в цепи катушек магнитных пускателей 8 и 8'. При замкнутом контакте 4 магнитный пускатель 8 включает серводвигатель 7, который действует на механизм пуска и остановки ветродвигателя и дает возможность последнему вступить в работу. Серводвигатель работает до тех пор, пока конечный выключатель 9 не отключит катушку пускателя.

При увеличении скорости ветра выше расчетной замыкается контакт 4' и включается пускатель 8', серводвигатель начинает вращать механизм пуска и остановки ветродвигателя, устанавливая лопасти нли их поворотные части на новый угол. Ветродвигатель начнет уменьшать мощность, предохраняя себя от перегрузок. Все эти регуляторы относятся к ветровым, так как вуязывают перемещение элементов центробежного регулятора ветродвигателя под действием ветра. Основным недостатком всех ветровых регуляторов является нх инерционность, а также и то, что они реагируют на изменение скорости ветра в небольшой струйке потока, которая очень часто не характеризует весь поток воздуха, создающий вращающий момент на ветроколесе. В силу этого регулятор ветродвигателя не обеспечивает полного ограничения момента вращения на валу генератора и перегрузки ветродвигателя и генератора ВЭС не исключаются, хотя и значительно снижаются.

Вследствие этого ветровые регуляторы не нашли пока распространения. Для предохранения ветродвигателя и генератора от перегрузок при параллельной с аомощьщ асввароииой мтфтм работе ВЭС с сетью большой мощности (предаомевие и. и. А. И. Покатаевым в 1850 году предложена свцаетеаьство И 97976) асинхронная электромагнитная муфта скольжения. Эта муфта устанавливается между генератором и ветродвигателем. Асинхронная муфта (рис.

84 справа) состоит из двух элементов: первичного или ведущего 7 с полюсами 8 и обмоткой возбуждения 4 и вторичного или ведомого б, представляющего собой сплошное металлическое кольцо. Передача вращающего момента осуществляется благодаря взаимодействию магнитного поля, создаваемого токами в обмотке возбуждения, с вихревыми токами, наводимыми в кольце 1 вторичного элемента при скольжении элементов относительно друг друга. Общий вид асинхронной муфты, соединенной с генератором ВЭС, дан на рисунке 84 слева. Так же. как и в случае наличия гидравлической муфты, при возрастании момента выше расчетного скольжение муфты Ц8 возрастает, ветродвнгатель несколько повышает скорость вращения. В действие вступает центробежно-аэродинамический регулятор и сбрасывает избыток мощности, предохраняя ветродвигатель и генератор ВЭС от перегрузок.

Рис. 84. Асинхронная муфта скольжения 1 — кольцо вторичиого заемеита (якорьк 7 — воздушный зазор,' а — вавшсиав система, а — обмотка возбуждения, 5 — коитакт име коаьца, 6 — ведомая часть, 7 — ведущая часть. Настройка муфты на заданный момент вращения осуществляется изменением то(4а возбуждения в обмотке, которая питается от постороннего источника постоянного тока, например, от аккумуляторной батареи. Недостатком такой муфты является то, что в ней имеются большие потери, которые при увеличении скольжения муфты приводят к значительному нагреву внешнего кольца.

Наиболее чувствительным и совершенограивчеиве» мемеата ным явдяется такой регулятор мощности аращеиия ветродвигателя, который реагирует непосредственно на изменение скорости ветра и, независимо от числа оборотов, ограничивает момент вращения заданной величиной.

Профессором Г. Х. Сабиннным на основании теоретических и опытных работ было показано, что для быстроходного (2> 6) ветродвигателя, работающего с постоянным числом оборотов, мощность прн скорости ветра выше расчетной остается практически неизменной. На рисунке 85 приведена характеристика мощности такого ветродвигателя, нз которой видно, что он не может быть перегружен прн работе до скорости ветра 20 м в секунду. Это весьма важно при работе такого ветродвигателя параллельно с мощной сетью, поскольку последняя обеспечивает постоянство скорости вращения ветроколеса. Другим ветродвигателем, регулятор мощности которого реа- Ц9 гирует непосредственно на м изменение скорости ветра, д является ветродвигатель с б защитно-парусной системой б регулирования А.

Г. Уфимг дева и В. П. Ветчинкина, который был описан раньше. Регулятор системы Уфимцева — Ветчинкина при параллельной работе ВЭС с сетью неветровых станций способен значительно снизить возможные перегрузки в ветроагрегате. Кннемвгвеескне схемы Все сказанное выше относится к парал- ВЭС прн совмесгяой р б с дю лельной работе ВЭС с синхронным,генератором на сеть большой мощности или с не- ветровой электрической станцией, мощность которой намного больше мощности ветростанции. Кинематическая схема такой ветроэлектрической станции с асинхронной муфтой Рис.

85. Характеристика мощности ветроэлектрического агрегата, работающего бел регулировании параллельно в сеть большой мощности. (разработанная в ВИЭСХ) приведена на рисунке 86. Муфта свободного хода отключает генератор ВЭС от ветродвигателя при \ уменьшении числа его оборотов с тем, чтобы не вращать ветроколесо в вентиляторном режиме в то время, когда его число оборотов становится меньше нормального. Савместяав рабата Значительно упрощается схема совместВэс с невегровей ной работы ВЭС с неветровой станцией, ес ли ее мощность равна расчетной мощности ВЭС и максимальная нагрузка потребите'лей также не превышает эту мощность. Действительно, в этом случае перегрузки ветродвигателя и генератора ВЭС исключены, так как при большой скорости ветра генератор ВЭС примет на себя всю нагрузку станции, которая не должна быть выше расчетной.

Так как в этом случае частота тока будет уже определяться генератором ВЭС, то при дальнейшем увеличении скорости ветра число оборотов ветродвигателя 120 Рис. 88. Кинематическая схема ветроэлектростанции с асин- хронной муфтой скольжения при работе иа сеть большой мощности: / — вегродввгвтель. 2 — трансформатор свана. 9 — сеть большой мощности, 4 — свнхрояный генератор, У вЂ” муфта свободного хада,  — асввхроннвя муфта, 7 — цепь пвтвння обмогкя воебужденвя муфты, а — кольце длв пвгвння абмагкя вовбуждеяяя, 9 — «иаы пягвнвв потребителей.

рис 87 Кииематическая схема НЭС работающее совместно с тепловой станцией равной мощчости: — быстроходный вегродвягвтель, 2.в — редуктор, 2 — муф свободного ходе, л — сяяхранвый генератор, а — тепловой двв а — сбораые жняы, б — анерцвовный аккумулятор. несколько возрастет и вступит в действие центробежно-аэродинамический регулятор, который ограничит мощность ветродвигателя. Кинематическая схема ветроэлектростанции с ветродвигателем Д-18, работающей совагестно с дизельной электростанцией, предложенная В.

Н. Андриановым и Д. Н. Быстрицким, представлена на рисунке 87 (вверху). Как видим, эта схема, в отличие от предыдущей, содержит две муфты свободного хода, которые в зависимости от режима работы агрегата обеспечивают отключение генераторов или от ветродвигателя, или от дизельного двигателя. Как и прн изолированной работе ветроэлектростанции улучшение энергии, отдаваемой станцией потребителю, может быть обеспечено установкой инерционного аккумулятора. Схема такой станции дана на рисунке 87 (внизу) и включает в себя кроме инерционного аккумулятора еще дополнительную муфту свободного хода.

Во всех рассмотренных станциях ветродвигатель загружается ь соответствии с той мощностью, которую он развивает прн данной скорости ветра, за счет параллельной работы двух синхронных генераторов. Совместная работа ветрового и теплового двигателей на один генератор о и 7, посаженными на валы ветродвигателя и теплового двигателя. Муфты обеспечивают возможность сложения вращающих моментов ветрового и теплового двигателей или автоматическое расцепление их, когда нагрузка генератора покрывается только Рнс.

88-б. Схема совместной работы ветродвигателя и теплового двигателя на один генератор 1 — ветродвигатель, 8 †теплов двигатель, 8 — муфта-шкив, 8 — саяхрокиый геиератор, 8 — шкав, 8 и 7 — звездочки муФт евободиоге хода, 8 — ролик, 8 — подшвпиаки, !Π— крышка, !! — вал ветродвигателя, !8 — вал теплового двигателя. Сложение мощностей и перераспределение нагрузок между ВЭС н тепловой станцией можно осуществить и в том случае, если два двигателя будут ра- 1 ботать на один генератор, т.

е., если будет обеспечено механическое сложение моментов, развиваемых этими двигателями. Авторами совместно с Е. М. Фатеевым в 1953 году была предложена схема совместной 8 работы ветродвигателя и теплового двигателя на один генератор (авторское свидетельство № 99755). Ветроэлектростанция (рис. Рис. 88-ш Схема совместной Рабшы .

88-8) состоит из ветродвигатеветродвигателя и теплового двигателя на один генератор которые работают через специальную двустороннюю муфту-шкив 3 на один синхронный генератор 4. Муфта-шкнв (рнс. 88-б) представляет собой шкив 5, в который вмонтированы две муфты свободного хода со звездочками 122 за счет мощности ветродвигателя, нлн только теплового двигателя. Шкив муфты служит для привода синхронного генератора ВЭС. Таким образом, эта схема по существу дает параллельную работу ветрового и теплового двигателей при их механической связи.