1598005515-d093afe08eb90b4a146980eea5b04540 (811223), страница 21
Текст из файла (страница 21)
При возрастающей внешней нагрузке ! и постоянной величине ЬЕ зарядный ток батареи 1 будет уменьшаться (второй режим). Если нагрузка 1 увеличится настолько, 140 где 1„ и 1 — соответственно сила тока генератора и батареи. Напряжение 11 на сборных шинах будет равно: У =- ń— 1„г„= Е + 1 гщ (3-5) Разность ЬЕ между э. д. с. генератора Е„ и э. д. с. батареи Ее составит: что 1г„=ЬЕ, то 1,=0, т. е. заряд батареи прекратится. При дальнейшем увеличении нагрузки, когда 1г ) ЬЕ, ток 1 переменит знак, так как батарея будет разряжаться и питать внешнюю нагрузку вместе с генератором (третий режим).
Если величина внешней нагрузки будет постояина,а Е„ и Ее будут изменяться, то при большей величине Е„ ток батареи будет зарядным, а при большей величине ń— разрядным. При Е„=Еа+1г„ток и Рис. 3-2. Внешние характеристики .анкумуляторной батареи и генератора с падающей характеристикой при параллельной работе. батареи 1 =О. При отсутствии ветра, когда ветроагрегат не работает, нагрузка питается только от батареи, причем 1е=1, а напряжение на шинах (1=Ее — 1г (четвертый режим).
Распределение нагрузки при параллельной работе ветроагрсгата и аккумуляторной батареи зависит от внешних характеристик генератора и батареи. Внешняя характеристика генератора зависит от его типа и опособа регулирования напряжения и может быть падающей илн горизонтальной. Внешняя характеристика батареи зависит также от ее типа, а также от степени ее заряженности и износа. Она представляет наклонную кривую, повышающуюся в сторону увеличения зарядного тока. Совмещенные внешние характеристики генератора 1 и батареи П для случая падающей характеристики генератора при п =сопя( показаны на рис. 3-2.
Если пре- 141 небречь падением напряжения в соединительных проводах, то при всех режимах параллельной работы У„=У При отсутствии внешней нагрузки сила тока батареи определяется точкой пересечения обеих внешних характеристик. При этом, если 0„)Еб, ток будет зарядным (точка а) и 1, =1 .
При наличии внешней нагрузки ветроагрегат будет одновременно питать нагрузку и заряжать батарею 1„=Е'+1 . Напряжение на шинах вследствие увеличения нагрузки должно понизиться. НоФ вая величина его У„=0 определится на диаграмме- точками б пересечения обеих характеристик горизонтальной прямой, проведенной так, чтобы отрезок ее 6--б был равен току внешней нагрузки Е'. Зарядный ток батареи уменьшится, так как он будет вызываться теперь меньшей разностью напряжений У, — Е . При дальнейшем увеличении внешней нагрузки до 1и' напряжение понизится ниже Е (до Уш в точках и), батарея перейдет в режим разряда и будет питать нагрузку Г', пред ставленную горизонтальным отрезком в — и совместно с генератором, т.
е. т"и=г'„+т', . В общем при увеличении внешней нагрузки зарядный ток батареи уменьшается, и ток генератора увеличивается на меньшую величину, чем ток внешней нагрузки. Напряжение Обо= б =Е соответствует режиму холостого хода батареи. Длительность разряда батареи, работающей в режиме постоянного подзаряда, зависит от наклона внсш-~ ней характеристики генератора. Чтобы избежать длительных разрядов, желателен такой наклон этой характеристики, при котором ветроагрегат при полной мощности принимал бы на себя всю внешнюю нагрузку и еще;продолжал подзаряжать батарею.
В случае, если генератор имеет горизонтальную внешнюю характеристику, то распределение нагрузки между встроагрсгатом и аккумуляторной батареей будет иметь друтой характер: зарядный ток батареи при увеличении внешней нагрузки ие будет уменьшаться, так как напряжение генератора при этом остается постоянным (рис. 3-3). При отсутствии внешней нагрузки и У„> Е„зарядный ток батареи будет определяться по- 142 прежнему точкой а пересечения внешних характеристик. При включении нагрузки напряжение У„ не изменится, вследствие чего ток генератора при увеличении нагрузки определится точками пересечения линии постоянного напряжения с естественной внешней характеристикой генератора при данной скорости его вращения (точка б) и не может быть больше 1 ' =! +1'.
При изменении нагрузки и постоянном напряжении зарядный ток остается неизменным. При большем увеличении нагрузки происходит падение напряжения генератора по естественной ха- Рис. 3-3. Внешние характеристики аккумуляторной батареи и генератора с горизонтальной характеристикой. рактеристике (на рис. 3-3 — пунктирной). При этом зарядный ток уменьшается, и если напряжение уменьшится до У„с. Еб (ниже точки в), ток батареи сделается разрядным; внешняя нагрузка Г' будет покрываться ветроагрегатом совместно с батареей )'и=)' +г' (точка г), Для сохранности батареи и приемников энергии режим заряда батареи должен удовлетворять определенным условиям. Наибольший зарядный ток, имеющий место в начале заряда, когда напряжение батареи мало, не должен превосходить допустимого для данного типа и емкости батареи.
К концу заряда он должен уменьшаться для того, чтобы избежать перезаряда батареи. Для осуществления такого режима напряжение генератора ветроагрсгата в течение заряда должно оставаться постоянным и близким к номинальному. Однако с пони- 143 жсиивм тсмпературы окружающего воздуха величина напряжения и время заряда увеличиваются, а полсзная емкость батареи н напряжение при ее разряде уменьшаются. Поэтому для соблюдения нормального режима работы батарея долж~на работать при постоянной температуре окружающего воздуха и устанавливаться в отапливаемых зимой помещениях.
В,случае установки в холодны~к зданиях для создания нормального режима заряда в разное время года напряжение генераторов ветроагрегатов следует изменять по сезонам. Выполнение указанных условий обеспечивает .наибольший срок службы батареи. С другой стороны, для обеспечения своевременного заряда батареи после ее разряда может тр рсбоваться повышение напряжения заряда.
Нсобходио оих мая величина напряжения генератора, исходя из обои словнй, может быть подсчитана по характеристикам условя", генератора н батареи в зависимости от продолжите льн с ости периодов заряда и разряда батареи в мостных у словиях эксплуатации ВЭУ, которые мож~но опредлить, пользуясь характерными суточными графиками скорости ветра для зимних и лстних суток и графиком нагрузки. 2, Типьс и характеристики генераторов еетроагрегатов и способы регулирования напряжения. Т е х н и ч ескиг требования к генераторам.
Генераторы на ВЭУ постоянного тока могут обеспечивать необходимое качество энергии, работая с переменной скоростью вращения. Это дает возможность работы прн более выгодном аэродинамическом режиме ветродвигателя и позволяет применять более простое регулирование скорости вращения. Режим работы генератора ветроагрегата при переменной скорости вращения параллельно с аккумуляторной батареей, сходный с режимом гснератора на автомашине, позволяет применять в некоторых ветроустановках элементы автотракторного электрооборудования. Однако примснение на ВЭУ генераторов автотракторного типа не всегда целесообразно по следующим причинам, Существенное различие между режимами работы генераторов ветроагрегатов и на автомашинах состоит в том, что установленная мощность генераторов ветроагрегатов в большинстве случаев соответствует установленной мощности приводящих их двигателей, а потому нх характеристики мощности по скорости вращения для наилучшего использования отдачи ветродвигателей должны возможно ближе соответствовать оптимальному режиму двигателя.
Мощность же автотракторных генераторов несоизмерима с мощностью вращающих их двигателей автомашин, вслодствис чего такого соответствия характеристик не требуется. Кроме того, те и другие генераторы имеют разлнчнью диапазоны изменения рабочих скоростей вращения. Скорость вращения генераторов ВЭУ изменяется в отношении от 1:1,5 до 1:3, тогда как у автотракторных гвнераторов это изменение доходит до 1: 8,5. Меньший диапазон изменения скорости вращения у ВЭУ иногда позволяет применять на них более,простыс,методы регулирования напряжения.
Эксплуатационные показатели генераторов ВЭУ должны быть близкими к показателям нормальных генераторов стационарных электроустановок. Дополнительным требованием, особенно для генераторов встрозарядных агрегатов, являются малые потери холостого хода, что дает возможность ветроагрегату начинать отдавать мощность при меньшей скорости ветра и работать с высоким к. п. д. при небольших располагаемых мощностях, которые имеют место большую часть года. Перечисленные условия работы привели к тому, что в СССР на ВЭУ мощностью более 1,5 кет применяются нормальные типы стационарных генераторов постоянного тока с,параллельным и смешанным возбуждением, а для мелких встрозарядных агрегатов — преимущественно синхронные генераторы с возбуждением от постоянных магнитов, которые отличаются простотой и надежностью конструкции и малыми потерями холостого хода.
Реже применяются некоторые типы автотракторных генераторов. Номинальная мощность генераторов ветроагрегатов ввиду работы при переменной скорости вращения рассчитывается примерно прн половиннойскорости вращения от максимальной п =05 и„„,, а номинальное напряжение должно развиваться прн и= =0,25 —: 0,3пя,„,. В некоторых случаях на ВЭУ прихо- дится устанавливать более тихоходные генераторы для получсния возможности непосредственного соединения их с налом ветроколсса нли для уменьшения передаточного отношения редукторов.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
