Вітроенергоагрегат

Вітроенергоагрегат, що містить вітродвигун, кінематично через вал і редуктор зв'язаний з першим, другим і третім насосами, які гідравлічно з'єднані через, відповідно, перший, другий і третій гідророзподільники з, відповідно, першим, другим і третім гідромоторами і, відповідно, з першим, який має механізм електрокерування, другим і третім регуляторами витрати, і, відповідно, з першим, другим і третім переливними клапанами, при цьому перший гідромотор, функціонально з'єднаний з першим реле тиску, кінематично з'єднаний з генератором регульованої потужності, який функціонально зв'язаний з датчиком частоти обертів вітродвигуна, блоком керування генератора U 2 (19) 1 3 35493 4 другим і третім переливними клапанами, при цьотором і двопозиційним гідророзаподільником, який му перший гідромотор, функціонально з'єднаний з функціонально зв'язаний з четвертим і п'ятим реле першим реле тиску, кінематичне з'єднаний з генетиску новим є те, що між датчиком частоти обертів ратором регульованої потужності, який функціонавітродвигуна та блоком управління генератора льно зв'язаний з датчиком частоти обертів вітрорегульованої потужності встановлений перший двигуна; блоком управління генератора блок порівняння, функціонально з'єднаний з датрегульованої потужності і датчиком частоти оберчиком номінальної частоти обертів вітродвигуна і тів генератора регульованої потужності, другий і першим паророзподільником, між датчиком частотретій гідромотори кінематичне з'єднані, відповідти обертів генератора регульованої потужності і но, з першим і другим генераторами постійної помеханізмом електроуправління першого регулятотужності і функціонально з'єднані, відповідно, з ра витрати встановлений другий блок порівняння, другим і третім реле тиску та, відповідно, з'єднані з функціонально з'єднаний з датчиком необхідної першим і другим логічними елементами "І", при номінальної частоти обертів генератора регульоцьому перший, другий і третій насоси гідравлічне ваної потужності, а перший і другий логічні елемезв'язані через, відповідно, перший, другий і третій нта "І" функціонально зв'язані з блоком управління зворотні клапани з пневмогідравлічним акумулягенератора регульованої потужності. тором і двопозиційним гідророзаподільником, який На фігурі зображений вітроенергоагрегат. функціонально зв'язаний з четвертим і п'ятим реле Вітроенергоагрегат містить вітродвигун 1, кітиску [Див. Деклараційний патент на винахід Укранематичне через вал 2 і редуктор З зв'язаний з їни № 70775 А, опубл. Бюл. № 10 від 15.10.2004 першим, другим і третім насосами 4, 5, 6 які гідрар.]. влічно з'єднані через, відповідно, перший, другий і Недоліком відомого технічного рішення є те, третій гідророзподільники 7, 8,9 з, відповідно, пещо параметри потоку робочої рідини, що надхоршим, другим і третім гідромоторами 10, 11, 12 і, дять від насосів до гідромоторів, можуть змінювавідповідно, з першим, який має механізм електротися залежно від навантаження, коливань швидкоуправління 13, другим і третім регуляторами висті вітр у, витоків і інших чинників, що може трати 14, 15, 16, і, відповідно, з першим, другим і привести до зміни частоти обертання генератора і третім переливними клапанами 17, 18, 19. При його вихідних параметрів. Крім того, відоме техніцьому перший гідромотор 10 функціонально чне рішення має складну схему перетворення з’єднаний з першим реле тиску 20 і кінематичне енергії вітру, де кожна гілка управління включає з'єднаний з генератором регульованої потужності декілька гідророзподільчих елементів, спільна ро21, який функціонально зв'язаний з датчиком часбота яких потребує додаткової настройки та регутоти обертів вітродвигуна 22, блоком управління лювання. Всі ці недоліки зменшують коефіцієнт 23 генератора регульованої потужності 21 і датчикорисної дії вітроенергоагрегату і зніжують надійком частоти обертів 24 генератора регульованої ність роботи. потужності 21. Другий гідромотор 11 і третій гідроВ основу корисної моделі покладено завдання мотор 12 кінематичне з'єднані, відповідно, з перудосконалити вітроенергоагрегат шляхом введеншим і другим генераторами постійної потужності ня додаткових елементів та зв'язків в схему 25, 26 і функціонально з'єднані, відповідно, з друуправління, що забезпечить підвищення ефективгим і третім реле тиску 27, 28 та, відповідно, з'єдності, надійності та безпеки роботи та збільшення нані з першим і другим логічними елементами "І" коефіцієнта корисної дії. 29, 30. При цьому перший, другий і третій насоси Поставлена задача вирішується тим, що в ві т4, 5, 6 гідравлічне зв'язані через, відповідно, перроенергоагрегаті, що містить вітродвигун, кінемаший, другий і третій зворотні клапани 31, 32, 33 з тичне через вал і редуктор зв'язаний з першим, пневмогідравлічним акумулятором 34 і двопозидругим і третім насосами, які гідравлічно з'єднані ційним гідророзаподільником 35, який функціоначерез, відповідно, перший, другий і третій гідророльно зв'язаний з четвертим і п'ятим реле тиску 36, зподільники з, відповідно, першим, другим і третім 37. Між датчиком частоти обертів вітродвигуна 22 гідромоторами і, відповідно; з першим, який має та блоком управління 23 генератора регульованої механізм електроуправління, другим і третім регупотужності 21 встановлений перший блок порівляторами витрати, і відповідно, з першим. другим і няння 38, функціонально з'єднаний з датчиком третім переливними клапанами, при цьому перномінальної частоти обертів 39 вітродвигуна 1 і ший гідромотор; функціонально з'єднаний з перпершим гідророзподільником 7. Між датчиком часшим реле тиску, кінематичне з'єднаний з генератоти обертів 24 генератора регульованої потужнотором регульованої потужності, який сті 21 і механізмом електроуправління 13 першого функціонально зв'язаний з датчиком частота оберрегулятора витрати 14 встановлений другий блок гів вітродвигуна, блоком управління генератора порівняння 40, функціонально з'єднаний з датчирегульованої потужності і датчиком частоти оберком необхідної номінальної частоти обертів 41 тів генератора регульованої потужності, другий і генератора регульованої потужності 21. А перший третій гідромотори кінематичне з'єднані, відповідлогічний елемент "І" 29 і другий логічний елемента но, з першим і другим генераторами постійної по"І" 30 функціонально зв'язані з блоком управління тужності і функціонально з'єднані, відповідно, з 23 генератора регульованої потужності 21. другим і третім реле тиску та, відповідно, з'єднані з Вітроенергоагрегат працює в такій послідовпершим і другим логічними елементами "І", при ності. цьому перший, другий і третій насоси гідравлічно Як видно із фігури при дуже слабкому вітрі вітзв'язані через, відповідно, перший, другий і третій родвигун 1 через вал 2 і редуктор 3 розпочинає зворотні клапани з пневмогідравлічним акумуляобертати вали насосів 4, 5, і 6. При цьому робоча 5 35493 6 рідина через гідророзподільники 7, 8, 9 надходить потужності 21 знижує його потужність. Далі зросна злив в бак. Частота обертання вала 2 вітродвитання потужності вітроенергоагрегата відбуваєтьгуна 1 nвд вимірюється датчиком частоти обертів ся за рахунок зміни потужності першого каналу, 22, сигнал від якого надходить в блок порівняння тобто генератора регульованої потужності 21. 38, і порівнюється із номінальною частотою оберДосягши максимального значення потужності тання вітродвигуна 1 nвд ном , яка подається з датгенератора 21 сигнали від першого 20 і другого чика 39. реле тиску 27 через логічний елемент "І" 29 підКоли частота обертання вітродвигуна 1 досяключають третій канал управління вітроенергоаггає номінального значення; сигнал з блоку поріврегата - другий генератор постійної потужності 26, няння 38 переключає перший гідророзподільник 7 а потужність генератора 21 знову знижується, і в ліву позицію і включає блок управління 23 генеробота вітроенергоагрегата продовжується в тому ратора регульованої потужності 21, тобто підклюж режимі. чається перший канал вітроенергоагрегата. РобоКоли всі три генератори 21, 25 і 26 досягають ча рідина від першого насоса 4 через перший максимальної потужності, а швидкість вітру продогідророзподільник 7 приводить до обертання первжує зростати вітроенергоагрегат відключається. ший гідромотор 10 і пов'язаний з ним кінематичне Насоси 4, 5 і 6 переключаються на злив, а вітрогенератор регульованої потужності 21. Вихідна двигун 1 блокується. потужність генератора 21 встановлюється відповіЯк випливає з принципу роботи вітроагрегата дно до струму збудження iв, що надходить від блодругий і третій канали управління працюють іденку управління 23, значення якого в свою чергу витично і включають насоси постійної подачі 5, 6, значається розузгодженням між частотою паророзподільники 8, 9, що підключають гідромообертання вітродвигуна 1 nвд і номінальною частотори 11, 12 і пов'язані з ними генератори постійної тою обертання nВДном . Таким чином здійснюється потужності 25 і 26. На зливних лініях гідромоторів слідкуючий режим роботи, що дозволяє шляхом 12, 13 для стабілізації частоти обертання встановзміни навантаження на вітродвигун стабілізувати лені регулятори витрати 15 і 16. Тиск на входах частоту його обертання. гідромоторів 11 і 12 контролюється реле тиску 27 і Робоча рідина з виходу першого гідромотора 28, сигнали якого через логічні пристрої коректу21 через регулятор витрати 14 з електроуправлінють команди на управління гідророзподільниками ням 13 прямує в бак. Регулятор витрати 14 стабі7, 8, 9 і блок управління блоку управління 23 генелізує частоту обертання валу першого гідромотора ратора регульованої потужності 21. 10 та генератора регульованої потужності 21 при При зменшенні швидкості вітрового потоку від зміні навантаження, а механізм електроуправління максимального значення до мінімального система 13 регулятора витрати 14 дозволяє здійснювати управління забезпечує зниження вихідної потужкорекцію частоти обертання сигналом, що надхоності генераторів. дить від блоку порівняння 40. У свою чергу блок При різких змінах швидкості вітру, а так само порівняння 40 порівнює частоту обертання валу при перемиканнях генераторів можливо підвищенгенератора 21, вимірювану датчиком частоти обеня тиску в гідросистемі і виникнення гідравлічного ртів 24 генератора 21 і номінальну частоту оберудару. Для виключення цього застосований акумутання генератора nГ1ном , яка подається з датчика лятор 34, який з'єднаний через зворотні клапани 41. Таким чином реалізується додатковий внутрі31, 32, 33, відповідно, з насосами 4, 5, 6. Розрядка шній зворотний зв'язок, що дозволяє стабілізувати акумулятора здійснюється двопозиційним гідророчастоту обертання валу генератора Г1. зподільником 35, який перемикається сигналами Оскільки в даному технічному рішенні викоривід реле тиску 36 і 37, налаштованими на верхнє і стовуються насоси з постійною подачею, то потунижнє граничні значення тиску в системі управлінжність визначатиметься тиском на вході кожного з ня. гідромотора. Максимальній потужності генератора Таким чином, пропонована схема управління 21 N1max відповідатиме максимальний тиск р1max на забезпечує дискретно-аналоговий режим роботи вході гідромотора 10, який перетвориться першим вітроенергоагрегата. Підключення генераторів реле тиску 20 в дискретний сигнал, що поступає здійснюється дискретним способом, а сумарна на вхід блока управління 23 генератора регульовихідна потужність генераторів змінюється безстуваної потужності 21 і другого гідророзподільник 8. пінчато у функції потужності вітрового потоку. Другий гідророзподільник 8 підключає в роботу Схема може бути використана для вітроенергоагдругий канал вітроенергоагрегата на максимальну регатів із різною конфігурацією вітродвигунів як потужність. Одночасно сигнал від першого реле коаксіальних, так і ортогональних. тиску 20 через блок 23 генератора регульованої 7 Комп’ютерна в ерстка Г. Паяльніков 35493 8 Підписне Тираж 28 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601