Накопичувач енергії

Реферат: UA 94253 U UA 94253 U 5 10 15 20 25 30 35 Корисна модель стосується електротехніки і може бути використана в системах генерування електричної енергії. Відомо пристрій [1], що містить маховик, який приводиться в обертання електричною машиною, що переходить у генераторному режимі в режим перетворення кінетичної енергії в механічну енергію. Недоліками пристрою є: низький запас кінетичної енергії, маленький час підтримки стабільної частоти обертання генератора. Найбільш близьким за технічною суттю до пропонованої корисної моделі (прототип) є пристрій [2], що містить зовнішній ротор (масив) з короткозамкненою обмоткою, внутрішній ротор з трифазною обмоткою і обмоткою постійного струму, який знаходиться на одному валу з мотор-генератором. Недоліками пристрою є: невисокий запас кінетичної енергії, обмежений час стабілізації частоти обертання мотор-генератора в режимі перетворення кінетичної енергії в механічну. Задачею корисної моделі є підвищення запасу кінетичної енергії зовнішнього ротора і збільшення часу стабілізації частоти обертання мотор-генератора в режимі генерування електричної енергії. Задача вирішується виконанням зовнішнього ротора у вигляді масиву з матеріалу, який має широку петлю гістерезису, і розміщенням на внутрішньому роторі багатофазної обмотки з числом пар полюсів рне, яка отримує живлення від багатофазної обмотки машини живлення з кількістю пар полюсів pмж. На фіг. 1 представлена конструктивна схема накопичувача енергії. Накопичувач енергії містить: зовнішній ротор 1, внутрішній ротор 2, машину живлення 3. Зовнішній ротор 1 виконується з феромагнітного матеріалу з широкою петлею гістерезису і не має короткозамкненої обмотки. Внутрішній ротор 2 має на зовнішній поверхні пази, в яких розміщена багатофазна обмотка 4 з числом пар полюсів рне. Обмотка 4 підключена до багатофазної обмотки 5 (фіг. 2) ротора 6 машини живлення 3 з числом пар полюсів рмж, яка розміщена на одній осі з ротором 2. На статорі 7 машини 3 живлення є полюси з обмоткою збудження 8. Обмотка збудження 8 підключена до джерела постійного струму через блок регулювання 9 (фіг. 2). Машина живлення 3 працює як синхронний генератор. Внутрішній ротор 2 і ротор 6 машини живлення 3 з'єднані з ротором мотор-генератора. Робота і процес стабілізації частоти обертання мотор-генератора відбувається наступним чином. При обертанні внутрішнього ротора 2 накопичувана енергії і ротора 6 машини живлення 3 зі швидкістю n під дією магнітного потоку, створюваного струмом, що протікає по обмотці збудження 8, в багатофазній обмотці 5 наводиться електрорушійна сила з частотою fмж  р мжn . 60 Так як обмотка ротора 5 машини живлення 3 включена на обмотку 4 внутрішнього ротора 2 накопичувача з числом пар полюсів рне, то струм, що протікає по ній, створює обертове магнітне 40 поле в напрямку обертання ротора зі швидкістю n пне  ротора 1 магнітне поле обертається зі швидкістю 45 50 60 fмж р мж n . Щодо зовнішнього  р не 60  p  n nпне  n1  мж  .  р  не   Магнітне поле, перетинаючи зовнішній ротор 1, наводить у ньому електрорушійну силу, під дією якої протікають струми. У результаті взаємодії струмів в роторі 1 з магнітним полем внутрішнього ротора 2 з'являється електромагнітний момент (асинхронний), що приводить його в обертання. Оскільки зовнішній ротор 1 виконаний у вигляді масиву, то механічна характеристика має ковшоподібний характер, що дозволяє отримати великий пусковий момент, а значить зменшити час запуску накопичувача енергії. На зовнішній ротор 1, крім асинхронного моменту діє синхронний момент, що виникає в результаті намагнічування ротора 1 магнітним потоком внутрішнього ротора 2. Сукупність моментів приводить зовнішній ротор 1 в обертання зі швидкістю близькою до швидкості рівній: 1 UA 94253 U  p  n1  мж  . Так, при швидкості обертання внутрішнього ротора 2 n=1500 об/хв і рмж = 2, рне=1  р  не   обороти зовнішнього ротора 1 складають близько 4500 об / хв. Таким чином, змінюючи співвідношення рмж і рне, можна забезпечити високу швидкість обертання зовнішнього ротора 1, ніж в прототипі, що значно збільшує запас кінетичної енергії: 5 10 15 W   2Mr 2n2 , де: M - маса зовнішнього ротора; r - радіус зовнішнього ротора; n - швидкість обертання зовнішнього ротора. У режимі перетворення кінетичної енергії в механічну енергію обертання зовнішнього ротора 1 падають, проте швидкість обертання внутрішнього ротора 2, що приводить в обертання мотор-генератор, залишається постійною. Це пояснюється наявністю синхронізуючого моменту, що діє на внутрішнійротор 2, величина якого підтримується шляхом зміни струму в багатофазній обмотці 5 машини живлення через регулювання струму в обмотці збудження 8. Таким чином, корисна модель дозволяє за рахунок виконання зовнішнього ротора у вигляді масиву з широкою петлею гістерезису і розміщенням на внутрішньому роторі багатофазної обмотки з числом пар полюсів, меншим, ніж число пар полюсів багатофазної обмотки машини живлення підвищити величину кінетичного моменту, і тим самим забезпечити більший час підтримки стабільної швидкості обертання внутрішнього ротора, а значить і мотор-генератора. Джерела інформації: 1. Бут Д.А., Алиевский Б.Л. Накопители енергии. - М.: Энергоатомиздат, 1991. - 265 с. 2. Опис системи "NO - ВREAK". "Сети и бизнес" № 3, 2011. 20 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 25 Накопичувач енергії, що містить зовнішній ротор як накопичувач кінетичної енергії, внутрішній ротор з трифазною обмоткою, підключеною до трифазної обмотки машини живлення, який відрізняється тим, що як накопичувач кінетичної енергії використовується зовнішній ротор у вигляді масиву з феромагнітного матеріалу з широкою петлею гістерезису, внутрішній ротор має багатофазну обмотку з числом пар полюсів, меншим числа пар полюсів багатофазної обмотки ротора машини живлення, яка включена послідовно з обмоткою внутрішнього ротора. Комп’ютерна верстка Г. Паяльніков Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2