Лабораторний стенд для дослідження енергетичних характеристик відновлюваних джерел енергії

Реферат: Лабораторний стенд для дослідження енергетичних характеристик відновлюваних джерел енергії складається із відновлювального джерела електричної енергії, акумуляторної батареї, контролера, навантаження, датчиків для виміру й контролю електричних параметрів та комп'ютера. Стенд виконано з можливістю досліджувати енергетичні параметри відновлювальних джерел електричної енергії за рахунок підключення навантаження різного типу та номіналу, контроль роботи системи електроживлення на базі автономного відновлювального джерела енергії виконано на базі типового контролера, який має відповідати електричним параметрам джерела електричної енергії, контроль та фіксування результатів досліджень виконується за допомогою аналогових вимірювальних приладів та комп'ютеризованої вимірювальної системи, відповідно. UA 101541 U (12) UA 101541 U UA 101541 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до галузі учбових діючих приладів для проведення лабораторних робіт з вивчення технічних характеристик аналогових та цифрових систем управління, основ релейного захисту та автоматики і може бути використаний для більш ефективного засвоєння теоретичного учбового матеріалу студентами навчальних закладів. Відомим є [Патент UA89774 Лабораторний стенд для дослідження електротехнічної системи не базі асинхронного генератора у складі автономних джерел живлення, Сінчук О.М.; Михайличенко Д.А.; Бойко С.М.], суть якого полягає у тому, що в стенді регулювання напруги та частоти на виході генератора відбувається завдяки плавній зміні рівня додаткової ємності, керування вихідними параметрами асинхронного генератора здійснюється узгоджено зі зміною швидкості обертів привідного двигуна в даний момент часу та зміною потужності підключеного навантаження, є можливість підключення навантаження різного типу та номіналу, що дає можливість імітувати реальні та можливі режими роботи генератора та, за допомогою аналогових приборів та електронної системи збору даних, досліджувати вплив різних режимів генератора з різним навантаженням. Спільними ознаками з пристроєм, що заявляється, є: стенд призначений для дослідження роботи електротехнічних пристроїв, що генерують електричну енергію, у процесі випробування відбувається імітування робочих режимів роботи, комп'ютеризована система з метою обробки експериментальних даних в режимі реального часу, дослідження статичних і динамічних характеристик джерел електричної енергії. Недоліком даного пристрою є: неможливість досліджувати, крім асинхронного генератора інших джерела електричної енергії. Відомий також стенд [Патент RU 147053 Стенд контроля параметров источников электропитания, Левин Μ.З., Цейтлин Α.Α., Уланов М.В… Давидчук А.Г., Давыдов Ю.П… Компанией А.В., Солодухин Е.А.], суть якого полягає у тому, що блоки зовнішнього і внутрішнього електроживлення забезпечують живлення основних частин стенду, блок програмованого електронного навантаження забезпечує різні статичні та динамічні режими контролю. Найближчим аналогом до корисної моделі, що заявляється, є стенд контролю параметрів джерел електроживлення, що містить блок зовнішнього електроживлення, блок внутрішнього електроживлення, робочу станцію, програмоване електронне навантаження і блок управління, що відрізняється тим, що в склад введені мультиметр, програмоване джерело випробувальної напруги і блок комутації, при цьому перший вхід-вихід підключений до входу-виходу, другий вхід-вихід підключений до входу-виходу, третій вхід-вихід підключений до входу-виходу мультиметра, а четвертий вхід-вихід - до входу-виходу, причому блоки зовнішнього і внутрішнього електроживлення забезпечують електроживлення складових частин стенда, забезпечує річні статичні і динамічні режими контролю. Спільними ознаками з пристроєм, що заявляється, є те, що відбувається контроль параметрів джерел живлення в статичних і динамічних режимах роботи. Недоліком даного пристрою є: недостатня функціональність лабораторного стенда, яка полягає у неможливості досліджувати енергетичні параметри за різних типів навантаження. В основу корисної моделі поставлена задача створення навчального лабораторного стенда, який би дозволив досліджувати відновлювальні джерела електричної енергії, з використанням існуючих систем контролю роботи вище вказаних джерел електричної енергії, у різних режимах роботи з різним типом навантаження, шляхом створення змінного навантаження. Поставлена задача вирішується тим, що згідно з корисною моделлю, стенд виконано з можливістю досліджувати енергетичні параметри відновлювальних джерел електричної енергії за рахунок підключення навантаження різного типу та номіналу, контроль роботи системи електроживлення на базі автономного відновлювального джерела енергії виконано на базі типового контролера, який має відповідати електричним параметрам джерела електричної енергії, контроль та фіксування результатів досліджень виконується за допомогою аналогових вимірювальних приладів та комп'ютеризованої вимірювальної системи відповідно. Корисна модель пояснюється кресленням на якому: 1, 2 - відповідно аналогові вольтметри та датчики напруги для контролю напруги мережі стенда; 3, 4 - відповідно аналогові амперметри та датчики струму для контролю струму мережі стенда; 5-11 автоматичні вимикачі ланцюгів живлення; 12-18 - тумблери, що призначені для комутації навантаження; 19 - мережа; 20 - відновлювальне джерело постійного електричного струму; 21 - комп'ютер; 22 - блок узгодження сигналу з комп'ютером; 23 - акумуляторна батарея; 24 - контролер; 25 - інвертор; 26 - пусковий пристрій; 27, 32 - освітлювальний пристрій; 28 - індуктивне навантаження, 29 ємнісне навантаження; 30, 33 - активне навантаження; 31 - електрична машина. 1 UA 101541 U 5 10 15 20 25 30 Лабораторний стенд призначений для проведення досліджень процесів генерації електричної енергії відновлювальними джерелами електричної енергії в різних режимах роботи та відцифрування результатів досліджень за допомогою вимірювальної системи, що видає інформацію в електронно-обчислювальну машину. Для контролю електричних параметрів в лабораторному стенді передбачено датчики струму та напруги, які, контролюючи відповідні параметри, передають інформаціє до комп'ютера (21) через блок погодження (22). Живлення стенда відбувається від лабораторної мережі (19) однофазної напруги змінного струму. Силовий ланцюг стенда захищається автоматичним вимикачем (5). за допомогою якого від і підключається до мережі. Для контролю наявності струму та напруги мережі в лабораторному стенді передбачено відповідно аналогові амперметри (3), вольтметри (1) та датчики напруги (2), струму (4). Автоматом 5 підключаємо стенд до мережі, в результаті чого запитується блок комутації. За показами вольтметрів та амперметра спостерігаємо за рівнем напруги та струму мережі. Автоматом 6 підключаємо блок живлення контролера (24) від акумуляторної батареї (23). Живлення навантаження змінного стуму здійснюється через інвертор (25), який підключений до контролера. Навантаження (27-33), що живиться від контролера, підключається або через автоматичний вимикач (10), або через пусковий пристрій (26). Після ввімкнення комп'ютера, живлення блока датчиків струмі та напруги відбувається зняття показів в електронному вигляді та відображення на моніторі комп'ютера з використанням програмного забезпечення. Датчики струму та напруги знімають покази паралельно аналоговим приборам. Автоматом 7 підключаємо блок відновлювального джерела електричної енергії до контролера. Автоматом 6 підключаємо блок акумуляторів (23) до контролера. Автоматами 9, 11 підключаємо блок навантаження змінного струму через інвертор чи постійного струму. Автоматами 8, 10 підключаємо блок навантаження змінного струму через блок пускового пристрою, або без пускового пристрою. Тумблерами 12-18 комутуємо навантаження, а саме 27, 32 - освітлювальні пристрої; 28 - індуктивне навантаження, 29 - ємнісне навантаження; 30, 33 активне навантаження; 31 - електрична машина. Таким чином на даному лабораторному стенді є можливість проводити лабораторні дослідження реальних можливих режимів роботи відновлювальних джерел електричної енергії у складі автономних джерел живлення. Лабораторний стенд для дослідження енергетичних характеристик відновлювальних джерел енергії, що заявляється, підвищує якість навчання, тому що дозволяє вивчати функціональні можливості обладнання, його технічні характеристики у процесі експлуатації. 35 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 40 45 Лабораторний стенд для дослідження енергетичних характеристик відновлюваних джерел енергії, який складається із відновлювального джерела електричної енергії, акумуляторної батареї, контролера, навантаження, датчиків для виміру й контролю електричних параметрів та комп'ютера, який відрізняється тим, що стенд виконано з можливістю досліджувати енергетичні параметри відновлювальних джерел електричної енергії за рахунок підключення навантаження різного типу та номіналу, контроль роботи системи електроживлення на базі автономного відновлювального джерела енергії виконано на базі типового контролера, який має відповідати електричним параметрам джерела електричної енергії, контроль та фіксування результатів досліджень виконується за допомогою аналогових вимірювальних приладів та комп'ютеризованої вимірювальної системи, відповідно. 2 UA 101541 U Комп’ютерна верстка О. Гергіль Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3