ЛАБОРАТОРНЫЙ СТЕНД ДЛЯ ИЗУЧЕНИЯ РАБОТЫ ВЕТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ УСТАНОВКИ

Полезная модель относится к учебной технике и, в частности, к стендам для проведения лабораторных исследований процессов преобразования кинетической энергии ветра в электрическую энергию, и может быть использована при обучении студентов и учащихся в высших, средних и начальных профессиональных образовательных учреждениях.
Известен лабораторный стенд для изучения работы ветроэнергетической установки «Модульный тренажер ветроэнергетической установки DL WIND-A», изображение и описание которого приведено на сайте www.delorenzogroup.com итальянской фирмы «DE LORENZO» (Милан).
Данный лабораторный стенд для изучения рабочих характеристик ветроэнергетической установки содержит ветрогенератор (ветроагрегат), состоящий из ветродвигателя и механически связанного с ним электрического генератора, и подключенное к генератору устройство для приема электрической энергии, включающее в себя модули измерения, управления, преобразования электрической энергии, аккумуляторную батарею и модуль ее заряда. Ветрогенератор (ветроагрегат) установлен вне помещения в таком месте, где может дуть ветер.
Недостатком известного лабораторного стенда для изучения работы ветроэнергетической установки является ограниченность его функциональных возможностей, обусловленная невозможностью изучения его рабочих характеристик при отсутствии ветра. Поскольку наличие ветра и его скорость не всегда можно предсказать заранее, а тем более запланировать, проведение полноценных исследований на описанном лабораторном стенде в заранее назначенное время не всегда возможно, что тормозит учебный процесс и не позволяет эффективно использовать данный стенд в учебных лабораториях.
Таким образом, известный лабораторный стенд имеет ограниченные функциональные возможности.
Задачей заявляемой полезной модели является расширение функциональных возможностей лабораторного стенда при изучении работы ветроэнергетической установки.
Техническим результатом, позволяющим решить указанную задачу, является обеспечение возможности проведения на лабораторном стенде исследований необходимой продолжительности и в любое необходимое для учебного процесса время независимо от наличия или отсутствия ветра.
Указанный результат достигается тем, что:
1. В известном лабораторном стенде для изучения работы ветроэнергетической установки, содержащем ветроагрегат, состоящий из ветродвигателя и механически связанного с ним электрического генератора, и подключенное к генератору устройство для приема электрической энергии, согласно полезной модели, дополнительно введен электрический привод, механически связанный с ветродвигателем.
2. В лабораторном стенде по п.1, согласно полезной модели, электрический привод механически связан с ветродвигателем через понижающий редуктор.
Снабжение лабораторного стенда электрическим приводом, механически связанным с ветродвигателем, позволяет обеспечить функционирование стенда независимо от присутствия или отсутствия ветра и его скорости. Это дает возможность проводить на лабораторном стенде исследования необходимой продолжительности и в любое необходимое для учебного процесса время, расширяя тем самым функциональные возможности стенда.
Электрический привод при этом может быть механически связан с ветродвигателем через понижающий редуктор.
Предлагаемая совокупность существенных признаков сообщает заявляемому стенду новые свойства, позволяющие решить поставленную задачу.
Заявляемый лабораторный стенд для изучения работы ветроэнергетической установки обладает новизной по сравнению с прототипом, отличаясь от него тем, что:
1. он дополнительно снабжен электрическим приводом, механически связанным с ветродвигателем,
2. электрический привод механически связан с ветродвигателем через понижающий редуктор.
Заявляемый лабораторный стенд для изучения работы ветроэнергетической установки может найти широкое применение в качестве учебной техники для проведения лабораторных исследований процессов преобразования кинетической энергии ветра в электрическую энергию, и может быть использован при обучении студентов и учащихся в высших, средних и начальных профессиональных образовательных учреждениях, поэтому он соответствует критерию «промышленная применимость».
Заявляемая полезная модель иллюстрируется чертежом, где представлен общий вид лабораторного стенда.
Лабораторный стенд для изучения работы ветроэнергетической установки, представленный на чертеже, содержит ветроагрегат 1, состоящий из ветродвигателя 2 и механически связанного с ним электрического генератора 3. К генератору 3 подключено устройство 4 для приема электрической энергии, содержащее аккумуляторную батарею с зарядным устройством (на чертеже не показаны).
С ветродвигателем 2 через понижающий редуктор 5 механически связан электрический привод 6, состоящий из источника 7 питания с устройством управления и подключенного к нему электродвигателя 8. Связь вала электрического генератора 3 с ветродвигателем 2 выполнена через соединительную муфту 9, вал электродвигателя 8, соединительную муфту 10 и понижающий редуктор 5.
Выполнение всех частей лабораторного стенда является традиционным и используются все части по прямому назначению.
Работа с лабораторным стендом осуществляется следующим образом.
Для проведения лабораторной работы включают источник 7 питания электрического привода 6.
Согласно прилагаемому методическому пособию и техническому описанию с помощью устройства управления задают режимы работы электродвигателя 8, который через муфту 10 и понижающий редуктор 5 приводит во вращение ветродвигатель 2 со скоростью, при которой он практически не оказывает аэродинамического сопротивления вращению, не создает шума и интенсивного движения воздуха вблизи стенда, при этом происходит полная имитация вращения ветродвигателя 2 под воздействием ветра.
Одновременно, согласно с вращением ветродвигателя 2 через механическую связь приводится во вращение электрический генератор 3, вырабатываемая им электрическая энергия поступает на устройство 4 для приема электрической энергии, где происходит ее аккумуляция и/или потребление.
Все это позволяет проводить исследования на заявляемом лабораторном стенде в любое запланированное время, требуемой продолжительности и при меньших затратах энергии.
Заявляемая полезная модель по сравнению с прототипом имеет более широкие функциональные возможности и более удобна в эксплуатации.