Гибкая электромеханическая связь энергосистем
FLEXIBLE ELECTROMECHANICAL CONNECTION OF POWER SYSTEMS

Изобретение относится к области электротехники и электроэнергетики.
Широко известная вставка постоянного тока /1/, содержащая вентильные преобразователи, соединенные между собой по постоянному току. Недостаток такой вставки состоит в том, что она искажает форму тока сети. Наиболее близким по сути -прототипом является /2/ гибкая электромеханическая связь энергосистем, содержащая синхронные машины с обоих сторон, присоединенные к системам через трансформаторы. Синхронные машины в такой связи выполнены на базе машины двойного питания или что тоже электродвигателя с фазным ротором. Из-за малого воздушного зазора между статором и ротором такие машины имеют недостаточную надежность. Кроме того устройство сложно, ибо им нужны роторные преобразователи и трансформаторы. Техническая задача предложения состоит в упрощении и повышении надежности.
Техническая задача решается за счет того, что на валах машин установлены конические шестерни, между ними в перпендикулярной оси установлены сателлитные шестерни, установленные во вращающемся корпусе к которому прикреплена корпусная шестерня, входящая в зацепление с приводной шестерне, установленной на валу моментного двигателя, соединенного с устройством задания момента. Решению задачи способствует то, что двигатель выполнен электрическим, а устройство задания момента выполнено в виде электрического преобразователя. Дополнительно двигатель выполнен гидравлическим, а устройство задания момента выполнено в виде гидронасоса.
На чертеже приведена схема гибкой электромеханической связи энергосистем 1 и 2, к которым подключены трансформаторы 3, 4, вторичными обмотками соединенные с синхронными машинами 5, 6, на концах валов которых закреплены шестерни 7,8, размещенные внутри корпуса 9. В корпусе 9 установлены сателлитные шестерни 10 и 11, соединяющие шестерни 7 и 8 механически. К вращающемуся корпусу 9 прикреплена шестерня 12, сцепляющаяся с шестерней (или червяком) 13, установленной на валу двигателя 14, питающегося от устройства 15 задания момента. Преимущественно двигатель 14 является электрическим, а устройство 15 выполнено в виде электрического преобразователя со свойствами источника момента (тока)/см. например /3/. Возможно также выполнение двигателя 14 гидравлическим, а устройства 15 в виде гидронасоса. Машины 5, 6 снабжены возбудителями 16, 17. 18, 19 - это выключатели, 20 - подшипники.
Гибкая электромеханическая связь энергосистем 1 и 2 работает следующим образом.
Маши-ны 5 и 6 вращаются в протиположных направлениях с частотой энергосистем 1 и 2, частоты которых (50 Гц)в общем случае различны. При этом корпус 9 редуктора вращается с частотой равной разности частот энергосистем (с учетом количества полюсов машин 5, 6). Если частоты строго одинаковы, то корпус 9 неподвижен. Если нужно передать энергию из одной энергосистемы 1 в другую 2, то моментный двигатель 14 изменяет угол ротора по отношению к статору машины 6 вперед. Поле ротора опережает поле статора и машина 6 генерирует активную мощность в сеть 2. В машине 5 наоборот ротор отстает от статора и она работает в двигательном режиме потребляя энергию из сети 1. Для такой передачи энергии используются высоконадежные синхронные машины. Высокая надежность таких машин обеспечивается большим воздушным зазором в них. Таким образом, установка имеет повышенную надежность и весьма проста в изготовлении, так как выполнена из стандартных узлов. Источники информации:
1. Авторское свидетельство СССР №729746, кл. H02J 3/06, 1977.
2. Патент РФ №2556643.
3. Ключев В.И. Теория электропривода. М., Энергоатомиздат, 2001, стр. 463, 491.