ГИДРОЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ УСТАНОВКА

ГИДРОЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ УСТАНОВКА
Полезная модель относится к электротехнике и может быть использована в качестве гидроэнергетической установки переменного тока стабильной частоты и напряжения.
Известна автономная система электропитания, защищенная авторским свидетельством СССР №1319229, кл. Н 02 Р 9/42, 23.06.87, которая выполнена на базе МДПгенератора с возбудителем в виде вращающегося трансформатора с датчиком частоты вращения.
Недостатком этой системы являются увеличенные масса, габариты.
В качестве прототипа выбрано известное устройство, защищенная авторским свидетельством СССР №1480083, кл. Н 02 Р 9/42, 15.05.89, включающее в себя синхронную машину, первый и второй управляемый статический преобразователи, сглаживающий реактор, датчик тока, задатчик тока, регулятор потока возбуждения, возбудитель, датчик потока, задатчик потока, регулятор частоты вращения, датчик частоты вращения, задатчик частоты вращения, регулятор напряжения, блок произведения, датчик напряжения, датчик положения ротора.
Недостатком известного устройства является то, что в нем использованы статические преобразователи на полную мощность потребляемую из сети нагрузкой, в следствии чего значительно увеличенные масса, габариты.
Предлагаемой полезной моделью решается задача совершенствования гидроэнергетической установки.
Технический результат от использования полезной модели заключается в уменьшении массы, габаритов, а также увеличении КПД.
МКИ Н 02 Р 9/42
Указанный техничес1сий результат достигается тем, что в гидроэнергетическую установку содержащую источник электроэнергии, полупроводниковый преобразователь с датчиком тока, регулятор напряжения, датчик напряжения, датчик положения ротора, регулятор тока введены регулируемый источник реактивной мощности, регулятор частоты напряжения, система управления полупроводниковым преобразователем, датчик частоты напряжения, а в качестве источника электроэнергии она содержит трехфазную машину двойного питания, причем полупроводниковый преобразователь подключен к выводам обмоток ротора машины двойного питания одним входом, а другим входом к сети переменного тока, выход регулируемого источника реактивной мощности подключен к сети переменного тока, а вход к регулятору напряжения, выход регулятора частоты напряжения подключен к первому входу регулятора тока, второй вход которого подключен к выходу датчика тока, первый вход системы управления полупроводниковым преобразователем подсоединен к выходу регулятора тока, второй вход системы управления полупроводниковым преобразователем подсоединен к выходу регулятора напряжения, а выход системы управления полупроводниковым преобразователем подключен к полупроводниковому преобразователю, выход датчика частоты напряжения подключен к первому входу регулятора частоты напряжения, второй вход регулятора частоты напряжения подключен к источнику задания частоты напряжения, выход датчика напряжения подключен к первому входу регулятора напряжения, второй вход регулятора напряжения подключен к источнику задания напряжения, а датчик положения ротора подсоединен своим выходом к третьему входу системы управления полупроводниковым преобразователем.
На фиг. показана структурная схема гидроэнергетической установки. Установка содержит источник электроэнергии 1, полупроводниковый преобразователь 2, датчик тока 3, регулятор тока 4, датчик напряжения 5, регулятор напряжения 6, датчик частоты
напряжения 7, регулятор частоты напряжения 8, датчик положения ротора 9, систему управления 10 полупроводниковым преобразователем 2, регулируемый источник реактивной мощности 11, причем в качестве источника электроэнергии 1 она содержит трехфазную машину двойного питания, полупроводниковый преобразователь 2 подключен к выводам обмоток ротора машины двойного питания одним входом, а другим входом к сети переменного тока, выход регулируемого источника реактивной мощности 11 подключен к сети переменного тока, а вход к регулятору напряжения 6, выход регулятора частоты напряжения 8 подключен к первому входу регулятора тока 4, второй вход которого подключен к выходу датчика тока 3, первый вход системы управления 10 полупроводниковым преобразователем подсоединен к выходу регулятора тока 4, второй вход системы управления 10 полупроводниковым преобразователем подсоединен к выходу регулятора напряжения 6, а выход системы управления 10 полупроводниковым преобразователем подключен к полупроводниковому преобразователю 2, выход датчика частоты напряжения 7 подключен к первому входу регулятора частоты напряжения 8, второй вход регулятора частоты напряжения 8 подключен к источнику задания частоты напряжения (на фиг. не показан), выход датчика напряжения 5 подключен к первому входу регулятора напряжения 6, второй вход регулятора напряжения 6 подключен к источнику задания напряжения (на фиг. не показан), а датчик положения ротора 9 подсоединен своим выходом к третьему входу системы управления 10 no.iiynpoводниковым преобразователем.
Устройство работает следующим образом.
При работе гидротурбины на скорости менее соо система управления 10 переводит полупроводниковый преобразователь 2 в инверторный режим по отнощению к ЭДС ротора и в выпрямительный - к напряжению сети. При этом машина двойного питания 1 работает в генераторном режиме с двухканальной системой регулирования частоты и напряжения. Механическая энергия гидротурбины преобразуется в электрическую и с учетом подпитки ротора рекуперируется в сеть по статорной цепи за вычетом потерь в электрической машине и преобразователе.
При скорости гидротурбины более соо система управления 10 переводит полупроводниковый преобразователь в выпрямительный режим по отношению к ЭДС ротора и в инверторный - к напряжению сети. Механическая энергия гидротурбины преобразуется в электрическую и за вычетом потерь в машине двойного питания и преобразователе рекуперируется в сеть через статор машины двойного питания 1 и полупроводниковый преобразователь 2.
Система управления 10 во всех режимах работы преобразует выходной сигнал регулятора тока 4 в импульсы управления тиристорами полупроводникового преобразователя 2 и синхронизирует его работу с сетью.
При изменении частоты вырабатываемого напряжения сигнал, вырабатываемый датчиком частоты напряжения 7, поступает на вход регулятора частоты напряжения 8, на другой вход которого поступает сигнал с источника задания частоты. Это приводит к изменению сигнала на выходе регулятора частоты напряжения 8, который является заданием для регулятора тока 4. При этом изменяется сигнал выходе регулятора тока 4, а система управления 10 полупроводниковым преобразователем обеспечивает изменение угла управления полупроводниковым преобразователем 2, по отношению к напряжению сети, что приводит к изменению величины тока ротора, которая отслеживается датчиком тока 3, и, следовательно к стабилизации частоты напряжения. При изменении величины напряжения сигнал с датчика напряжения 5 поступает на вход регулятора напряжения 6, на другой вход которого поступает сигнал источника задания напряжения. Это приводит к изменению сигнала на выходе регулятора напряжения 6, который поступает в систему управления 10 полупроводниковым преобразователем, обеспечивая изменение угла управления полупроводниковым преобразователем 2 по отношению к ЭДС ротора, и, следовательно, к стабилизации напряжения сети. Если полупроводниковый преобразователь 2 не обеспечивает полную стабилизацию вьфабатываемого напряжения, то с помощью регулятора напряжения 6 к сети подключается регулируемый источник реактивной мощности 11.
Предлагаемая гидроэнергетическая установка имеет меньшую массу и габариты, увеличенный КПД. за счет того, что исключены один статический преобразователь, синхронная машина, датчик частоты вращения, регулятор потока возбуждения, датчик потока, регулятор частоты вращения, блок произведения.