|
40
3-Шуъба.Метрология ва стандартлаштириш, электр ва электромеханик аппаратлар;
электроника ва электротехника, радиотехника ва алоқа соҳаси янгиликлари
ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ВЕТРОГЕНЕРАТОРА ПОСТОЯННОГО ТОКА ДЛЯ ВОЗБУЖДЕНИЯ
АВТОНОМНЫХ СИНХРОННЫХ МАШИН
Н.Б.Пирматов
т.ф.д., проф., Ташкентский государственный технический университет
М.У.Муминов
ст.пр. Алмалыкского филиала Ташкентского государственного технического университета
У.Н.Мирзаев
ст.пр. Джизакский политехнический институт
Энергия ветра человечеством использовалась с древнейших времён. Следы использования
энергии ветра сохранились Древнем Египте каменных ветреных мельницах. До изобретения
паровых двигателей энергия ветра использовалась на парусных судах. По расчетам ученых мира
запасы ветреной энергии сотен раз выше, чем энергия притока воды [1].
Устанавливать ветреные генераторы нужно в местах, максимально открытых для ветра.
Наиболее подходят для этих целей возвышенности, прибрежные зоны, степи, открытые
пространства в удалении от зданий. Не стоит располагать ветроэнергетическую станцию и там, где
поблизости есть даже невысокие деревья
.
В горной геолого-разведочной, нефтяной и газовой
промышленности работы ведутся основном открытом пространстве. Выше указанных
пре6дприятиях компрессорные, насосные, вентиляторные установки, дизельные генераторы,
приводятся во вращение асинхронными или синхронными двигателями. В установках средней и
большой мощности применяется синхронные двигатели.
В подразделениях АО “Алмалыкского горно металлургического комбината” имеется
несколько шахт. Мной было изучена шахта “Каульди”, где используется три компрессора из
которых два работают круглосуточно и один в резерве. Компрессоры приводятся во вращение
синхронными двигателями. Шахта “Каульди” находится в горной местности восточно
кураминского хребта, где скорость ветра более 10 м/c. Мощность двигателей компрессоров P=200
кВт, напряжения U=380 В, напряжения возбуждения U=33 В, ток возбуждения I=150 А. В данное
время при эксплуатации для синхронных двигателей компрессоров в системе возбуждения
используются тиристорные преобразователи. Предлагаемый мной вариант использования
ветрогенератор постоянного тока как возбудителя для синхронных двигателей шахты “Каульди”.
В целом, ветреный генератор наиболее экологически чистый источник энергии, в отличие,
например, от дизельной станции. По сравнению с солнечными батареями, также не выделяющими
отходов в окружающую среду, он более доступен по цене
.
Кроме того, ветер дует и днем, и ночью.
Мощность возбудителя обычно равна 0,3-35 % мощности синхронных машин. Известно,
возбуждение синхронных машин может производиться за счет электромагнитного воздействия
или же постоянного магнита. В случае с электромагнитным возбуждением применяется
специальный генератор постоянного тока, который и питает обмотку, в связи со своей основной
функцией данное устройство получило название возбудитель. Стоит отметить, что система
возбуждения также делится на два вида по способу воздействия - прямой и косвенный. Прямой
метод возбуждения подразумевает, что вал синхронной машины напрямую соединен
механическим способом с ротором возбудителя. Косвенный же метод предполагает, что для того
чтобы заставить ротор вращаться используется другой двигатель, например, асинхронная машина
[2].
Наибольшее распространение сегодня получил именно прямой метод возбуждения. Однако
в тех случаях, когда предполагается работа системы возбуждения с мощными синхронными
электромашинами применяют генераторы независимого возбуждения, на обмотку которых ток
подается с другого источника постоянного тока, называемого под возбудителем. Несмотря на всю
громоздкость, данная система позволяет добиться большей стабильности в работе, а также более
тонкой настройки характеристик [3]. Ещё одним методом возбуждения синхронных машин на
41
обмотку которых ток подается через тиристорный преобразователь. В шахте ‘’Каульди’’для
питания ротора синхронного двигателя компрессора применен тиристорный преобразователь.
Свойства генератора постоянного тока обусловлены в основном способом питания обмотки
возбуждения. В зависимости от этого различают следующие типы генераторов:
1) с независимым возбуждением - обмотка возбуждения получает пита-ние от
постороннего источника постоянного тока;
2) с параллельным возбуждением - обмотка возбуждения подключена к обмот-ке якоря
параллельно нагрузке;
3) с последовательным возбуждением-обмотка возбуждения включена последо-вательно
с обмоткой якоря и нагрузкой;
4) со смешанным возбуждением - имеются две обмотки возбуждения: одна подключена
параллельно нагрузке, а другая - последовательно с ней.
Генераторы рассматриваемых типов имеют одинаковое устройство и отличаются лишь
выполнением обмотки возбуждения. Обмотки независимого и параллельного возбуждения,
имеющие большое число витков, изготовляют из провода малого сечения; обмотку
последовательного возбуждения, имеющую небольшое число витков, - из провода большого
сечения. Генераторы малой мощности иногда выполняют с постоянными магнитами. Свойства
таких генераторов близки к свойствам генераторов с независимым возбуждением [5].
В рекомендуемом варианте возбуждение синхронного двигателя компрессора
производиться за счет электромагнитного воздействия. Электромагнитное воздействия получает
питания от ветреного генератора постоянного тока установленного вблизи компрессорной
установки шахты ‘’Каульди’’. Здания компрессорной станции находиться околоствольном дворе
шахты. Ветрогенератор рекомендуется устанавливать на крышах зданий компрессорных станции.
Рис.1. Схема системы возбуждения синхронного двигателя ветреным генератором
постоянного тока
Обозначения на рис.1: 1- обмотка статора синхронного двигателя; 2-обмотка ротора
(возбуждения) синхронного двигателя; 3- регулировочный реостат; 4- аккумулятор; 5-
ветрогенератор постоянного тока.
Использования ветрогенератора постоянного тока с постоянным магнитом как возбудителя
рекомендуеться для автономных синхронных двигателей малой и средней мощности.
На рис.1 показана система возбуждения синхронного двигателя ветреным генератором
постоянного тока.
Таким образом, использования ветрогенератора постоянного тока с постоянным магнитом
как возбудителя рекомендуется для автономных синхронных двигателей малой и средней
мощности.
Литература
1. Безруких П.П. Ветроэнергетика (Справочное и методическое пособие). –М.:ИД Энергия,
2010. – 320 с.
2. Абрамович Б.Н., Круглый А.А. Возбуждение, регулирование и устойчивость синхронных
двигателей -М .: Энергоатомиздат, 1983. -128 с.
42
3. Глебов И.А., Логинов С.И. Системы возбуждения синхронных двигателей - Л .: Энергия.
1972. -113 с.
4. Лищенко А.И. Синхронные двигателей с автоматическим регулированием возбуждения.
– Киев. : Техника. 1969. -192 с.
5. Вольдек А.И. Электрические машины. -Л.: Энергия, 1974. -840 с.
Do'stlaringiz bilan baham: |
