Курсовая работа. Регулирующие аппараты (статический выпрямительный агрегат т. Вакс 75 с автоматическим регулированием напряжения).

• Название: Регулирующие аппараты (статический выпрямительный агрегат т. Вакс 75 с автоматическим регулированием напряжения).
• Дата: 25.12.2021
• Размер: 124.84 Kb.
• Имя файла: Курсовая работа.docx
• Тип: Отчет; #317978
• страница: 3 из 5

1.1 Определение скоростей ветра на высоте вращения ротора

Годовая скорость ветра и по градациям определяется на высоте вращения ротора по формуле:

где - скорость ветра на высоте флюгера;

- высота флюгера на метеостанции;

- для горизонтально-осевого ротора расстояние от основания ВЭУ до оси вращения ротора, для вертикально-осевого ротора расстояние от основания до центра давления ветра на ометаемую поверхность.

В нашем случае среднегодовая скорость на высоте оси вращения ротора:



После расчета скоростей ветра на высоте вращения ротора примем регламентируемые скорости.

1.2 Выбор регламентированных скоростей ветра

При подборе и расчете ветроагрегата необходимо в качестве исходных данных обоснование ряда значений скорости ветра.

Среднегодовая скорость ветра на высоте вращения ротора в нашем случае:



Минимальная скорость ветра - наименьшая скорость, при которой возможна работа агрегата и, при которой он запускается в работу. Для крупных агрегатов назначается в пределах 4-6 м/с. Пусть в нашем случае:



Расчетная скорость ветра наименьшая скорость, при которой ветроагрегат способен выдавать номинальную мощность. Оптимальное значение определяют путем расчета суммарной выработки энергии и удельных приведенных затрат:

В нашем случае:



Максимальная скорость ветра - это скорость, при превышении которой ВЭУ выводится из работы. Обычно не превосходит 25-30 м/с, так как продолжительность более высоких скоростей, обычно, невелика и остановка ВЭУ не приводит к заметным потерям в выработке электроэнергии.

Назначается также предельно допустимая скорость , которую установка в нерабочем положении должна выдержать без повреждений. В зависимости от региона размещения она должна приниматься в пределах 50-70 м/с.

2. Выбор основного режима работы ветроагрегата

В зависимости от конструкции ветроколеса и способов регулирования его частоты вращения установлена следующая классификация режимов работы ВЭУ:

- с изменением угла установки лопастей (α = var) и постоянной частотой вращения (n= const);

- с изменением угла установки лопастей (α = var) и переменной частотой вращения (n= var);

- с фиксированным углом установки лопастей (α = const) и постоянной частотой вращения (n= const);

- с фиксированным углом установки лопастей (α = const) и переменной частотой вращения (n= var);

Оптимальным является такой режим работы ВЭУ, когда при любой скорости ветра частота вращения колеса n изменяется так, что обеспечивается наибольшее значение коэффициента использования ветра,

Выбираю режим с изменяемой частотой вращения ротора.

3. Выбор типа электрогенератора

Существуют три основных типа генератора применяемых в ВЭУ, которые могут быть рассмотрены для различных систем ветротурбины:

• 
  синхронные генераторы постоянного тока;
  
• 
  синхронные генераторы переменного тока;
  
• 
  асинхронные генераторы переменного тока.
  

В принципе, каждый может работать по фиксированной или переменной скорости. Из-за меняющегося характера ветровой энергии, это выгодно для работы ВЭУ с переменной скоростью, которая снижает физическую нагрузку на лопатки турбины и трансмиссии, улучшает аэродинамическую эффективность системы и крутящий момент переходного процесса.

В настоящее время, более 85% установленных ветряных турбин используют асинхронные генераторы с двойным питанием. В схемах асинхронных генераторов с двойным питанием, статор напрямую подключен к сети через трансформаторы, и ротор подключен к сети через ШИМ-преобразователей энергии. Преобразователи могут контролировать роторные цепи тока, частоты и угла сдвига фазы. Такие асинхронные генераторы способны работать в широком диапазоне скольжения (обычно ±30% от синхронной скорости). В результате, они предлагают много преимуществ, таких как высокий выход энергии, уменьшение механических напряжений, колебаний мощности и управляемой реактивной мощности.

Если асинхронная ВЭУ будет работать параллельно с энергосистемой, то для корректировки коэффициента мощности ее генератор должен самовозбуждаться от блока статических конденсаторов. Наличие такого самовозбуждения дает возможность асинхронной ВЭУ устойчиво работать на нагрузку любого характера.

Асинхронные ВЭУ с учетом специальных условий работы предпочтительнее синхронных, поскольку они отличаются следующими преимуществами:

• 
  отсутствием необходимости точной синхронизации с энергосистемой, что допускает колебания аэродинамического крутящего момента, которые постоянно имеют место из-за порывистого характера ветрового потока;
  
• 
  значительным запасом устойчивости по развиваемому электромагнитному моменту;
  
• 
  наличием незначительного запаса по частоте вращения вследствие частотного разделения между частотой вращения ротора асинхронного генератора и частотой энергосистемы;
  
• 
  более низкой стоимостью, надежностью и простотой в эксплуатации, управлении и обслуживании.
  

Таким образом выбираем асинхронный генератор переменного тока.

Традиционной (классической) является схема ВЭУ с асинхронным генератором 1000-1500 об / мин и мультипликатором (редуктором).

Примем в нашем случае обороты асинхронного генератора равными 1500 об/мин.