Электростанция

(51) МПК (2009) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ(71) Заявители Асанов Геннадий Васильевич Сычик Василий Андреевич(72) Авторы Сычик Василий Андреевич Асанов Геннадий Васильевич Асанов Владимир Геннадьевич(73) Патентообладатели Асанов Геннадий Васильевич Сычик Василий Андреевич(57) Электростанция, содержащая движитель, редуктор, электрогенератор, блок питания и блок управления, отличающаяся тем, что она снабжена электронным коммутатором,движитель включает электродвигатель постоянного тока, маховик и электромагнитную муфту, блок питания содержит силовой понижающий трансформатор, выпрямитель и аккумулятор, блок управления электрически соединен с электромагнитной муфтой, электрогенератором и электронным коммутатором, связывающим электрически выпрямитель и аккумулятор с электродвигателем. 61792010.04.30 Полезная модель относится к области электроэнергетики и может быть использована при строительстве автономных электростанций средней и большой мощности. Известна электростанция 1, использующая энергию водяных потоков, которая состоит из плотины, обводного канала с водозаборником, в которой размещены гидротурбины, установленные на домкратах электрогенераторы, кинематически связанные с турбинами. Недостатками такой электростанции являются сложная ее конструкция и низкий КПД, обусловленный использованием многоступенчатой системы передачи вращения от вала турбины к электрогенератору. Прототипом предлагаемой полезной модели является электростанция 2, содержащая движитель, редуктор, электрогенератор, блок питания и блок управления. Движитель выполнен в виде системы инерционных масс, которые кинематически связаны с редуктором с возможностью движения по замкнутому циклу под действием сил тяжести. Электростанция снабжена электроприводом для возможности совершения инерционными массами возвратно-поступательного движения, работа которого обеспечивается блоком управления. Недостатками устройства-прототипа являются 1. Невысокая величина генерируемой электрической мощности, поскольку ограничены размеры движителя в форме зубчатого колеса, системы инерционных масс. 2. Сложная конструкция электростанции. 3. Невысокий КПД, обусловленный невысоким КПД движителя и сложной кинематической системой передачи вращения на вал электрогенератора. 4. Невозможность работы известных аналогов и прототипа в автономном режиме. Техническим результатом полезной модели является повышение электрической мощности, КПД электростанции и возможность ее работы в автономном режиме. Поставленная задача достигается тем, что электростанция, содержащая движитель,редуктор, электрогенератор, блок питания и блок управления, снабжена электронным коммутатором, движитель включает электродвигатель постоянного тока, маховик и электромагнитную муфту, блок питания содержит силовой понижающий трансформатор, выпрямитель и аккумулятор, блок управления электрически соединен с электромагнитной муфтой, электрогенератором и электронным коммутатором, связывающим электрически выпрямитель и аккумулятор с электродвигателем. Сущность полезной модели поясняется чертежом, где изображена структурная схема электростанции. Структурно электростанция содержит электродвигатель 1, на валу 2 которого размещен маховик 3. С помощью электромагнитной муфты 4 электродвигатель 1 через редуктор 5 механически связан с электрогенератором 6, с выходных клемм которого выводится по шинам 7 генерируемая мощность Рвых. К выходным шинам 7 подключен понижающий силовой трансформатор 8, к выходным клеммам которого подключен выпрямитель 9, формирующий напряжение постоянного тока вп, которое является питающим электрическим напряжением электродвигателя 1 и подзарядным напряжением аккумулятора 10. Электронный коммутатор 11 коммутирует напряжение постоянного тока вп с выпрямителя 9 и ак с аккумулятора 10 на электродвигатель 1. Работой электронного коммутатора 11, электродвигателя 1, электромагнитной муфты 4 и электрогенератора 6 управляет блок управления 12. Электродвигатель 1 реализован конструкцией, где используется ротор большого диаметра (2) м, который создает на валу большой крутящий момент более 100 Нм. Для его электропитания используется преобразователь переменного напряжения сети в постоянное напряжение, который включает понижающий силовой трансформатор 8 мощностью от 100 до 1000 кВт, напряжением вторичной обмотки от 12 до 100 В и выпрямитель 9 мощностью до 100 кВт и стабилизированным выходным напряжением постоянного тока от 12 до 100 В. Дублирующим источником электропитания электродвигателя 1 является аккумулятор 10, представляющий аккумуляторную батарею емкостью от 200 до 1000 Ачас с выходным напряжением от 12 до 100 В. Электронный коммутатор 11 представляет элект 2 61792010.04.30 рическую схему на тиристорных электронных ключах, который обеспечивает коммутацию напряжения питания на электродвигатель 1 от преобразователя переменного напряжения сети или от аккумулятора 10. Аккумулятор 10 подпитывается напряжением постоянного тока с выхода выпрямителя 9 через замкнутые ключи электронного коммутатора 11. Маховик 3 обеспечивает непрерывную работу системы электродвигатель-электрогенератор в момент коммутации электропитания на электродвигатель 1 от выпрямителя 9 и аккумулятора 10. Блок управления 12 представляет микроЭВМ. Он получает сигналы от электродвигателя 1, электрогенератора 6, выпрямителя 9, аккумулятора 10, анализирует эти сигналы и вырабатывает сигналы управления на электродвигатель 1, электромагнитную муфту 4, электронный коммутатор 11. Электрогенератор большой мощности используется конструкцией, описанной в заявке на полезную модель 20090704 Многосекционный генератор переменного тока, или стандартной конструкцией. Электростанция работает следующим образом. Блок управления 12, на который подается напряжение питания от системы аккумулятор 10 - выпрямитель 9, подает через электронный коммутатор 11 напряжение ак на электродвигатель 1, который с помощью электромагнитной муфты 4 отключен от электрогенератора 6. Электродвигатель 1 начинает работать на холостом ходу. Выйдя на номинальный режим работы, который контролируется блоком управления 12, электродвигатель 1 с помощью электромагнитной муфты 4 механически соединяется с электрогенератором 6, нагрузкой которого является преобразователь переменного напряжения сети в постоянное. После выхода электрогенератора 6 на оптимальный режим, который контролируется блоком управления 12, выходные шины 7 электрогенератора 6 подключаются к внешней нагрузке. Электростанция полностью включается в работу и непрерывно выдает электроэнергию во внешнюю нагрузку. Благодаря использованию электродвигателя 1 специальной конструкции, который, потребляя малую электрическую мощность (в десятки раз меньше генерируемой электрогенератором 6), обеспечивает большой крутящий момент на своем валу,электростанция автономно работает без потребляемой извне электроэнергии. Аккумулятор 10, который периодически подзаряжается от выпрямителя 9, обеспечивает электропитание электродвигателя 1 в случае неисправности преобразователя переменного напряжения в постоянное и в момент начального запуска электродвигателя 1. Разработан лабораторный макет электростанции по представленной на фигуре, структурной схеме. Электродвигатель 1, диаметр ротора которого составляет два метра, напряжение питания п 24 В и потребляемый ток 100 А создает тяговый механический момент М 1,5 тоннаметр. Он обеспечивает работу стандартного электрогенератора марки ТГВ 200-2 М мощностью 250 мегаватт. Следовательно, предлагаемая электростанция работает автономно, обладает высокими КПД и генерируемой мощностью без потребления электроэнергии от внешних источников и может непрерывно генерировать электроэнергию во внешнюю электрическую сеть в автономном режиме. Промышленное освоение предлагаемой электростанции возможно на предприятиях электроэнергетики. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 3