Inventory number IRN Number of state registration
0225РК01035 AP19679469-OT-25 0123РК00980
Document type Terms of distribution Availability of implementation
Заключительный Gratis Number of implementation: 0
Not implemented
Publications
Native publications: 2
International publications: 0 Publications Web of science: 0 Publications Scopus: 0
Number of books Appendicies Sources
1 10 45
Total number of pages Patents Illustrations
104 0 47
Amount of funding Code of the program Table
15755528 AP19679469 9
Name of work
Разработка вентильного генератора с широким диапазоном частоты вращения и стабильным выходным напряжением для малых ветровых электростанций
Report title
Type of work Source of funding The product offerred for implementation
Applied Образец техники
Report authors
Умбеткулов Ертуган Кожагулович , Бакенов Кайрат Асангалиевич , Агимов Талгат Нурланович , Солтанаев Абылайхан Мухитұлы , Рашидов Шерхан Уахитұлы ,
0
0
1
0
Customer МНВО РК
Information on the executing organization
Short name of the ministry (establishment) МЦРОАП РК
Full name of the service recipient
Некоммерческое акционерное общество "Алматинский университет энергетики и связи имени Гумарбека Даукеева"
Abbreviated name of the service recipient НАО АУЭС имени Гумарбека Даукеева
Abstract

Объектом исследования в настоящей работе является вентильный генератор с широким диапазоном частоты вращения (ВГШД), созданный на базе распространенного синхронного генератора.

Осы жұмыстағы зерттеу объектісі – кең таралған синхронды генератор негізінде құрылған айналу жиілігінің кең диапазоны бар вентильді генератор (КДВГ) болып табылады.

Цель работы - исследовательским путем обосновать эффективность применения ВГШД для стабилизации вырабатывающего напряжения на малых ветровых электростанциях (МВЭС) при широком диапазоне изменения скорости ветрового потока.

Жұмыстың мақсаты-жел ағынының жылдамдығын өзгертудің кең ауқымында шағын жел электр станцияларында (ШЖЭС) өндіру кернеуін тұрақтандыру үшін КДВГ қолдану тиімділігін зерттеу жолымен негіздеу.

Методы исследования включают в себя: проведение патентного поиска и анализа литературных источников по электрогенераторам МВЭС, способных поддерживать стабильное напряжение на выходе при изменении скорости ветровых потоков в широком диапазоне, математическое моделирование ВГШД при различных режимах его работы и экспериментальные исследования для проверки адекватности теоретических выводов.

Зерттеу әдістеріне мыналар кіреді: кең диапазондағы жел ағындарының жылдамдығы өзгерген кезде тұрақты кернеуді ұстап тұруға қабілетті ШЖЭС электр генераторлары бойынша патенттік іздеу және әдеби көздерді талдау, оның жұмысының әртүрлі режимдерінде КДВГ математикалық модельдеу және теориялық тұжырымдардың барабарлығын тексеру үшін эксперименттік зерттеулер.

1.1 Проведен анализ литературных источников. Обоснованы параметры ВГШД для МВЭС. 1.2 Проведен патентный поиск и составлен отчет. 2.1 Разработаны схемы соединения ветвей якоря и вентильных ключей. 2.2 Разработана методика расчета якорной обмотки ВГШД. 3.1 Разработано ТЗ и экспериментальный образец ВГШД. 3.2 Определены параметры и разработан испытательный стенд. 3.3 Сняты внешние и регулировочные характеристики ВГШД. 4.1 Согласно теории электрических машин разработана математическая модель ВГШД. 5.1 На основе моделирования на MatLab Simulink и результатов испытаний опубликована 1 (одна) статья в журнале КОКСНВО. 5.2 Разработана имитационная модель совместной работы ВГШД и ГНЭС при запуске ЭДСМ. Опубликована 1 (одна) статья в журнале КОКСНВО. 6.1 Разработано ТЗ на опытный образец ВГШД. Приведены технические параметры установки. 6.2 Создан опытный образец ВГШД. Получен патент на полезную модель РК. 6.3 Получены результаты исследования режимов работы ВГШД и ГНЭС при различной электрической нагрузке. Опубликована 1 (одна) статья в журнале КОКСНВО. 6.4 Получен Протокол испытаний опытного образца ВГШД. 7.1 Разработана конструкторская документация на опытный образец ВГШД. Подана 1 (одна) статья в зарубежный журнал (Процентиль 94). Подана еще 1 (одна) статья в зарубежный журнал (Процентиль 45). Подготовлен заключительный отчет.

1.1 Әдебиетке шолу жүргізілді. ШЖЭС арналған КДВГ параметрлері негізделді. 1.2 Патенттік іздеу жүргізілді және есеп жасалды. 2.1 Якорь тармақтары мен вентиль кілттерінің қосылу схемалары жасалды. 2.2 КДВГ якорь орамасын есептеу әдісі әзірленді 3.1 ТЗ мен КДВГ-нің тәжірибелік прототипі жасалды. 3.2 Параметрлері анықталып сынақ қондырғысы құрастырылды. 3.3 КДВГ сыртқы және басқару сипаттамалары жазылды. 4.1 Электр машиналары теориясына сәйкес КДВГ математикалық моделі жасалды. 5.1 MatLab Simulink бағдарламасында модельдеу нәтижелері мен сынақ нәтижелеріне сүйене отырып KOKСНВО журналында 1 (бір) мақала жарияланды. 5.2 RTDS-та асинхронды қозғалтқышты іске қосу кезінде КДВГ және ГЖС бірлескен жұмысының модельдеу моделі әзірленді. Бір мақала KOKСНВО ұсынған басылымда жарияланады. 6.1 КДВГ прототипінің ТЗ әзірленді. Қондырғының техникалық параметрлері берілген. 6.2 КДВГ прототипі жасалды. Пайдалы модельге ҚР патент алынды. 6.3 Әртүрлі электр жүктемелері кезіндегі КДВГ және ГЖС жұмыс режимдерін зерттеу нәтижелері алынды. KOKСНВО журналында бір (1) мақала жарияланды. 6.4 КДВГ прототипінің сынақ есебі алынды. 7.1. КДВГ прототипінің жобалық құжаттамасы әзірленді. Бір ғылыми мақала (перцентиль 94) журналына жіберілді. Тағы бір ғылыми мақала (перцентиль 45) журналына жіберілді. Жобаның соңғы есебі дайындалды.

Опытный образец ВГШД создан на базе синхронного генератора типа Г-286В со следующими основными техническими характеристиками: номинальная мощность 1,1 кВт, номинальное напряжение 24 В, номинальный ток 50 А. Обмотка якоря ВГШД перемотана на 2 трехфазные параллельные группы (А1 и А2). Трехфазный переменный ток преобразуется в диодных мостах (D1 и D2) в постоянный ток. С помощью переключателя (вручную или автоматически), в зависимости от частоты вращения ВГШД, диодные мосты могут соединяться последовательно (при пониженной частоте вращения) или работать параллельно (при нормальной или повышенной частоте вращения). Это позволяет поддерживать вырабатываемое напряжение в заданных пределах. Все монтажные элементы недорогие и вполне доступны по цене.

КДВГ прототипі келесі негізгі сипаттамалары бар Г-286В синхронды генераторына негізделген: номиналды қуаты 1,1 кВт, номиналды кернеуі 24 В және номиналды тогы 50 А. КДВГ якорь орамасы екі үш фазалы параллель топқа (A1 және A2) оралған. Үш фазалы айнымалы ток диодтық көпірлерде (D1 және D2) тұрақты токқа түрлендіріледі. КДВГ айналу жылдамдығына байланысты қосқышты (қолмен немесе автоматты) пайдаланып, диодтық көпірлерді тізбектей (төмен жылдамдықта) қосуға немесе параллель (қалыпты немесе жоғары жылдамдықта) пайдалануға болады. Бұл генерацияланған кернеуді белгіленген шектерде ұстайды. Барлық бекіту компоненттері арзан және оңай қолжетімді.

Создан опытный образец ВГШД

КДВГ прототипі жасалды

Производство электрогенераторов для МВЭС в Казахстане отсутствует, а на рынке предлагаются стандартные электрогенераторы, которые не способны поддерживать стабильное напряжение при широком диапазоне изменения скорости ветровых потоков. Предлагаемая технология позволяет создать ВГШД как на основе стандартных синхронных генераторов, так и на базе автомобильных генераторов бывших в употреблении. Использование последних позволяет значительно снизить себестоимость ВГШД.

Қазақстанда ШЖЭС үшін электр генераторларының өндірісі жоқ, ал нарықта жел ағындарының жылдамдығының өзгеруінің кең ауқымы кезінде тұрақты кернеуді ұстап тұруға қабілетсіз стандартты электр генераторлары ұсынылады. Ұсынылған технология стандартты синхронды генераторлар негізінде де, пайдаланылған автомобиль генераторлары негізінде де КДВГ құруға мүмкіндік береді. Соңғысын пайдалану КДВГ құнын айтарлықтай төмендетуге мүмкіндік береді.

ВГШД могут успешно применяться в МВЭС на отдаленных объектах сельского хозяйства и других отраслей экономики, где не подведены линии электропередачи от крупных энергосистем.

ВГШД ірі энергия жүйелерінен электр беру желілері тартылмаған алыс ауыл шаруашылығы объектілеріндегі және экономиканың басқа да салаларындағы ШЖЭС-те сәтті қолданыла алады.

UDC indices
621.31
International classifier codes
44.39.29;
Readiness of the development for implementation
Key words in Russian
Вентильный генератор; Обмотка якоря; Частота вращения; Ветроустановка; Накопитель электроэнергии;
Key words in Kazakh
Вентилді генератор; Якорь орамасы; Айналу жиілігі; Жел қондырғысы; Электр энергиясын жинақтаушы;
Head of the organization Ныгыметов Гани Сактаганович / -
Head of work Умбеткулов Ертуган Кожагулович Кандидат технических наук / Ассоциированный профессор
Native executive in charge Бакенов Кайрат Асангалиевич доцент