Бойко С. М. Електромеханічний комплекс вітроенергетичної установки автономного живлення електроприймачів шахт та рудників

Об'єкт дослідження: процес перетворення енергії турбулентних вентиляційних потоків, які мають місце у підземних виробках залізорудних шахт в електричну енергію в нормальних та аварійних режимах. Мета роботи: підвищення надійності функціонування залізорудних шахт шляхом розроблення і застосування енергоефективних електромеханічних комплексів вітроенергетичних установок для перетворення частини енергії вентиляційних потоків в електричну та забезпечення роботи локальних освітлювальних мереж в аварійних умовах. Методи дослідження: методи теорії автоматичного керування, методи нечіткої логіки, методи розрахунку електричних кіл. Теоретичні результати: вперше запропоновано встановлювати вдосконалений електромеханічний комплекс вітроенергетичної установки в місцях розгалуження підземних виробок залізорудних шахт і доведено, що ефективність використання турбулентного вентиляційного потоку з метою перетворення частини його енергії в електричну енергію, у цьому випадку буде найвищою; вперше для підвищення енергоефективності електромеханічної частини вітрової електростанції запропоновано новий принцип побудови вітрового комплексу, в якому вітрове колесо спеціальної форми доповнюється повітровідбивачем - це збільшує коефіцієнт використання вентиляційного повітряного потоку і дозволяє, згідно алгоритму керування, адаптивно в функції часу перетворювати частину енергії турбулентного вентиляційного потоку в електричну енергію; вдосконалено закон керування для регулятора ємнісного струму збудження асинхронного генератора вітрового електромеханічного комплексу, що проявляється у використанні в системі керування комбінованого ПІ-регулятора та нечіткого регулятора, які виконують керування почергово, в залежності від швидкості повітряного потоку та дозволяє забезпечити енергоефективні режими функціонування вітроенергетичної установки. Практичні результати: на основі запропонованої структури електромеханічної частини розроблено конструкцію вітрогенератора для системи автономного живлення приймачів електричної енергії підземних гірничих виробок залізорудних шахт; розроблено схемотехнічне рішення та запропоновано методику розрахунку параметрів регулятора системи автоматичного керування, що дозволяє проводити одночасне керування вітровим електромеханічним комплексом за напругою та частотою; на базі нечіткого контролера розроблено мікропроцесорний пристрій та алгоритм його роботи для системи автоматичного керування ємнісним струмом асинхронного генератора вітрового електромеханічного комплексу. Ступінь впровадження: результати впроваджено в ПАТ "Криворізький залізорудний комбінат", у ВАТ "Електрозахист" (м. Харків), а також у навчальний процес Кременчуцького національного університету імені Михайла Остроградського. Сфера (галузь) використання - електроенергетика.