Тихоходные генераторы на постоянных магнитах: Тихоходный генераторы на постоянных магнитах 3кВт до 45кВт

alexxlabРазное

Содержание

тихоходный генератор gs-3

Тихоходный генератор мощностью 3000 Вт, для комплектации ветро, гидроустановок.

При эксплуатации для производства энергии от миниГЭС без использования АКБ, возможна эксплуатация на мощности 7 кВт/час.

Детальное описание товара

Тихоходный генератор GS-3  Установленная мощность – 3000 Вт

Мы предлагаем:

  • Индивидуальный подбор генератора под ваши задачи.
  • Короткие сроки с момента подписания контракта, до отгрузки .
  • Экологически чистые технологии, отсутствие вреда для людей и окружающей среды.
  • Интегрированные решения.

ОПИСАНИЕ ТИХОХОДНОГО ГЕНЕРАТОРА  (GS-3)

  Трехфазный генератор переменного напряжения  с возбуждением от постоянных магнитов. Номинальная мощность —  3000 Вт. Генератор рассчитан на продолжительный режим работы в ветрогенераторных установках как вертикального так и горизонтального типа.

Возможно применение ветрогенератора для сооружения мини ГЭС. 

 

Тихоходный генератор :  GS-3

Номинальная мощность, Вт при эксплуатации на напряжение — 48 в

3000

ЭДС генератора, В

Eген= 48в на 50-65 об/мин
Eген= 96в на 100-130 об/мин
Eген= 160в на 160-200 об/мин

 

Оптимальное напряжение включения генератора (в)

 

 

 

 

 

48

Напряжение

 Переменное

Количество фаз

3

Число пар полюсов

2p=15

Миниамльные обороты ротора зарядки АКБ,  Об/мин         

55-65

Максимальные обороты ротора зарядк  АКБ, Об/мин         

160-200

Габаритные размеры

Диаметр,    мм

608

Высота,      мм

250

Масса

Вес ,             кг 

80

Корпус генератора

Материал ротора  усилен ребрами жесткости

Спец. сталь 

Материал статора усилен ребрами жесткости

Спец.сталь

Покраска

Эмаль ПФ

Крепление

Крепление ротора

Шпилька М12

Крепление статора

Шпилька М10

 

  1. Гарантия на генератор –  12 месяцев
  2. Срок службы составляет не менее 15 лет.

Генератор требует одного профилактического осмотра в год, смазки подшипников, протяжки крепления статора, ротора к ступице

Устойчивое, надежное и экологичное тихоходный генератор на постоянных магнитах

С наступлением века альтернативные источники энергии стремительно расширяются во всех секторах. тихоходный генератор на постоянных магнитах производят электроэнергию, не причиняя вредных последствий сжигания ископаемого топлива. Они эффективно преобразуют возобновляемые источники энергии в электрическую. Найдите все типы генераторов альтернативной энергии, такие как ветряные турбины. тихоходный генератор на постоянных магнитах и т. д. на Alibaba.com. Неважно какой. тихоходный генератор на постоянных магнитах по вашему выбору, оно будет засчитано в вашу долю вклада в мир без углерода.

тихоходный генератор на постоянных магнитах помогают в выработке надлежащей электроэнергии без использования каких-либо ископаемых видов топлива. Они экологически чистые. С ростом уровня развития было изобретено несколько генераторов альтернативной энергии. Поговорим о солнечных батареях. тихоходный генератор на постоянных магнитах или любые другие категории производителей энергии, все одинаково профессиональны. В дальнейшем,. тихоходный генератор на постоянных магнитах бывают разных типов в зависимости от того, где они будут использоваться или сажаться.

тихоходный генератор на постоянных магнитах имеют большие мощности. Они снабжены многофункциональными системами управления. Почему бы не уменьшить свой углеродный след с помощью. тихоходный генератор на постоянных магнитах ни за что? Однако с увеличением потребности в энергии мы не можем долго полагаться на исчерпаемые источники энергии. Итак, переходите на зеленый цвет с. тихоходный генератор на постоянных магнитах найдено на Alibaba.com.

Чтобы удовлетворить ваши требования к электричеству, перейдите на Alibaba.com. Он предлагает уникальные. тихоходный генератор на постоянных магнитах варианты для всех розничных и оптовых продавцов. В ближайшие дни улучшение альтернативных источников энергии будет одним из основных направлений предотвращения дальнейших резких изменений климата на нашей материнской планете. Сделайте шаг в сторону сохранения окружающей среды прямо сейчас!

ВЫБОР ОПТИМАЛЬНОГО ГЕНЕРАТОРА ДЛЯ ВЕТРОУСТАНОВКИ | Опубликовать статью ВАК, elibrary (НЭБ)

Бубенчиков А. А.1, Дайчман Р.А.2, Артамонова Е.Ю.2, Бубенчикова Т.В.2, Гафаров А.А.3, Гаибов И.А. 3

1Кандидат технических наук, 2Ассистент кафедры ЭсПП,

3 Студент, Омский государственный технический университет

ВЫБОР ОПТИМАЛЬНОГО ГЕНЕРАТОРА ДЛЯ ВЕТРОУСТАНОВКИ

 Аннотация

В статье рассмотрены вопросы применения различных типов генераторов для ветроустановок, выделены положительные и отрицательные стороны применения синхронного генератора на постоянных магнитах и асинхронного генератора.

Ключевые слова: ветроэнергетическая установка, синхронный генератор на постоянных магнитах, асинхронный генератор, асинхронизированный синхронный генератор.

 

Bubenchikov A.A. 1, Daychman R. A. 2, Artamonova E.

Y. 2, Bubenchikova T.V. 2, Gafarov A.A.3, Gaibov I.A.3

1 PhD in Engineering, 2Assistant of ESPP Department of Omsk State Technical University, 3Student of Omsk State Technical University

CHOICE OF THE OPTIMUM GENERATOR FOR THE WIND TURBINE

Abstract

In article questions of application of various types of generators for wind turbines are considered, positive and negative sides of use of the synchronous generator on permanent magnets and the asynchronous generator are allocated.

Keywords: wind turbine, the synchronous generator on permanent magnets, asynchronous generator, asynchronized synchronous generator.

 

Применение нетрадиционных и альтернативных источников энергии в настоящее время одна из наиболее распространенных задач, как с точки зрения создания энергоресурсов, так и с точки зрения их потребления.

Особенный интерес к таким источникам энергии исходит от населения, находящегося в зонах, отдаленных от центрального электроснабжения, другими словами в зонах без электрификации. Энергию, получаемую при работе альтернативных источников энергии можно использовать как для постоянного энергоснабжения, так и для резервного энергоснабжения, что особенно удобно для коттеджных поселков, небольших населенных пунктов или стратегических объектов.

Россия является одной из стран, обладающих большим энергопотенциалом, в том числе и энергией ветра.  Применение энергии ветра в последнее время находит всё большее распространение, как в работах отечественных ученых, так и в разработках зарубежных изобретателей.

За рубежом наибольшее признание получили ветроэнергетические установки с горизонтальной осью ротора, рис.1.

Рис. 1 – Ветроустановка с горизонтальной осью ротора

Такой тип ветроэнергетических установок работают по принципу ветряной мельницы, и имеет максимальное значение коэффициента использования энергии ветра 0,45 [1]. Ветроустановки с горизонтальной осью ротора, нуждаются в настройке на направление ветра, т.е. в регулировании геометрии лопастей.

Ветроустановки с вертикальным расположением оси, рис.2, имеют меньшее значение коэффициента использования, но в регулировании не нуждаются. Наиболее распространенными конструкциями роторов для ветроустановок с вертикальной осью вращения являются ротор Дарье, рис.2а [2] и ротор типа Савониуса, рис.2б [3]. Данный тип ветроустановок наиболее применим в условиях городской среды в виду отсутствия шумов при работе. Так же данные установки работают при меньших скоростях ветрового потока. [4].

Рис .2 – Ветроустановки с вертикальной осью ротора

Основными компонентами ветроустановки являются ветроколесо, принимающее на себя ветровой поток и генератор, дополнительными компонентами, являются блок управления, мачта, система ориентации на ветер, система защиты от сильных ветров и. т.д.

Принцип действия ветроустановки заключается в преобразовании ротором кинетической энергии воздушных масс в механическую энергию вращающегося вала, затем генератор преобразует её в электрическую энергию.

Ветер воздействует на лопасти роторного механизма, создаёт крутящий момент. Под воздействием этого крутящего момента, роторное устройство начинает вращаться, передавая вращение через вал на редуктор и затем на генератор. При превышении скорости ветра значения в 30 м/с, на роторном механизме задействуется аэродинамическое тормозное устройство, препятствующее дальнейшему увеличению количества оборотов передающего вала.

Генератор является важнейшим элементом электрооборудования ветроустановки. Кроме основного назначения генератор должен выполнять определенные функции по стабилизации и регулированию параметров, характеризующих качество вырабатываемой электроэнергии.

Для ветроустановок возможно применение следующих типов генераторов: асинхронные генераторы (с к. з. ротором и с фазным ротором), синхронные генераторы (с электромагнитным возбуждением, с магнитоэлектрическим возбуждением, индукторные, с когтеобразным ротором и.т.д), а также асинхронизированные синхронные генераторы [5].

Различные аспекты использования синхронного генератора на постоянных магнитах для ветроустановок нашли отражение в трудах Олейникова А.М. [6], Канова Л.Н. [7], Радина В.И. [8], Кулагина Р.Н. [9], Балагурова В.А. [10], Харитонова С.А. [11], Коробкова Д.В.[12], Гейста А.В.[13], Саттарова Р.Р.[14], Данилевича Я.Б [15], Литвинов Б.В. [16], Никитенко Г.В.[17] и многих других.

Синхронный генератор на постоянных магнитах имеет простую конструкцию, легок в обслуживании, надежен и имеет высокий КПД. Улучшение характеристик (синхронного генератора на постоянных магнитах) СГПМ достигается за счет применения высококоэрцитивных постоянных магнитов. В то же время имеется сложность регулирования и стабилизации напряжения. Стабилизация напряжения осуществляется за счет регулирования реактивной мощности, поступающей в генераторы от конденсаторов.

В синхронных генераторах на постоянных магнитах необходим редуктор (т.к. по большей части они высокооборотные, и начинают генерировать ток при 1000 об./мин.), а это дополнительные потери.

Тем не менее, данный тип генераторов является одним из самых распространенных генераторов для ветроустановок. В настоящее время ведутся исследования по улучшению конструкции и характеристик СГПМ [18].

Множество высших учебных заведений занимаются разработкой синхронных генератором на постоянных магнитах: научно-исследовательский конструкторско-технологический институт местной промышленности (г.Н.Новгород), Политехнический институт Сибирского Федерального университета (г. Красноярск), Уфимский государственный авиационный технический университет, Новосибирский государственный технический университет, Кубанский государственный аграрный университет и др.

Приобрести СГПМ можно в следующих фирмах: XindaGreenEnergyCo. Китай [19], Нииместром [20], ДП «Верано» [21], ООО “Сальмабаш” [22] и др.

Что касается асинхронного генератора, то он так же имеет простую конструкцию, надежность в обслуживании, невысокую стоимость относительно СГПМ. Применение асинхронного генератора (АГ) в автономных ветроустановках ранее было менее распространено из-за отсутствия малогабаритных конденсаторов, обеспечивающих возбуждение генератора и компенсацию реактивной мощности нагрузки, а также из-за сложности стабилизации выходного напряжения. С появлением более компактных конденсаторов и новых систем стабилизации напряжения эти проблемы были решены.

Вопросами исследования АГ отражены в работах следующих авторов: Григораш О.В.[23], Мустафаевa Р. И.[24], Никишина А.Ю.[25], Канова Л.Н. [26], Мазалова А.А.[27], Мамедова Ф.А.[28], Вронского О.В.[29] и др.

Фирмы, занимающиеся разработкой асинхронных генераторов с короткозамкнутым ротором: «Росэнергомаш» [30], «SUZLON» Индия[31], «SiemenxWindPower» Германия[32], «Vestas» Дания[33] и др.

Институты, занимающиеся разработками АГ – Кубанский государственный аграрный университет, Севастопольский национальный технический университет, Азербайджанский НИ.

Обе машины имеют одинаковый КПД, но если рассматривать генератор не как отдельный механизм, а как часть ветроустановки, то наиболее эффективен СГПМ, потому что стабилизатор, требующийся для нормальной работы АГ, снижает КПД в большей степени, чем редуктор, необходимый для СГПМ. Если учитывать, что некоторые виды АГ требуют использования не только стабилизатора, но и редуктора [5], то подразумевается ещё большее снижение КПД.  Асинхронный генератор дешевле СДПМ поэтому часто используется в качестве ветрогенератора малой и средней мощности.

Асинхронизированные синхронные генераторы (АСГ) находятся скорее в стадии разработки и моделирования, чем в стадии промышленного применения [34].

В заключение отметим, что наиболее популярным как для проектирования, так и для использования в ветроэнергетической установке является синхронный генератор на постоянных магнитах, благодаря его высоким характеристикам.   Однако, асинхронный генератор также находит применение в ВЭУ за счет своей, относительно синхронного генератора на постоянных магнитах, низкой стоимости.

Литература

  1. Горелов Д.Н., Кривоспицкий В.П. Перспективы развития ветроэнергетических установок с ортогональным ротором // Теплофизика и аэромеханика. – 2008. – №1 т.15. – С. 163-167.
  2. Горелов Д.Н. Энергетические характеристики ротора Дарье // Теплофизика и аэромеханика. – 2010. – №3 т.17. – С. 325-333.
  3. Горелов Д.Н. Аэродинамика ветроколес с вертикальной осью вращения. – Омск: Полиграфический центр КАН, 2012. – 68 с.
  4. Вертикальный ветрогенератор, вертикальная ось вращения // ВЕТРОДВИГ.RU URL: http://vetrodvig.ru/?p=1479 (дата обращения: 19.10.2015).
  5. Шевченко В.В., Кулиш Я.Р. Анализ возможности использования разных типов генераторов для ветроэнергетических установок с учетом диапазона мощности // Вестник НТУ “ХПИ”. – 2013. – №65. – С. 107-117.
  6. Олейников А. М., Канов Л. Н. Исследование режимов маломощного генератора с постоянными магнитами методом схемного моделирования // Механика, энергетика, экология. – Севастополь: Вестник СевГТУ, 2007. – С. 29-34.
  7. Олейников А. М., Канов Л. Н. Математическая модель автономной безредукторной ветроэлектрической установки на генераторе с постоянными магнитами // Электроэнергетика и электротехника. – 2010. – №1. – С. 82-87.
  8. Радин В.И., Загорский А.Е., Манукян Л.А. Влияние повышения скорости вращения на мощность синхронного генератора // Известия вузов. Электромеханика. – 1973. – №1. – С. 82-87.
  9. Кулагин Р.Н. Анализ конструкции тихоходных генераторов с постоянными магнитами // Известия ВолгГТУ. – 2011. – №7. – С. 87-80.
  10. Балагуров В.А., Галтеев Ф.Ф. Электрические генераторы с постоянными магнитами. – М.: Энергоатомиздат, 1988. – 280 с.
  11. Харитонов С.А., Симонов Б.Ф., Коробков Д.В., Макаров Д. В. К вопросу стабилизации напряжения синхронного генератора с постоянными магнитами при переменной частоте вращения // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. – Новосибирск: Издательство Сибирского Отделения РАН, июль-август 2012. – № 4. – С. 102-115.
  12. Стабилизация напряжения синхронного генератора с постоянными магнитами при переменной нагрузке / С. А. Харитонов, Д. В. Коробков, Д. В. Макаров, А. Г. Гарганеев // Доклады Томского государственного университета систем управления и радиоэлектроники: июнь 2012. -Томск: ТУСУР, 2012. – № 1(25), часть 1. – С.139-146.
  13. Стабилизация выходного напряжения синхронного генератора с возбуждением от постоянных магнитов при переменной частоте вращения вала / А. В. Гейст, Д. В. Коробков, Д. В. Макаров, А. Н. Решетников, С. А. Харитонов // Технiчна електродинамiка. Тематичний випуск. Силова електронiка та енергоефективнiсть. Частина 2. – Киïв, 2012. – С.39-46.
  14. Саттаров Р.Р., Бабикова Н.Л., Полихач Е.А. Исследование установившегося режима синхронного генератора возвратно-поступательного движения // Вестник УГАТУ. – 2007. – №6. – С. 194-199.
  15. Саттаров Р.Р., Бабикова Н. Л., Полихач Е. А. Исследование установившегося режима синхронного генератора возвратно-поступательного движения // Вестник УГАТУ. – 2007. – №6. – С. 194–199.
  16. Данилевич Я.Б., Коченев А.В. Синхронный генератор небольшой мощности с постоянными магнитами // Электричество. -1996. – № 4.- С. 27-29.
  17. Литвинов Б.В. Однофазный синхронный генератор двойного вращения с возбуждением от постоянных магнитов высоких энергий // Электротехника. – 1998. – № 4. – С. 20-25.
  18. Никитенко Г. В., Коноплев Е. В., Деведеркин И. В. Высокоэффективный синхронный генератор на постоянных магнитах для ветроэнергетической установки // Вестник АПК Ставрополья. – 2013. -№4.- С.80-84.
  19. Кручинина И.Ю. Высокоиспользованные электрические машины для современной энергетики: проблемы создания и исследований: автореф. дис. … канд. тех. наук: 05.09.01. – СПб., 2012. – 34 с.
  20. Xinda Green Energy Co URL: http://www.xindaenergy.com/index.html (дата обращения: 19.10.2015).
  21. Генератор дисковый синхронный // ОАО «НИИМЕСТПРОМ» URL: http://www.niimestprom.ru/?id=897 (дата обращения: 19.10.2015).
  22. НПП КБ верано-Ко URL: http://dpverano. com/ (дата обращения: 19.10.2015).
  23. Тихоходный генератор на постоянных магнитах // ООО “САЛЬМАБАШ” URL: http://mahaon-energy.ru/generator-gvu-1000 (дата обращения: 19.10.2015).
  24. Григораш О.В. Асинхронные генераторы в системах автономного электроснабжения // Электротехника. – 2002. – №1. – С. 30-34.
  25. Мустафаев Р.И., Гасанова Л.Г. Моделирование и исследование квазистационарных режимов работы ветроэлектрических установок с асинхронными генераторами при частотном управлении // Электричество. – 2009. – №6. – С. 36-41.
  26. Никишин А.Ю., Казаков В.П. Современные ветроэнергетические установки на базе асинхронных машин // Современные проблемы науки и образования. – 2012. – № 6.
  27. Канов Л.Н. Математическое моделирование ветроэлектрической установки с асинхронным генератором // Электроэнергетика и электромеханика. – 2012. – №5. – С.71-74.
  28. Мазалов А.А. Адаптивная ветроустановка переменного тока с асинхронным генератором // Известия ЮФУ. Технические науки. Тематический выпуск. – С.250-256.
  29. Мамедов Ф.А., Закабунин А.В., Гуреев А.Е., Шевченко Г.В. Использование асинхронных многоскоростных полюсопереключаемых генераторов в автономных ветроэнергетических установках // Энергообеспечение и энергосбережение в сельском хозяйстве. – 2008. – Ч.4. – С.338-340.
  30. Вронский О.В. Асинхронные генераторы повышенной частоты тока: автореф. дис. … канд. тех. наук: 05.20.02. – Краснодар, 2004. – 24 с.
  31. Тихоходный генератор на постоянных магнитах // Росэнергомаш. URL: http://www.rosenergomash.com/ (дата обращения: 19.10.2015).
  32. Suzlon Group URL: http://www.suzlon.com/ (дата обращения: 19.10.2015).
  33. Wind power solutions for offshore, onshore, and service projects // Siemens Aktiengesellschaft URL: http://www.energy.siemens.com/hq/en/renewable-energy/wind-power/ (дата обращения: 19.10.2015).
  34. Vestas URL: https://www.vestas.com/#! (дата обращения: 19.10.2015).
  35. Тыхевич О.О. Анализ совместной работы ветротурбины и асинхронизированного синхронного генератора ветроэнергетической установки // Автономна енергетика аерокосмiчных лiтальних апаратiв. -2003. №2(37).-С.70-75.

References

  1. Gorelov D.N., Krivospickij V.P. Perspektivy razvitija vetrojenergeticheskih ustanovok s ortogonal’nym rotorom // Teplofizika i ajeromehanika. – 2008. – №1 t.15. – S. 163-167.
  2. Gorelov D.N. Jenergeticheskie harakteristiki rotora Dar’e // Teplofizika i ajeromehanika. – 2010. – №3 t.17. – S. 325-333.
  3. Gorelov D.N. Ajerodinamika vetrokoles s vertikal’noj os’ju vrashhenija. – Omsk: Poligraficheskij centr KAN, 2012. – 68 s.
  4. Vertikal’nyj vetrogenerator, vertikal’naja os’ vrashhenija // VETRODVIG.RU URL: http://vetrodvig.ru/?p=1479 (data obrashhenija: 19.10.2015).
  5. Shevchenko V.V., Kulish Ja.R. Analiz vozmozhnosti ispol’zovanija raznyh tipov generatorov dlja vetrojenergeticheskih ustanovok s uchetom diapazona moshhnosti // Vestnik NTU “HPI”. – 2013. – №65. – S. 107-117.
  6. Olejnikov A. M., Kanov L. N. Issledovanie rezhimov malomoshhnogo generatora s postojannymi magnitami metodom shemnogo modelirovanija // Mehanika, jenergetika, jekologija. – Sevastopol’: Vestnik SevGTU, 2007. – S. 29-34.
  7. Olejnikov A. M., Kanov L. N. Matematicheskaja model’ avtonomnoj bezreduktornoj vetrojelektricheskoj ustanovki na generatore s postojannymi magnitami // Jelektrojenergetika i jelektrotehnika. – 2010. – №1. – S. 82-87.
  8. Radin V.I., Zagorskij A.E., Manukjan L.A. Vlijanie povyshenija skorosti vrashhenija na moshhnost’ sinhronnogo generatora // Izvestija vuzov. Jelektromehanika. – 1973. – №1. – S. 82-87.
  9. Kulagin R.N. Analiz konstrukcii tihohodnyh generatorov s postojannymi magnitami // Izvestija VolgGTU. – 2011. – №7. – S. 87-80.
  10. Balagurov V.A., Galteev F.F. Jelektricheskie generatory s postojannymi magnitami. – M.: Jenergoatomizdat, 1988. – 280 s.
  11. Haritonov S.A., Simonov B.F., Korobkov D.V., Makarov D. V. K voprosu stabilizacii naprjazhenija sinhronnogo generatora s postojannymi magnitami pri peremennoj chastote vrashhenija // Fiziko-tehnicheskie problemy razrabotki poleznyh iskopaemyh. – Novosibirsk: Izdatel’stvo Sibirskogo Otdelenija RAN, ijul’-avgust 2012. – № 4. – S. 102-115.
  12. Stabilizacija naprjazhenija sinhronnogo generatora s postojannymi magnitami pri peremennoj nagruzke / S. A. Haritonov, D. V. Korobkov, D. V. Makarov, A. G. Garganeev // Doklady Tomskogo gosudarstvennogo universiteta sistem upravlenija i radiojelektroniki: ijun’ 2012. -Tomsk: TUSUR, 2012. – № 1(25), chast’ 1. – S.139-146.
  13. Stabilizacija vyhodnogo naprjazhenija sinhronnogo generatora s vozbuzhdeniem ot postojannyh magnitov pri peremennoj chastote vrashhenija vala / A. V. Gejst, D. V. Korobkov, D. V. Makarov, A. N. Reshetnikov, S. A. Haritonov // Tehnichna elektrodinamika. Tematichnij vipusk. Silova elektronika ta energoefektivnist’. Chastina 2. – Kiïv, 2012. – S.39-46.
  14. Sattarov R.R., Babikova N.L., Polihach E.A. Issledovanie ustanovivshegosja rezhima sinhronnogo generatora vozvratno-postupatel’nogo dvizhenija // Vestnik UGATU. – 2007. – №6. – S. 194-199.
  15. Sattarov R.R., Babikova N. L., Polihach E. A. Issledovanie ustanovivshegosja rezhima sinhronnogo generatora vozvratno-postupatel’nogo dvizhenija // Vestnik UGATU. – 2007. – №6. – S. 194–199.
  16. Danilevich Ja.B., Kochenev A.V. Sinhronnyj generator nebol’shoj moshhnosti s postojannymi magnitami // Jelektrichestvo. -1996. – № 4.- S. 27-29.
  17. Litvinov B.V. Odnofaznyj sinhronnyj generator dvojnogo vrashhenija s vozbuzhdeniem ot postojannyh magnitov vysokih jenergij // Jelektrotehnika. – 1998. – № 4. – S. 20-25.
  18. Nikitenko G. V., Konoplev E. V., Devederkin I. V. Vysokojeffektivnyj sinhronnyj generator na postojannyh magnitah dlja vetrojenergeticheskoj ustanovki // Vestnik APK Stavropol’ja. – 2013. -№4.- 80-84.
  19. Kruchinina I.Ju. Vysokoispol’zovannye jelektricheskie mashiny dlja sovremennoj jenergetiki: problemy sozdanija i issledovanij: avtoref. dis. … kand. teh. nauk: 05.09.01. – SPb., 2012. – 34 s.
  20. Xinda Green Energy Co URL: http://www.xindaenergy.com/index.html (data obrashhenija: 19.10.2015).
  21. Generator diskovyj sinhronnyj // OAO «NIIMESTPROM» URL: http://www.niimestprom.ru/?id=897 (data obrashhenija: 19. 10.2015).
  22. NPP KB verano-Ko URL: http://dpverano.com/ (data obrashhenija: 19.10.2015).
  23. Tihohodnyj generator na postojannyh magnitah // OOO “SAL”MABASh” URL: http://mahaon-energy.ru/generator-gvu-1000 (data obrashhenija: 19.10.2015).
  24. Grigorash O.V. Asinhronnye generatory v sistemah avtonomnogo jelektrosnabzhenija // Jelektrotehnika. – 2002. – №1. – S. 30-34.
  25. Mustafaev R.I., Gasanova L.G. Modelirovanie i issledovanie kvazistacionarnyh rezhimov raboty vetrojelektricheskih ustanovok s asinhronnymi generatorami pri chastotnom upravlenii // Jelektrichestvo. – 2009. – №6. – S. 36-41.
  26. Nikishin A.Ju., Kazakov V.P. Sovremennye vetrojenergeticheskie ustanovki na baze asinhronnyh mashin // Sovremennye problemy nauki i obrazovanija. – 2012. – № 6.
  27. Kanov L.N. Matematicheskoe modelirovanie vetrojelektricheskoj ustanovki s asinhronnym generatorom // Jelektrojenergetika i jelektromehanika. – 2012. – №5. – S.71-74.
  28. Mazalov A.A. Adaptivnaja vetroustanovka peremennogo toka s asinhronnym generatorom // Izvestija JuFU. Tehnicheskie nauki. Tematicheskij vypusk. – S.250-256.
  29. Mamedov F.A., Zakabunin A.V., Gureev A.E., Shevchenko G.V. Ispol’zovanie asinhronnyh mnogoskorostnyh poljusoperekljuchaemyh generatorov v avtonomnyh vetrojenergeticheskih ustanovkah // Jenergoobespechenie i jenergosberezhenie v sel’skom hozjajstve. – 2008. – Ch.4. – S.338-340.
  30. Vronskij O.V. Asinhronnye generatory povyshennoj chastoty toka: avtoref. dis. … kand. teh. nauk: 05.20.02. – Krasnodar, 2004. – 24 s.
  31. Tihohodnyj generator na postojannyh magnitah // Rosjenergomash. URL: http://www.rosenergomash.com/ (data obrashhenija: 19.10.2015).
  32. Suzlon Group URL: http://www.suzlon.com/ (data obrashhenija: 19.10.2015).
  33. Wind power solutions for offshore, onshore, and service projects // Siemens Aktiengesellschaft URL: http://www.energy.siemens.com/hq/en/renewable-energy/wind-power/ (data obrashhenija: 19.10.2015).
  34. Vestas URL: https://www.vestas.com/#! (data obrashhenija: 19.10.2015).
  35. Tyhevich O.O. Analiz sovmestnoj raboty vetroturbiny i asinhronizirovannogo sinhronnogo generatora vetrojenergeticheskoj ustanovki // Avtonomna energetika aerokosmichnyh lital’nih aparativ. -2003. №2(37).-S.70-75.

Исследование выходных параметров катушек тихоходного генератора с изменяемой конфигурацией магнитной системы

 

АННОТАЦИЯ

 В статье приведены экспериментальные данные по получаемым выходным параметрам статорных катушек тихоходного генератора в зависимости от изменяемых величин: магнитного поля, числа витков катушек, зазора между магнитной системой и катушками и частоты вращения ротора.

ABSTRACT

The article presents experimental data on the obtained output parameters of the stator coils of a low-speed generator, depending on the variable values: magnetic field, number of coil turns, gap between the magnetic system and the coils and rotor speed.

 

Ключевые слова: катушка, параметры, магнитная система, тихоходный генератора.

Keywords: coil, parameters, magnetic system, low-speed generator.

 

Одной из важных задач, в современной ветроэнергетической отрасли, является использование низкопотенциальных ветровых потоков.

Большая часть территории России находится в области действия ветров низкой интенсивности (не более 5м/с) [2], за исключением малонаселенной прибрежной зоны северной и восточной части страны (более 7м/с) [4].

Соответственно вопрос по созданию конструкции генератора, эффективно работающего в условиях низкоскоростных ветровых потоков, является определяющим с точки зрения дальнейшего развития ветроэнергетики малых скоростей в целом.

Наиболее энергоэффективными считаются генераторы, выполненные на постоянных неодимовых магнитах.

Применение постоянных магнитов в конструкциях генераторов не требует дополнительных источников питания на возбуждение магнитного потока, их работа характеризуется высокими энергосберегающими свойствами и связана с уменьшением расхода используемых активных материалов [3]. При этом расположение постоянных магнитов на роторе существенно влияет на величину и форму индукции в зазоре и, как следствие, на получаемые характеристики [1].

Целью работы является проведение исследования выходных параметров катушек тихоходного генератора с различным количеством витков, в режиме холостого хода, с изменяемыми параметрами конфигурации магнитной системы, с переменными величинами по частоте вращения ротора и зазора между магнитной системой ротора и катушками.

Эксперименты проводились на лабораторно-испытательной установке для исследования параметров тихоходных генераторов Рис.1 (а).

 

Рисунок 1. Лабораторно-испытательная установка для исследования параметров тихоходных генераторов

 

Катушки наматывались на специальном приспособлении Рис.1 (б, в) медным проводом 0,15мм, с количеством витков 50, 100, 150, 200 и 250 соответственно Рис.1 (г) и устанавливались на кронштейне Рис.1 (д), который в свою очередь, крепился на испытательной установке Рис.1 (е). На валу поочередно устанавливались сменные оправки с постоянными магнитами Рис. 1 (ж, з). Первоначальный зазор между магнитами и катушкой, выставлялся пластиковым щупом. Последующие зазоры подкладкой под кронштейн пластин толщиной 1мм. Показания снимались тестером.

Магнитная система выстраивалась из постоянных магнитов на основе Nd-Fe-B: диаметр 10мм, толщина 5мм, остаточная индукция 1,2 Тл, коэрцитивная сила 900 кА/ч. Схема модели перекрытия катушек магнитной системой ротора (магниты, устанавливаемые с чередованием полярности, обозначены красным цветом) показана на Рисунке 2, для 10 (а, б) и 20 (в, г) магнитов соответственно, с указанием количества витков и углом поворота 0° и 9°.

 

Рисунок 2. Перекрытие витков испытуемых катушек магнитной системой ротора

 

Результаты проведенных опытов – напряжение, вырабатываемое катушкой в зависимости от количества витков, числа оборотов ротора, выставляемого зазора в системе магнит-катушка и количества магнитов представлены в таблице 1 (для 10 магнитов) и в таблице 2 (для 20 магнитов). Анализ результатов в виде сводных графиков Рис.3 и Рис.4.

Таблица 1.

Результаты экспериментальных исследований для магнитной системы из 10 магнитов устанавливаемых в оправках разноименно

Расстояние от торца катушки до торца магнита

s, mm

Частота вращения ротора

n, об/мин

Напряжение, мВ (милливольт) для катушек проводом

Ø 0,15мм с количеством витков:

50

100

150

200

250

min

max

min

max

min

max

min

max

min

max

0.8

50

11

22

20

43

36

64

54

105

63

124

100

31

36

55

65

86

100

131

151

162

181

150

46

51

85

92

136

149

188

205

233

245

200

60

66

112

120

181

191

259

274

358

374

1.8

50

10

20

14

36

31

63

37

88

59

118

100

25

30

49

60

82

97

123

138

150

178

150

38

44

79

87

122

137

186

200

220

239

200

54

58

107

115

177

187

235

254

303

315

2.8

50

6

13

14

31

19

48

33

75

41

91

100

18

21

41

48

63

73

101

115

116

133

150

28

32

60

66

100

109

148

161

176

191

200

39

41

83

90

133

142

197

208

238

247

3.8

50

4

9

12

25

15

33

27

59

33

65

100

13

15

32

38

43

51

82

94

85

99

150

19

21

51

54

69

72

121

132

130

138

200

26

28

68

71

87

92

162

172

171

178

 

Таблица 2.

Результаты экспериментальных исследований для магнитной системы из 20 магнитов устанавливаемых в оправках разноименно

Расстояние от торца катушки до торца магнита

s, mm

Частота вращения ротора

n, об/мин

Напряжение, мВ (милливольт) для катушек проводом

Ø 0,15мм с количеством витков:

50

100

150

200

250

min

max

min

max

min

max

min

max

min

max

0.8

50

38

43

68

74

72

100

116

127

124

127

100

64

70

136

146

174

185

227

237

259

237

150

102

107

197

203

274

282

341

350

389

350

200

132

137

264

270

295

365

461

474

507

474

1.8

50

23

27

44

51

60

70

73

84

83

84

100

45

49

90

98

130

140

168

175

179

175

150

68

71

140

148

198

204

248

257

286

257

200

91

95

192

198

269

275

330

339

378

339

2.8

50

19

21

25

30

43

51

51

59

53

59

100

37

40

57

62

93

101

109

115

116

115

150

59

62

88

94

147

153

163

169

181

169

200

75

78

116

121

195

202

222

229

241

229

3.8

50

14

17

15

20

19

26

37

46

42

46

100

29

32

38

44

49

55

85

92

94

92

150

45

47

62

70

80

87

133

143

143

143

200

61

64

86

89

111

114

182

186

189

186

 

Рисунок 3. Зависимости величины вырабатываемого напряжения катушек (мВ) от числа оборотов ротора, выставляемого зазора между магнитом и катушкой для 10 (а, в, д, ж, и) и 20 (б, г, е, з, к) магнитов

 

Согласно рис.3 зависимость вырабатываемого напряжения катушкой от частоты вращения ротора, при любой величине зазора, в первом приближении имеет линейный характер. Увеличение количества магнитов с 10 до 20 приводит к пропорциональному увеличению вырабатываемого напряжения (примерно в два раза) только для катушек с числом витков 50 и 100. Для катушек с числом витков 150 и 200 этот показатель постепенно падает и для катушек с числом витков 250 как для 10 так и 20 магнитов имеет практически одинаковые показатели. Одной из возможных причин полученного результата является постепенно увеличивающаяся, для магнитной системы из 20 магнитов (Рис.2, в), с ростом площади катушки зона перекрытия витков катушки одноименными полюсами магнитов. Магнитная система из 20 магнитов более чувствительна к величине зазора между катушкой и магнитами в диапазоне от 0,8мм до 1,8мм,

 

Рисунок 4. Зависимости величины вырабатываемого напряжения катушек (мВ) от числа витков катушек и частоты вращения ротора для 10 (а, в, д, ж) и 20 (б, г, е, з)

 

Типы полученных графиков рис.4 (а, б, в, г) показывают наличие потенциала для роста вырабатываемого напряжения у магнитной системы из 10 магнитов (рис.4 а, в), что является следствием, согласно рис. 2 (а, в), роста площади перекрытия витков катушек разноименными полюсами магнитов для системы из 10 магнитов в противоположность (рис. 2в) росту площади перекрытия одноименными полюсами магнитов для магнитной системы из 20 магнитов.

Для проверки воздействия на выходные параметры катушки (для 250 витков) магнитной системы, устанавливаемой без чередования полюсов, были проведены дополнительные эксперименты, представленные в таблице 3.

Таблица 3.

Результаты экспериментальных исследований для магнитной системы из 10 и 20 магнитов устанавливаемых в оправках одноименно

Расстояние от торца катушки до торца магнита

s, mm

Частота вращения ротора

n, об/мин

Напряжение, мВ (милливольт) для катушек проводом

Ø 0,15мм с количеством витков:

250

250

10 магнитов

20 магнитов

min

max

min

max

0.8

50

79

89

15

66

100

147

159

41

93

150

216

221

69

120

200

280

286

105

150

1.8

50

43

54

12

59

100

98

107

33

85

150

146

153

56

107

200

202

208

82

123

2.8

50

31

39

9

41

100

67

74

22

58

150

110

115

38

63

200

143

148

53

73

3.8

50

11

15

5

47

100

34

39

16

51

150

53

59

29

57

200

72

75

44

63

 

Сопоставляя данные таблиц 1 и 3 для катушек в 250 витков, для магнитной системы из 10 магнитов при установке магнитов в оправке одноименными полюсами, величина вырабатываемого напряжения падает по сравнению с магнитной системой из 10 магнитов с разноименным расположением полюсов. Увеличение количества магнитов с 10 до 20, устанавливаемых одноименно, уменьшает величину вырабатываемого катушкой напряжения практически в два раза.

Выводы. При проектировании тихоходных генераторов на постоянных магнитах большое значение имеет минимизация зазора между катушкой и магнитами, максимальная плотность магнитной системы ротора обеспечивающая стабильность выходных параметров катушек на малых оборотах и компенсацию низких оборотов ротора. При этом магниты должны быть установлены с чередованием полярности, с таким расчетом, чтобы площадь перекрытия противолежащих витков катушек разноименными полюсами магнитов была – максимальна, а одноименными полюсами магнитов – минимальна, что может быть достигнуто как относительным подбором формы магнитов и катушек, их соотношением и/или количеством.

При одновременном перекрытии витков катушки полюсами магнитов одного знака в катушке, в обоих ее витках, возникает встречная ЭДС, которая преобразуется по всей видимости в тепловую энергию. При перекрытии витков катушки разноименными полюсами магнитов, возникающая в витках катушек ЭДС имеет однонаправленный характер, с максимальным показателем вырабатываемого напряжения.

 

Список литературы:

  1. Ануфриев А. С., Макаричев Ю. А., Иванников Ю. Н. Особенности проектирования синхронных генераторов малой мощности для ветроэнергетических установок //Электроэнергетика глазами молодежи-2017. – 2017. – С. 159-160.
  2. Бубенчиков А. А., Бубенчикова Т. В. Оценка применения ветроколес без нагрузки в теле ускорителя потока для ветроэнергетических установок с вертикальной осью вращения // Омский научный вестник. 2018. № 2 (158). С. 33-37.
  3. Разработка стенда и методики идентификации постоянных магнитов / А. А. Татевосян, А. С. Татевосян, Н. В. Захарова, Н. Д. Буряков // Актуальные вопросы энергетики : материалы Всерос. науч.-практ. конф. с междунар. участием (Омск, 17 мая 2018 года) / ОмГТУ. – Омск, 2018. – С. 287–293.
  4. Серебряков Р.А., Доржиев С.С., Базарова Е.Г. Современное состояние, проблемы и перспективы развития ветроэнергетики // Актуальные проблемы гуманитарных и естественных наук. 2016. № 3. С. 13—20.
  5. Татевосян Андрей Александрович. Выбор оптимальной конструкции, экспериментальное исследование и математическое моделирование магнитного поля низкооборотного синхронного генератора на постоянных магнитах // ОНВ. 2018. №6 (162).

Тихоходный ветрогенератор — преимущества и недостатки

Это установка, использующая силу ветра для производства электрической энергии. Как правило, ветрогенераторы выполнены из колонны и лопастей.

Краткая характеристика

Тихоходным считается генератор, работающий от силы ветра, если лопасти вращаются вдоль горизонтальной оси. Достижению низкой скорости способствует высокое число крыльев. КПД моделей редко превышает 40%.

Тихоходные ветрогенераторы относятся к малошумному виду, их чаще всего устанавливают вблизи домов и офисов, лопасти вращаются медленно и не раздражают окружающих

Для стабильной работы требуется ветер средней величины. Грамотно собранное устройство способно осветить участок, затрачивающий до 2 кВт в час, если погодные условия благоволят нормальному вращению.

Устройство

В основе тихоходной машины лежит низковольтовый мотор на константных магнитах. Они обладают низким порогом вращения, с которого начинается производство тока. Качественному устройству достаточно 300-500 оборотов в минуту. Поскольку конструкция тихоходна, необходим редуктор-мультипликатор. Требуемое соотношение — 1:12, но лучше 1:15. В таком случае 20 оборотов лопастей обернутся в 300, чего хватает для производства тока.

Моторы на константных магнитах

В некоторых устройствах мотор заменяют автогенератором, что увеличивает необходимую частоту вращения. Для этого устанавливается мультипликатор с большим соотношением. Его работа провоцирует постепенное ослабление работоспособности из-за износа.

Редукторы и мультипликаторы служат для понижения скорости вращения колеса ветрогенератора, и с помощью них можно менять положение плоскости вращения

Тихоходные ветряки используют в местах со слабым ветром(отмеченных на ветряной карте желто-зеленым), если потребность в токе не превышает 3 кВт в час.

Лопасти

Правильное устройство имеет переменный профиль, а размах его крыльев составляет не менее 2 метров. Производство трудоемко, требовательно к правильности расчетов и подвергается большому количеству испытаний перед использованием. Подобные лопасти способны развить необходимую скорость, добывая энергию.

По причине применения редукторов, мультипликаторов внешний вид и расположение лопастей может быть любым, поэтому инженеры пытаются подобрать оптимальные конструкции с максимальным КПД

Самостоятельным производством лопастей заниматься не следует. При желании опробовать, используйте толстостенную трубу из пластика. Диаметр должен быть достаточным для изготовления полноценной лопасти. Перед началом работ проведите расчеты, основываясь на желаемой мощности ветрогенератора. Хорошо выполненное устройство способно развить до 300-400 Ватт в час, чего будет достаточно для освещения нескольких комнат в частном доме.

Генератор

Выбор генератора зависит от возможной скорости вращения. Для тихоходных установок достаточно мотора на постоянных магнитах. В зависимости от скорости, используется мультипликатор. Он позволяет умножить каждый оборот на коэффициент, что сокращает время, затрачиваемое на начало производства.

Генератор для тихоходного ветрогенератора выбирается исходя из требуемого потребления объекта с учетом КПД и запаса мощности

Для долговечности ротора используют специальный промежуточный вал. В него встроен подшипник, стабилизирующий опору. Передача энергии от лопастей к ротору передается механическим путем. Качественная деталь позволяет валу незначительно изменять свое положение, что уменьшает износ. Хороший подшипник — двухрядный, желательно самоустанавливающийся. Трёхрядный лучше, но дороже.

Аварийный флюгер

Устройство позволяет спасти ветрогенератор в ураганную погоду. Сильный ветер растягивает пружину, заставляя ротор изменить положение. Постепенно он ложится вдоль потока воздуха, потеряв обороты. Подобное невозможно при ветре, направленном строго параллельно земле, что встречается довольно редко.

Аварийный флюгер необходим ветрогенераторам для предотвращения разрушения в случаях ураганного ветра

Поэтому для защиты устройства используют аварийный флюгер. С его помощью определяется необходимость отключения ротора от системы. Ураган способен полностью разрушить ветрогенератор. Поэтому и применяют флюгеры — с их помощью есть возможность сохранить основу, в худшем случае потеряв лопасти.

Тихоходные модели ветрогенераторов выдерживают большие порывы ветра, однако, у них есть пределы, и поэтому необходимо предусмотреть защиту лопастей

В промышленных ветрогенераторах используется электронная система контроля за погодными условиями. Шаг лопастей контролируется автоматически — это позволяет защитить устройство. К тому же, в подобных системах крылья сделаны из прочных композитных материалов.

Токосъемник

Устройство находится на вершине мачты и требует регулярной чистки. Для этого придется обзавестись длинной стремянкой.

Также существует вариант укладывать ветряк на землю, производить работы по очищению, а затем вновь поднимать. Это кропотливо и трудоемко, но необходимо.

Токосъемники для ветрогенератора

Промышленные устройства имеют большие габариты, поэтому лестница наверх располагается внутри мачты.

Размещение тихоходного ветрогенератора

В участок земли ставят небольшой фундамент, в котором закрепляют мачту. Рядом с башней, у подножия, располагают силовой шкаф. На вершине устанавливают поворотный механизм, на него гондолу. Внутри последней находятся анемометр, генератор, трансмиссия и тормоза. К гондоле прикрепляют колпак ротора, в который воткнуты лопасти. К каждому крылу подключают систему, автоматически регулирующую шаг.

Установка тихоходного ветрогенератора начинается с фундамента и установки мачты

Окончив установку генератора, монтируют системы защиты от молний и передачи информации о работе, а также обтекатель и механизм пожаротушения.

Тихоходный ветрогенератор — устройство, способное обеспечить электричеством загородный участок. Использование оправдано в местностях со слабым ветром.

Российская компания, занимающаяся производством ветростанций, ищет партнеров для реализации своей продукции.

Статус

Активен

Аннотация

Российская компания специализируется на разработке и производстве ветростанций, мини ГЭС, тихоходных генераторов. Компания ищет партнеров в других странах и регионах в рамках договора об услугах по сбыту продукции.

Описание предложения

Коммерческая компания из Ижевска основана в 2013 году, однако еще в 1998 году начались первые разработки продукции компании. С 2006 года, в процессе работы над альтернативными источниками энергии инновационной группой компании создан тихоходный генератор, на базе которого были разработаны модели ветроэнергетической установки вертикального типа, также разработаны мини гидроэлектростанции роторного и погружного типа. На сегодняшний день основными сферами деятельности компании являются: внедрение на рынок инновационных энергосберегающих продуктов и технологий; производство оборудования для малой энергетики; реализация дополнительного оборудования; оказание услуг по проектированию, монтажу, сервисному обслуживанию данных установок на территории РФ и за рубежом. Ветроэнергетические установки представляют собой системы с общей выходной мощностью 500 — 3 000 Вт, максимальной производительностью 500 — 3 000 Вт/час; система снабжена контроллером управления зарядом аккумуляторных батарей, модулем/радиоуправляемой системой — устройством аналитического сбора информации о работе систем, с выходом на компьютерный порт. В зависимости от мощности установки варьируется количество лопастей. Мини гидроэлектростанции погружного типа: мощность 1 — 15 кВТ/час, имеется возможность монтажа данной установки на дно водоема, а также на понтон и плот. Мини гидроэлектростанции роторного типа: мощностью 1 кВт. Роторные ГЭС монтируют на водоемах закрытого типа, либо на небольших реках (устраивают дополнительно запруду). Станции работают с высоты напора 1 м. Для получения большей мощности при небольшой высоте напора рекомендуем применить несколько параллельных станций, при условии, что расход водоема позволит это сделать. Наработка данных станций доходит до 0,6 Мвт в месяц, что хватает для полного снабжения электроэнергией загородного дома. Тихоходные генераторы: трехфазный генератор переменного напряжения с возбуждением от постоянных магнитов. Номинальная мощность —  0,5-3 кВт. Генератор рассчитан на продолжительный режим работы в ветрогенераторных установках как вертикального, так и горизонтального типа. Возможно применение ветрогенератора для сооружения мини гидроэлектростанций. Продукция компании предназначена для индивидуального снабжения электроэнергией домов, небольших производств, метеостанций, вышек связи, аппаратуры нефтяных, газовых пунктов учета и т.д. Производственные мощности компании: более 1000 единиц в месяц. Базис поставок: FCA, DAP. Клиентами компании являются предприятия России, Сербии, Монголии всех форм собственности. Выбранные типы сотрудничества: для увеличения объема продаж продукции планируется заключение договора об услугах по сбыту продукции. В рамках договора об услугах по сбыту продукции компания планирует продавать свою продукцию партнеру для последующего распространения на рынке. Желательный результат — расширение розничной/оптовой сети.

Инновационные аспекты и преимущества

Предприятие предлагает для приобретения и эксплуатации ветростанции и мини ГЭС, способные вырабатывать электрическую энергию на малых ветрах от 3 м/сек и на малых скоростях и напорах воды от 1 м/сек. Кроме того, станции являются мобильными: легко и быстро транспортируются, монтируются. Также компанией разработаны энергоблоки, для работы которых не требуется специальное сооружение мачт. Ветростанции выходят на заявленные мощности на ветре от 8-10 м/сек. При этом отличием продукции компании от аналогов является использование инновационного тихоходного генератора, который при меньшем весе и стоимости позволяет получить больший коэффициент полезного действия установки. Кроме того, в некоторых установках предприятия применяются ветроколеса вертикального типа, которые способны работать на ветрах от 2,5 м/сек.

Технологические ключевые слова

04005008 Ветровая энергия
04005 Возобновляемые источники энергии
04 ЭНЕРГЕТИКА

Коды рыночных применений

06003001 Solar/thermal energy, 06003 Альтернативная энергетика, 06 ЭНЕРГЕТИКА, 06003003 Энергия ветра, 06003006 Combined heat and power (co-generator), 06003008 Прочие виды альтернативной энергии

Права интеллектуальной собственности

Патент получен

Комментарии, дата и номер патента

3 патента 2008 г.

Предпочитаемые страны

Армения, Белоруссия, Молдавия, Украина, Австрия, Бельгия, Босния и Герцеговина, Болгария, Чили, Китай, Египет, Исландия, Израиль, Япония, Македония, Мексика, Черногория, Норвегия, Южная Корея, Швейцария, Сирия, Тунис, Турция, США, Албания, Аргентина, Бразилия, Канада, Грузия, Индия, Индонезия, Иордания, Новая Зеландия, Парагвай, Перу, Российская Федерация, Сербия, Сингапур, Китайская Республика Тайвань, Страны ЕС, Хорватия, Кипр, Чехия, Дания, Эстония, Финляндия, Франция, Германия, Греция, Венгрия, Ирландия, Италия, Латвия, Литва, Люксембург, Мальта, Нидерланды, Польша, Португалия, Румыния, Словакия, Словения, Испания, Швеция, Великобритания

Дата профиля

10.02.2017

ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ КОНСТРУКТИВНЫХ ПАРАМЕТРОВ ТИХОХОДНЫХ СИНХРОННЫХ ГЕНЕРАТОРОВ С ПОСТОЯННЫМИ МАГНИТАМИ В СОСТАВЕ ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИХ КОМПЛЕКСОВ НА ИХ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ | Татевосян

Евдокимов А.А., Чарыков В.И., Саттаров

Р.Р., Игнастьев С.Г., Городских А.А. Расчет

магнитной системы магнитоэлектрических

генераторов мощностью до 10 кВА для ветро-

э н е р г е т и ч е с к и х у с т а н о в о к / /

Электротехнические и информационные

комплексы и системы. – 2018. – Вып. № 1.

– Т. 14. – 2018. – С. 27-34.

Кушнир В.Г., Кошкин И.В., Кошкина

А.И., Кушнир А.С. Имитационное моделиро-

вание системы «ветронасос – гидротурбина»

// Электротехнические и информационные

комплексы и системы. – 2018. – Вып. № 4.

– Т. 12. – 2016. – С. 28-33.

Roberto Lacal-Arantegui Globalization in

the wind energy industry: contribution and

economic impact of European companies.

Renewable Energy, Volume 134, April 2019, p.

-628.

Gugliani G.K., Sarkar A., Ley C., Mandal

S. New methods to assess wind resources in

terms of wind speed, load, power and direction.

Renewable Energy, Volume 129, Part A,

December 2018, p. 168-182.

Battisti L., Benini E., Brighenti A.,

Dell’Anna S., Raciti Castelli M. Small wind

turbine effectiveness in the urban environment

// Renewable Energy, Volume 129, Part A,

December 2018, pp. 102-113.

Ansoft Maxwell 3D. User’s Guide // Ansoft

Corporation 225 West Station Square Drive

Suite 2000, Pittsburg, PA 15219 USA.

Бесколлекторный синхронный генера-

тор с постоянными магнитами / Татевосян

А.А., Татевосян А.С. Пат. 2565775 Российская

Федерация, МПК H 02 K 21/14. 2014140005/07;

заявитель и патентообладатель Омский госу-

дарственный технический университет;

заявл. 02.10.14; опубл. 20.10.2015, Бюл. № 29.

Генераторы на постоянных магнитах — The Switch

Любая мощность, любая скорость

Мы предлагаем три различные топологии для всех ветроэнергетических приложений от 1 МВт до 8 МВт и выше: с прямым приводом, среднескоростным и высокоскоростным. PMG Switch могут иметь конструкцию с внутренним или внешним ротором. Каждая топология ГПМ предназначена для наилучшего соответствия конкретным ветровым условиям и требуемым конструкциям турбин. Это гарантирует бесперебойную работу и максимальную эффективность.Устраняя зубцы, мы уменьшаем механическое напряжение, повышаем надежность и продлеваем общий срок службы турбины. Благодаря повышенной плотности PMG компактный и легкий, что обеспечивает большую гибкость при ограниченном пространстве.

Низкоскоростные генераторы на постоянных магнитах с прямым приводом

PMG 1650 — 6300 кВт, 11 — 17 об / мин

Низкоскоростные PMG с прямым приводом Switch работают без коробки передач и быстро вращающихся частей.Типичный диапазон скорости составляет от 10 до 20 об / мин.

Простая конструкция с меньшим количеством компонентов обеспечивает повышенную надежность и превосходную эффективность трансмиссии.

Все генераторы могут быть спроектированы с сегментированной конструкцией статора. Это обеспечивает резервирование и дает возможность ремонтировать генератор в гондоле без полной разборки. По желанию, наша конструкция генератора может использовать подшипник генератора в качестве основного подшипника турбины для интеграции тормозной системы турбины в конструкцию генератора.

Среднескоростные генераторы на постоянных магнитах

PMG 1650 — 6400 кВт, 136 — 414 об / мин

Среднескоростные ГПМ Switch работают с одно- или двухступенчатой ​​коробкой передач при частоте вращения генератора обычно от 100 до 500 об / мин. Сочетая в себе преимущества низко- и высокоскоростной технологии, эти PMG предлагают чрезвычайно высокую доступность и надежность, что приводит к увеличению годового производства энергии (AEP).

FusionDrive®

В самом компактном среднескоростном решении, доступном сегодня на рынке, FusionDrive® использует одну и ту же раму как для генератора, так и для коробки передач.FusionDrive® — это результат объединения ветроэнергетической технологии мирового класса Moventas, одного из ведущих производителей ветряных устройств, и компании The Switch.

Все активные части генератора собраны непосредственно вокруг вторичной ступени редуктора, поэтому в генераторе и редукторе могут использоваться одни и те же подшипники, а смазочное масло редуктора может использоваться для охлаждения генератора. Это решение имеет компактные размеры и самый низкий вес на рынке.

Брошюра FusionDrive®

Высокоскоростные генераторы на постоянных магнитах

PMG 550-5850 кВт, 1000-1500 об / мин

Высокоскоростные PMG Switch работают с трехступенчатой ​​коробкой передач и имеют диапазон скоростей от 1000 до 2000 об / мин.Они предлагают чрезвычайно малый размер генератора и очень высокий КПД.

В качестве автономного компонента эти ГПМ могут использоваться с различными конструкциями турбин. Существующие индукционные генераторы с двойным питанием можно легко заменить на высокоскоростные ГПМ The Switch, не требуя внесения каких-либо изменений в компоновку гондолы.

Генераторы с низкой частотой вращения — генераторы постоянного тока, генераторы с постоянными магнитами

Генераторы с низкой частотой вращения

Традиционные генераторы должны вращаться со скоростью 1800 оборотов в минуту для выработки энергии.Это требует больших затрат энергии для получения приемлемого количества энергии. Генераторы с низкой частотой вращения дают преимущество выработки энергии при низких оборотах в минуту. Генератор на низких оборотах начинает вырабатывать мощность на одном обороте. Генератор с низкой частотой вращения имеет несколько преимуществ с точки зрения производительности, надежности и срока службы оборудования. В генераторе с постоянными магнитами на низких оборотах используются мощные неодимовые магниты, которые создают постоянное магнитное поле вокруг проводящих катушек.

Ниже приведены некоторые преимущества генераторов с низкой частотой вращения:

Низкая стоимость: Эти генераторы не только обеспечивают более высокий КПД, чем традиционные генераторы переменного тока, но также имеют недорогую конструкцию, снижающую первоначальные капитальные затраты. Меньший вес по сравнению с генераторами постоянного тока снижает стоимость материалов.

Низкие эксплуатационные расходы: Генераторы с постоянными магнитами не требуют значительного технического обслуживания, поскольку они разработаны для оптимальной работы.Неодимовые магниты, используемые в этих генераторах, имеют высокую рабочую температуру, что гарантирует, что эти магниты не размагнитятся очень скоро и продолжат оказывать услуги в течение долгого времени.

Надежная выходная мощность: Генераторы с постоянными магнитами являются высоконадежным источником энергии, поскольку они работают на низких скоростях, что приводит к меньшему износу различных частей генераторов. Поскольку в этих генераторах не используются контактные кольца, они просты в обслуживании и идеально подходят для выработки электроэнергии в течение длительного времени.

Простая конструкция: Эти генераторы имеют простую конструкцию, которая упрощает их производство, а также помогает в надлежащем техническом обслуживании и ремонте в будущем.

Различные размеры: Эти генераторы доступны в различных размерах и мощностях, что позволяет пользователям выбрать тот, который соответствует их требованиям и бюджету. Независимо от того, сочетается ли генератор с постоянными магнитами с ветряной турбиной для небольшого предприятия или для нужд небольшого дома в электроэнергии, эти генераторы идеально подходят для всех приложений.

Генераторы с низкой частотой вращения после развертывания могут служить годы. Низкая стоимость этих генераторов делает их идеальным выбором для клиентов, которые ищут надежный источник питания по доступной цене. Можно узнать больше об этих генераторах из различных источников в Интернете, а также воспользоваться услугами производителей, которые построят индивидуальный генератор с постоянными магнитами в соответствии с собственными спецификациями.

Поделитесь этой историей, выберите платформу!

Разработка и оптимизация низкоскоростного и высокоэффективного генератора с постоянными магнитами для микрогидроэлектростанции

Основные моменты

•

Разработка низкоскоростного и высокоэффективного генератора с прямым приводом для микрогидроэлектростанции система генерации.

•

Повышение производительности генератора за счет оптимизации параметров генератора.

•

Показывает возможность снижения стоимости производства генератора по сравнению с различными материалами железных сердечников.

Реферат

В этой статье был разработан низкоскоростной и высокоэффективный генератор с постоянными магнитами (генератор LHPM) для микрогидроэлектрической системы генерации, а также два различных низкоскоростных генератора с использованием кремнистой стали и сердечника SPCC. (Обычная плита из холодной стали) были изготовлены и сравнены.Предлагаемый генератор LHPM может иметь высокую электродвижущую силу (ЭДС) без нагрузки и высокий КПД при низкой скорости за счет оптимизации его параметров, а также показывает возможность снижения затрат на его производство путем сравнения производительности с различными ферромагнитными материалами железных сердечников. Во-первых, был представлен принцип низкоскоростной и высокоэффективной генерирующей системы на постоянных магнитах и ​​предложена параметрическая конструкция генератора LHPM. Затем были проанализированы характеристики сердечников с различными ферромагнитными материалами.Наконец, были выполнены различные моделирование, оптимизационные исследования и эксперименты с анализом методом конечных элементов (FEA). Также были исследованы метод уменьшения крутящего момента от зубчатого зацепления, влияние параметров PM и влияние различных материалов сердечников. Кроме того, в качестве компромисса между производительностью генератора и стоимостью производства был предложен так называемый генератор с гибридным сердечником, ротор которого выполнен из сердечника SPCC, а статор — из сердечника из кремнистой стали. Результаты моделирования и экспериментов демонстрируют эффективность предложенной конструкции.

Ключевые слова

Генератор на постоянных магнитах

Гидроэлектрическая генерация

Низкая скорость

Высокая эффективность

Различные ферромагнитные материалы

Рекомендуемые статьиЦитирующие статьи (0)

Полный текст

© 2019 Elsevier Ltd. Все права защищены.

Рекомендуемые статьи

Цитирующие статьи

(PDF) Низкоскоростной синхронный генератор с постоянными магнитами для малых ветроэнергетических установок

A.Kilk

330

Форма волны межфазного напряжения при разомкнутой или симметричной трехфазной резистивной нагрузке

почти синусоидальная, но фазное напряжение

оказывает значительное влияние из-за эффектов 3-й гармоники.

Выводы и обсуждения

Низкооборотный синхронный генератор с постоянными магнитами мощностью 10 кВт для ветроэнергетики

был разработан и испытан экспериментально. Для минимизации влияния пульсаций момента использовалась дробная двухслойная обмотка якоря

.Прямоугольные магниты NdFeB

закрепляли в гнездах на поверхности ярма индуктора

. Аналитическое исследование распределения первичного магнитного поля методами конформного отображения

и методами конечных элементов сравнивалось с экспериментальными

ментальными данными испытаний PM-модели и прототипа машины. Между аналитическими и экспериментальными данными наблюдается относительно хорошая корреляция

.

В результате испытаний был достигнут очень низкий уровень пульсаций крутящего момента, а также почти

синусоидальной формы волны и прогнозируемого уровня сетевого напряжения.Расчетные линейные напряжения

для условий холостого хода и различных нагрузок имели тенденцию к

быть ниже экспериментально измеренных напряжений на 0,5–1,3%. Это было

, главным образом из-за того, что экспериментальные температуры магнитов были на

относительно ниже расчетных расчетных температур.

Распределение температур в различных частях обмотки,

и

ярма зоны сердечника статора и постоянных магнитов рассчитано по

методом тепловой сети.Расчетные температуры и

, измеренные датчиками, относительно хорошо коррелировали, отличаясь от

меньше, чем на 5%. Разработка более точных методов термического анализа для машин

PM позволит достичь более точного уровня электромагнитного анализа

на синхронных генераторах PM для приложений ветроэнергетики

.

ССЫЛКИ

1. Европейская ассоциация ветроэнергетики, Wind Force 12 — 2005.EWEA News

Выпуск

, февраль 2006 г. http://ewea.org.

2. Грауэрс А. Проектирование генераторов на постоянных магнитах с прямым приводом для ветряных турбин

// Технический отчет №. 292, Технологический университет Чалмерса:

Гетеборг, Швеция, 1996. 133 с.

3. Лампола, П. Низкоскоростные генераторы с постоянным магнитом с прямым приводом для

ветроэнергетических приложений // Ph.D. Диссертация, Хельсинкский университет технологии

, Лаборатория электромеханики: Эспоо, Финляндия, 2000.62 стр.

4. Килк, А. Конструкция и экспериментальная проверка многополюсного синхронного генератора с прямым приводом

Внутренний синхронный генератор с постоянными магнитами для ветроэнергетики // Труды

4-го Международного семинара по качеству и надежности электроснабжения:

Pedase , Эстония, 2004. С. 87–89.

Генератор постоянного тока с постоянными магнитами как ветрогенератор

Генератор постоянного тока с постоянным магнитом как ветрогенератор Статья Учебники по альтернативной энергии 19.06.2010 05.12.2021 Учебники по альтернативной энергии

Генератор постоянного тока с постоянным магнитом в качестве ветряного генератора

Из предыдущего урока по ветряной турбине мы знаем, что электрический генератор — это вращающаяся машина, которая преобразует механическую энергию, производимую лопастями ротора (первичный двигатель), в электрическую энергию или мощность.Это преобразование энергии основано на законах электромагнитной индукции Фарадея, которые динамически индуцируют ЭДС. (электродвижущая сила) в катушки генератора при его вращении. Существует множество различных конфигураций электрического генератора, но одним из таких электрических генераторов, который мы можем использовать в ветроэнергетической системе, является Permanent Magnet DC Generator или PMDC Generator .

Машины с постоянным магнитом постоянного тока (DC) могут использоваться либо как обычные двигатели, либо как ветряные генераторы постоянного тока, поскольку конструктивно между ними нет принципиальной разницы.Фактически, та же самая машина PMDC может приводиться в действие электрически, как двигатель для перемещения механической нагрузки, или она может приводиться в действие механически как простой генератор для генерации выходного напряжения. Это делает генератор постоянного тока на постоянных магнитах (генератор PMDC) идеальным для использования в качестве простого ветряного генератора.

Если мы подключим машину постоянного тока к источнику постоянного тока, якорь будет вращаться с фиксированной скоростью, определяемой подключенным напряжением питания и напряженностью его магнитного поля, тем самым действуя как «двигатель», создающий крутящий момент.Однако, если мы механически вращаем якорь со скоростью, превышающей расчетную скорость двигателя, используя лопасти ротора, то мы можем эффективно преобразовать этот двигатель постоянного тока в генератор постоянного тока, производящий генерируемую выходную ЭДС, пропорциональную его скорости вращения и магнитному полю. сила.

Обычно в обычных машинах постоянного тока обмотка возбуждения находится на статоре, а обмотка якоря — на роторе. Это означает, что у них есть выходные катушки, которые вращаются со стационарным магнитным полем, которое создает необходимый магнитный поток.Электроэнергия снимается непосредственно с якоря через угольные щетки с магнитным полем, которое регулирует мощность, подаваемую либо постоянными магнитами, либо электромагнитом.

Вращающиеся катушки якоря проходят через это стационарное или статическое магнитное поле, которое, в свою очередь, генерирует электрический ток в катушках. В генераторе постоянного тока с постоянным магнитом якорь вращается, поэтому полный генерируемый ток должен проходить через коммутатор или через контактные кольца и угольные щетки, обеспечивающие электрическую мощность на его выходных клеммах, как показано.

Типовая конструкция генератора постоянного тока

Простой генератор постоянного тока может быть сконструирован различными способами в зависимости от соотношения и взаимосвязи каждой из катушек магнитного поля относительно якоря. Двумя основными соединениями для машины постоянного тока с самовозбуждением являются «Генератор постоянного тока с шунтирующей обмоткой», в котором основная обмотка возбуждения соединена параллельно с якорем. «Генератор постоянного тока с последовательной обмоткой» имеет токоведущую обмотку возбуждения, соединенную в цепи серии с якорем.Каждый тип конструкции генератора постоянного тока имеет определенные преимущества и недостатки.

Генератор постоянного тока с шунтирующей обмоткой — В этих генераторах ток поля (возбуждения) и, следовательно, магнитное поле увеличивается с рабочей скоростью, так как это зависит от выходного напряжения. Напряжение якоря и электрический крутящий момент также увеличиваются с увеличением скорости. Генератор с параллельной обмоткой, работающий с постоянной скоростью при различных условиях нагрузки, имеет гораздо более стабильное выходное напряжение, чем генератор с последовательной обмоткой.Однако по мере увеличения тока нагрузки внутренние потери мощности на якоре вызывают пропорциональное уменьшение выходного напряжения.

В результате ток через поле уменьшается, уменьшая магнитное поле и вызывая еще большее падение напряжения, а если ток нагрузки намного выше, чем конструкция генератора, снижение выходного напряжения становится настолько серьезным, что приводит к большому внутреннему якорю. потери и перегрев генератора. В результате генераторы постоянного тока с шунтирующей обмоткой обычно не используются для больших постоянных электрических нагрузок.

Генератор постоянного тока серии с обмоткой — ток возбуждения (возбуждения) в генераторе с последовательной обмоткой такой же, как ток, который генератор подает на нагрузку, поскольку они оба подключены последовательно. Если подключенная нагрузка мала и потребляет небольшой ток, ток возбуждения также невелик. Следовательно, магнитное поле обмотки последовательного возбуждения слишком слабое, и генерируемое напряжение также низкое.

Аналогичным образом, если подключенная нагрузка потребляет большой ток, ток возбуждения также будет высоким.Следовательно, магнитное поле обмотки последовательного возбуждения очень сильное, а генерируемое напряжение высокое. Одним из основных недостатков генератора постоянного тока с последовательной обмоткой является то, что он плохо регулирует напряжение, и в результате генераторы постоянного тока с последовательной обмоткой обычно не используются для неустойчивых нагрузок.

Самовозбуждающиеся генераторы постоянного тока серии Shunt Wound и Wound имеют недостаток в том, что изменения тока нагрузки вызывают серьезные изменения выходного напряжения генератора из-за реакции якоря, и в результате эти типы генераторов постоянного тока редко используются в качестве генераторы ветряных турбин.Однако «составной» подключенный генератор постоянного тока имеет комбинацию как шунтирующих, так и последовательных обмоток, объединенных в один генератор, и которые могут быть соединены таким образом, чтобы образовать «составной генератор постоянного тока с коротким шунтом» или «составной генератор постоянного тока с длинным шунтом». генератор». Этот тип конструкции генератора постоянного тока с самовозбуждением позволяет объединить преимущества каждого типа в одной машине постоянного тока.

Еще один способ преодолеть недостатки генератора постоянного тока с самовозбуждением — обеспечить внешнее соединение обмоток возбуждения.Затем это производит другой тип генератора постоянного тока, называемый Генератор постоянного тока с отдельным возбуждением .

Как следует из названия, генератор постоянного тока с отдельным возбуждением питается от независимого внешнего источника постоянного тока для обмотки возбуждения. Это позволяет току возбуждения создавать постоянный поток магнитного поля независимо от условий нагрузки на якорь. Когда к генератору не подключена электрическая нагрузка, ток не течет, и на выходных клеммах появляется только номинальное напряжение генератора.

Если к выходу подключена электрическая нагрузка, будет течь ток, и генератор начнет подавать электроэнергию на нагрузку.

Генератор постоянного тока с независимым возбуждением имеет множество применений и может использоваться в ветряных генераторах. Однако генераторы постоянного тока для ветряных турбин имеют тот недостаток, что для возбуждения шунтирующего поля требуется отдельный источник питания постоянного тока. Однако мы можем преодолеть этот недостаток, заменив обмотку возбуждения постоянными магнитами, создав генератор постоянного тока с постоянным магнитом или генератор PMDC .

Генератор постоянного тока с постоянным магнитом

Генератор постоянного тока с постоянным магнитом можно рассматривать как щеточный двигатель постоянного тока с независимым возбуждением и постоянным магнитным потоком. Фактически, почти все щеточные двигатели постоянного тока с постоянными магнитами (PMDC) можно использовать в качестве генераторов PMDC с постоянными магнитами, но, поскольку они на самом деле не предназначены для использования в качестве генераторов, они не могут быть хорошими генераторами ветряных турбин, потому что при работе в качестве простых генераторов постоянного тока В генераторе вращающееся поле действует как тормоз, замедляющий ротор.Эти машины постоянного тока состоят из статора, имеющего редкоземельные постоянные магниты, такие как неодим или самарий-кобальт, для создания очень сильного потока поля статора вместо намотанных катушек и коммутатора, подключенного через щетки к намотанному якорю, как раньше.

Генератор постоянного тока с постоянным магнитом

При использовании в качестве генераторов постоянного тока с постоянными магнитами двигатели с постоянным магнитным постоянным током обычно должны приводиться в движение намного быстрее, чем их номинальная скорость двигателя, чтобы обеспечить напряжение, близкое к их номинальному напряжению двигателя, поэтому машины постоянного тока с высоким напряжением и низкой частотой вращения являются лучшими генераторами постоянного тока.Основное преимущество перед другими типами генераторов постоянного тока состоит в том, что генератор постоянного тока с постоянными магнитами очень быстро реагирует на изменения скорости ветра, потому что их сильное поле статора всегда присутствует и постоянно.

Генераторы постоянного тока с постоянным магнитом обычно легче, чем машины с обмоткой статора для данной номинальной мощности, и имеют более высокий КПД, поскольку отсутствуют обмотки возбуждения и потери в обмотках возбуждения. Кроме того, поскольку статор снабжен системой полюсов постоянного магнита, он устойчив к воздействию возможного попадания грязи.Однако, если они не полностью герметизированы, постоянные магниты будут притягивать ферромагнитную пыль и металлическую стружку (также называемую стружкой или стружкой), что может вызвать внутренние повреждения.

Генератор постоянного тока с постоянными магнитами является хорошим выбором для небольших ветряных турбин, поскольку они надежны, могут работать на низких скоростях вращения и обеспечивать хорошую эффективность, особенно в условиях слабого ветра, поскольку их точка включения довольно низкая.

Существует множество готовых генераторов постоянного тока с постоянными магнитами с широким диапазоном выходной мощности от нескольких ватт до многих тысяч ватт.Напряжение постоянного тока, создаваемое машиной постоянного тока с постоянными магнитами, определяется следующими тремя факторами:

  • Магнитное поле, создаваемое статором. Это зависит от физических размеров генератора, силы и типа используемых постоянных магнитов.
  • Число витков или витков провода на якоре. Это значение фиксируется физическим размером генератора и якоря, а также размером проводника. Чем больше витков используется, тем выше выходное напряжение.Точно так же, чем больше диаметр или площадь поперечного сечения провода, тем выше ток.
  • Скорость вращения якоря, которая определяется скоростью лопастей ротора относительно скорости ветра. Для генераторов и двигателей PMDC выходное напряжение пропорционально скорости и, как правило, линейно.

Наиболее распространенным типом генераторов постоянного тока для ветряных турбин и небольших ветряных турбин, используемых для зарядки аккумуляторов, является генератор постоянного тока с постоянными магнитами, также известный как Dynamo .Динамо-машины — хороший выбор для новичков в ветроэнергетике, поскольку они большие, тяжелые и, как правило, имеют очень хорошие подшипники, поэтому вы можете установить довольно большие лопасти ротора прямо на вал их шкива.

Дизельные динамо-машины для грузовиков или автобусов старого образца — лучший выбор для ветряных турбин, поскольку они предназначены для выработки необходимого напряжения и тока на более низких скоростях с упором на эффективность, а не на максимальную мощность. Кроме того, большинство динамо-машин для автобусов и грузовиков могут генерировать мощность до 500 Вт при 24 В, чего более чем достаточно для зарядки аккумуляторов и питания фонарей для небольшой системы низкого напряжения.

Другие типы двигателей с постоянным током постоянного тока, которые подходят для ветряных генераторов постоянного тока, включают тяговые двигатели, используемые в гольф-карах, вилочных погрузчиках и электромобилях. Обычно это двигатели на 24, 36 или 48 В с высоким КПД и номинальной мощностью. Одним из основных недостатков генератора постоянного тока с постоянными магнитами является то, что эти машины имеют коммутирующие щетки, которые пропускают полный выходной ток генератора, поэтому машины постоянного тока, используемые в качестве динамо-машин и генераторов, требуют регулярного обслуживания, поскольку угольные щетки, используемые для быстрого отвода генерируемого тока. изнашиваются и производят большое количество электропроводящей угольной пыли внутри машины.Поэтому иногда используются генераторы переменного тока.

Автомобильные генераторы переменного тока — еще один очень популярный выбор в качестве простого генератора постоянного тока для использования в качестве генератора ветровой турбины, особенно среди новичков и энтузиастов DIY, поскольку низковольтный постоянный ток также может генерироваться генераторами переменного тока. Большинство автомобильных генераторов переменного тока содержат выпрямители переменного тока в постоянный, которые подают постоянное напряжение и ток. В генераторе переменного тока магнитное поле вращается, и переменный трехфазный переменный ток, который генерируется неподвижными обмотками статора, преобразуется в 12 вольт постоянного тока внутренней схемой выпрямителя.У автомобильных генераторов переменного тока есть явное преимущество, заключающееся в том, что они специально разработаны для зарядки 12 или 24-вольтовых батарей.

Закрытые генераторы PMDC предпочтительнее использовать в системах ветряных турбин для защиты их от элементов, но стандартные автомобильные генераторы обычно открыты и охлаждаются окружающим воздухом, вентилируемым через генератор, поэтому требуется некоторая дополнительная форма защиты от атмосферных воздействий. Они также бывают разных размеров и номинальной мощности, предназначенные для небольших автомобилей и больших грузовиков, и, хотя они могут быть дешевыми и легкодоступными, они не очень эффективны по сравнению с более крупными генераторами постоянного тока с постоянными магнитами.

Ключ к простоте и повышению эффективности заключается в создании ветряной турбины с прямым приводом, в которой лопасти турбины установлены непосредственно на валу главного шкива генератора. Как только вы вводите шестерни, ремни, шкивы или любые другие способы увеличения или уменьшения их скорости, вы вносите потери энергии, дополнительные затраты и сложность.

Хотя хороший трехлопастный ротор диаметром от 1,5 до 2 метров может развивать скорость, превышающую 1000 об / мин, это все еще слишком медленно, чтобы быть подходящим для большинства обычных автомобильных генераторов переменного тока, которые вращаются со скоростью от 2000 об / мин. и 10 000 об / мин, поскольку они прикреплены к двигателю автомобиля, поэтому потребуется коробка передач или система шкивов для увеличения скорости вращения генератора и увеличения выходной мощности генератора.

Кроме того, автомобильным генераторам требуется дополнительный внешний источник питания для подачи небольшого тока смещения (обычно через индикаторную лампу приборной панели) на их катушки возбуждения, чтобы запустить возбуждение и, следовательно, процесс генерации до того, как генератор переменного тока достигнет скорости включения . Этот внешний ток возбуждения может подаваться подключенным аккумуляторным блоком, но проблема заключается в том, что батареи будут продолжать подавать ток, возможно, разряжая батареи, даже когда лопасти турбины неподвижны в периоды нулевого или слабого ветра.Другая проблема современных автомобильных генераторов заключается в том, что они построены из соображений дешевизны и легкости, поэтому обычно используются только валы ротора небольшого диаметра 5/8 дюйма или 17 мм для установки шкива, который может быть немного маловат, чтобы выдерживать вес и напряжения вращающихся лопастей.

Одной из самых сложных частей проектирования небольшой ветряной турбины низкого напряжения для производства электроэнергии является поиск подходящего генератора постоянного тока. Генераторы постоянного тока с постоянными магнитами — это низкоскоростные генераторы, которые довольно надежны и эффективны при слабом ветре для использования в автономных автономных системах для зарядки батарей или для питания низковольтного освещения и приборов.Как правило, они имеют линейные кривые мощности с низкой скоростью включения около 10 миль в час. К сожалению, старые генераторы постоянного тока на постоянных магнитах, которые больше, тяжелее и надежнее, становится все труднее найти.

Помимо генераторов постоянного тока с постоянными магнитами, автомобильный генератор переменного тока также является еще одним популярным выбором среди многих мастеров для использования в качестве генераторов постоянного тока низкого напряжения для ветряных турбин. Однако, будучи автомобильным генератором переменного тока, прикрученным сбоку, или двигателем внутреннего сгорания, они требуют высоких оборотов для выработки мощности и не всегда очень эффективны.Автомобильные генераторы также требуют внешнего источника питания для питания электромагнитов, которые создают внутреннее магнитное поле.

Автомобильные генераторы переменного тока ограничивают собственный ток с помощью встроенной схемы регулятора, которая также предотвращает перезарядку подключенных аккумуляторов генератором. Однако автомобильный генератор переменного тока никогда не должен подключаться к батарее задним ходом или запускать генератор на высоких оборотах без подключенной батареи, так как выходное напряжение поднимется до высоких уровней (намного больше 12 вольт) и разрушит внутренний выпрямитель.

Низковольтные автономные ветроэнергетические системы постоянного тока отлично подходят для зарядки аккумуляторов и т. Д., Но если мы хотим питать более крупные подключенные к сети устройства или иметь систему, которая «привязана к сети», нам нужно либо использовать инвертор какой-либо формы, чтобы изменить низкий уровень напряжение постоянного тока, генерируемое генератором постоянного тока с постоянными магнитами, в источник переменного тока более высокого напряжения (120 или 240 вольт) или установка другого типа ветряного генератора.

В следующем руководстве по ветроэнергетике мы рассмотрим работу и конструкцию другого типа электрической машины, называемой синхронным генератором.Синхронный генератор сильно отличается от генератора постоянного тока с постоянными магнитами, потому что его можно использовать для выработки электроэнергии переменного или переменного тока, подключенной к трехфазной сети.

Демонстрация генератора с регулируемой частотой вращения на постоянных магнитах на небольшой гидростанции с низким напором (Технический отчет)

Браун Кинлох, Дэвид. Демонстрация генератора с регулируемой частотой вращения на постоянных магнитах на небольшой гидростанции с низким напором .США: Н. П., 2015. Интернет. DOI: 10,2172 / 1230014.

Браун Кинлох, Дэвид. Демонстрация генератора с регулируемой частотой вращения на постоянных магнитах на небольшой гидростанции с низким напором . Соединенные Штаты. https://doi.org/10.2172/1230014

Браун Кинлох, Дэвид.Пт. «Демонстрация генератора с регулируемой частотой вращения на постоянных магнитах на небольшой гидростанции с низким напором». Соединенные Штаты. https://doi.org/10.2172/1230014. https://www.osti.gov/servlets/purl/1230014.

@article {osti_1230014,
title = {Демонстрация генератора с регулируемой скоростью с постоянными магнитами на небольшой гидростанции с низким напором},
author = {Браун Кинлок, Дэвид},
abstractNote = {Разработчики небольших гидроэлектростанций сталкиваются с ограниченным набором неправильных решений при выборе генератора для небольшой гидроэлектростанции с низким напором.Синхронные генераторы с прямым приводом дороги и технически сложны в установке. Более простые индукционные генераторы имеют более высокую скорость, что требует увеличения скорости, что приводит к неэффективности и проблемам с обслуживанием. Кроме того, как индукционные, так и синхронные генераторы вращаются с фиксированной скоростью, в результате чего турбина отклоняется от кривой максимальной эффективности всякий раз, когда имеющийся напор отличается от расчетного оптимального напора. Решением этих проблем являются генераторы на постоянных магнитах с переменной скоростью ).На заводе Weisenberger в Мидуэе, штат Кентукки, был установлен и продемонстрирован генератор постоянного магнита с регулируемой скоростью. Эта новая система PMG заменила существующий индукционный генератор с системой увеличения скорости ременного привода HTD. Данные были взяты из старого генератора перед его снятием и сравнены с данными, собранными после установки системы PMG. Новая система ГПМ с регулируемой скоростью рассчитана на производство более чем на 96% больше энергии, чем старая система индукционного генератора в течение среднего года.Это значительное увеличение произошло в первую очередь из-за того, что генератор ГПМ работал с правильной скоростью при максимальном напоре, и способности генератора ГПМ снижать свою скорость до более низких оптимальных скоростей по мере увеличения потока потока и уменьшения чистого напора. важность возможности регулировать скорость турбин с фиксированными лопастями. Все турбины с фиксированными лопастями и различным чистым напором могут достичь более высокого КПД, если скорость может быть согласована с оптимальной скоростью при изменении напора.Кроме того, эта демонстрация показала, что существует много потенциальных возможностей повышения эффективности, которые могут быть реализованы с помощью технологии регулируемой скорости на гидроузлах, где несоответствие скорости турбины и генератора приводит к снижению выходной мощности даже при максимальном напоре. Финансирование этого проекта поступило от Министерства энергетики США в виде номера премии DE-EE0005429.},
. doi = {10.2172 / 1230014},
url = {https://www.osti.gov/biblio/1230014}, журнал = {},
номер =,
объем =,
place = {United States},
год = {2015},
месяц = ​​{12}
}

Генератор на постоянных магнитах | Alxion

Генератор с постоянными магнитами — это устройство, преобразующее механическую энергию в электрическую.В этом устройстве обмотки ротора заменены постоянными магнитами. Эти устройства не требуют отдельного источника постоянного тока для цепи возбуждения или имеют контактные кольца и контактные щетки. Эти машины являются превосходной альтернативой традиционным асинхронным двигателям, которые могут быть соединены с турбинами, дизельными генераторами и использоваться в гибридных транспортных средствах. Другим важным преимуществом является то, что эти машины не требуют какой-либо конкретной рабочей среды и, следовательно, могут использоваться в ветряных и водных машинах.

PMG может быть машиной постоянного напряжения с щетками и вращающимся коллектором или, что гораздо чаще, синхронной многофазной машиной переменного тока, в то время как магнитные поля статора и ротора вращаются с одинаковой скоростью. Это исключает потери возбуждения в роторе, которые обычно составляют от 20 до 30 процентов от общих потерь генератора. Уменьшение потерь также приводит к меньшему повышению температуры в генераторе, что означает, что можно использовать меньшую и более простую систему охлаждения. Если вы рассматриваете генератор постоянного тока с постоянными магнитами, то индуктор будет находиться на статоре с массивом постоянных магнитов.Но в случае генератора переменного тока индуктор расположен на роторе со сборкой постоянных магнитов.

PMG снижает потери в роторе на 20–30 процентов. Таким образом, мы получаем гораздо более крутую систему. Это снижение температуры также снижает температуру подшипников и, следовательно, повышает надежность и срок службы подшипников. Недавние разработки в технологии PMG стали возможными благодаря значительному усовершенствованию магнитных материалов за последнее десятилетие. Небольшой кусок неодима-борного железа (NeFeB) в 10 раз прочнее, чем традиционные, сделанные из ферритового магната.Таким образом, при дальнейших исследованиях мы сможем повысить прочность и надежность этих устройств.

Спрос на эти устройства растет день ото дня. С ростом стоимости электроэнергии люди ищут альтернативный источник энергии, и генератор на постоянных магнитах идеально подходит для этого места. Эти устройства не используют никаких ресурсов окружающей среды для производства энергии и, следовательно, являются экологически чистыми. Кроме того, в процессе выработки энергии из этих устройств не образуются отходы или побочные продукты.Эксперты по окружающей среде рекомендуют использовать генераторы с постоянными магнитами, так как они могут снизить воздействие загрязнения на 50%.

ALXION производит трехфазные генераторы с постоянными магнитами, см. Линейку генераторов STK.

Дополнительные определения моментных двигателей и генераторов переменного тока

.

Похожие записи

05.09.2023 0

Coocox: CooCox. Текущее состояние дел. / CoIDE / Pluslab

05.09.2023 0

Приборы для измерения давления жидкости: Манометр — из чего состоит? Виды и типы

05.09.2023 0

Регулируемая индуктивность: Регулируемая катушка индуктивности на кольцевом сердечнике

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *