Главная   Тихоходный генераторы на постоянных магнитах 3,0-5,0 кВт

Тихоходный генераторы на постоянных магнитах 3,0-5,0 кВт

  Тихоходный генераторы  на постоянных магнитах 3,0-5,0 кВт

           для  вертикальных ветроэнергетических установок.


1. Общий вид генератора

 

ГВУ5кВт

2.Общие  сведения. 

2.1.Состав.

 На рис.1 представлены составные части  низкоскоростного синхронного генератора  на постоянных магнитах  естественного воздушного  охлаждения.

  Конструкция. Корпус 1 и  крышки генератора 2 и 3 изготовлены  из стали, что позволяет генератору выдерживать значительные ветровые нагрузки от ветродвижителя (ротор). Защитное лакокрасочное покрытие обеспечивает  всепогодную защиту от коррозии.

Крепление генератора к мачте осуществляется через отверстия в корпусе генератора 1. Крепление ветродвижителя осуществляется с помощью муфты, которая имеет центровочное отверстие и  отверстия  для соединения с присоединительным местом ветродвижителя.

Внутренняя поверхность генератора имеет специальное защитное лакокрасочное покрытие для предотвращения возникновения коррозии.

 Статор генератора. Пакет статора генератора 6 набран из электротехнических пластин стали 2212 толщиной 0,5 мм каждая, что позволяет снизить потери от перемагничивания железа.

  Обмотка статора 7 выполнена высокотемпературным эмаль-проводом, позволяющим длительную работу генератора с максимальной нагрузкой. Обмотка имеет двойную пропитку лаком, что делает ее устойчивой при экстремальной влажности от конденсата.

Ротор генератора. Ротор генератора 4 имеет 18 полюсов и установлен в подшипниковых опорах. На ободе ротора размещены и надежным образом закреплены магниты 5  системы неодим-железо-бор.

Подшипниковые опоры. Для разгрузки ротора генератора от ветродвижителя  применен набор подшипников 10, 11 и 12,  включающий радиальный роликовый, осевой и радиальный шариковый подшипник. Подшипниковые узлы заполнены всесезонной смазкой на весь срок службы генератора.

 Охлаждение. Генератор не требует принудительного охлаждения. Развитая конструкция корпуса вкупе со специально рассчитанной обмоткой статора, применением высокотемпературных материалов  позволяют обеспечить надежную долговременную работу генератора при естественном воздушном охлаждении.

  Коробка выводов. На боковой поверхности генератора имеется клеммная коробка 13, через которую к генератору подключается внешний кабель. Герметичный кабельный ввод обеспечивает надежную защиту места соединения кабеля с выходами обмоток генератора.

Исполнение. Класс защиты синхронного генератора по ГОСТ14254  - IP 65. Пылезащищенное исполнение с защитой от струй воды. 

  Испытания.  Каждый генератор в процессе производства, сборки и проходит проверку. После сборки 100% генераторов проверяются на специальном стенде на разных режимах работы, результаты которых вносятся впаспорт.

кар2

 

 

 

1-корпус, 2- крышка нижняя, 3- крышка верхняя, 4- ротор, 5- постоянные магниты,

6- статор, 7- обмотка, 8- полумуфта, 9- уплотнения, 10,11,12- подшипники, 13- клеммная коробка.

 

 

 

Модификации.   

  Каждый генератор может быть переделан под особые требования заказчика с минимальными внесениями в базовую конструкцию, в то же время соответствуя уникальным требованиям заказчика.

 Специально спроектированная обмотка позволяет получить широкий диапазон  электрических характеристик от низковольтного до высоковольтного.

      2.2.Технические характеристики.            

     Для вертикальных ветроэнергетических установок  мощностью 3…5  кВт предлагается использовать низкоскоростные синхронные генераторы на постоянных магнитах  естественного воздушного  охлаждения.

Основные технические характеристики генераторов приведены в таблице 1.

 Таблица 1. Технические характеристики генератора.

 

          Параметр

Значение

Тип генератора

ПМ

ПМ

ПМ

Номинальная мощность 

              3000 Вт

   4000 Вт

   5000 Вт

Номинальная частота 

           140 об/мин

  140 об/мин

   140 об/мин

Рабочий диапазон вращения

 50 … 200 об/мин

50 … 200 об/мин

50 … 200 об/мин

Максимальная частота

         300 об/мин

300 об/мин

300 об/мин

К.П.Д.

       не ниже 94%

   не ниже 94%

   не ниже 94%

Охлаждение

    воздушное

    воздушное

    воздушное

Масса (ориентировочно)

180 кг

200 кг

240 кг

    3.Варианты применения генераторов.

     С развитием современной силовой электроники у разработчиков  систем автоматического управления появляется возможность реализации широкого многообразия режимов управления генератором на постоянных магнитах. В данном разделе приведены возможные системы автоматического управления (САУ) вертикальных ветроэнергетических установок.

 

   3.1.Система управления с использованием аккумуляторных батарей (АКБ).

      Данная система управления  представлена на рис.4 является наиболее простой  и может быть реализована как для обеспечения электрической энергией автономных потребителей,  так и при применении соответствующего контроллера может быть использована для отопления помещений.

  Синхронный генератор на постоянных магнитах, выполненный с низковольтной обмоткой, вращаясь в диапазоне от 50 до 170 об/мин. вырабатывает нестабилизированное напряжение , которое через контроллер идет на заряд аккумуляторной батареи (АКБ) и далее через стандартный инвертор поступает потребителю. Излишек энергии от требуемого для заряда АКБ и обеспечения потребителей сбрасывается на балластную нагрузку.

Структурная схема САУ с АКБ.

   Данная схема позволяет реализовать гибридную систему альтернативного электроснабжения. Т.е. контроллер позволяет без переделки дополнительно подключить солнечные панели.

  Использование энергии ветра и солнца в единой энергетической установке позволяет расширить ее применение.

3.2.Система управления для отопления помещений без использования аккумуляторных батарей (АКБ).

  Для реализации данной системы наиболее оптимальным является применение генератора с высоковольтной намоткой статора, позволяющей получить при относительно небольших оборотах генератора напряжение в пределах 200…250В.

  В качестве ТЭНов возможно использование серийно производимых водяных ТЭНов  на напряжение 127 или 220 вольт.Возможная схема подключения ТЭНов в систему отопления дома представлена на рис.5.

 Рис.5. Структурная схема САУ  отопления  без АКБ. кар4