Kichik AC doimiy magnit shamol turbinasining dizayn xususiyatlari
Kichik shamol energiyasi qurilmalari uchun shahar generatorlar, elektromagnit alternatorlar, tirnoq pole generatorlari, istalmagan generatorlar va induktiv generatorlar ishlatilgan. Doimiy magnit materiallar texnologiyasini ishlab chiqishda doimiy magnit materiallarning magnit energiya mahsuloti ancha yaxshilandi va doimiy magnit generatorlari asosan hozirda qo'llanilmoqda. Bu turdagi vosita elektr ishlashi va xavfsizligi jihatidan eski turdagi generatorlardan ustundir. Ushbu turdagi generatorning amalga oshiriladigan joyi umumiy generatordan farq qiladi, uning texnik talablari o'ziga xosdir va ishlash sharoitida shamol turbinasi bilan yaxshi muvofiq bo'lishi kerak. Shu sababli, ushbu turdagi generatorda bir nechta muammolarni tahlil qiladi. Va o'rganing.
2 ta texnik talablar
1-rasm - kichik shamol energetikasi qurilmasining sxematik diagrammasi. Shamol shamol tekisligini qaytadan aylantiradi, shamol energiyasini mexanik energiyaga aylantiradi. Shamol g'ildiragi generatorni aylantirish uchun mexanik energiyani elektr energiyasiga aylantiradi va to'g'rilaydi va chiqaradi. Bu turdagi generatorlar dizayni birinchi navbatda generator turini va rektifikatsiya chizig'ini tanlashi kerak; hisoblangan rektifikatsiya kuchini, nominal quvvatni, kuchlanishni, tezlikni va boshqalarni aniqlaydi. Buning asosiy texnik talablari:
(1) Nominal chiqish quvvati PN (V); (2) Nominal chiqish zo'riqishida (DC) UN (V); (3) nominal tezlik NN (r / min); (4) generator samaradorligi ē (); (5) Ishlashning qarshilik momenti TN (Nm); (6) 65 gradusli tezlikda, generatorning yuk kuchlanishi nominal voltajdan past bo'lmasligi kerak; (7) 150 gradusli tezlikda, generator nominal voltajda 2 min. (8) Jeneratuti 2 minut davom etadigan yuk sharoitida nominal tezlikdan 2 marta chidamli bo'lishi kerak, rotor tuzilishi zarar etkazilmasligi va zararli deformatsiyaga uchramasligi kerak; (9) Jeneratör yomg'ir, qor, qum va chaqmoqni oldini oladi.
Bundan tashqari, umumiy dvigatel izolyatsiyasining texnik talablariga, bosim qarshiligiga, mexanik kuchga va boshqalarga ham javob berishi kerak.
Texnik talablar (5), (6), (7), (8), shamol türbini uchun maxsus talablar bo'lib, ular alohida-alohida tahlil qilinadi.
3 elektromagnit yukni tanlash
Zamonaviy vosita ishlab chiqarish amaliyoti va mexanizmning uzoq muddatli ishlashi, umuman, As dizayni yukini va dizel motorining magnit yukini ta'minlaydi. As va Bd mahsuloti bir xil bo'lganda, As va Bd orasidagi nisbat generatorning, quvvatning energiya indeksining va massaning turli parametrlarini aniqlaydi. Bd katta va past bo'lgani uchun, bu generator juda temirga boy bo'lib, yirik va Bd kichik bo'lsa, generator misga boy.
Dvigatelning elektr yukligi dvigatel sariqlarining oqim zichligi j (A / mm2) va chiziq (A / sm) sifatida o'rnatiladi. Elektr quvvati kattaroq bo'lsa, mis quvvati kattaroq. Kam quvvatli shamol turbinalari uchun odatda past kuchlanishli va yuqori oqimdir. Ayniqsa, 1 kVtdan past bo'lgan generatorlar ko'pincha 24, 36 V yoki 48 V (rektifikali shahar) da ishlatiladi va bunday motorlarning nominal oqimi katta. 1dan 10 kVtagacha past kuch generatorlari uchun yuqori nominal chiqindilarni kesib olish mumkin emas. Jeneratorning bunday turi asosan batareya quvvatini saqlash vositasidan foydalanganligi sababli, kuchlanish yuqori, batareya ko'proq ishlatilishi kerak, bu butun mashinaning narxini oshiradi, bu mijozlar qabul qilishi qiyin. Muxtasar aytganda, kam quvvatli shamol turbinasi liniyasi yuki nisbatan yuqori va u misga boy generatordir. Dvigatelning mis quvvati katta bo'lib, dvigatelning umumiy yo'qolishining taxminan 70% ni tashkil etadi. Bu ob'ektiv holat. Bundan tashqari, generatorning chiqish quvvati shamol tezligi oshib borishi bilan kuchayadi, bu shakl 2da ko'rsatilganidek, generatorning kuchi kuchayadi va issiqlik oshadi. Biroq, shamol tezligi oshgani sayin, issiqlik tarqalish holati ancha yaxshilanadi. Shuning uchun, bu turdagi generator uchun, umumiy vosita sifatida tanlangan standartga rioya qilinmasligi kerak va shuning uchun kerakli va ruxsat berilgan yuqori qiymatdan tanlash mumkin. Misol uchun, umumiy kichik kuchlanishli vosita 60 dan 80 A / sm gacha; Jeneratör turiga ko'ra 100 dan 150 A / sm gacha bo'lishi mumkin; va aerogen generatori Yuqori samarali yonilg'i quyish tizimlari yordamida sovutish 300 A / sm ga yaqinlashishi mumkin. Shu sababli, As tanlovi vosita yo'qotilishi, samaradorlik, issiqlik tarqalishi va qo'llashni hisobga olishi va o'rtacha qiymatga ega bo'lishi kerak.
Bd magnit yukini tanlash mexanik nazariyaning umumiy tamoyillariga to'la mos kelishi mumkin va bu erda ta'riflanmaydi.
4 stator
4.1 statorli uyalar
Bu turdagi generatorning yuqori elektr yukiga asoslanib, mis yo'qotilishi katta. Jeneratorni loyihalashda tish kengligi va bo'yinturuq qalinligi etarli mexanik quvvat va magnit oqi zichligini ta'minlash bilan yiv maydonini ta'minlash uchun minimal bo'lishi kerak. Stator sarg'ishining sim maydonini oshiring, mis iste'molini kamaytiring va generatorning samaradorligini oshiring. Bu har bir ishlab chiqaruvchi e'tiborga oladigan narsa emas. Ko'p hollarda statorning tinerli simlari tufayli generatorning dastlabki ishlashi paytida loyiha talablari bajarilishi mumkin. 2 dan 3 soatgacha bo'lgan ishlamasdan so'ng, harorat keskin ko'tariladi va chiqish quvvati tezlik bilan pasayadi, shuning uchun nominal chiqish quvvati talablarga javob bermaydi.
4.2 stator sargısı
Past quvvatli shamol turbinalarining texnik talablari (5) generatorlarning dastlabki qarshilik torkini tushunish imkonini beradi, chunki kichik shamol energiyasini ishlab chiqarish uskunalari odatda, bog'lanishni kamaytirish, xarajatlarni qisqartirish va ishonchliligini oshirish uchun o'nlab yuzga yaqin inqiloblarda qaytadi. Qurilmaning shamol g'ildiragi generator shaftasiga bevosita ulanadi. Shamol tezligi past (2-dan 3 m / s) gacha bo'lgan vaqtida shamol turbinasi tezda ishga tushirilishi va imkon qadar qisqa vaqt ichida elektr energiyasi ishlab chiqarilishi uchun jeneratörning jaggalanish ta'siridan kelib chiqadigan qarshilik momentini minimallashtirish talab etiladi. Shu maqsadda, GB10760.1-89 milliy standarti talablarni ilgari surdi, quyidagi jadvalga qarang.
Quvvat (V) 501002003005001000 Maksimal ishlash qarshilik torku (Nm) 0.200.300.350.501.201.50
Dvigatel nazariyasidan stator trubkasi, rotor burchagi va statorning fraksiyonel uyasi sargardoshlik ta'siridan kelib chiqadigan qarshilik momentini kamaytiradi va texnik talablarga javob beradi. Shu bilan birga, fraksiyonel yuva sargısının qarshilik torkunu kamaytirish uchun eng samarali yo'l ekanini isbotlangan.
Stator trubkasini ishlatish jarayoni juda oson amalga oshiriladi, ammo ta'sir etarlicha aniq emas va chute masofasi juda katta bo'lsa, generatorning elektr ishlashiga ta'sir qiladi; rotorli burchakli qutini, rotor mıknatısını va magnit qutbni yon o'lchamdagi burchak bilan ishlating. Jarayon qiyin va ta'sir etarlicha aniq emas; shuning uchun fraksiyonel yuva sarımları ko'pincha ishlatiladi.
Kesirli o'rash sargisi:
Har bir qutb uchun har bir faz uchun uya soni q = Zs / 2mp = ac / d
Har bir qutb uchun uyalar soni Q = Zs / 2p = AC / D
Qaerda: Zs - statorli uyalar soni; m - sarg'ish fazalarining soni emas; p - generator qutb juftlarining soni; A, a tamsayı; c / d, C / D - tushirilmaydigan qismdir.
Nazariya va amaliyot shuni isbotlaydiki, D qanchalik katta bo'lsa, generatorning boshlang'ich chidamliligi kichrayishi [5]. Bundan tashqari, q qiymatining oshishi bilan salbiy ketma-ketlik impedansi pasayadi va qochqinning reaktansiyasi kamayadi, umid qilamiz. Shu bilan birga, q qiymatini ortiqcha oshirib, jeneratör yuqori harmonikleri bostirish qobiliyatini kamaytiradi va shu yo'l qo'ymaslik lozim. Shuning uchun, milliy standart tomonidan belgilangan qarshilik momenti talablari qondirilsa, q qiymatining qanchalik katta bo'lsa, shuncha yaxshi bo'ladi.
Biz tishlarning koordinatsiyasini aniqlay oladigan bir nechta generatorlar torkini aniqladik va haqiqiy sinov qildik, 3-rasmga qarang.
5 rotor
Kichik shamol energiyasini ishlab chiqaruvchi qurilmaning shamol turbinasi tezligi daqiqada o'nlab yuzlab aylanishlarga ega va generator rotori shamol tekisligiga bevosita ulanadi. Rotorning tezligi generatorni ko'p kutupli past tezkor generator ekanligini aniqlaydi; rotor odatda ferrit va neodimiy-temir-bor magnit, teginsel strukturadan ishlab chiqariladi; rotor tuzilishi mustahkam bo'lishi va shamol tezligidagi shiddatli o'zgarishlarning shikastlanishsiz yoki zarar etkazmasdan ta'siriga chidamliligi. Va deformatsiya. Bu texnik talablar (7) va (8) da aniq ko'rsatib o'tilgan. Rotor muammosi alohida maqolada muhokama qilinadi.
6 ta xususiyatlar
6.1 Chiqish kuchlanishi
Jener generatorni to'g'irlash va zaryad qilish uchun muqobil oqim kuchlanishini chiqaradi. Milliy standartga muvofiq, rektifikatsiya qilingan kuchlanish standart 12V batareyadan 2V yuqori bo'lishi kerak, ya'ni generator chiqish voltaji 14V, 28V, 42V, 56V ... Biroq, ushbu qoidalarning hududlar uchun qulayligi isbotlangan juda ko'p shamol resurslari bilan, lekin shamol resurslari uchun ishlatilishi mumkin bo'lgan joylar past. Ba'zi odamlar Jiangsu Neihu ichki ko'l madaniy hududida 42V (shahar) ishlab chiqarish uchun ishlatilgan. Jenerator ikkita akkumulyator batareyasiga (24V) ulangan va u jiddiy muammolarsiz ishlagan. Shuning uchun, generatorni loyihalashda, shamol turbinasi ishlatiladigan sohadagi shamol manbasi odatda qimmatbaho shamol resurslaridan to'liq foydalanish uchun 4V dan yuqori bo'lishi kerakligi ma'lum bo'lishi kerak.
6.2 Chiqish xususiyatlari
P ishlab chiqarish quvvati va tezlik n o'rtasidagi munosabatlar umumiy generatorlar uchun talab qilinmaydi va bunday generatorlar uchun muhimdir. 2-rasmda DYF-600 generatorining o'lchovi ko'rsatilgan. Maxsus talablardan kelib chiqqan holda, shamol turbinalari shamolning past tezlikda elektr energiyasini ishlab chiqaradigan generatorlarni ishlab chiqarishni talab qiladi. Shuning uchun, generatorni loyihalashda magnit elektronni shamol turbinasi tez-tez oshirib yubormaslik uchun to'ldirish kerak va generatorning chiqish quvvati keskin ko'tariladi va zaryadlovchiga va inverterga haddan ziyod ta'sir ko'rsatadi. Jeneratörning haddan tashqari qizishi, shuning uchun zarar etkazuvchi. .
6.3. Shamol türbinlerinin jeneratör chiqishi xususiyatlari bilan uyg'un xususiyatlari
(1) Shamol türbini boshlanganidan so'ng, jeneratör, eng qisqa vaqt ichida elektr üretebilmesi uchun, shamol energiyasi kam shamol tezligi oralig'ida yakalanabilir. Texnik talablarga (6) talab qilinganidek, jeneratörning boshlang'ich momenti iloji boricha kichkinagina, shuning uchun shamol turbinini imkon qadar tez ishga solishi mumkin.
(2) Jeneratörni shamol türbini bilan eşleştirerek, eng yaxshi shamol energiyasini olish uchun nomzod nuqtadan oldin, P = f (n) jeneratörünün kvadrat parabolik munosabatlariga ega bo'lishiga umid qilinadi.
