Файл: Разработка ветровой электростанции для промышленного.docx

использования не только стабилизатора, но и редуктора, то подразумевается ещё большее снижение КПД [46].

По итогам исследования можем сказать, что наиболее популярным как для проектирования, так и для использования в ветроэнергетической установке является синхронный генератор на постоянных магнитах, благодаря его высоким характеристикам.

1. 
   Расчет синхронного генератора с постоянными магнитами Синхронный генератор на постоянных магнитах (СГПМ) приводится в
   

движение от регулируемого привода с постоянной частотой вращения и имеет исходные данные, взятые из технических

требований выбранного ветрогенератора (табл.3.1): активная мощность ;

напряжение на выходе ;

Частота переменного напряжения ;

число фаз (с резервом перехода на ).

Главными размерами СГПМ являются внутренний диаметр и расчетная длина . Эти параметры определяют из основного уравнения электрической машины. Машинная постоянная Арнольда:

, (3.22)
где – расчетная мощность;

– расчетный коэффициент полюсного перекрытия ; – коэффициент формы поля ;

– обмоточный коэффициент обмотки статора ;

– линейная нагрузка статора ;

– максимальное значение индукции в воздушном зазоре при номинальной нагрузке

Расчетную мощность можно определить по формуле:

, (3.23)


где – коэффициент,

---

характеризующий внутреннюю ЭДС якорной
обмотки, принимаем равным 1,2, согласно расчетным данным для СГПМ.

Главные размеры рассчитываются исходя из мощности при трехфазном питании. Рассчитаем соотношения между однофазным и трехфазным питании:

, (3.24)

.
Обычно при отстающем токе принимаем :

.

Значения расчетного коэффициента полюсного перекрытия зависит от числа пар полюсов p, которое определяют из соотношения :

. (3.25)

Между главными размерами синхронного генератора есть соотношение:

, (3.26)

, (3.27)
Если соединить эти соотношения (3.26) и (3.27) то получим выражение:

, (3.28)

Соотношение λ – зависит от числа пар плюсов. для выпускаемых СГПМ это значение обычно равно . Тогда расчетная длина, выраженная из формулы (3.28) будет равна:

, (3.29)
Если подставить выражение (3.29) в уравнение машинной постоянной Арнольда (3.22), то получим следующее выражение:

, (3.30)

.
Округлим значение .

Рассчитаем полюсное деление по формуле (3.27):

.
Найдем расчетную длину статора, из выражения :

.

Округляем значение .

Главными размерами синхронного генератора на постоянных магнитах

---

являются внутренний диаметр и расчетная длина . Путем расчетов по уравнению машинной постоянно Арнольда мы получили, что внутренний диаметр , а расчетная длина

2. 
   Расчет параметров ротора для синхронного генератора
   

«По стандарту постоянные магниты для синхронных генераторов выпускаются призматической формы. Широкое применение нашли сборочные конструкции роторов синхронных генераторов с возбуждением от постоянных магнитов типа «звездочка». Данная конструкция ротора типа

«звездочка» содержит намагниченные в радиальном направлении постоянные магниты, которые своими внутренними торцами примыкают к магнитомягкой втулке, закрепленной на валу генератора»[47].

Для расчета ротора нам потребуется найти следующие значения выражений:

1. 
   Воздушный зазор между статором и ротором принимаем равным
   

.

2. 
   Рассчитаем наружный диаметр ротора:
   

, (3.31)

где D – внутренний диаметр генератора ; Подставляем в формулу и получаем, что:

^.

Округлим значение м

3. 
   Определим расчетный коэффициент полюсного перекрытия:
   

, (3.32)
где – конструктивный коэффициент полюсного перекрытия . Подставляем значения и получаем:

,

4. 
   Рассчитаем ширину полюса по формуле:
   

, (3.33)

.

Расчетная длина ротора равна длине статора т.

---

е Наружный диаметр ротора м

Определили расчетный коэффициент полюсного перекрытия

.

Ширина полюса . Длина ротора м.

10. 1   ...   9   10   11   12   13   14   15   16   ...   19

---

Применение редукторов в ветроустановках

«Ветер, как альтернативный источник энергии, в последнее время приобретает все большую популярность. Одними из важнейших характеристик, которые определяют ценность этого природного явления, представляют собой его направление и скорость. Но в виду непостоянства природных условий приходится прибегать к разного рода техническим приемам для устранения имеющихся проблем. Одной из таких проблем в ветроэнергетике является небольшая скорость вращения ветродвигателя, причем, чем больше габариты установки, тем сильнее проявляется этот недостаток. Решением, отчасти, может служить механический редуктор или, по-другому, мультипликаторы» [5-10]

Разделяют ВЭУ на два типа: редукторные (соединение ротора с генератором через редуктор) и безредукторные (с прямым соединением генератора и ветроколеса).

Рассмотрим достоинства редукторных ВЭУ:

Позволяют получать большие моменты на единицу массы; Небольшая стоимость.

Недостатки:

Низкий КПД;

Быстро выходят из строя;

Создают высокий уровень шума; Достоинства безредукторных ВЭУ:

Низкий уровень шума;

Могут работать при малых скоростях ветрового потока; Долговечны в использовании;

Конструкция позволяет избежать потерь, характерных редукторным ветроэнергетическим установкам;

Недостаток:

Высокая цена;

Редукторы имеют простой принцип работы, но сами по себе весьма сложные устройства. Они служат механизмом

---