Генератор для ветряка: Тихоходный генератор для ветрогенератора на постоянных магнитах

Содержание

Как сделать генератор для ветряка к примеру из асинхронного дв

Как сделать генератор для ветрогенератора, к примеру из асинхронника или авто-генератора.

Сделать низко оборотный ветрогенератор на самом деле не так сложно как кажется, но везде есть свои нюансы. Да без изучения основ и имения некоторого опыта сразу сделать хороший генератор не у всех получается, но я постараюсь выделить все нюансы чтобы в дальнейшем было меньше ошибок.

Как обычно это бывает, сначала мы озадачиваемся поиском донора для будущего генератора. Если надо построить мощный генератор на 500ватт или 1-3 Кватт, то в качестве донора хорошо подходят асинхронные низко оборотистые двигатели, а если ветрячек небольшой мощности, то к примеру авто-генератор. Идеальный вариант это 12-ти полюсной асинхронник, так-как его можно не перематывать, а всего лишь ротор проточить и вклеить неодимовые магниты.

Допустим вы решили делать генератор из асинхронника, то перво на перво надо искать много-полюсной двигатель, если же такой не отыщется, то придется перематывать статор двух или четырех-полюсного двигателя — чаще всего такие встречаются.

Но перематывать не надо спешить, сначала надо переделать ротор под постоянные магниты, и об этом ниже.

Полюса и магниты

Как это сделать, сначала надо посчитать количество зубов на статоре где обмотки медные, если зубов например 36 то нужно делать 24 магнитных полюса на роторе при условии что вы будете мотать трехфазную обмотку с катушками на каждый зуб. А если 24 зуба, то 18 магнитных полюсов. В общем соотношение должно быть 2/3 где каждые два магнитных полюса на 3 катушки, так-же можно делать соотношение 4/3, но это зависит от размеров зубов статора и диаметра.

Например у нас статор на 36 зубов, значит нам надо 24 магнитных полюса, для этого исходя из финансовых возможностей приобретаем неодимовые магниты, размеры которых вы определяете сами. В принципе подойдут магниты любой конфигурации. Так например часто в ротор вклеивают много маленьких магнитов «шайбы» обычно 5*5 или 8*8 мм, или прямоугольные магниты разных размеров, или цельные.
Но у круглых магнитов есть существенный минус, ими трудно заполнить ротор как можно плотнее, а ведь чем больше влезет магнитов, тем мощнее генератор, поэтому для более плотного заполнения используют прямоугольные магниты, но при этом часто применяют именно круглые магниты, так-как их входит меньше и получается дешевле.

Делаем шубу под магниты

> > Для начала опишу технологию вживления круглых магнитов, а потом про прямоугольные, и как посчитать количество и расположение магнитов на роторе. Сначала ротор у токаря протачивается на толщину магнитов, а лучше чтобы ротор проточили и надели металлическую гильзу, на которую наклеивать магниты, так-как гильза замыкает магнитное поле магнитов и они подпитывают друг друга усиливая магнитные поля. Гильзу обычно делают толщиной равной толщине магнитов, или чуть тоньше. После того как ротор проточен и гильза надета и прочно приварена или вклеена, можно готовить шубу под магниты.
Шубу делают из обычного бинта пропитанного эпоксидной смолой. Ротор сначала оборачивается полиэтиленовой пленкой чтобы смола к нему не пристала, и на него наматывается толстым слоем бинт смоченный эпоксидной смолой. А потом на станке высохшая болванка стачивается до нужного диаметра, после этого готовую шубу нужно снять для дальнейшей работы. Шуба аккуратно, чтобы не треснула стягивается с ротора, и в ней сверлятся отверстия под магниты.

Магнитные полюса

Теперь про магниты, итак нужно ротор поделить на количество полюсов и получить площадь полюса, и в эту площадь нужно уместить как можно больше имеющихся магнитов. Например у вас получилась ширина полюса 15мм, а длинна по длине статора обычно. 15 мм это если вплотную то три ряда круглых магнитов 5*5мм , но в шубе не получится так плотно на-сверлить отверстия, значить два сверлить надо ряда магнитов. Если длинна ротора 100 мм. то получится каждый полюс по два ряда магнитов по 8 шт. в каждом, и того 16 шт. на полюс.
В полюсе магниты обращены одинаково, то-есть 16 магнитов северным полюсом, а следующий полюс клеится наоборот- южным полюсом, и так чередуются полюса север юг север юг. Магниты можно клеить и супер-клеем и эпоксидкой.

Залипание и скос

Как известно минус генераторов на постоянных магнитах это залипание, притяжение магнитов к зубам статора, которое затрудняет стартовый момент и в последствии мешает винту стартовать на малом ветру, а это не есть хорошо. Чтобы снизить залипание обычно делают скос на мнимый магнит ( полюс ), например если ширина полюса 10 мм, то скос делается на эту величину. Но на скосе теряется часть мощности генератора, это связано с потерей эффективности магнитов из-за скоса, и чем больше скос, тем больше потери, поэтому лучше делать вообще без скоса. Лучше сначала сделать шубу без скоса, поставить магниты и проверить стартовый момент, если он выше 0,4Нм, то лучше делать скос и снижать этим момент страгивания, так-как винт, особенно оборотистый винт будет стоять и не сможет стартовать на молом ветру.
А так вам решать что лучше , старт и работа на слабом ветру, или поздний старт и большая мощность на сильном ветру.

Переделываем ротор под прямоугольные магниты

Второй способ переделки ротора под магниты несколько проще и эффективнее в плане заполнения магнитами площади ротора. Так-же как в описании выше рассчитывается количество полюсов и по ширине полюса подбираются магниты. Лучше всего если они будут цельные, например если ширина полюса 15мм, а длинна 100мм, то можно применить магниты размерами 25*12*5мм, как раз получится 4 магнита пр длинне и ширина подходит максимально, так-как 15 мм все равно не влезет. Магниты в этом случае клеятся на ротор без всякой шубы просто на супер-клей. Потом обклеенный магнитами ротор обматывается скотчем и заливается эпоксидной смолой. Такими способами переделывают все генераторы под постоянные магниты. >
Так-же забыл упомянуть о вклейке круглых магнитов по шаблону, при наклейке по шаблону шубу делать не надо.
На листе бумаги расчерчиваются отметки под магниты, после по диаметру магнитов в бумаге пробиваются отверстия. Готовый шаблон с дырками оборачивается на ротор, и магниты притягиваются в дырки, а потом бумага убирается, а ротор оборачивается скотчем и заливается эпоксидной смолой.

Обмотка и фазы

Теперь про обмотку генератора. У асинхронных двигателей обычно именно трехфазная обмотка статора, которая и без перемотки годится для выработки энергии, но в оборотистых двух четырех-полюсных двигателях обмотка слишком тонкая и имеет большое сопротивление, а это значит что она будет давать мало тока. К примеру если переделать четырех-полюсной двигатель под постоянные магниты, то он будет давать напряжение выше 12 вольт уже на 60-100об/м, но сопротивление обмоток съест всю силу тока и на выходе будет всего 1-2Ампера. Это обычно считается так, если сопротивление обмоток генератора 8 Ом, то к примеру если на холостых оборотах он дает 50 вольт, то под нагрузкой на аккумулятор 12 вольт пойдет 50v-12v=38v:8 Ом = 4,75А, это всего 60 ватт/ч.
, а в реале еще меньше, а если сопротивление обмотки 2 Ом, то при тех-же 50 вольт мощность составит порядка 230ватт/ч. Поэтому если сопротивление обмоток велико, то нужно перематывать генератор, и обычно обмотку сразу перематывают под нужное количество полюсов и мотают на каждый зуб. Увеличение количества катушек и полюсов повышает частоту генератора, в значит и мощность на меньших оборотах. Если к примеру у вас статор на 36 зубов, и вы переделали ротор под 24 полюса, а родная обмотка на 6 полюсов, то ее нужно перемотать под на 24 полюса, то-есть намотать в соотношении 2/3, это 36 катушек.

Тестовая катушка перед намоткой статора

Перед тем как мотать новую обмотку генератора нужно намотать тестовую катушку и покрутить генератор чтобы выяснить каким проводом и сколько витков мотать. К примеру вы намотали катушку проводом 2мм, покрутили на 300об/м и получили 1 вольт, то с генератора вы получите при соединении обмоток в звезду около 18 вольт, а при соединении в треугольник 12 вольт.
Кстати треугольник от звезды по мощности почти не отличается, только у звезды напряжение выше и следовательно зарядка начнется раньше, а у треугольника мощнее ток, но зарядка начнется на более высоких оборотах. Сдесь нужно выбрать балланс, что лучше, обмотка с малым сопротивлением под быстроходный трех-лопастной винт с началом зарядки на 200_300об/м, или мотать более тонким проводом для зарядки уже со 100-150об/м, под тихоходный винт для получения энергии даже на слабеньком ветру.

Если же планируется заряжать аккумуляторы общим напряжением на 24, или 48 вольт, то в большинстве случаев можно оставить и родную обмотку асинхронника, но надо искать как минимум шести-полюсной двигатель.

Намотка генератора

После всех расчетов можно приступать к перемотке, для этого удаляется старая обмотка статора, и перематывается статор одним из двух мне известных способов, это намотка прямо на зубы, и всыпная обмотка. Всыпная обмотка делается так, сначала на самодельном намоточном станочке наматываются катушки, и по одной заправляются в пазы статора. В качестве изоляции обычно используют пленкоэлектрокартон, но если его нет, то подойдет и обычный плотный картон. Второй способ намотки, это мотать каждую катушку непосредственно на зуб. Для меня этот способ проще чем заправка готовых катушек, но он кропотливее, так-как желательно мотать надо виток к витку и как можно плотнее. Так-же намотка прямо на зубы имеет ряд преимуществ, при такой намотке значительно меньше лобовые части обмоток, а значит ниже сопротивление, и при этом в пазы входит больше меди из-за плотной укладки провода. А чем больше меди в пазах, тем больше мощности в итоге можно получить. Даже лишние 5 витков на катушку в итоге дадут хороший прирост мощности.

Вот в общих чертах так переделывают асинхронники и другие двигатели под генераторы для ветряков. Я переделывал точно так-же свои автогенераторы для ветряков, об этом вы можете почитать в разделе «Мои самоделки». Более подробно в об этом всем деле в других статьях «Ветрогенераторы для начинающих.

Сервис объявлений OLX: сайт объявлений в Украине

Новоград-Волынский Сегодня 21:45

Днепр, Новокодакский Сегодня 21:45

Житомир, Вокзал Сегодня 21:44

Днепр, Индустриальный Сегодня 21:44

Мукачево Сегодня 21:44

300 грн.

Договорная

Одесса, Малиновский Сегодня 21:44

Запорожье, Днепровский Сегодня 21:44

Генератор для ветряка | Сделай сам своими руками

Приступим к сборке механической части генератора. Детали генератора показаны ниже. Все они изготовлены из стали. Для кольца использована лента из трансформаторной стали, но можно обойтись и стальной втулкой.


Пропустим провод от катушки в отверстие основания.


Закрепив гайку на оси, стянем пакет из уголка, круглой платы основания, катушки и крестообразного магнитопровода другой гайкой. Смотрите рисунки ниже.



Установим стальной магнитопровод в виде кольца поверх катушки и вставим 4 болта. Болты диаметром 6мм длиной 20мм.


Установим верхнюю пластину, притянув её болтами. Стягивайте болты без усилий, чтобы не повредить резьбу на пластине.


Подтягивая центральную гайку прижмём крестообразный магнитопровод к катушке таким образом, чтобы он не выступал за плоскость верхней пластины.


На этом сборку статора можно считать законченной. 

Приступаем к сборке ротора. Нам необходимо  8 шт постоянных магнитов и подшипники.


Далее, необходимо разметить места для присоединения магнитов. Для этого рисуем шаблон-рисунок


И наложив его на ротор…


маркером размечаем места крепления магнитов.


Магниты на роторе должны чередоваться по расположению полюсов. Поэтому перед их наклейкой нужно пометить одноименные полюса, например, маркером. Проще всего это сделать, собрав все магниты в столбик. В этом случае все одноименные полюса будут ориентированы в одну сторону.



Расположите магниты на роторе, чередуя полюса.



После установки магнитов, Вы можете промазать вокруг них клеем для окончательной фиксации. Однако, магниты даже без клея, держатся неплохо. 

Насадите ротор на ось и закрепите её.

Собственно, с механикой, закончили. Сейчас, вращая ротор рукой, Вы можете получить 3..4В переменного выходного напряжения. После выпрямителя получите 7…9В. 

Соберём выпрямитель и умножитель напряжения в два раза. Его схема показана на рисунке ниже. В качестве диодов можно взять любой диод на ток 1 А и выше и напряжение не менее 50В. Конденсаторы электролитические 47.0мкФ х 50В, или любые большей ёмкости.


Если умножения не нужно, то конденсатор соединяем между плюсом и минусом выхода и убираем их от диодов. 

В отсутствие паяльника, выпрямитель можно собрать так, как показано на рисунках ниже.



Подключим генератор к выпрямителю в точках АС.


А к выходу подключите мультиметр.


При быстром вращении на выходе можно получить почти 40 В без нагрузки. 

В дальнейшем этот генератор можно подключить к различным турбинам. 

Например, с вертикальной осью.


Либо, изготовив лопасти из тонкого алюминия, собрать вертушку с горизонтальной осью вращения.



Чертёж лопасти приведён на рисунке ниже. Все размеры даны в дюймах, 1 дюйм = 25.4 мм.


Собственно, всё. Дальше Вы можете использовать данный ветряк и генератор как Вам заблагорассудится.

Удачи!

Асинхронный электродвигатель в качестве генератора для ветряка

Бытовой ветрогенератор – простой и экологически безопасный способ получения энергии. Промышленные ветряки обладают большой мощностью и сложными системами управления для накапливания энергии или передачи ее в сеть. Однако конструктивно ветрогенератор от этого не изменяется: в каждом ветрогенераторе есть лопасти, электрический генератор и мачта. Поэтому собрать бытовой ветрогенератор для установки на приусадебном участке сможет практически любой человек, обладающий минимальным набором инструментов и познаний в области электричества.

Горизонтальный ветрогенератор: типы, основные особенности
Роторный ветрогенератор своими руками: материалы, особенности сборки и установки

В качестве лопастей для ветрогенератора можно использовать деревянные или пластиковые лопасти, которые также можно изготовить самостоятельно. Мачту ветрогенератора проще всего сделать из металлического уголка или трубы, скрепив все элементы конструкции между собой сваркой. Генератором для ветряка может послужить простой асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором (в соответствующем влагозащищенном исполнении для установки на улице) – самый распространенный тип электродвигателей.

Мачта для ветрогенератора: конструкция, установка и эксплуатация
Самодельный ветряк за 150$

По сравнению с остальными электродвигателями постоянного или переменного тока, асинхронные обладают важной характеристикой — отсутствием щеточного механизма. Поэтому конструкция асинхронного электродвигателя очень проста – обмотка статора неподвижна и закреплена на корпусе электродвигателя, ротор – короткозамкнутый. Выходные параметры (напряжение и частота) электродвигателя при подключении ветрогенератора к сети никаких отрицательных влияний на бытовую технику не окажут.

Однако для использования асинхронного электродвигателя с короткозамкнутым ротором в бытовом ветрогенераторе необходимо его немного модернизировать, заменив короткозамкнутый ротор на ротор с постоянными магнитами. Для этого ротор электродвигателя протачивается на токарном станке на толщину магнитов. В качестве магнитов применяем достаточно сильные магниты размером 7,6х6 мм в количестве 160 штук. Перед наклейкой магнитов размечаем ротор на четыре полюса (для четырехполюсного электродвигателя), и со скосом располагаем на нем магниты. Каждый магнитный полюс чередуется. После размещения на роторе магниты фиксируются скотчем и заливаются эпоксидной смолой.

В некоторых случаях, помимо изменения ротора электродвигателя, перематывают статор более толстым проводом, чтобы уменьшить напряжение и поднять силу тока.

Проверить работу генератора лучше всего еще до его установки на мачте. Для этого к валу электродвигателя присоединяем дрель, а к выходным клемма – нагрузку (мощную лампочку, кипятильник) и измерительные приборы (мультиметр или вольтметр с амперметром).

Подбор ветряка | ООО «Термодинамика»

Прежде, чем выбрать ту или иную ветроустановку, следует определить, как будет построена Ваша система:

• Для автономного использования, что не окупается в настоящее время (необходимость обслуживать и менять АКБ).

• Для работы непосредственно в собственную сеть.

• Один ветрогенератор большой мощности или несколько маленьких, общей мощностью большого — просчитайте цены этих вариантов, при этом учитывайте общестроительные работы на то и другое оборудование, его последующее обслуживание и ремонт.

Три основные величины, которые определяют работу ветряка

1. Выходная мощность ветроустановки (кВт), определяется только мощностью преобразователя (инвертора) и не зависит от скорости ветра, емкости аккумуляторов. Ещё её называют «пиковой нагрузкой». Этот параметр определяет максимальное количество электроприборов, которые могут быть одновременно подключены к вашей системе. Вы не сможете одновременно потреблять больше электроэнергии, чем позволяет мощность вашего инвертора. Если вы потребляете электроэнергию редко, но в больших количествах, то обратите внимание на более мощные инверторы. Для увеличения выходной мощности возможно одновременное подключение нескольких инверторов.

2. Время непрерывной работы при отсутствии ветра или при слабом ветре определяется емкостью аккумуляторных батарей (Ач или кВт) и зависит от мощности и длительности потребления. Если вы потребляете электроэнергию редко, но в больших количествах, обратите внимание на аккумуляторы с большой емкостью. При этом, если ветроустановка единственный источник энергии, общая емкость батарей ограничивается, так как батарея большой емкости (больше рекомендованной для определенного типа генератора) для ветряка в состоянии постоянного «недозаряда» быстро выйдет из строя.

3. Скорость заряда аккумуляторной станции (кВт/час) зависит от мощности самого генератора. Также этот показатель прямо зависит от скорости ветра, а косвенно от высоты мачты и рельефа местности. Чем мощнее и выше генератор ветряка, тем быстрее будут заряжаться аккумуляторные батареи, а это значит, что вы сможете быстрее потреблять электроэнергию из батарей и в больших объемах. Для увеличения скорости заряда аккумуляторов более мощный генератор следует брать в только в том случае, если ветра на месте установки постоянные и превышают 7 м/с, если ветра слабые и среднее значение составляет 4 м/с, более эффективно (а главное — значительно дешевле) установка нескольких генераторов мощностью 2 кВт и подключение их к одной аккумуляторной батарее.

Исходя из перечисленных выше факторов, для подбора ветрогенератора и сопровождающего оборудования вам необходимо знать:

1. Количество электроэнергии, необходимое вашему объекту ежемесячно (измеряется в киловаттах). Эти данные необходимы для подбора генератора. Их можно взять из коммунальных счетов на оплату электроэнергии или рассчитать самостоятельно, если объект находится в стадии строительства. Исходя, из этих данных рассчитывается среднее потребление в час, которое необходимо восполнять ветроустановкой. Далее оборудование подбирается с учетом среднегодовой скорости ветра и графиками производительности оборудования.

2. Желаемое время автономной работы вашей энергосистемы в безветренные периоды или периоды, когда ваше потребление энергии из аккумуляторов будет превышать скорость зарядки аккумуляторных батарей генератором. Данный параметр определяет количество и емкость аккумуляторных батарей, составляющих станцию.  В любом случае при выборе емкости, необходимо учитывать зарядный ток, величина которого должна быть не ниже 0,10 от емкости аккумуляторной станции. Если же емкость завышена и генератор не обеспечивает необходимый для зарядки ток, то в данном случае производиться только подзарядка аккумуляторов и необходимо производить периодическое восстановление заряда батарей от городской сети или от мотогенератора.

3. Максимальная нагрузка на вашу сеть в пиковые моменты (измеряется в киловаттах). Необходимо для подбора инвертора переменного тока. Чем мощнее ваш инвертор, тем больше ваши возможности по использованию ветроэлектростанции.

Российские генераторы для зарубежных ветряков

В Сочи состоялась выставка-конференция «Альтернативные источники мировой энергии» ARWE 2018.

Москва, 8 мая — ИА Neftegaz.RU. В Сочи состоялась выставка-конференция «Альтернативные источники мировой энергии» ARWE 2018, которая объединила представителей энергетических компаний, федеральных и региональных министерств и ведомств, регуляторов рынка для рассмотрения вопросов развития в стране отрасли добычи электроэнергии из возобновляемых источников.

По словам председателя Российской Ассоциации Ветроиндустрии (РАВИ) И. Брызгунова, «без создания производства ветрогенераторов нет ветроэнергетики». Поэтому на прошедшей ARWE 2018 ключевым стал «Форум поставщиков», организованный по инициативе Министерства промышленности и торговли Российской Федерации.

Состоялись закрытые консультации поставщиков оборудования с представителями крупнейших мировых производителей ветроэнергетических установок (ВЭУ) в России — Siemens Gamesa Renewable Energy, Vestas и Fuhrlaender. В ходе двусторонних встреч производители комплектующих для ВЭУ выяснили конкретные потребности заказчиков и обсудили порядок локализации производства в России.

Один из крупнейших в России разработчиков, производителей и поставщиков электрических машин для всех отраслей промышленности и сельского хозяйства — концерн РУСЭЛПРОМ — принял участие в конференции. Делегатом выступил ведущий менеджер А. Гайсин.

В рамках государственной программы развития альтернативной энергетики планируется, что девелоперы построят в России 43 ветропарка. Правительство Российской Федерации установило порядок локализации производства ВЭУ на территории страны в целях стимулирования развития у нас собственной научно-технической базы и производственных возможностей в этой отрасли.

В итоге, доля локализации растет каждый год и к 2019-му должна достичь 65%. Зарубежные производители ВЭУ в соответствии с требованием локализации целенаправленно подбирают российских партнеров, способных изготовить продукцию высокого качества в срок.

«Сердце» ветроэнергетической установки — это синхронный или асинхронный генератор мощностью от 2,5 МВт и выше. Производство таких мощных ветрогенераторов в России еще не освоено, и лишь несколько отечественных предприятий обладают необходимыми для этого возможностями.

В 2017 г РУСЭЛПРОМ вошел в состав Российской Ассоциации Ветроиндустрии, специалисты которой положительно оценили его производственные площадки, в частности, Ленинградский электромашиностроительный завод (ЛЭЗ), входящий в структуру концерна.

Здесь производятся крупные вертикальные и горизонтальные, синхронные и асинхронные двигатели и генераторы. Завод оснащен широким парком современного высокоэффективного оборудования. На ЛЭЗе работает установка вакуумно-нагнетательной пропитки «Монолит» — самая крупная в России и в Восточной Европе — для изоляции изделий до 4х метров в диаметре.

РУСЭЛПРОМ имеет богатый опыт конструирования уникальных крупных электрических машин, а его мощная производственная база позволяет создавать их на высоком уровне качества. Продукция концерна успешно эксплуатируется в 52 странах мира, в том числе в США, Италии, Швеции и других.

«Как отечественный производитель, идущий в ногу со временем, РУСЭЛПРОМ видит для себя перспективы в развитии российской ветроэнергетики, — заметил А. Гайсин. — Производство генераторов для ветроэнергетических установок позволит нам получить компетенции в данной отрасли и внести свой вклад в научно-технический прогресс нашей страны».

Так что вполне реально, что в импортных ветроустановках вскоре будут работать генерирующие «сердца» российского производства.

Низкооборотный генератор для ветряка — Автономное энергообеспечение

Добрый день

давно есть идея построить ветрогенератор, конечно не для промышленных масштабов а так для декоративной подсветки на фазенде,

вобщемто конструкция не сложная и можно сделать из подручных материалов, а вот само сердце конструкции никак не могу подобрать, в сети много разных материалов по постройки ветряков, если брать самодельные варианты то это на постоянных магнитах и катушки между ними, получается громоздко и геморойно в изготовлении, переделка асинхронников тоже связана с некоторыми трудностями, автомобильный генератор требует возбуждения и достаточно больших оборотов

жаль что промышленность не выпускает ничего подобного в законченном виде пригодного для конечного использования без переделок

 

была мысль использовать шаговый двигатель, он как раз подходит, низкое сопротивление вращения без нагрузки и хорошие характеристики на низких оборотах, но мне доставались только небольшие моторы которых недостаточно чтобы сделать чтото более или менее пригодное для зарядки аккумулятора

 

в целях эксперимента сделал простенький ветрячок с мотором от принтера, при ветре 2-4 м\с зажигает 4 светодиода до полной яркости, а если их разместить на лопостях то получается очень симпатично

 

http://www. youtube.com/watch?v=nhCJguTjddc&feature=player_embedded

 

так вот и возникла мысль переделать обычный автомобильный генератор по принципу шагового двигателя, тоесть заменить индукционный магнит на постоянные магниты, для этого нужно изготовить другой якорь и вставить в него неодимовые магниты, вот только осталось разобраться как именно нужно разместить магниты, какие по форме в какой последовательности и геометрически, по трудозатратам это вроде не так сложно

 

кто что подскажет в этом направлении

Изменено пользователем tank581

Типы и конструкция ветряных генераторов для ветроэнергетики

Типы ветряных генераторов

Ветряная турбина состоит из двух основных компонентов, и, рассмотрев один из них, конструкцию лопастей ротора в предыдущем уроке, мы можем теперь посмотреть с другой стороны, Wind Turbine Generator или WTG , который представляет собой электрическую машину, используемую для выработки электроэнергии. Электрический генератор с низкой частотой вращения используется для преобразования механической вращательной мощности, производимой энергией ветра, в полезную электроэнергию для снабжения наших домов и составляет основу любой ветроэнергетической системы.

Преобразование вращательной механической энергии, генерируемой лопастями ротора (известной как первичный двигатель), в полезную электрическую мощность для использования в бытовых системах электроснабжения и освещения или для зарядки аккумуляторов может быть выполнено с помощью любого из следующих основных типов вращательного движения. электрические машины, обычно используемые в ветроэнергетических установках:

  • 1. Машина постоянного тока (DC), также известная как Dynamo
  • 2. Синхронная машина переменного тока (AC), также известная как AC. Генератор
  • 3.Индукционная машина переменного тока (AC), также известная как генератор переменного тока

Все эти электрические машины являются электромеханическими устройствами, которые работают по закону электромагнитной индукции Фарадея. То есть они действуют за счет взаимодействия магнитного потока и электрического тока или потока заряда. Поскольку этот процесс обратим, та же машина может использоваться в качестве обычного электродвигателя для преобразования электроэнергии в механическую энергию или в качестве генератора, преобразующего механическую энергию обратно в электрическую.

Ветряная турбина Индукционный генератор

Электрические машины, которые чаще всего используются для ветряных турбин, работают как генераторы, при этом синхронный генератор и индукционный генератор (как показано) обычно используются в более крупных системах ветряных генераторов. Обычно небольшие или самодельные ветряные турбины, как правило, используют низкоскоростной генератор постоянного тока с постоянными магнитами или динамо, поскольку они маленькие, дешевые и их намного проще подключить.

Имеет ли значение, какой тип электрического генератора мы можем использовать для производства энергии ветра.Простой ответ — и да, и нет, поскольку все зависит от типа системы и приложения, которое вы хотите. Низковольтный выход постоянного тока от генератора или динамо-машины старого типа можно использовать для зарядки батарей, в то время как более высокий синусоидальный выход переменного тока от генератора переменного тока может быть подключен непосредственно к местной сети.

Кроме того, выходное напряжение и потребляемая мощность полностью зависят от имеющихся у вас приборов и от того, как вы хотите их использовать. Кроме того, расположение ветряного генератора, будет ли ветровой ресурс поддерживать его постоянное вращение в течение длительных периодов времени, или скорость генератора и, следовательно, его мощность будут изменяться вверх и вниз в зависимости от имеющегося ветра.

Производство электроэнергии

A Ветряная турбина Генератор — это то, что производит ваше электричество, преобразовывая механическую энергию в электрическую. Давайте проясним здесь: они не создают энергии и не производят больше электрической энергии, чем количество механической энергии, используемой для вращения лопастей ротора. Чем больше «нагрузка» или электрическая нагрузка на генератор, тем больше механической силы требуется для вращения ротора. Вот почему генераторы бывают разных размеров и производят разное количество электроэнергии.

В случае «ветряного генератора», ветер толкает непосредственно лопасти турбины, что преобразует линейное движение ветра во вращательное движение, необходимое для вращения ротора генератора, и чем сильнее ветер толкает, тем сильнее может быть произведено больше электроэнергии. Тогда важно иметь хорошую конструкцию лопастей ветряной турбины, чтобы извлекать как можно больше энергии из ветра.

Все электрические турбогенераторы работают из-за эффектов перемещения магнитного поля мимо электрической катушки.Когда электроны проходят через электрическую катушку, вокруг нее создается магнитное поле. Точно так же, когда магнитное поле движется мимо катушки с проволокой, в катушке индуцируется напряжение, как определено законом магнитной индукции Фарадея, заставляя электроны течь.

Простой генератор, использующий магнитную индукцию

Затем мы можем видеть, что при перемещении магнита мимо одиночной проволочной петли в проволочной петле индуцируется напряжение, известное как и ЭДС (электродвижущая сила), из-за магнитного поля магнит.

Когда напряжение индуцируется через проволочную петлю, электрический ток в форме электронного потока начинает течь по петле, генерируя электричество.

Но что, если бы вместо одной отдельной проволочной петли, как показано, у нас было бы много петель, намотанных вместе на одном и том же каркасе, чтобы сформировать катушку из проволоки, гораздо большее напряжение и, следовательно, можно было бы генерировать ток для того же количества магнитного потока.

Это связано с тем, что магнитный поток проходит через большее количество проводов, создавая большую ЭДС, и это основной принцип закона электромагнитной индукции Фарадея, и генератор переменного тока использует этот принцип для преобразования механической энергии, такой как вращение ветряной турбины или гидроэлектростанции. турбина, в электрическую энергию, производящую синусоидальную форму волны.

Итак, мы видим, что есть три основных требования для выработки электроэнергии, а именно:

  • Катушка или набор проводников
  • Система магнитного поля
  • Относительное движение между проводниками и полем

Чем быстрее Катушка с проволокой вращается, тем больше скорость изменения магнитного потока, отсекаемого катушкой, и тем больше индуцированная ЭДС внутри катушки. Точно так же, если магнитное поле становится сильнее, наведенная ЭДС увеличится при той же скорости вращения.Таким образом: Индуцированная ЭДС Φ * n. Где: «Φ» — поток магнитного поля, а «n» — скорость вращения. Также полярность генерируемого напряжения зависит от направления магнитных линий потока и направления движения проводника.

Существует два основных типа электрического генератора и генератора переменного тока: генератор с постоянным магнитом и генератор с возбужденным полем , причем оба типа состоят из двух основных частей: статора и ротора .

Статор является «неподвижной» (отсюда и название) частью машины и может иметь либо набор электрических обмоток, образующих электромагнит, либо набор постоянных магнитов в рамках своей конструкции. Ротор — это часть машины, которая «вращается». Опять же, ротор может иметь вращающиеся выходные катушки или постоянные магниты. Как правило, генераторы и генераторы переменного тока, используемые для генераторов ветряных турбин, определяются тем, как они создают свой магнетизм, будь то электромагниты или постоянные магниты.

У обоих типов нет реальных преимуществ и недостатков. Большинство бытовых ветряных генераторов на рынке используют постоянные магниты в своей конструкции турбогенератора, которые создают необходимое магнитное поле при вращении машины, хотя некоторые действительно используют электромагнитные катушки.

Эти высокопрочные магниты обычно изготавливаются из редкоземельных материалов , таких как неодимовое железо (NdFe) или самарий-кобальт (SmCo), что устраняет необходимость в обмотках возбуждения для обеспечения постоянного магнитного поля, что приводит к более простой и прочной конструкции. строительство.

Обмотки возбуждения поля имеют то преимущество, что их магнетизм (и, следовательно, мощность) согласовывается с изменяющейся скоростью ветра, но для создания необходимого магнитного поля требуется внешний источник энергии.

Теперь мы знаем, что электрический генератор обеспечивает средство преобразования энергии между механическим крутящим моментом, создаваемым лопастями ротора, называемым первичным двигателем, и некоторой электрической нагрузкой.

Механическое соединение генератора ветровой турбины с лопастями ротора осуществляется через главный вал, который может быть либо простым прямым приводом, либо с помощью коробки передач для увеличения или уменьшения скорости генератора относительно скорости вращения лопастей.

Использование коробки передач позволяет лучше согласовать частоту вращения генератора с частотой вращения турбины, но недостатком использования коробки передач является то, что как механический компонент он подвержен износу, что снижает эффективность системы. Однако прямой привод может быть более простым и эффективным, но вал и подшипники ротора генератора подвергаются действию полного веса и силы вращения лопастей ротора.

Кривая выходной мощности ветряного генератора

Таким образом, тип ветряного генератора, необходимый для конкретного места, зависит от энергии, содержащейся в ветре, и характеристик самой электрической машины.Все ветряные турбины имеют определенные характеристики, связанные со скоростью ветра.

Генератор (или генератор переменного тока) не будет производить выходную мощность до тех пор, пока его скорость вращения не превысит заданную скорость ветра, когда сила ветра на лопасти ротора достаточна для преодоления трения, а лопасти ротора разгоняются достаточно для того, чтобы генератор мог начать производить полезную мощность.

Выше этой скорости включения генератор должен вырабатывать мощность, пропорциональную кубу скорости ветра (K.V 3 ), пока не достигнет максимальной номинальной выходной мощности, как показано.

Выше этой номинальной скорости ветровые нагрузки на лопасти ротора будут приближаться к максимальной прочности электрической машины, и генератор будет производить свою максимальную или номинальную выходную мощность по мере достижения окна номинальной скорости ветра.

Если скорость ветра продолжит увеличиваться, генератор ветряной турбины остановится в точке отключения, чтобы предотвратить механическое и электрическое повреждение, что приведет к нулевой выработке электроэнергии. Тормозом для остановки генератора из-за его повреждения может быть либо механический регулятор, либо электрический датчик скорости.

Купить ветрогенератор, такой как ECO-WORTHY 400 Вт ветряной турбины для зарядки аккумулятора, непросто, и необходимо учитывать множество факторов. Цена только одна из них. Обязательно выбирайте электрическую машину, соответствующую вашим потребностям. Если вы устанавливаете систему, подключенную к сети, выберите генератор сетевого напряжения переменного тока.

Если вы собираетесь установить аккумуляторную систему, поищите генератор постоянного тока для зарядки аккумуляторов. Также учитывайте механическую конструкцию генератора, такую ​​как размер и вес, рабочая скорость и защита от окружающей среды, поскольку он будет проводить весь свой срок, установленный на вершине столба или башни.

В следующем уроке о ветряных генераторах мы рассмотрим машины постоянного тока и то, как мы можем использовать генератор PMDC для производства электроэнергии из энергии ветра. Чтобы узнать больше о «Генераторах ветряных турбин» или получить дополнительную информацию о ветровой энергии о различных доступных ветроэнергетических системах, или изучить преимущества и недостатки ветровой энергии, нажмите здесь, чтобы получить копию одного из лучших «Ветряных турбин» Гиды »прямо сейчас с Amazon.

Самые продаваемые товары, связанные с турбогенераторами

Типы ветрогенераторов и их функции

Большинство из нас видели ветряные турбины, но знаете ли вы, какие элементы помогают в бесперебойной работе этих турбин?

Один из таких элементов — ветряные генераторы. Прежде чем мы поговорим о генераторах более подробно, расскажите нам об их функциях в работе ветряных турбин.

Ветровые турбины вырабатывают электроэнергию, используя энергию ветра для привода электрогенератора.

Когда ветер проходит над лопастями, он создает вращающую силу. Вращающиеся лопасти заставляют вращаться вал внутри гондолы, переходящей в редуктор.

Затем коробка передач ускоряет вращение до уровня, подходящего для генератора, который использует магнитные поля для преобразования энергии вращения в электричество.

В основном ветряные турбины бывают двух типов — турбины с фиксированной скоростью и ветровые турбины с регулируемой частотой вращения.

Из этих двух типов ветряных турбин наиболее часто используются турбины с фиксированной скоростью, в которых индукционный генератор напрямую подключен к сети. Однако у этой системы есть свои недостатки, потому что она часто не может контролировать сетевое напряжение.

Чтобы избежать недостатков ветряных турбин с фиксированной скоростью, используются ветровые турбины с регулируемой скоростью. Эти турбины обеспечивают стабильность динамического поведения турбины и снижают шум при низких скоростях ветра.

Однако для работы ветряной турбины с регулируемой скоростью необходим электронный преобразователь, и именно здесь играет роль генератор ветряной турбины.

Для оснащения ветряной турбины любым трехфазным генератором, например синхронным генератором и асинхронным генератором, для обеспечения более стабильной работы.

В этой статье мы в основном поговорим о различных типах ветряных генераторов и их функциях.

Какие типы ветряных генераторов?

Существует четыре типа ветрогенераторов (WTG), которые можно рассматривать для различных систем ветряных турбин, а именно:

  1. Генераторы постоянного тока (DC)
  2. Синхронные генераторы переменного тока (AC)
  3. Асинхронные генераторы переменного тока и
  4. Импульсные генераторы сопротивления.

Каждый из этих генераторов может работать с фиксированной или переменной скоростью. Из-за динамического характера энергии ветра идеально использовать WTG с переменной скоростью.

Работа генератора с регулируемой частотой вращения снижает физическую нагрузку на лопатки и привод турбины, что улучшает аэродинамическую эффективность системы и переходные характеристики крутящего момента.

1. Генератор постоянного тока

Ветрогенератор постоянного тока состоит из ветряной турбины, генератора постоянного тока, инвертора на биполярном транзисторе с изолированным затвором (IGBT), трансформатора, контроллера и электросети.

Для генераторов постоянного тока с параллельной обмоткой ток возбуждения увеличивается с увеличением рабочей скорости, тогда как баланс между крутящим моментом привода ветряной турбины определяет фактическую скорость ветряной турбины.

Электричество извлекается через щетки, которые подключают комментатор, который используется для преобразования генерируемой мощности переменного тока в выход постоянного тока.

Эти генераторы требуют регулярного обслуживания и относительно дороги из-за использования коммутаторов и щеток.

Использование WTG постоянного тока необычно для ветряных турбин, за исключением ситуаций с низким энергопотреблением.

2. Синхронный генератор переменного тока Синхронные ветряные генераторы

переменного тока могут принимать постоянное или постоянное возбуждение от постоянных магнитов или электромагнитов.

Вот почему они оба называются «синхронными генераторами с постоянными магнитами (PMSG)» и «синхронными генераторами с электрическим возбуждением (EESG)» ».

Когда ветряная турбина приводит в движение ротор, трехфазная энергия вырабатывается в обмотках статора, которые подключены к сети через трансформаторы и преобразователи мощности.

В случае синхронных генераторов с фиксированной частотой вращения частота вращения ротора должна быть точно такой же, как и частота вращения синхронного генератора. В противном случае синхронизация будет потеряна.

При использовании синхронных генераторов с фиксированной частотой вращения случайные колебания скорости ветра и периодические возмущения возникают из-за эффектов затенения башни.

Кроме того, синхронные WTG имеют тенденцию к низкому демпфирующему эффекту, поэтому они не позволяют электрически поглощать переходные процессы трансмиссии.

Когда синхронные WTG интегрированы в электрическую сеть, синхронизация их частоты с сетью требует деликатной операции.

Кроме того, эти генераторы более сложны, дороги и подвержены отказам по сравнению с индукционными генераторами.

В течение последних десятилетий генераторы с постоянными магнитами все чаще использовались в ветряных турбинах из-за их высокой плотности мощности и малой массы.

Конструкция генераторов PM относительно проста. Прочные PM устанавливаются на ротор для создания постоянного магнитного поля, а произведенная электроэнергия собирается от статора с помощью коллектора, контактных колец или щеток.

Иногда PM интегрируются в цилиндрический литой алюминиевый ротор для снижения стоимости. Основной принцип работы генераторов PM аналогичен синхронным генераторам, за исключением того, что генераторы PM могут работать асинхронно.

Одним из преимуществ PMSG является отсутствие коммутатора, контактных колец и щеток, что делает машины прочными, надежными и простыми.

Из-за изменчивости фактических скоростей ветра PMSG не могут производить электричество с фиксированной частотой.Для этого генераторы должны быть подключены к электросети путем выпрямления переменного-постоянного-переменного тока преобразователями мощности.

Это означает, что генерируемая мощность переменного тока, содержащая переменную частоту и величину, сначала выпрямляется в постоянный постоянный ток, а затем преобразуется обратно в мощность переменного тока.

Кроме того, эти машины с постоянными магнитами могут быть полезны для приложений с прямым приводом, поскольку в этом случае они могут избавиться от проблемных редукторов, которые вызывают отказы большинства ветряных турбин.

Одним из возможных вариантов синхронных генераторов является высокотемпературный сверхпроводящий генератор.

Сверхпроводящие генераторы имеют такие компоненты, как задняя часть статора, медная обмотка статора, катушки возбуждения HTS, сердечник ротора, опорная конструкция ротора, система охлаждения ротора и другие.

Сверхпроводящие катушки могут пропускать ток почти в 10 раз больше, чем традиционные медные провода с умеренным сопротивлением и потерями в проводнике.

Кроме того, использование сверхпроводников может остановить все потери мощности в цепи возбуждения. Кроме того, увеличение плотности тока позволяет создавать сильные магнитные поля, что приводит к значительному уменьшению массы и размеров генераторов ветряных турбин.

Таким образом, сверхпроводящие генераторы могут иметь больший потенциал в плане высокой мощности и снижения веса и могут лучше подходить для ветряных турбин мощностью 10 МВт или более.

В 2005 году компания Siemens запустила в производство первый в мире сверхпроводящий ветрогенератор, представляющий собой синхронный генератор мощностью 4 МВт.

Наряду с более высокой мощностью синхронные генераторы могут создавать ряд технических проблем, особенно для долговечных ветряных турбин, не требующих особого обслуживания.

Одной из таких проблем, например, является охлаждение системы и восстановление работы после технической неполадки.

3. Асинхронные генераторы переменного тока

Когда традиционный способ производства электроэнергии использует синхронные генераторы, современные ветроэнергетические системы используют индукционные машины, широко применяемые в ветряных турбинах.

Индукционные генераторы подразделяются на двух типов : индукционных генераторов с фиксированной скоростью (FSIG) с короткозамкнутыми роторами и индукционных генераторов с двойным питанием (DFIG) с обмотанными роторами.

Как правило, индукционные генераторы просты, надежны, недороги и хорошо спроектированы.

Эти генераторы обладают высокой степенью демпфирования и могут поглощать колебания скорости ротора и переходные процессы трансмиссии.

В случае индукционных генераторов с фиксированной частотой вращения статор подключается к сети через трансформатор, а ротор подключается к ветряной турбине через редуктор.

До 1998 года большинство производителей ветряных турбин производили индукционные генераторы с фиксированной скоростью 1.5 МВт и менее.

Эти генераторы обычно работали со скоростью 1500 оборотов в минуту (об / мин) в энергосистеме с частотой 50 Гц вместе с трехступенчатой ​​коробкой передач.

Индукционные генераторы с короткозамкнутым ротором (SCIG) могут использоваться в ветряных турбинах с регулируемой скоростью, а также в управляющих синхронных машинах.

В таких случаях, однако, выходное напряжение невозможно контролировать, и требуется внешний источник реактивной мощности.

Это означает, что индукционные генераторы с фиксированной скоростью имеют ограничения, когда дело доходит до работы только в узком диапазоне дискретных скоростей.

Другими недостатками этих генераторов являются размер машины, низкий КПД, шум и надежность.

В наши дни более 85% установленных ветряных турбин используют DFIG, а самая большая мощность для коммерческих ветряных турбин увеличилась до 5 МВт.

Увеличенная мощность дает несколько преимуществ, в том числе высокий выход энергии, снижение механических нагрузок, колебаний мощности и управляемость реактивной мощности.

Индукционные генераторы также подвержены нестабильности напряжения.Кроме того, эффект демпфирования может привести к потерям мощности в роторе. Нет прямого контроля ни напряжения на клеммах, ни устойчивых токов короткого замыкания.

В этих случаях можно регулировать скорость и крутящий момент DFIG, управляя преобразователем на стороне ротора (RSC).

В подсинхронном режиме преобразователь на стороне ротора работает как инвертор, а преобразователь на стороне сети (GSC) — как выпрямитель.

С другой стороны, в случае суперсинхронной работы RSC работает как выпрямитель, а GSC как инвертор.

4. Ветрогенератор с переключаемым сопротивлением

Генераторы ветряных турбин с регулируемым сопротивлением имеют такие особенности, как прочные ротор и статор. При вращении ротора изменяется сопротивление магнитной цепи, соединяющей статор и ротор. Затем он, в свою очередь, наводит токи в обмотке якоря (статора).

Реактивный ротор изготовлен из многослойных стальных листов и не имеет обмоток электрического поля или постоянных магнитов.

По этой причине генератор нежелания просто, легко производить и собирать. Еще одна очевидная особенность этих генераторов — их высокая надежность. Это потому, что они могут работать в суровых или высокотемпературных условиях.

Из-за того, что крутящий момент реактивного сопротивления составляет лишь часть электрического крутящего момента, ротор переключаемого генератора реактивного сопротивления обычно больше, чем другой, с электрическими возбуждениями для данной скорости крутящего момента.

Когда генераторы сопротивления объединены с функциями прямого привода, машины будут довольно большими и тяжелыми, что сделает их менее полезными в ветроэнергетических установках.

Статья по теме: 10 крупнейших оффшорных ветряных электростанций в мире

Заключительные слова

Суть в том, что ветряные турбины работают по простому принципу — вместо того, чтобы использовать электричество для выработки ветра, как вентилятор, ветровые турбины используют ветер для выработки электроэнергии. Ветер вращает лопасти турбины вокруг ротора, который вращает генератор, вырабатывающий электричество.

Эту механическую мощность можно использовать для определенных задач (например, для перекачивания воды), или генератор может преобразовывать эту мощность в электричество.

Ветряные турбины могут быть построены на суше или в море в крупных водоемах, таких как озера и океаны. Правительства многих стран мира финансируют такие проекты. Например, Министерство энергетики США в настоящее время финансирует проекты по развитию морских ветроэнергетических проектов в водных объектах страны.

Статья по теме: Статистика солнечной энергии в США, 2019

С самого начала Сумит был глубоко обеспокоен климатическим кризисом и всегда чувствовал себя обиженным, видя, как вмешательство человека нарушает экологический баланс.Он на 100% считает, что солнечная энергия — это недостающая загадка для нашего энергетического перехода, и мы должны приложить все усилия, чтобы внедрить это энергетическое решение во всем мире. Если вы хотите опубликовать свои статьи в журнале SolarFeeds, щелкните здесь.

Связанные

Генераторы

для ветряных турбин — Часть 2: Как выбрать один


Разные типы генераторов

Есть несколько типов генераторов, которые могут быть связаны с небольшими ветряными турбинами: наиболее важно типы постоянного или переменного тока, а также синхронные или асинхронные, которые работают с постоянными магнитами или возбуждением электрического поля соответственно.Выбор зависит от различных факторов, таких как применение (автономное или подключенное к сети), тип нагрузки, технологичность, номинальная выходная мощность, частота вращения турбины и стоимость. Тем не менее, все эти электрические машины являются электромеханическими устройствами, работающими по закону электромагнитной индукции Фарадея.


Синхронный и асинхронный

Как объяснялось в приквеле к этой статье, вращающаяся часть генератора содержит какой-то компонент, который создает магнитное поле. Следовательно, он представляет собой вращающиеся полюса. Есть два типа компонентов, которые могут выполнить эту задачу.

В так называемых синхронных генераторах мы найдем простые постоянные магниты. Они похожи на подковообразные магниты или на вид магнит, который можно прикрепить к холодильнику. Тип генератора, который использует постоянные магниты называются синхронными, потому что ротор и магнитное поле вращается с той же скоростью. Синхронные генераторы обычно обладают высокой удельной мощностью и малой массой, поэтому все чаще используются в ветряных турбинах.Задачи, которые ставят перед собой эти генераторы, заключаются в том, что при сильном нагревании постоянные магниты могут размагничиваться, что генератор бесполезен, и что они не могут производить электричество с фиксированной частота. Это связано с изменчивостью скорости ветра и вращение с одинаковой скоростью. Следовательно, этим генераторам требуется выпрямляющая мощность. конвертеры.

Аналог синхронного — асинхронный генераторы. Они создают электрическое поле не с помощью постоянных магнитов, а с помощью дополнительные катушки.Закон Фарадея предполагает, что электрический ток и магнитное поле поля всегда существуют вместе. Это позволяет нам использовать магнитное поле для индукции электрический ток описанным здесь способом, но он также помогает нам создать магнитное поле, посылая ток через катушку. Это точно что делают асинхронные генераторы. Поэтому для этого типа генератора требуется питание. поставка специально для магнитов, но она менее подвержена повреждениям и может быть надежнее своего аналога. Более того, он имеет более высокую степень демпфирование, чтобы он мог легче поглощать колебания скорости ротора.


Динамо и генераторы переменного тока

Основное различие между динамо-машинами и генераторами переменного тока тип тока, который они производят: динамо-машины вырабатывают постоянный ток (DC), в то время как генераторы вырабатывают переменный ток (AC), который постоянно меняет поток направление.

Для очень простой настройки генератора мы узнали в приквеле к этой статье, что вырабатываемая выходная мощность будет электричеством переменного тока. Часть, которая позволяет динамо-машине вырабатывать мощность постоянного тока без полного изменения концепции, называется коммутатором.В простейшем случае это фиксированный переключатель, который подключает и отключает два разных концевых контакта силовой цепи генератора при вращении вала. Это позволяет коммутатору постоянно изменять полярность выходного тока, так что в конечном итоге выход всегда будет одной полярности.

Основное преимущество динамо-машин, вырабатывающих постоянный ток: что большинству наших электрических устройств для работы требуется питание постоянного тока. Это означает, что если вы генерируете мощность переменного тока, вам всегда понадобится преобразователь мощности для использования электричество в вашем доме.

Тем не менее, генераторы переменного тока далеки от более распространены сегодня. Причина этого в том, что электричество переменного тока намного проще. и более эффективен для передачи по огромным линиям электропередач. Преобразование переменного тока в чрезвычайно высокое напряжение при транспортировке, а затем снова его снижение до приемлемого уровня. легко и без значительных потерь мощности. То же самое очень трудно сделать с постоянным током. Как только он прибыл в желаемое место для потребления мощность переменного тока может быть снова легко преобразована в постоянный ток.


Стандарт в ветроэнергетике: синхронные генераторы с постоянными магнитами

В ветряных турбинах чаще всего используются следующие типы генераторов: синхронные генераторы с постоянными магнитами. Это потому, что в последние годы они приобрели привлекательность за счет повышения производительности и снижения стоимости. Они конкурентоспособны, особенно для турбин с прямым приводом, потому что могут иметь большее число полюсов — 60 или более полюсов по сравнению с обычным асинхронный генератор. Это означает, что, несмотря на более низкие скорости вращения, может быть достигнута разумная выходная частота мощности.

При нормальной работе генераторы с постоянными магнитами стабильны и безопасны и, что самое главное, не требуют дополнительного питания питание цепи возбуждения для создания магнитного поля. Это делает конструкция и электрическое подключение намного проще и исключает возбуждение ротора потери, которые могут составлять 20-30% от общих потерь генератора. Как следствие, удельная мощность высока, а генератор остается небольшим и эффективным.Это привлекательным, потому что с учетом риска размагничивания должным образом, это обещает низкую стоимость в течение всего срока службы и небольшие проблемы или обслуживание.


Кривая мощности

Хотя это может показаться простым, связь между ветряной турбиной и генератором не только механическая с валом и коробкой передач. Для достижения удовлетворительной производительности кривые мощности ветряной турбины и генератора должны быть согласованы.

Вообще говоря, есть разные типы мощности, но у них есть физическая единица ватт.Там есть механическая сила, сначала содержащаяся в ветре, затем во вращающихся лопастях, а затем, есть электричество.

С одной стороны, ротационные механическая мощность, содержащаяся во вращающихся лопастях ветряной турбины, рассчитывается как скорость вращения ротора умножается на его вращательный момент. Скорость по сути, как часто вал поворачивается в течение фиксированного периода времени, в то время как импульс соответствует тому, какое «сопротивление» или момент инерции вал может обернуться. Чтобы визуализировать импульс, представьте, что вы поворачиваете карандаш в рука.Если вы будете держать его слабо, это будет очень легко сделать. Если вы возьмете более плотный захват, вам нужно будет приложить больше усилий, чтобы карандаш поворачивался на та же скорость, что и раньше. Что происходит, так это то, что вам нужно подать заявку на более высокую импульс к нему, потому что ваша плотная хватка останавливает вращательное движение, похоже на высокий момент инерции.

Итак, мощность ротора ветряной турбины выход зависит от скорости вращения и от текущего импульса в любой момент время. Конечно, выходная мощность не всегда бывает одинаковой.Это существенно меняется при увеличении или уменьшении скорости ветра. Эти шансы составляют так называемую кривую мощности.

С другой стороны, электрическая мощность рассчитывается как напряжение устройства, умноженное на его ток. Проще говоря, что происходит в генераторе заключается в том, что он извлекает часть энергии, содержащейся во вращении чтобы преобразовать его в электрическую энергию. Сколько энергии можно извлечь очевидно, зависит от количества присутствующей мощности. Проблема в что сам по себе генератор не знает, сколько в нем вращательной мощности.Однако он может получать данные от датчика ветра, чтобы знать текущая скорость ветра. Благодаря кривой мощности турбины ее текущее вращательное мощность может быть напрямую получена из указанной скорости ветра. Итак, теперь мы можем решить, как большую мощность, которую генератор должен извлекать при любой заданной скорости ветра, и запрограммировать ее сделать так. Таким образом, мы придаем ему собственную кривую мощности.


Энергия и выходная мощность — в чем разница?

Распространенное заблуждение, когда люди Говоря о ветряных турбинах, они путают мощность с выработкой энергии.В разница в следующем: выходная мощность говорит нам, сколько энергии производится по сравнению с определенным периодом времени. Выход энергии говорит нам, сколько энергии на самом деле произведено. Единица, которая используется для обозначения выхода энергии, обычно kWh — киловатт-час. Производство энергии в один киловатт-час может означать что в течение одного часа электрическое устройство произвело ровно тысячу ватт электричества или что в пределах половины нашего, он произвел две тысячи ватт электроэнергии.

Итак, если вы хотите рассказать кому-нибудь, как много энергии, которую ваша ветряная турбина произвела в прошлом году, вы можете сказать «моя турбина произвел 400 кВтч — разве не круто? ».В этом контексте, говоря о власти не имело бы смысла. Обычно сравнение выходной мощности полезно для пример при сравнении двух разных типов турбин, которые работают под одинаковые условия окружающей среды. Имеет ли смысл говорить о власти или выход энергии сильно зависит от ситуации. Тем не менее, знайте свои единицы — используйте ватты, когда говорят о мощности, и киловатт-часы, когда говорят об энергии.

Установка вихревых генераторов ветряных турбин: стоит ли это того?

Вихревые генераторы ветряных турбин существуют уже некоторое время, но действительно ли они стоят затрат на установку? Достаточно ли они улучшают аэродинамику и годовое производство энергии, чтобы оправдать модернизацию? Узнайте все о технологии вихревых генераторов в этой статье, посвященной эксплуатации и техническому обслуживанию ветряных электростанций.

Первое: что делает вихревой генератор ветряной турбины?

Вихревые генераторы вместе с крылышками и зазубренными задними кромками являются частью группы устройств, известных как обновления кривой мощности (PCU). Модернизация кривой мощности предназначена для улучшения годового производства энергии (AEP), и обычно они обеспечивают повышение AEP на 1-3%, в зависимости от устройства, турбины и других факторов.

Хотя 1-3% могут показаться малыми, это дает значительную экономию затрат в течение срока службы ветряной турбины.Некоторые лопатки турбины отправляются с завода с уже установленными вихревыми генераторами, зазубренной задней кромкой или крылышками. Тем не менее, операторы ветряных электростанций, которые приобрели турбины без этих опций, могут решить модернизировать их позже в течение срока службы турбины.

Для получения дополнительной информации об обновлении кривой мощности ознакомьтесь с другими нашими подробными статьями:

Как работает вихревой генератор

Генераторы вихрей — это, по сути, небольшие ребра, которые устанавливаются у основания лопасти ветряной турбины. Они уменьшают разделение воздушного потока, создавая более плавный поток над лопастью, что приводит к меньшей турбулентности и большему крутящему моменту для вращения ротора и выработки мощности.

Простыми словами…

Если у вас нет опыта в аэродинамике, не волнуйтесь! Думайте о вихревом генераторе как об устройстве, которое «отключает» воздух.

Когда вы идете по улице и спотыкаетесь… что происходит? Вы спотыкаетесь, пытаясь встать на ноги. Спотыкаясь вперед, вы фактически приближаетесь к земле.

Когда воздух движется по поверхности, он может отделиться от этой поверхности и стать турбулентным. Турбулентный воздух не оказывает давления и не создает подъемную силу, как это делает плавный воздушный поток, поэтому вихревой генератор «спотыкает» воздух непосредственно перед тем, как он становится турбулентным, заставляя его «спотыкаться» обратно вниз, продолжая прижиматься к гладкой поверхности лопасти ветряной турбины. где он может более эффективно вращать ротор.

Турбина с вихревыми генераторами | Фото: Оливье Клейнен / CC BY-SA (https: // creativecommons.org / licenses / by-sa / 3.0)

На лопасти выше показаны вихревые генераторы, установленные очень близко к основанию (ближе всего к гондоле), простираясь вниз к кончику. Аэродинамика корня получает наибольший прирост производительности от вихревых генераторов, поскольку их более округлая форма менее обтекаема и, следовательно, подвержена турбулентному воздушному потоку по сравнению с тонкими, высоко аэродинамическими наконечниками.

Это превосходное видео ниже показывает больше об установке, а также объясняет, как работают вихревые генераторы ветряных турбин.

По мере того, как ветряные турбины становятся больше, каждый бит энергоэффективности помогает

GE Haliade X и Siemens Gamesa SG 14-222 DD — две самые большие ветряные турбины в мире, вырабатывающие невероятную мощность 12 МВт и 14 МВт соответственно. Эти машины огромны, высота обеих машин превышает 800 футов.

Лопасти ветряных турбин продолжают становиться еще больше | Фото: Грег Гебель из Лавленда, Колорадо, США / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/2.0)

При таком огромном количестве генерируемой энергии даже небольшой выигрыш от модернизации кривой мощности, такой как вихревой генератор, может означать, что ежегодно будут снабжаться еще тысячи домов. Опять же, даже небольшой выигрыш в эффективности на 1-2% огромен, и операторы ветряных электростанций относятся к этому очень серьезно.

Чему равняется 2% -ное увеличение годовой выработки энергии?

Давайте возьмем для примера массивную ветряную турбину GE Haliade X. В этой статье, получившей оценку в 12 МВт, объясняется, что Haliade X произвел 288 МВт-ч (мегаватт-часов) за один 24-часовой период, что является самым высоким показателем из когда-либо зарегистрированных.В 2018 году среднее домохозяйство в США использовало 914 кВт / ч в месяц. Это означает, что дневная выработка электроэнергии от Haliade X может обеспечить электричество в 315 домов в США в течение целого месяца. Это означает, что в месяц, производство одной турбины может поддерживать 9452 дома.

Морская ветряная турбина Ge Haliade X 12 МВт

Если бы мы увеличили выходную мощность этой турбины всего на 2%, это добавило бы еще 189 домов, которые могли бы поддерживаться только этой ветряной турбиной — это МНОГО домов: увеличение на четыре типовых подразделений жилых домов.

Помните, что большинство ветряных турбин , а не Haliade X, поэтому типичное увеличение годового производства энергии (AEP) на 2% на турбине мощностью 5-6 МВт — более типичный размер для морской ветряной турбины — будет примерно 75-100 домов. Но все же… бесплатное электричество для дополнительных 100 домов, просто установив небольшие пластиковые устройства? Это замечательное небольшое обновление.

Повышение эффективности большой ветряной турбины на 2% могло бы привести в действие около 200 дополнительных домов среднего размера

Должны ли операторы ветряных электростанций устанавливать вихревые генераторы ветряных турбин?

Кажется, да, хотя, безусловно, каждое приложение уникально.Мы должны помнить, что выборочная установка по-прежнему необходима, потому что конфигурация, улучшающая один блейд-сервер до 3% повышения AEP, может дать повышение только 1,75% для другого.

Такие компании, как Smart Blade, ясно дают понять, что одного только VG недостаточно — каждая уникальная конструкция лезвия должна пройти анализ, чтобы определить идеальную компоновку вихревых генераторов. Анализ воздушного потока выявит проблемные места, где наблюдается большее разделение и турбулентность воздушного потока, а конфигурация вихревых генераторов будет адаптирована с учетом уникальных аэродинамических свойств этой конструкции лопастей.

Хотя стоимость найма технических специалистов для лазания по лопастям может быть высокой (3000 долларов США или более на команду техников в день, плюс материалы, консультации и дополнительные расходы), это можно относительно быстро компенсировать за счет увеличения производительности. Smart Blade поясняет, что затраты на установку и материалы обычно окупаются за 1-2 года.

Установка вихревых генераторов на ветряную электростанцию? Улучшайте свой LPS одновременно

Если вы оператор или техник ветряной электростанции, лучшее время для обновления LPS (системы молниезащиты) ветряной турбины — это когда технические специалисты уже готовы подняться по канатам и внести другие улучшения, например, установить вихревые генераторы.

Удары молнии ежегодно наносят значительный ущерб ветровым турбинам. Для многих ветряных турбин заводской LPS недостаточно для предотвращения этого повреждения, особенно из-за того, что диэлектрик лопастей со временем ухудшается и накапливается износ.

Удлинители молний

StrikeTape значительно улучшат LPS ветряной турбины одновременно с генератором вихрей или зазубренной задней кромкой и обеспечат годы безотказной защиты. Узнайте больше о ветряной турбине StrikeTape LPS , загрузите спецификации по нашей модернизации или свяжитесь с нами сейчас.

Часто задаваемые вопросы о вихревых генераторах

Есть вопрос, на который мы можем ответить? Оставьте комментарий ниже или ознакомьтесь с нашими наиболее часто задаваемыми вопросами ниже.

Что такое вихревой генератор для ветряной турбины?

Вихревой генератор ветряной турбины — это небольшое устройство, обычно сделанное из термопласта. Они прикрепляются к лопасти турбины с помощью липкого клея, а иногда и эпоксидной смолы, в месте ближе к гондоле. Они помогают уменьшить «разделение потока» при прохождении воздуха над лопаткой турбины, что улучшает аэродинамику и может повысить годовое производство энергии (AEP) на 1-3%, в зависимости от области применения. Эти «обновления кривой мощности» часто устанавливаются операторами ветряных электростанций, которые могут увидеть окупаемость своих инвестиций через 1-2 года после установки.

Как работает вихревой генератор?

Генераторы вихрей, по сути, действуют, «спотыкая» воздух, когда он мчится по поверхности и начинает отделяться или подниматься от поверхности, где образует турбулентность.Генератор вихря говорит: «Не так быстро!» и заставляет воздух возвращаться на поверхность, где он снова течет у поверхности и обеспечивает подъемную или прижимную силу, в зависимости от области применения. Желателен плавный поток воздуха над поверхностью, а генераторы вихрей помогают предотвратить турбулентность, восстанавливая плавность воздушного потока до того, как возникнет турбулентность.

Увеличивает ли вихревой генератор годовое производство энергии (AEP) для ветряной турбины?

Да — правильно настроенная установка вихревых генераторов ветряных турбин может увеличить годовое производство энергии (AEP) на 1-3%, что может обеспечить очень существенный скачок в производстве.Хотя 1-3% могут показаться малыми, это может означать, что одна ветряная турбина мощностью 6 МВт может обеспечить электроэнергией еще 100 домов в месяц. Учитывая, что ветряная электростанция может иметь сотни ветряных турбин, это может означать, что установка на всей территории может обеспечивать электроэнергией до 10 000 дополнительных домов с установкой вихревых генераторов.

Как это круто: сверхпроводящие генераторы стремятся открыть больше морской ветровой энергии по более низкой цене

В 1911 году голландский физик Хайке Камерлинг-Оннес сделал очень интересное открытие.Электроны обычно теряют энергию, когда проходят через электрический проводник, но он заметил, что в ртутном проводе при температурах, приближающихся к абсолютному нулю — минус 459 градусов по Фаренгейту, происходит кое-что забавное: электроны не встречают сопротивления, и ток течет беспрепятственно, без потерь энергии. Спустя десятилетия это явление, называемое сверхпроводимостью, окажется полезным во множестве приложений, от быстрых компьютерных чипов до сканеров магнитно-резонансной томографии (МРТ), которые могут помочь обнаружить такие состояния, как рак и инсульты.

Сейчас в компании GE Research в Нискайуне, Нью-Йорк, дела идут еще круче. Инженеры стремятся вывести работу Камерлинг-Оннеса на новый уровень в буквальном смысле слова. Они стремятся включить сверхпроводящие магниты в мощные морские ветряные генераторы, которые преобразуют сильный морской ветер в электроэнергию для использования на суше. Опираясь на контракт на сумму 20,3 миллиона долларов с Министерством энергетики, команда GE стремится снизить общие затраты на энергию ветра, упростить цепочку поставок для производства турбин и поддержать цель Министерства энергетики по почти утроению роли ветроэнергетики в США.С. Производство энергии — до 20% — в течение следующего десятилетия.

Люди знали, что электричество и магнетизм тесно связаны с тех пор, как 200 лет назад такие ученые, как Майкл Фарадей, начали создавать первые электродвигатели и генераторы. Фарадей доказал, что электрическая энергия может быть преобразована в механическую, пропуская электрический ток через магнитное поле. Тот же принцип работает и в обратном направлении, позволяя вращающимся роторам вырабатывать электричество.

Один из способов получить больше электричества от ветра — это построить большие турбины с большими магнитами, которые могут генерировать более сильные электромагнитные поля.В прошлом году компания GE Haliade-X выработала рекордные 312 мегаватт-часов за один день, чего достаточно, чтобы осветить до 30 000 домов в Роттердаме, Нидерланды. Но экономика строительства и обслуживания еще более крупных турбин в конечном итоге начинает сталкиваться с препятствиями. «Вы можете придерживаться тех же старых постоянных магнитов, но это означает все больше и больше генераторов, лопастей и всего, что с этим связано, — говорит Дэвид Торри, старший главный инженер GE Research и руководитель проекта по проекту сверхпроводящего генератора.«В какой-то момент вы будете ограничены в размере».

Размер — не единственное ограничение обычных генераторов на постоянных магнитах. Эти магниты сделаны из редкоземельных элементов, таких как неодим и диспрозий, которые представляют собой потенциальное узкое место в цепочке поставок. «Министерство энергетики очень заинтересовано в устранении редкоземельных элементов, и заказчики также хотят, чтобы турбины были более экологичными», — говорит Торри.

Сверхпроводники — привычная территория для GE.Они играют решающую роль в современных МРТ-сканерах, в разработке которых участвовали такие исследователи, как Джон Шенк из GE, а инженер GE Уолтер Робб помогал вывести на рынок в 1980-х годах. Без сверхпроводящих катушек сканер потреблял бы слишком много электричества для создания магнитного поля, которое помогает создавать изображения. (Команда МРТ GE Research подтолкнула разработку сверхпроводящих магнитов для увеличения силы их магнитных полей при минимизации занимаемой площади и веса. В настоящее время они работают над головным сканером, который, возможно, мог бы быть достаточно мощным, чтобы пролить больше света на микроструктура мозга и то, как информация течет между функциональными группами нейронов в головном мозге. )

Новое исследование ветряного генератора обещает большую мощность в меньшем и легком корпусе с использованием катушек сверхпроводящего провода, сделанного из сплава титана и ниобия (обычно используемого в стали), для создания магнитного поля. Плотность тока в сверхпроводящей катушке до 100 раз больше, чем в нормально проводящем материале, таком как медь. Результат: более сильное поле и меньшие потери энергии.

«В идеале вы хотите работать с как можно большим магнитным полем, чтобы вашему генератору требовался меньший ток, чтобы вырабатывать такое же количество энергии», — говорит Торри.Эта дополнительная эффективность может снизить нормированную стоимость энергии ветряной электростанции — общую стоимость владения, деленную на общее количество произведенной энергии. Но как сохранить достаточно холодные катушки, чтобы они оставались сверхпроводящими и сохраняли магнитное поле?

Инженерам нужно было принять некоторые решения. Зарядка катушек от отдельного источника питания могла работать; однако получение дополнительной мощности может компенсировать некоторые выгоды от избавления от магнитов и дополнительной стали, используемой для направления поля. Вместо этого команда GE решила зарядить катушки один раз и зафиксировать ток. Без сопротивления катушек эти электроны будут продолжать течь, пока катушки остаются холодными. «Если что-то пойдет не так, поле нужно будет подзарядить, но это можно сделать с помощью портативного источника питания», — говорит Торри.

Удержание катушек в сверхпроводящем состоянии тоже потребовало некоторого воображения. В обычной турбине лопасти вращают вал, удерживающий магнитную решетку, которая индуцирует напряжение в наборе неподвижных медных обмоток.В новой конструкции GE медные катушки, генерирующие напряжение, вращаются внутри внешнего кольца неподвижных сверхпроводящих катушек, которые генерируют сильное магнитное поле. Эта установка соответствует законам индукции, избегая при этом огромной проблемы, связанной с поддержанием холодных катушек. Что касается самого охлаждающего устройства, каждому генератору потребуется восемь холодильников, называемых криокулерами, по сравнению с одним для сканера МРТ.

Торри и его команда полагают, что к середине 2023 года они создадут рабочий прототип сверхпроводящего ветряного генератора. «Мы построим один, протестируем его и проведем отработку технологии между сверхпроводящим генератором и генератором на постоянных магнитах», — говорит он. «Если он будет работать хорошо, у нас будет основа для будущих поколений ветряных турбин Haliade X».

Ветряная электростанция урагана Комплекты ветрогенераторов для жилых домов


Малые ветряные генераторы

Немного о том, как малая ветряная турбина работала или работала в прошлом и чем отличается наш продукт. Чтобы понять, как работает ветрогенератор, вы должны сначала понять, что генератор сам по себе не вырабатывает мощность, он преобразует кинетическую энергию и крутящий момент из набора лопастей в электрическую энергию.Казалось бы, в то время как средний потребитель или частное лицо испытывает сжатие этой концепции, когда они понимают, что ветряная турбина коммунального масштаба с огромными лопастями вырабатывает больше энергии, чем ветряная турбина микро. В какой-то момент эта логика теряется для многих потребителей, которые, по-видимому, теперь принимают решения о покупке на основе «рейтингов мощности», которые, по моему опыту, являются просто вымышленными счетами, в некоторых случаях сфабрикованными некоторыми небольшими поставщиками ветроэнергетики. Некоторые члены сообщества энтузиастов малого ветра придумали термин и называют его «ваттными войнами».В то время как войны за ватт полезны для некоторых недобросовестных людей, которые стремятся получить какое-либо конкурентное преимущество, которое они могли бы получить на конкурентном рынке, успехи этих компаний, по сути, сбивают потребителей с толку, порождают нереалистичные ожидания от их продуктов и во многих случаях приводят к исходу многих потребителей. и маленький энтузиаст ветра из хобби. Как минимум, эти люди отвлеклись от того, что важно в малом ветре и, в большей степени, от возобновляемых источников энергии в целом.

Так что же важно при покупке небольшой ветряной турбины?

Мне самому еще не приходилось получать счет за электроэнергию в ваттах. Используемая мера — киловатт-часы. Это просто означает использование нагрузки 1000 Вт в течение всего часа. Это используется для расчета того, сколько энергии используется и как определить размер систем возобновляемой энергии. При обсуждении малых ветряных генераторов было бы лучше понять, какие из них будут производить больше киловатт-часов в день.

Турбина А имеет стабильную мощность 250 Вт, поэтому за 4 часа она производит 1 киловатт-час. В течение дня тот же ветрогенератор в этом примере будет производить 6 киловатт-часов в течение дня.24 часа, разделенные на 4, составляют 6 кВтч. Оценивая эту скорость, мы можем предположить, что на этой средней турбине A будет генерироваться около 180 кВт / ч в месяц.

Турбина B Эта турбина поставляется от производителя с номинальной мощностью 2000 Вт, 5 лопаток диаметром 28 дюймов с минимальной рабочей площадью. После проверки калькулятора клинков, который мы обнаружили в компании Warlock Engineering, мы обнаружили, что для достижения мощности всего 200-300 Вт при стандартной конструкции энергетической лаборатории Национального исследовательского центра на скорости 24,6 миль в час. Это была бы выходная мощность, если бы турбина была хорошо спроектирована, как рекламируется, и запускалась при слабом ветре, как рекламируется.Реальность такова, что многие из этих турбин плохо спроектированы и построены и со временем вырабатывают незначительную мощность, если только они не работают при сильном ветре. Гипотетически для обсуждения мы дадим турбине В преимущество сомнения и скажем, что она вырабатывает 2000 Вт в течение получаса во время сильного ветра. В этом случае турбина вырабатывала бы 1 кВт / ч, а генераторы — минимальную, если вообще мощность, при среднем ветре из-за плохой конструкции, зубчатости и других конструктивных недостатков. Снова предоставляя некоторым из этих продуктов преимущество сомнения и «кредит» от производства еще одного кВтч в течение остальной части дня при подзарядке при ветре 12-18 миль в час, этот продукт может выдавать в целях обсуждения 2 кВтч на день.В течение месяца у вас будет что-то еще, порядка 60 кВт · ч, произведенное за тот же период времени.

Выводы

Глядя на оба гипотетических примера и сравнивая их, легко увидеть и теперь понять, почему небольшой ветрогенератор, рассчитанный на необычно высокую выходную мощность, на самом деле может выдавать меньше полезной мощности с течением времени в несколько раз. В 3-4 раза меньше, чем на то, что хорошо построено, правильно спроектировано и честно оценено.

При этом и в генераторе у вас есть обмотки.Это провода, которые вы видите в кожухе, которые намотаны в непосредственной близости. Эти провода имеют эмалированное покрытие, которое имеет номинальную температуру, при которой, если он нагревается за пределы покрытия, сгорает, и генератор или даже электродвигатель сгорают. Поэтому важно понимать, что в любом генераторе, если слишком большой крутящий момент приложен к обмоткам такого размера или калибру проводов, ток в силе тока нагнетает тепло, и любой генератор может сгореть, если для данного генератора приложен слишком большой входной крутящий момент.Вот почему важно согласовать ветряную турбину с генераторной установкой.

Понимание обмоток генератора с постоянными магнитами и покупка pma’s

В любом генераторе, будь то переделанный генератор переменного тока с постоянными магнитами delco, наша конструкция с радиальным или даже большим осевым потоком с белой молнией может использоваться с разными калибрами проводов, которые используются по разным причинам для конкретного применения. Также важно понимать, что, вообще говоря, когда вы смотрите на генератор переменного тока с постоянным магнитом для продажи на нашем сайте ebay youtube Amazon и т. Д., Когда вы видите рекламируемое напряжение, такое как часто модели 12, 24 и 48, это обычно не означает, что есть это своего рода внутренний регулятор, который ограничивает выходное напряжение генератора или pma до адекватного уровня зарядного напряжения для приложения. Это одна из самых больших ошибок, которые, как мы видим, делают сами люди при выборе генератора.Обычно продавцы и производители оценивают генератор переменного тока с постоянным магнитом как, например, 12 вольт, когда диапазон оборотов генератора достаточен для достижения напряжения отключения для зарядки данной аккумуляторной батареи. Термины ветряная мельница, ветряные генераторы, ветряные зарядные устройства или комплекты ветряных турбин для жилых помещений, которые мы часто видим взаимозаменяемыми, пытаются сказать вам, что в приложении с прямым приводом с определенным набором лопастей они будут использовать конкретный генератор для приложения. Так в чем разница? Генератор любого типа имеет емкость «прорези» или область, в которую может поместиться обмотка.Это будет уникально для конкретного генератора. Важно понимать, что в пределах рабочей зоны можно использовать провода разного калибра. В области обмоток генератора больше витков или любая другая терминология, которую вы предпочитаете, могут поместиться в данной области с более тонким проводом, чем с более толстым проводом, в зависимости от того, что физически вписывается в данную катушку статора, обмотку, обмотку и / или паз. «Опять же, какая терминология подходит для данного генератора переменного тока.

Влияние калибра провода в обмотке генератора с постоянным магнитом,

1-й принцип работы ветрогенераторов (который мы преодолели с помощью нашей новой технологии) Я объясню, как это сделать в конце статьи.

Врезка в точку.

Независимо от напряжения аккумуляторной батареи системы или запуска связи с сетью для получения любой полезной мощности, напряжение в обмотках статора или генератора должно быть больше, чем то, на которое он пытается передать мощность.

Когда полюс или магнитное поле проходит через катушку, в результате начинают течь электроны, но для целей нашего обсуждения того, как работают обмотки, важно понимать, что большее количество обмоток в прорези более тонкого провода создает более высокое напряжение с магнитный ротор вращается на более низких оборотах.Это отлично подходит для ветряных генераторов в районах с слабым ветром и встраивается в здания, где люди помнят, что выработать некоторую мощность с течением времени лучше, чем не производить никакой энергии, пока не дует сильный ветер. Это остается балансирующим действием, потому что, хотя многие потребители хотят генератор с низкой частотой вращения. Компромисс заключается в том, что в то время как более тонкий провод будет создавать напряжение для достижения точки разреза, чтобы начать генерировать мощность, нижняя сторона заключается в том, что более тонкий провод ограничивает потенциальный ток, который может нести обмотка. Проволока Найнера также нагревается из-за большего внутреннего сопротивления.

Во многих отношениях то, что происходит с производителем, во многих случаях является тонким балансирующим действием, которое должно учитывать множество переменных. Если провод слишком тонкий, генератор может «включиться», то есть повысить напряжение выше, чем на батарее. Если включение слишком низкое, сопротивление будет затягивать турбину, водяное колесо и т. Д. С резистивной нагрузкой из-за недостатка крутящего момента. Избыточное тепло может накапливаться, когда обмотка пытается пропустить ток при наличии достаточного крутящего момента для преодоления «резистивной нагрузки», т.е.е. когда генератор становится труднее вращать после включения ». И наоборот, в случае, когда в генераторе используется слишком толстая или тяжелая обмотка, существует возможность создания большого тока, но из-за ограничений числа оборотов в минуту для конкретного приложения мощность не может генерироваться из-за невозможности достичь точки включения. Примерное напряжение аккумулятора составляет 13,3, но напряжение холостого хода генератора составляет 8,8. Напряжение перетекает от более высокого давления к более низкому »

Неправильный генератор Неправильное приложение

Одна из ошибок, которую часто допускают новички, пытающиеся определить размер генератора, заключается в том, что они покупают именно по классификации напряжения.Помните, как мы обсуждали ранее, изготовители ветряных генераторов склонны оценивать свои напряжения при оборотах прямого привода 150–250 при заданном напряжении. Это не означает, что если генератор с постоянным магнитом вращается на более высоких оборотах, напряжение генератора не будет превышать 24 или даже 48 вольт. Это означает, что в случае, если у вас может быть гидромашина с кабелем с более высокой передачей и более высокими оборотами, может быть лучше фактически использовать генератор переменного тока с постоянными магнитами на 24 или даже 12 вольт.

Вольт, умноженное на амперы = ватты

В примере, где потребитель решает использовать генератор с обозначением 12 вольт, который будет иметь более толстую обмотку, он фактически будет иметь возможность проводить больший ток на конкретном генераторе и производить больше мощности при 48 вольт, в то время как фактически работает pma. прохладнее и продлевает продолжительность жизни.

Ураган Белая молния: отклонение от статус-кво

В Hurricane white Lightning используется более толстая обмотка, которая позволяет более высокому уровню тока проходить на сетку или батарею. Это позволяет генератору работать с обоими охладителями и пропускать больший ток, что дает большую мощность и меньшее сопротивление, проходящее через обмотки. Мы используем запатентованный интеллектуальный контроллер MPPT для повышения выходной мощности, чтобы максимизировать выходную мощность в любых условиях. Если вы могли следить за обсуждением по существу, мы удалили часть действия по уравновешиванию.Мы больше не ограничены использованием более тонкой проволоки в обмотках для достижения точек врезки. У нас меньше тепла в генераторах. Больший контроль над турбинами и, наконец, более высокая выходная мощность с течением времени, чем что-либо в этом классе. Мы используем наш контроллер, чтобы получать зарядную мощность от турбин, которую другие машины с более легкой обмоткой не могут. Наш контроллер делает еще один шаг вперед. Контроллер рассчитал частоту вращения генератора на основе импульсов трехфазной мощности, которая проходит через него. Контроллер соответственно регулирует сопротивление, которое берет заряд с контроллера, не оказывая большого сопротивления и убивая инерцию набора лезвий.

Ветрогенератор KidWind с проводом

Этот веб-сайт использует файлы cookie, чтобы улучшить вашу работу во время навигации по веб-сайту. Из этих файлов cookie файлы cookie, которые классифицируются как необходимые, хранятся в вашем браузере, поскольку они необходимы для работы основных функций веб-сайта. Мы также используем сторонние файлы cookie, которые помогают нам анализировать и понимать, как вы используете этот веб-сайт. Эти файлы cookie будут храниться в вашем браузере только с вашего согласия. У вас также есть возможность отказаться от этих файлов cookie.Но отказ от некоторых из этих файлов cookie может повлиять на ваш опыт просмотра. сеанс 1 год
Cookie Тип Продолжительность Описание
Chatra третья сторона 1 неделя Используется для виджета чата
постоянный CloudFix 9057 Используется службой CloudFlare для ограничения скорости
Согласие на использование файлов cookie: необходимо 12 часов Используется для сохранения ответа на согласие на использование файлов cookie для необходимых файлов cookie
Согласие на использование файлов cookie: не требуется постоянный Используется для сохранения ответа о согласии на файлы cookie для ненужных файлов cookie
Согласие на файлы cookie: просмотр политики в отношении файлов cookie постоянный 1 год Используется для запоминания, просматривал ли пользователь политику использования файлов cookie
Facebook Pixel третья сторона 3 месяца Используется для отслеживания кликов и представлений, поступающих через рекламу Facebook и Facebook.
Google Analytics (_ga) постоянный 2 года Используется для различения пользователей в Google Analytics
Google Analytics (_gat) постоянный 1 минута Используется для ограничения скорости запросов Google Аналитика
Google Analytics (_gid) постоянный 24 часа Используется для различения пользователей в Google Analytics
HubSpot Analytics сторонняя Различная Используется для отслеживания настроек согласия и конфиденциальности HubSpot.
Сеанс PHP сеанс сеанс Используется для хранения результатов API для повышения производительности
WooCommerce: Cart временный сеанс Помогает WooCommerce определять, когда содержимое / данные корзины изменяются.
WooCommerce: товары в корзине сеанс сеанс Помогает WooCommerce определять, когда содержимое / данные корзины изменяются.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.