Електрогенератор з постійними магнітами і осьовим магнітним потоком для вітроустановок
DOI:
https://doi.org/10.20998/2079-3944.2021.1.05Ключові слова:
електрогенератор з осьовим магнітним потоком, постійні магніти, зубцовий момент, магнітний редуктор, вітроустановкаАнотація
Наведено результати чисельних і експериментальних досліджень електрогенератора з постійними магнітами і осьовим магнітним потоком для вітроустановок малої потужності. Щоб вітроустановки могли успішно конкурувати з джерелами автономного електропостачання на основі сонячної енергії необхідно знижувати питому вартість електрогенераторів. Одним з можливих способів зниження вартості вітроустановки є заміна тихохідного багатополюсного генератора на високошвидкісний, що працює в парі з магнітним редуктором. У цьому випадку електрогенератор може бути спроектований на частоту обертання n = 1000÷3000 об/хв. Саме для цього діапазону частоти обертання визначені оптимальна конфігурація і розміри магнітної системи досліджуваного електрогенератора, при яких досягається максимальне значення потужності. Проведено порівняння розрахункових і експериментальних характеристик генератора, гарний збіг яких підтверджує адекватність розроблених математичних моделей. Ці комп'ютерні моделі потім використовується для дослідження залежністі питомої потужності генератора від висоти пазів статора і перетину обмотувального дроту, виконаного з мідної стрічки. Показано, що при оптимальних геометричних параметрах магніторушійна сила обмотки статора повинна бути узгоджена з магніторушійної силою постійних магнітів. Тільки при певному діапазоні висоти пазів забезпечується максимум потужності при номінальному струмі. Розрахунок характеристик досліджуваних генераторів виконувався в програмному пакеті Simcenter MagNet.
Посилання
Frank N. W., Toliyat H. A. Gearing ratios of a magnetic gear for wind turbines // IEEE International Electric Machines and Drives Conference. – 2009. – Pp. 1224-1230. doi:10.1109/iemdc.2009.5075359.
Bao G.Q., Mao K.F. A Wind Energy Conversion System with Field Modulated Magnetic Gear // Asia-Pacific Power and Energy Engineering Conference. – 2011. – Pp. 1-4. doi: 10.1109/APPEEC.2011.5748902.
Li K., Modaresahmadi S., Williams W. B., Bird J. Z., Wright J. D. Barnett D. Electromagnetic Analysis and Experimental Testing of a Flux Focusing Wind Turbine Magnetic Gear-box // IEEE Transactions on Energy Conversion. – 2019. – vol. 34, no. 3, Pp. 1512-1521. doi: 10.1109/TEC.2019.2911966.
Udalov S. N., Achitaev A. A., Pristup A. G. Investigations of a magnetic gear for application in wind turbines //11th Interna-tional Forum on Strategic Technology (IFOST). – 2016. – Pp. 166-171, doi: 10.1109/IFOST.2016.7884219.
Гребеников В.В., Гамалея Р.В. Сравнительный анализ двух генераторов с постоянными магнитами для ветроустановок: низкоскоростного с внешним ротором; высокоскоростного с магнитным редуктором // Гідроенергетика України. 2019. №1-2, С. 66-71. https://uhe.gov.ua/media_tsentr/zhurnal_ hidroenerhetyka_ukrayiny/gidroenergetika-ukraini-2019-no1-2.
Kumar R. R., Santosh K. Singh, Srivastava R. K. et al. Modeling of Airgap Fluxes and Performance Analysis of Five Phase Permanent Magnet Synchronous Generator for Wind Power Application // IEEE Access. – 2020. – vol. 8, Pp. 195472-195486. doi: 10.1109/ACCESS.2020.3034268.
He C., Wu T. Analysis and design of surface permanent magnet synchronous motor and generator // CES Transactions on Electrical Machines and Systems. – 2019. – vol. 3, no. 1, pp. 94-100. doi: 10.30941/CESTEMS.2019.00013.
Wang X., Pang W., Gao P., Zhao X. Electromagnetic Design and Analysis of Axial Flux Permanent Magnet Generator With Unequal-Width PCB Winding // IEEE Access. – 2019. – vol. 7, Pp. 164696-164707. doi: 10.1109/ACCESS.2019.2952893.
Sriram S. Laxminarayan, Manik Singh, Abid H. Saifee, Arvind Mitta. Design, modeling and simulation of variable speed Axi-al Flux Permanent Magnet Wind Generator // Sustainable Ener-gy Technologies and Assessments. – 2017. – vol. 19, Pp. 114-124. doi.org/10.1016/j.seta.2017.01.004
Dobzhanskyi O., Eklas Hossain, Ebrahim Amiri, Gouws R., Grebenikov V., Mazurenko L., Pryjmak M., Gamaliia R. Axi-al-Flux PM Disk Generator With Magnetic Gear for Oceanic Wave Energy Harvesting // IEEE Access. – 2019. – vol. 7, P. 44813-44822. doi: 10.1109/ACCESS.2019.2908348.
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
1. Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
2. Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
3. Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи.
