Сдвоенный генератор (Radial Flux Permanent Magnet - RFPM generator) Синхронный генератор с двойным ротором, радиально направленным постоянным магнитным потоком и отсутствием противо-ЭДС
Усилие включения крутящего момента o Очень сложно включить, потому что существуют внутренние поглощающие силы между магнитами и металлическими деталями; Техническое решение – использование катушек индуктивности в качестве внутренних магнитов
Низкая производительность на низких оборотах o Переменная скорость ветротурбины сопоставима с расчетной скоростью; Техническое решение – большее количество магнитных полюсов и обмоток
Проблема силы противодействия ЭДС o Внутреннее свойство электромагнитной индукции – противодействие ЭДС (электродвижущей силы) снижает мощность каждой электрической машины; Техническое решение – сдвоенная обмотка Двойной ротор с катушками индуктивности RFPM генератора
Преимущества: Минимальное усилие крутящего момента; Увеличение индукционной мощности; Увеличение мощности за счет снижения сопротивления статора; Увеличение плотности магнитного потока за счет объема; Увеличение эффективности на малых оборотах (36 полюсной двойной ротор) Инновационные технические решения против противодействия ЭДС
Применение сдвоенных обмоток (Coupling Winding - CW) в нагруженных обмотках (Load Winding LW) (т.е. возникновение электромагнитной индукции между двумя и более контурами); o Фазовый и угловой контроль между CW и LW; o Обмен между CW и LW в моменты вкл. и выкл.; Электрический ток в CW возникает за счет наводки активной (омической) нагрузки; o Решение противодействия ЭДС; o Увеличение наведенной мощности в LW; 5
Принципиальная схема соединения сдвоенных обмоток с обмотками под нагрузкой
Тест с нулевой нагрузкой
График – фазное напряжение от оборотов (V / rpm)
Тест под нагрузкой с/без использования Сдвоенных Обмоток (CW)
График – сила тока от оборотов (I / rpm) С использованием CW происходит свыше 50% увеличение силы тока 6
Увеличение мощности со сдвоенными обмотками (CW)
График – увеличение мощности от оборотов (P / rpm) Полная нагрузка при 340 об/мин; Мощность = 5,880W без использования CW; Мощность = 13,880W с использованием CW Увеличение мощности до 120 – 135%
Экономические перспективы ветровой энергии
Увеличение коэффициента использования Производственных Мощностей (Capacity Factor - CF) минимум на 35% за счет снижения расчетной скорости ветра с 12 м/с до 10 м/с за счет использования RFPM генератора; Коэффициент использования производственных мощностей превышает 20% от средней скорости ветра 4,5 м/с; 4,5 м/с – 20%, 5 м/с – 23,2%; 6 м/с – 30,6%
Мощность (W) от скорости ветра (m/s);
Коэффициент CF от средней скорости ветра (m/s);
суммарная мощность от данной скорости ветра
CF =
____________________________________ cуммарная мощность от расчетной скорости ветра
7
х 100