Переделываем асинхронный двигатель под генератор для ветряка
Для того чтобы асинхронный двигатель стал генератором переменного тока надо чтобы внутри него образовывалось магнитное поле, это можно сделать путём размещения на роторе двигателя постоянных магнитов. Вся переделка и простая и сложная одновременно.
Сначала надо подобрать подходящий двигатель, который наиболее подойдёт для работы в качестве низкооборотистого генератора. Это многополюсные асинхронные двигатели, хорошо подходят 6-ти и 8-ми полюсные, низкооборотистые двигатели, с максимальными оборотами в режиме двигателя не более 1350об/м. Такие двигатели имеют наибольшее количество полюсов и зубцов на статоре.
Далее нужно разобрать двигатель и извлечь якорь-ротор, который надо сточить на станке до определённых размеров под наклеивание магнитов. Магниты необходимые, обычно клеят маленькие круглые магнитики. Сейчас я попробую рассказать как и сколько магнитов клеить.
Для начала нужно узнать сколько у вашего мотора полюсов, но по обмотке это понять достаточно трудно без соответствующего опыта, поэтому количество полюсов лучше прочитать на маркировке двигателя, если она конечно имеется, хотя в большинстве случаев она имеется. Ниже приведён пример маркировки двигателя и расшифровка маркировки.
По марке двигателя. Для 3х фазных: Тип двигателя Мощность, кВт Напряжение, В Частота вращения, (синх.), об/мин КПД, % Масса, кг
Например: ДАФ3 400-6-10 УХЛ1 400 6000 600 93,7 4580 Расшифровка обозначения двигателя: Д — двигатель; А — асинхронный; Ф — с фазным ротором; 3 — закрытое исполнение; 400 — мощность, кВт; б — напряжение, кВ; 10 — число полюсов; УХЛ — климатическое исполнение; 1 — категория размещения.
Бывает так, что двигатели не нашего производства как на фото выше, и маркировка непонятна, или маркировка просто нечитаемо. Тогда остаётся один метод, это посчитать сколько у вас зубцов на статоре и сколько зубцов занимает одна катушка. Если например катушка занимает 4 зубца, а их всего 24, то ваш мотор шестиполюсной.
Количество полюсов статора нужно знать для того, чтобы определиться с количеством полюсов при наклейке магнитов на ротор. Это количество обычно равное, то-есть если полюсов статора 6, то и магниты надо клеить с чередованием полюсов в количестве 6, SNSNSN.
Теперь, когда число полюсов известно надо рассчитать число магнитов для ротора. Для этого надо высчитать длину окружности ротора, по простой формуле 2nR где n=3,14. То есть 3,14 умножаем на 2 и на радис ротора, получается длинна окружности. Далее замеряем свой ротор по длине железа, которое в алюминиевой оправке. После можно нарисовать полученную полосу с длинной и шириной, можно на компьютере и потом распечатать.
Теперь нужно определится с толщиной магнитов, она примерно равна 10-15% от диаметра ротора, например если ротор 60мм, то магниты нужны толщиной 5-7мм. Для этого магниты покупают обычно круглые. Если ротор примерно 6см в диаметре, то магниты можно высотой 6-10 мм. Определившись какие магниты использовать, на шаблоне длинна которой равна длине окружности
Пример расчёта магнитов для ротора, например диаметр ротора 60см, высчитываем длину окружности =188см. Делим длину на количество полюсов, в данном случае на 6, и получаем 6 секций, в каждой секции магниты вклеиваются одинаковым полюсом. Но это ещё не всё. Теперь надо высчитать сколько магнитов войдёт в один полюс, чтобы их ровно распределить по полюсу. Например ширина круглого магнита 1см,расстояние между магнитами около 2-3мм, значит 10мм +3=13мм.
Длину окружности делим на 6 частей=31мм, это ширина одного полюса по длине окружности ротора, а ширина полюса по железу, допустим 60мм. Значит получается площадь полюса 60 на 31 мм. Это получается 8 в 2 ряда магнитов на полюс с расстоянием между собой 5мм. В этом случае надо пересчитать количество магнитов, чтобы они как можно плотнее уместились на полюсе.
Здесь пример на магнитах шириной 10мм, поэтому получается расстояние между ними 5мм. Если уменьшить диаметр магнитов например в 2 раза, то-есть 5мм, то они более плотно заполнят полюс вследствие чего увеличится магнитное поле от большего количества общей массы магнитом . Таких магнитов(5мм) поместится уже 5 рядов , а в длину 10, то-есть 50 магнитов на полюс, и общее количество на ротор 300шт.
Для того чтобы уменьшить залипание шаблон нужно разметить так, чтобы смещение магнитов при наклейке было на ширину одного магнита, если ширина магнита 5мм, то и смещение на 5мм.
Теперь когда с магнитами определился нужно проточить ротор, чтобы поместились магниты. Если высота магнитов 6мм, то стачивается диаметр на 12+1мм, 1мм это запас на кривизну рук. Магниты можно разместить на роторе двумя способами.
Первый способ это предварительно делается оправка, в которой сверлятся отверстия под магниты по шаблону, после оправка одевается на ротор, и магниты вклеиваются в просверленные отверстия. На роторе после проточки нужно дополнительно сточить на глубину равную высоте магнитов разделительный алюминиевые полоски между железом. А полученные бороздки заполнить отожжоными опилками смешанные с эпоксидным клеем. Это значительно увеличит эффективность, опилки будут служить дополнительным магнитопроводом между железом ротора. Выборку можно сделать отрезной машинкой или на станке.
Оправка для наклейки магнитов делается так, проточенный вал оборачивают полиэтиленом, потом наматывают слой за слоем бинт, пропитанный эпоксидным клеем, после стачивают на станке под размер и снимают с ротора, наклеивают шаблон и сверлют отверстия под магниты.После девают оправку обратно на ротор и наклеивают магниты клеют обычно на эпоксидный клей Ниже на фото два примера наклейки магнитов, первый пример на 2-х фото это наклейка магнитов с помощью оправки, а второй на следующей странице прямо через шаблон.На первых двух фотографиях хорошо видно и я думаю понятно как клеются магниты.
Генератор из асинхронника — переделка генратора
Фото рассказ о переделке асинхронного двигателя в генератор для ветрогенератора. Этот генератор сделал Андрей Петрушков и разместил фото в группе вконтакте «Ветряки» . Переделка асинхроника началась со снятия всех нужных размеров, по которым рассчитывалось количество магнитов, и пропорции нового ротора. В качестве донора использован асинхронный двигатель 4АХ71В4У3. 750Вт, 4-х полюсной. Статор имеет 24 паза, намотан проводом примерно 0,5 мм. Магниты размером 8*5 мм, всего на ротор ушло 112 магнитов, по 28 магнитов на пооюс. Скос магнитов 9,5 градусов. Ниже рисунки подготовки к изготовлению нового ротора под магниты и фото донора перед началом переделки.>
.
>
>
Первым делом был выточен новый ротор, для сравнения но фото родной ротор и новый. Вместо проточки старого ротора и изготовления гильзы был сделан полностью новый ротор, так проще и лучше.
>
Потом на распечатанном шаблоне с помощью пробойника были выбиты отверстия под магниты. Далее шаблон был наклеен на ротор и с помощью супер клея, не торопясь, за два вечера все магниты были приклеены к ротору.
>
Далее ротор был обмотан скотчем и залит эпоксидной смолой.
Так-же к генератору был собран диодный мост на шести диодах шотки. Для него был изготовлен корпус. Деревянная коробочка потом была покрыта! «Сенежем» огне-био защитой цветом лиственницы, теперь огонь и осадки ей не страшны.
>
Для крепления лопастей был составлен чертеж будущего фланца. Фланец выточили из алюминиевой болванки.
>
>
Далее дело дошло до лопастей, которые были вырезаны из канализационной трубы. Длинна лопастей 890 мм, после обработки кромок немного подрезал лопасти и они стали длинной 860 мм.
>
На этом фотографии закончились, к сожалению нет никаких данных по мощности такого самодельного генератора. Но самое главное понятен процесс переделки асинхронного двигателя на в генератор на постоянных магнитах. А мощность в данном виде не велика если им заряжать 12-ти вольтовый аккумулятор, так-как сопротивление генератора велико, но возможно эта проблема в последствии была решена перемоткой статора или коммутацией катушек фаз генератора, а так-же может быть какими либо преобразователями.
Двигатель на постоянных магнитах и его использование
Двигатель на постоянных магнитах – это попытка уменьшить вес и габаритные размеры электрической машины, упростить ее конструкцию, повысить надежность и простоту эксплуатации. Такой двигатель позволяет и значительно увеличить КПД (коэффициент полезного действия). Наибольшего распространения он получил в качестве синхронной машины. В данном устройстве постоянные магниты предназначены и применяются для создания вращающегося магнитного поля.
В настоящее время применяют комбинированный вариант: постоянные магниты вместе с электромагнитами, по катушке которых течет постоянный электрический ток. Такое комбинированное возбуждение обеспечивает множество положительных моментов: получение требуемых регулировочных характеристик напряжения и частоты вращения при уменьшении мощности возбуждения, уменьшение объема магнитной системы (и, как следствие, себестоимости такого устройства, как комбинированный двигатель на постоянных магнитах) по сравнению с классической системой электромагнитного возбуждения синхронной машины.
На сегодняшний день использование постоянных магнитов возможно в устройствах мощностью всего в несколько киловольт-ампер. Однако сейчас разрабатываются постоянные магниты с улучшенными характеристиками, и мощность машин постепенно возрастает.
Синхронная машина как двигатель на постоянных магнитах используется в качестве непосредственно двигателя или генератора в приводах различной мощности. Такие устройства нашли применение и распространение на шахтах, металлургических заводах, тепловых станциях. Так как синхронный двигатель работает с самой разной реактивной мощностью, его применяют в холодильниках, насосах и других механизмах с неизменной скоростью работы. Электродвигатель на постоянных магнитах используют в устройствах и приборах малой мощности, где нужно строгое и точное постоянство скорости. Это автоматические самопишущие приборы, электрочасы, устройства программного управления и прочее. На станциях и подстанциях установлены специальные синхронные генераторы, вырабатывающие в режиме холостого хода только реактивную мощность. Такая мощность используется для асинхронных двигателей, а синхронные машины такого типа называют «компенсаторами».
Принцип действия такой машины, как двигатель на постоянных магнитах, и, в частности, синхронного двигателя, основан на взаимодействии магнитного поля ротора (движущейся части) и статора (неподвижной части).
Благодаря интересным и еще не до конца изученным свойствам магнитов, часто появлялись и появляются изобретения на их основе. Например, одной из самых распространенных идей является создание такого устройства как безтопливный вечный двигатель на постоянных магнитах. С точки зрения современной науки и физики вечный двигатель невозможен (он должен был бы иметь коэффициент полезного действия больше единицы, а такое считается нереальным), но изобретатели в сфере альтернативной энергетики не теряют надежду на создание и разработку такого открытия.
Самодельные ветрогенераторы из асинхронного двигателя до 10квт. Как сделать ветряной генератор в домашних условиях и его принцип работы. Изготовление генератора из асинхронного двигателя
Электричество – дорогостоящий ресурс, а его экологическая безопасность под сомнением, т.к. для получения электроэнергии используют углеводороды. Это истощает недра и отравляет окружающую среду. Оказывается, можно обеспечить дом энергией ветра. Согласитесь, было бы неплохо иметь запасной источник электроэнергии, особенно в местности, где часто встречаются перебои с электричеством.
Преобразующие установки слишком дороги, но, приложив некоторые усилия, их можно собрать самостоятельно. Давайте попробуем разобраться, как собрать ветрогенератор своими руками из стиральной машины.
Далее мы расскажем вам, какие материалы и инструменты потребуются для работы. В статье вы найдете схемы устройства ветрогенератора из стиральной машины, советы экспертов по сборке и эксплуатации, а также видеоролики, наглядно демонстрирующие сборку устройства.
Ветрогенераторы редко используют в качестве главных источников электроэнергии, а вот как дополнительные или альтернативные они идеальны.
Это хорошее решение для дач, частных домов, расположенных в местностях, где часто бывают проблемы с электричеством.
Сборка ветряка из старых бытовых приборов и металлолома – это реальные действия для защиты планеты. Мусор – настолько же актуальная экологическая проблема, как и загрязнение окружающей среды продуктами сгорания углеводородов
Самодельный ветрогенератор из шуруповерта, или двигателя стиральной машины обойдется буквально в копейки, зато поможет сэкономить приличные суммы на счетах за энергоресурсы.
Это неплохой вариант для рачительных хозяев, которые не хотят переплачивать и готовы приложить некоторые усилия для сокращения расходов.
Нередко для изготовления ветряков своими руками используют автомобильные генераторы. Они не так привлекательно выглядят, как конструкции промышленного производства, зато вполне функциональны и покрывают часть потребностей в электроэнергии
Стандартный ветрогенератор состоит из нескольких механических устройств, функция которых заключается в преобразовании ветровой кинетической энергии в механическую, а после – в электрическую. Рекомендуем посмотреть статью об и его принципе работы.
В большинстве своем современные модели оснащены тремя лопастями для увеличения КПД и начинают работать, когда скорость ветра достигает хотя бы 2-3 м/с.
Скорость ветра – принципиально важный показатель, от которого напрямую зависит мощность установки.
В технической документации к ветрогенераторам промышленного производства всегда указываются номинальные параметры скорости ветра, при которых установка работает с максимальным КПД. Чаще всего этот показатель составляет 9-10 м/с.
Какие энергозатраты способна покрыть установка?
Установка ветрогенератора рентабельна, если скорость ветра достигает 4 м/с.
В этом случае можно обеспечить практически все потребности:
- Прибор мощностью 0,15-0,2 кВт позволит перевести на эко-энергию освещение комнат. Можно будет также подключить компьютер или телевизор.
- Ветроустановка мощностью 1-5 кВт хватит для обеспечения работы основной бытовой техники, включая холодильник и стиральную машину.
- Для автономной работы всех приборов и систем, включая отопительную, нужен ветряной генератор мощностью 20 кВт.
При проектировании и сборке ветряка из двигателя стиральной машины нужно учитывать нестабильность скорости ветра. Электричество может исчезнуть в любую секунду, поэтому технику нельзя подключать напрямую к генератору.
Эти работы между собой не имеют практически ничего общего, так как надо сделать разные по сути и назначению узлы системы. Для изготовления того и другого элемента используются подручные механизмы и приспособления, которые можно использовать или переделать в необходимый узел. Один из вариантов создания генератора, часто используемый при изготовлении ветрогенератора — изготовление из асинхронного электродвигателя, которое наиболее удачно и качественно позволяет решить проблему. Рассмотрим вопрос подробнее:
Изготовление генератора из асинхронного двигателя
Асинхронный двигатель является наилучшей «заготовкой» для изготовления генератора. Он имеет для этого наилучшие показатели по устойчивости к короткому замыканию, менее требователен к попаданию пыли или грязи. Кроме того, асинхронные генераторы вырабатывают более «чистую» энергию, клирфактор (наличие высших гармоник) у этих устройств всего 2% против 15% у синхронных генераторов. Высшие гармоники способствуют нагреву двигателя и сбивают режим вращения, поэтому их малое количество является большим плюсом конструкции.
Асинхронные устройства не имеют вращающихся обмоток, что в значительной степени снимает возможность выхода их из строя или повреждения от трения или замыкания.
Также важным фактором является наличие на выходных обмотках напряжения в 220В или 380 В, что позволяет подключать приборы потребления прямо к генератору, минуя систему стабилизации тока. То есть, пока есть ветер, приборы будут работать точно так же, как от сети.
Единственное отличие от работы полного комплекса в прекращении работы сразу же после стихания ветра, тогда как аккумуляторы, входящие в комплект, какое-то время питают потребляющие устройства используя свою емкость.
Как переделать ротор
Единственным изменением, которое вносится в конструкцию асинхронного двигателя при переделывании его в генератор, является установка на ротор постоянных магнитов. Для получения большей силы тока иногда перематывают обмотки более толстым проводом, имеющим меньшее сопротивление и дающим лучшие результаты, но эта процедура не критична, можно обойтись и без нее — генератор будет работать.
Ротор асинхронного двигателя не имеет никаких обмоток или иных элементов, являясь, по сути, обычным маховиком. Обработка ротора производится в токарном станке по металлу, обойтись без этого никак нельзя. Поэтому при создании проекта надо сразу решить вопрос с техническим обеспечением работ, найти знакомого токаря или организацию, занимающуюся такими работами. Ротор надо уменьшить в диаметре на толщину магнитов, которые будут на него установлены.
Существует два способа монтажа магнитов:
- изготовление и установка стальной гильзы, которая одевается на предварительно уменьшенный в диаметре ротор, после чего на гильзу крепятся магниты. Этот способ дает возможность увеличить силу магнитов, плотность поля, способствующую более активному образованию ЭДС
- уменьшение диаметра только на толщину магнитов плюс необходимый рабочий зазор. Этот способ проще, но потребует установки более сильных магнитов, лучше всего — неодимовых, которые имеют намного большее усилие и создают мощное поле.
Установка магнитов производится по линиям конструкции ротора, т.е. не воль оси, а несколько смещенными по направлению вращения (на роторе эти линии хорошо видны). Магниты расставляются по чередованию полюсов и фиксируются на роторе с помощью клея (рекомендуется эпоксидная смола). После ее высыхания можно производить сборку генератора, в который отныне превратился наш двигатель, и переходить к испытательным процедурам.
Испытания вновь созданного генератора
Эта процедура позволяет выяснить степень работоспособность генератора, опытным путем определить скорость вращения ротора, необходимую для получения нужного напряжения. Обычно прибегают к помощи другого двигателя, например, электродрели с регулируемой частотой вращения патрона. Вращая ротор генератора с подключенным к нему вольтметром или лампочкой, проверяют, какие скорости необходимы для минимума и каков максимальный предел мощности генератора, чтобы получить данные, на основе которых будет создаваться ветряк.
Можно в испытательных целях подключить какой-либо прибор потребления (например, нагреватель или осветительное устройство) и убедиться в его работоспособности. Это поможет снять все возникающие вопросы и внести какие-либо изменения, если возникнет такая необходимость. Например, иногда возникают ситуации с «залипанием» ротора, не стартующего при слабых ветрах. Это происходит при неравномерном распределении магнитов и устраняется разборкой генератора, отсоединением магнитов и повторным их укреплением в более равномерной конфигурации.
По завершении всех работ в распоряжении появляется полностью рабочий генератор, который отныне нуждается в источнике вращения.
Изготовление ветряка
Для создания ветряка потребуется выбрать какой-либо из вариантов конструкции, которых имеется немало. Так, существуют горизонтальные или вертикальные конструкции ротора (в данном случае термин «ротор» обозначает вращающуюся часть ветрогенератора — вал с лопастями, приводимый в движение силой ветра). имеют более высокую эффективность и устойчивость в производстве энергии, но нуждаются в системе наведения на поток, которая, в свою очередь, нуждается в легкости вращения на валу.
Чем мощнее генератор, тем труднее его вращать и тем большее усилие должен развивать ветряк, что требует его больших размеров. При этом, чем крупнее ветряк, тем он тяжелее и обладает большей инерцией покоя, что образует замкнутый круг. Обычно используют средние значения и величины, дающие возможность образовать компромисс между размерами и легкостью вращения.
Проще в изготовлении и не требовательны к направлению ветра. При этом, они имеют меньшую эффективность, так как ветер с одинаковой силой воздействует на обе стороны лопасти, затрудняя вращение. Для того, чтобы избежать этого недостатка, создано множество различных конструкций ротора, таких как:
- ротор Савониуса
- ротор Дарье
- ротор Ленца
Известны ортогональные конструкции (разнесенные относительно оси вращения) или геликоидные (лопасти, имеющие сложную форму, напоминающую витки спирали). Все эти конструкции имеют свои достоинства и недостатки, основным из которых является отсутствие математической модели вращения того или иного вида лопастей, делающего расчет крайне сложным и приблизительным. Поэтому действуют методом проб и ошибок — создается экспериментальная модель, выясняются ее недостатки, с учетом которых изготавливается рабочий ротор.
Наиболее простая и распространенная конструкция — ротор , но в последнее время в сети появляется множество описаний других ветрогенераторов, созданных на базе других видов.
Устройство ротора несложно — вал на подшипниках, на верхней части которого укреплены лопасти, которые под действием ветра вращаются и передают крутящий момент на генератор. Изготовление ротора осуществляется из доступных материалов, монтаж не требует чрезмерной высоты (обычно поднимают на 3-7 м), это зависит от силы ветров в регионе. Вертикальные конструкции почти не требуют ухода или обслуживания, что облегчает эксплуатацию ветрогенератора.
Ветрогенератор является довольно простой и надежной конструкцией в плане источника автономной электрический энергии. Описанный в данной статье, тип генератора работает на постоянных магнитах и является переделанной моделью из асинхронного двигателя. Генератор сделан из старого четырех полюсного двигателя. Так как тут попытка такого преобразования – первая, то здесь не имела значения мощность двигателя, скорее дело в практическом применении и чистого интереса. Первым делом необходимо было разобрать двигатель. Удивило состояние деталей внутри конструкции – они были практически новые, что не могло не радовать.
Теперь необходимо было проточить ротор. Зачастую такую работу необходимо производить только, если имеются навыки токарного дела.Так как, таких навыков не имеется, пришлось обращаться за помощью к знакомому токарю.
Далее нужно было подобрать магниты и рассчитать скос магнитного полюса. Скос делается для того, чтобы не происходило залипание. Как только все расчеты были проведены, тут же распечатал шаблон и пробил отверстия.
Данный шаблон нужен для того, что бы показать места, где именно нужно клеить магниты. Если правильно рассчитать угол скоса, то проблем при проклейке магнита не должно возникать. В основном, такая работа займет не более двух часов.
Далее плотно обмотал ротор скотчем. Делать это следует снизу, плавно двигаясь вверх. И только на самом верху оставить зазор. Следом спокойно залил все это эпоксидной смолой, для достижения большей герметичности и надежности. Когда производится процесс проточки ротора, то необходимо брать запас раза в 1,5 – 2 больше расчетного. Все дело в том, что если мало сточить, что ротор просто не сможет войти. Можно, конечно сточить магниты, но в дальнейшем это может быть чревато перегревом генератора, так что лучше заранее позаботиться обо всех нюансах.
Теперь следует собрать генератор воедино и проверить возможность его оборотов. Достаточно просто провернуть ротор двумя пальцами. Обороты должны проходить легко, без залипания и трения. Теперь, когда конструкция полностью готова, можно приступать к процессу съема характеристик.
Естественно, при первых замерах нельзя гарантировать точные характеристики генератора, но все же примерно прикинуть достаточно. После того, как все характеристики сняты, можно приступать к изготовлению лопастей.
По данным характеристики можно отметить, что диаметр турбины будет соответствовать 1,7 метра, а быстроходность Z 5.
Изготовив полностью всю конструкцию, необходимо проверить ее работоспособность. Достаточно проверить ее работу, заменив обычный флюгер. Здесь достаточно небольшого ветра, что бы генератор пришел в действие. Поэтому необходимо аккуратно установить конструкцию вместо флюгера и привести в действие. Как уже говорилось, наличие ветра лишь придаст эффектным оборотам данной конструкции, но главное, что бы в это время генератор был уже закреплен.
Данная конструкция сможет спокойно отработать в течении нескольких месяцев, причем без ремонта или замены конструктивных частей. Конечно, при условии, что все сделано правильно. После нескольких месяцев работы следует полностью проверить генератор.
Этап 1: ознакомление с комплектующими
В качестве генератора для ветряка было решено переделать асинхронный двигатель. Такая переделка очень проста и доступна, поэтому в самодельных конструкциях ветрогенераторов часто можно видеть генераторы сделанные из асинхронных двигателей.
Переделка заключается в проточке ротора под магниты, далее магниты обычно по шаблону приклеивают к ротору и заливают эпоксидной смолой чтобы не отлетели. Так-же обычно перематывают статор более толстым проводом чтобы уменьшить слишком большое напряжение и поднять силу тока. Но этот двигатель не хотелось перематывать и было решено оставить все как есть, только переделать ротор на магниты. В качестве донора был найден трехфазный асинхронный двигатель мощностью 1,32Кв. Ниже фото данного электродвигателя.
> Ротор электродвигателя был проточен на токарном станке на толщину магнитов. В этом роторе не применяется металлическая гильза, которую обычно вытачивают и надевают на ротор под магниты. Гильза нужна для усиления магнитной индукции, через нее магниты замыкают свои поля питая из под низа друг друга и магнитное поле не рассеивается, а идет все в статор. В этой конструкции применены достаточно сильные магниты размером 7,6*6мм в количестве 160 шт., которые и без гильзы обеспечат хорошую ЭДС.
>
> Сначала, перед наклейкой магнитов ротор был размечен на четыре полюса, и со скосом были расположены магниты. Двигатель был четырех-полюсной и так как статор не перематывался на роторе тоже должно быть четыре магнитных полюса. Каждый магнитный полюс чередуется, один полюс условно «север», второй полюс «юг». Магнитные полюса сделаны с промежутками, так в полюсах магниты сгруппированы плотнее. Магниты после размещения на роторе были замотаны скотчем для фиксации и залиты эпоксидной смолой.
После сборки ощущалось залипание ротора, при вращение вала чувствовались залипания. Было решено переделать ротор. Магниты были сбиты вместе с эпоксидной смолой и снова размещены, но теперь они более менее равномерно установлены по всему ротору, ниже фото ротора с магнитами перед заливкой эпоксидной смолой. После заливки залипание несколько снизилось и было замечено что немного упало напряжение при вращении генератора на одних и тех же оборотах и немного подрос ток.
>
После сборки готовый генератор было решено покрутить дрелью и что нибудь к ниму подключить в качестве нагрузки. Подключалась лампочка на 220 вольт 60 ватт, при 800-1000 об/м она горела в полный накал. Так-же для проверки на что способен генератор была подключена лампа мощностью 1 Кв, она горела в полнакала и сильнее дрель не осилила крутить генератор.
>
В холостую на максимальных оборотах дрели 2800 об/м напряжение генератора было более 400 вольт. При оборотах примерно 800 об/м напряжение 160 вольт. Так-же попробовали подключить кипятильник на 500 ватт, после минуты кручения вода в стакане стала горячей. Вот такие испытания прошел генератор, который был сделан из асинхронного двигателя.
>
После для генератора была сварена стойка с поворотной осью для крепления генератора и хвоста. Конструкция сделана по схеме с уводом ветроголовки от ветра методом складывания хвоста, поэтому генератор смещен от центра оси, а штырек позади, это шкворень, на который одевается хвост.
>
Здесь фото готового ветрогенератора. Ветрогенератор был установлен на девятиметровую мачту. Генератор при силе ветра выдавал напряжение холостого хода до 80 вольт. К нему пробовали подсоединять тенн на два киловатта, через некоторое время тенн стал теплым, значит ветрогенератор все-таки имеет какую-то мощность.
>
Потом был собран контроллер для ветрогенератора и через него подключен аккумулятор на зарядку. Зарядка была достаточно хорошим током, аккумулятор быстро зашумел, как будто его заряжают от зарядного устройства.
Пока к сожалению никаких подробных данных по мощности ветрогенератора нет, так-как пользователь разместивший свой ветрогенератор вот здесь
Для обеспечения бесперебойного электроснабжения дома используют генераторы переменного тока, приводимые во вращение дизельными или карбюраторными двигателями внутреннего сгорания. Но из курса электротехники известно, что любой электродвигатель обратим: он также способен и вырабатывать электроэнергию. Можно ли сделать генератор из асинхронного двигателя своими руками, если он и двигатель внутреннего сгорания уже имеются? Ведь тогда не потребуется покупка дорогой электростанции, а можно будет обойтись подручными средствами.
Конструкция асинхронного электродвигателя
Асинхронный электродвигатель включает в себя две основные детали: неподвижный статор и вращающегося внутри него ротор. Ротор вращается на подшипниках, закрепленных в съемных торцевых частях. Ротор и статор содержат электрические обмотки, витки которых уложены в пазы.
Статорная обмотка подключается к сети переменного тока, однофазной или трехфазной. Металлическая часть статора, куда она уложена, называется магнитопроводом. Он выполнен из отдельных тонких пластин с покрытием, изолирующих их друг от друга. Этим исключается появление вихревых токов, делающих работу электродвигателя невозможной из-за возникновения чрезмерных потерь на нагрев магнитопровода.
Выводы от обмоток всех трех фаз располагаются в специальном боксе на корпусе электродвигателя. Его называют барно, в нем выводы обмоток соединяются между собой. В зависимости от питающего напряжения и технических данных мотора выводы объединяются либо в звезду, либо в треугольник.
Обмотка ротора любого асинхронного электродвигателя похожа на «беличью клетку», так ее и называют. Она выполнена в виде ряда токопроводящих алюминиевых стержней, рассредоточенных по наружной поверхности ротора. Концы стержней замкнуты, поэтому такой ротор называют короткозамкнутым.
Обмотка, как и статорная, расположена внутри магнитопровода, также набранного из изолированных металлических пластин.
Принцип действия асинхронного электродвигателя
При подключении питающего напряжения к статору по виткам обмотки протекает ток. Он создает внутри магнитное поле. Поскольку ток переменный, то поле изменяется в соответствии с формой питающего напряжения. Расположение обмоток в пространстве выполнено так, что поле внутри него оказывается вращающимся.
В обмотке ротора вращающееся поле наводит ЭДС. А раз витки обмотки накоротко замкнуты, то в них появляется ток. Он взаимодействует с полем статора, это приводит к появлению вращения вала электродвигателя.
Электродвигатель называют асинхронным, потому что поле статора и ротор вертятся с разными скоростями. Эта разница скоростей называется скольжением (S).
n – частота магнитного поля;
nr – частота вращения ротора.
Чтобы регулировать скорость вала в широких пределах, асинхронные электродвигатели выполняют с фазным ротором. На таком роторе намотаны смещенные в пространстве обмотки, такие же, как и на статоре. Концы от них выведены на кольца, с помощью щеточного аппарата к ним подключаются резисторы. Чем большее сопротивление подключить к фазному ротору, тем меньше будет скорость его вращения.
Асинхронный генератор
А что будет, если ротор асинхронного электродвигателя вращать? Сможет ли он вырабатывать электроэнергию, и как сделать генератор из асинхронного двигателя?
Оказывается, это возможно. Для того, чтобы на обмотке статора появилось напряжение, изначально необходимо создать вращающееся магнитное поле. Оно появляется за счет остаточной намагниченности ротора электрической машины. В дальнейшем, при появлении тока нагрузки, сила магнитного поля ротора достигает требуемой величины и стабилизируется.
Для облегчения процесса появления напряжения на выходе используется батарея конденсаторов, подключаемая к статору асинхронного генератора на момент запуска (конденсаторное возбуждение).
Но остается неизменным параметр, свойственный асинхронному электродвигателю: величина скольжения. Из-за него частота выходного напряжения асинхронного генератора будет меньшей, чем частота вращения вала.
Кстати, вал асинхронного генератора необходимо вращать с такой скоростью, чтобы была достигнута номинальная частота вращения поля статора электродвигателя. Для этого нужно узнать скорость вращения вала из таблички, расположенной на корпусе. Округлив ее значение до ближайшего целого числа, получают скорость вращения для ротора переделываемого в генератор электродвигателя.
Например, для электродвигателя, табличка которого изображена на фото, скорость вращения вала равна 950 оборотов в минуту. Значит, скорость вращения вала должна быть 1000 оборотов в минуту.
Чем асинхронный генератор хуже синхронного?
Насколько хорош будет самодельный генератор из асинхронного двигателя? Чем он будет отличаться от синхронного генератора?
Для ответа на эти вопросы кратко напомним принцип работы синхронного генератора. Через контактные кольца к обмотке ротора подводится постоянный ток, величина которого регулируется. Вращающееся поле ротора создает в обмотке статора ЭДС. Для получения требуемой величины напряжения генерации автоматическая система регулировки возбуждения изменит ток в роторе. Поскольку за напряжением на выходе генератора следит автоматика, то в результате непрерывного процесса регулирования напряжение всегда остается неизменным и не зависит от величины тока нагрузки.
Для запуска и работы синхронных генераторов используются независимые источники питания (аккумуляторные батареи). Поэтому начало его работы не зависит ни от появления тока нагрузки на выходе, ни от достижения требуемой скорости вращения. От скорости вращения зависит только частота выходного напряжения.
Но даже при получении тока возбуждения от генераторного напряжения все сказанное выше остается справедливым.
Синхронный генератор имеет еще одну особенность: он способен генерировать не только активную, но и реактивную мощность. Это очень важно при питании потребляющих ее электродвигателей, трансформаторов и прочих агрегатов. Недостаток реактивной мощности в сети приводит к росту потерь на нагрев проводников, обмоток электрических машин, снижении величины напряжения у потребителей относительно генерируемой величины.
Для возбуждения же асинхронного генератора используется остаточная намагниченность его ротора, что само по себе является величиной случайной. Регулирование параметров, влияющих на величину его выходного напряжения, в процессе работы не представляется возможным.
К тому же асинхронный генератор не вырабатывает, а потребляет реактивную мощность. Она необходима ему для создания тока возбуждения в роторе. Вспомним про конденсаторное возбуждение: за счет подключения батареи конденсаторов при запуске создается реактивная мощность, требуемая генератору для начала работы.
В результате напряжение на выходе асинхронного генератора не стабильно и изменяется в зависимости от характера нагрузки. При подключении к нему большого числа потребителей реактивной мощности обмотка статора может перегреваться, что скажется на сроке службы ее изоляции.
Поэтому применение асинхронного генератора ограничено. Он может работать в условиях, близким к «парниковым»: никаких перегрузок, пусковых токов нагрузки, мощных потребителей реактива. И при этом электроприемники, подключенные к нему, не должны быть критичными к изменению величины и частоты напряжения питания.
Идеальным местом для применения асинхронного генератора являются системы альтернативной энергетики, работающие от энергии воды или ветра. В этих устройствах генератор не снабжает потребителя напрямую, а заряжает аккумуляторную батарею. От нее уже, через преобразователь постоянного тока в переменный, питается нагрузка.
Поэтому, если нужно собрать ветряк или небольшую гидроэлектростанцию, лучшим выходом из положения является именно асинхронный генератор. Здесь работает его главное и единственное достоинство – простота конструкции. Отсутствие колец на роторе и щеточного аппарата приводит к тому, что в процессе эксплуатации его не нужно постоянно обслуживать: чистить кольца, менять щетки, удалять графитовую пыль от них. Ведь, чтобы сделать ветрогенератор из асинхронного двигателя своими руками, вал генератора напрямую нужно соединить с лопастями ветряка. Значит – конструкция будет находиться на большой высоте. Снимать ее оттуда хлопотно.
Генератор на магнитах
А почему магнитное поле нужно обязательно создавать с помощью электрического тока? Ведь есть же мощные его источники – неодимовые магниты.
Для переделки асинхронного двигателя в генератор потребуются цилиндрические неодимовые магниты, которые будут установлены на место штатных проводников обмотки ротора. Сначала нужно подсчитать необходимое количество магнитов. Для этого извлекают ротор из переделываемого в генератор двигателя. На нем четко видны места, в которых уложена обмотка «беличьего колеса». Размеры (диаметр) магнитов выбирается таким, чтобы при установке строго по центру проводников короткозамкнутой обмотки они не соприкасались с магнитами следующего ряда. Между рядами должен остаться зазор не менее, чем диаметр применяемого магнита.
Определившись с диаметром, вычисляют, сколько магнитов поместится по длине проводника обмотки от одного края ротора до другого. Между ними при этом оставляют зазор не менее одного – двух миллиметров. Умножая количество магнитов в ряду, на число рядов (проводников обмотки ротора), получают требуемое их количество. Высоту магнитов не стоит выбирать очень большой.
Для установки магнитов на ротор асинхронного электродвигателя его потребуется доработать: снять на токарном станке слой металла на глубину, соответствующую высоте магнита. При этом ротор обязательно нужно тщательно отцентровать в станке, чтобы не сбить его балансировку. Иначе у него появится смещение центра масс, которое приведет к биению в работе.
Затем приступают к установке магнитов на поверхность ротора. Для фиксации используют клей. У любого магнита есть два полюса, условно называемые северным и южным. В пределах одного ряда полюса, расположенные в сторону от ротора, должны быть одинаковыми. Чтобы не ошибиться в установке, магниты сначала сцепляют между собой в гирлянду. Они сцепятся строго определенным образом, так как притягиваются они друг к другу только разноименными полюсами. Теперь остается только отметить одноименные полюса маркером.
В каждом последующем ряду полюс, находящийся снаружи, изменяется. То есть, если вы выложили ряд магнитов с отмеченным маркером полюсом, расположенным наружу от ротора, то следующий выкладывается магнитами, развернутыми наоборот. И так далее.
После приклеивания магнитов их нужно зафиксировать эпоксидной смолой, Для этого вокруг получившийся конструкции из картона или плотной бумаги делают шаблон, в который зальется смола. Бумагу оборачивают вокруг ротора, обматывают скотчем или изолентой. Одну из торцевых частей замазывают пластилином или также заклеивают. Затем устанавливают ротор вертикально и заливают в полость между бумагой и металлом эпоксидную смолу. После ее отвердевания приспособления удаляют.
Теперь снова зажимаем ротор в токарный станок, центруем, и шлифуем поверхность, залитую эпоксидкой. Это необходимо не из эстетических соображений, а для минимизации влияния возможной разбалансировки, образовавшейся из-за дополнительных деталей, установленных на ротор.
Шлифовку производят сначала крупнозернистой наждачной бумагой. Ее крепят на деревянном бруске, который затем равномерно перемещают по вращающейся поверхности. Затем можно применить наждачную бумагу с более мелким зерном.
Теперь готовый ротор можно вставить обратно в статор и испытать получившуюся конструкцию. Она может быть с успехом использована теми, кто хочет сделать, например, ветрогенератор из асинхронного двигателя. Есть только один недостаток: стоимость неодимовых магнитов очень велика. Поэтому, прежде чем начать переделывать ротор и тратить деньги на запчасти, следует подсчитать, какой вариант экономически более выгоден: сделать генератор из асинхронного двигателя или приобрести готовый.
Генератор из асинхронного двигателя своими руками в домашних условиях
Как сделать генератор из асинхронного двигателя своими руками для использования совместно с двигателем внутреннего сгорания или в составе ветровой электростанции. Достоинства и недостатки асинхронных генераторов по сравнению с синхронными, конструкция их и принципы действия.
Ветрогенератор своими руками из асинхронного двигателя
Я сделал свой пропеллер своими руками из еловых досок размером 1″х4″. Я постарался найти три доски без сучков, имеющие хорошие вертикальные волокна и имеющие примерно одинаковую плотность (это определялось по весу).
Конечно, можно использовать и другие породы дерева, просто у меня нашлась под рукой только ель. Размер досок был подобран так, чтобы пропеллер был достаточно легким, чтобы быстро стартовать и не сильно нагружать опоры. На то, чтобы вырезать лопасти, ушло около 2 часов. Безусловно, если бы я потратил больше времени, пропеллер вышел бы лучше, размеры в основном определялись интуитивно (мой чертеж показан на Рисунке 1).
Однако если вы хотите сделать все по правилам, в сети множество информации по аэродинамике, вырезанию по дереву и даже по изготовлению пропеллеров.
Рисунок 1. Поперечный срез лопасти.
После проверки лопастей на одинаковый размер я соединял их болтами по двое и проверял, хорошо ли сбалансирована получающаяся конструкция. Когда все три лопасти стали одинаковыми, я покрасил их и присоединил к ступице, в качестве которой использовал старую 8-дюймовую шестерню. После этого я смог насадить всю эту конструкцию на ось и попробовать покрутить, определив степень сбалансированности и подпилив слишком тяжелые части (конечно, потом их пришлось снова покрасить). В сумме процесс построения и балансировки пропеллера занял около 4 часов.
Следует заметить, что три лопасти после балансировки оказались разной толщины, в некоторых местах они отличались на 1/8 дюйма. Чтобы этого избежать, рекомендуется выбирать дерево лучших пород и уделять первоначальному выпиливанию больше внимания. Для выпиливания я пользовался в основном электрорубанком. Стоит также обратить внимание на то, что лопасти не закручены, то есть их угол наклона относительно оси всегда постоянный. Для пропеллера такого небольшого размера это вполне нормально.
Магниты имеют прямоугольную форму и изогнуты так, чтобы подходить к якорям большинства двигателей мощностью от 0.5 л.с. и выше. Насечки имеют такую глубину, чтобы край вставленного в них магнита находился на одном уровне с поверхностью якоря. Магниты приклеиваются эпоксидным клеем. Располагаются они парами по два магнита с одинаковой полярностью.
Подключенный генератор выдает 12 В примерно на 160 об/мин. При другом способе подключения генератор мог достичь максимальной нагрузки при 80 об/мин, однако это могло значительно ограничить силу тока. Конечно, результирующий ток переменный, а для зарядки аккумулятора нам необходим постоянный, поэтому я использовал 40-амперный ТС.
Во время сборки мачту поддерживала небольшая сосновая тренога. Еще одна тренога большего размера была использована для подъема.
Башня поддерживалась четырьмя проволочными растяжками диаметром 1/8″ из авиационного кабеля с талрепами для регулировки.
Ходовая часть и хвост ветряка
Ветряк действительно было очень легко сделать. Я начал с кусков стали толщиной 3/8″, к которым можно было прикрутить генератор. Для этого я сварил трубу, которая подходила по размеру к трубе на конце мачты, — на ней ветряк будет вращаться. В этой машине нет токосъемников, я просто использовал достаточное количество кабеля, чтобы она могла сделать несколько оборотов прежде чем остановиться. Линия электропередачи генератора чуть длиннее, чем кабель, чтобы ветряк мог остановиться, не вырвав шнур питания. Хвост закреплен железным треугольником в 4 ярдах от центра вращения. Два 0.5″ стальных бруска служат для лучшего закрепления хвоста. Я слегка сдвинул хвост и генератор относительно оси, это было сделано исключительно интуитивно в надежде, что порывы ветра не закрутят его слишком быстро.
Мой самодельный ветрогенератор хорошо запускается только на высоких скоростях ветра. Эту проблему можно устранить, сделав пропеллер большего размера, шире лопасти или даже больше лопастей. Зато после запуска генератора, лопасти достаточно хорошо закрутились даже на очень низкой скорости. Ветер в нашей местности порывистый, направление часто меняется, так что мне сложно связать полученное электричество со скоростью ветра. Лучший результат, который мне удалось замерить – 25 А при высокой скорости ветра, хотя обычно на моих 12-вольтовых батареях можно получить 5-15 А при низкой скорости.
Возможно, имеет смысл построить регулятор с согласующим ТС или линейный усилитель потока, который лучше справится с потреблением на генератор и обеспечит значительно большую силу тока.
Проверка в действии
Через 8 недель безупречной работы мой самодельный ветряк сломался. По радио передали штормовое предупреждение.
Я убедился, что кабель по-прежнему целый, и постарался сделать так, чтобы он оставался целым и дальше. Через некоторое время я услышал странный звук. Ветряк все еще крутился и даже выдавал 20 А, но было очевидно, что что-то случилось. Оказалось, что одна из лопастей отвалилась.
Я нашел обломки лопасти, похоже, она изначально была надтреснутая. Учитывая, что остальные две лопасти остались целыми, конструкция сама по себе была хорошей. Этот факт подтвердился тем, что ветряк проработал с двумя лопастями довольно долгое время при очень сильном порывистом ветре.
Вместо того чтобы чинить этот пропеллер, я сделал новый пропеллер своими руками. Он был больше, для него использовалось более прочное дерево, кроме того, я слегка закрутил лопасти. Высота мачты осталась прежней. Новый самодельный пропеллер стартовал гораздо легче и работал гораздо тише.
Помимо прочего эта поломка доказала, что выбрал правильную конструкцию башни. Она легко опускается и поднимается при необходимости. Спуск старого пропеллера, изготовление нового и монтирование его на мачте заняло всего 4 часа. В результате при нормальной скорости ветра такой самодельный ветряк производит от 100 до 200 Вт.
Ветрогенератор своими руками (генератор на постоянных магнитах из асинхронного электродвигателя)
Ветрогенератор своими руками (генератор на постоянных магнитах из асинхронного электродвигателя) Пропеллер Пропеллер для этого ветряка будет трехлопастным.
Генератор из асинхронного электродвигателя своими руками
Озадачились мы строительством ветроэлектростанции (ветряк), но вот незадача построенный ветродвигатель крутится весьма медленно 60-90 об/мин без нагрузки. С нагрузкой будет около 20-30 об/мин.Секция ветродвигателя (на боку) — диаметр 2м высота секции 2м.
Эстакада высотой 9м.
Позднее на эстакаду установлено 2 секции. Видео
При таких оборотах требуется тихоходный генератор. Самым простым это переделать либо автомобильный либо асинхронный двигатель. Для эксперимента на ветродвигатель будут установлены 4 типа генераторов.
1. Самодельный генератор на постоянных магнитах 16 сверхсильных неодимовых магнитов 8 катушек без сердечника.
2. Генератор от автомобиля с мультипликатором — иначе при малых оборотах ничего не выдает.
3. Переделанный асинхронный двигатель — на роторе установлены постоянные магниты.
4. Переделанный асинхронный двигатель на роторе постоянные магниты, кроме этого статор перемотан на минимальное число возможных оборотов для 36 пазов.
На мою долю в компании выпало изготовление 2, 3 и 4 типа.
2. тип
Мультипликатор на ремнях и автомобильный генератор.
3. тип
Ротор из асинхронного двигателя 1.1 кВт 1500об/мин. извлечен и проточен на фрезерном станке. Статор родной — обмотка родная.
4. тип
Статор перемотан — все концы и начала обмоток выведены наружу для определения оптимального соединения. Ротор проточен и установлено 24 магнита парами итого 12 полюсов. Перемотано на 500 об/мин 3 фазы — провод взят в 2 раза толще родного.
Испытания:
3. (журнал надо поискать) примерно на 450 об/мин вышло 58 Вт под нагрузкой 12В лампочки. как видим не перемотанный электродвигатель не поразил своей мощностью. Решено проточить ротор, возможно железо ротора замыкает полюса и поэтому такая слабая отдача. Кроме того установлено 8 магнитов толщиной 3мм. Можно поставить еще 4 или 8 магнитов чтобы расширить полюса, иначе магниты покрывают только половину площади ротора.
4. Нагрузка 70 Вт лампочка на 12 В с каждой фазы получено примерно 100Вт итого по трем фазам должно получиться около 300Вт, при 450 об/мин. Очень неплохо, одни недостаток — залипание ротора из-за кратности числа магнитов и фаз. На роторе 12 магнитов, а 12 кратно 3, а также 36 паза кратно 12 полюсам — неудачное стечение обстоятельств, поэтому чтобы избежать залипания решено сдвинуть магниты на роторе таким образом чтобы магнит не мог вставать четко напротив паза.
Для самодельного ветряка удобно использовать асинхронный генератор. Он сразу вырабатывает переменный ток, и нет необходимости подключать инвертор, что упрощает схему сборки. Это означает, что всеми бытовыми приборами можно пользоваться прямо от ветряка. Сделать асинхронный генератор своими руками несложно. Достаточно найти старый асинхронный двигатель (АД) от какого-либо бытового прибора и использовать его в качестве основы для ветряка. Понадобится, правда, несложная переделка.
Принцип работы асинхронного двигателя и генератора
Асинхронный двигатель — это электродвигатель переменного тока. Его особенность состоит в том, что магнитное поле, которое производится током обмотки статора, и ротор вращаются с разной частотой. В синхронных двигателях их частота совпадает. Наиболее распространенная конструкция АД включает в себя фазный ротор и статор, между которыми находится воздушный зазор. Но встречаются и двигатели с короткозамкнутым ротором. Активная часть АД — это магнитопровод и обмотки. Остальные элементы обеспечивают жесткость конструкции, возможность вращения и охлаждение. Ток в таком двигателе появляется благодаря электромагнитной индукции, которая возникает при вращении магнитного поля с определенной скоростью.
В свою очередь, асинхронный ветрогенератор — это двигатель, который работает в генераторном режиме. Приводной ветродвигатель вращает ротор и магнитное поле в одном направлении. При этом возникает отрицательное скольжение ротора, на валу появляется тормозящий момент, после чего энергия передается на аккумулятор. Для возбуждения ЭДС в дело идет остаточная намагниченность ротора, а усиление ЭДС происходит за счет конденсаторов.
Изготовление ветрогенератора своими руками из асинхронного двигателя
Чтобы приспособить АД под ветряк, вам нужно создать в нем движущееся магнитное поле. Для этого проведите ряд преобразований:
- Подберите неодимовые магниты для ротора. От их силы и количества зависит сила магнитного поля.
- Проточите ротор под магниты. Это можно сделать при помощи токарного станка. Снимите пару миллиметров со всей поверхности сердечника и дополнительно сделайте углубления под магниты. Толщина проточки зависит от выбранных магнитов.
- Сделайте разметку ротора на четыре полюса. На каждом разместите магниты (от восьми штук на полюс, но лучше больше).
- Теперь нужно зафиксировать магниты. Сделать это можно при помощи суперклея, но тогда удерживайте элементы пальцами до тех пор, пока клей не схватится (при контакте с ротором магниты будут менять свое положение). Или закрепите все элементы скотчем.
- Следующий шаг — заполнение свободного пространства между магнитами эпоксидной смолой. Для этого обмотайте ротор с магнитами бумагой, поверх нее намотайте скотч, а концы бумажного кокона загерметизируйте пластилином. После изготовления такой защиты внутрь можно заливать смолу. Когда эпоксидка окончательно высохнет, удалите бумагу.
- Зачистите поверхность ротора наждачкой. Для этого используйте бумагу средней зернистости.
- Определите два роторных провода, которые ведут к рабочей обмотке. Остальные провода обрежьте, чтобы не путаться.
На этом основные преобразования завершены. Дополнительно вы можете приобрести контроллер, а из кремниевых диодов сделать выпрямитель для вашего ветрогенератора. Кроме того, проверьте вращение двигателя. Если ход тугой, замените подшипники. Быстрый совет: если хотите увеличить силу тока, а также снизить напряжение в вашем агрегате, то не поленитесь и перемотайте статор толстой проволокой.
Тестирование генератора
Перед установкой готового генератора на осевую конструкцию или мачту нужно его протестировать. Для тестирования понадобится дрель или шуруповерт, а также какая-нибудь нагрузка, например, обычная лампочка, которую вы используете в быту. Подсоедините их к вашему агрегату и посмотрите, на каких оборотах лампочка горит ярко и ровно.
Если тестирование показывает хорошие результаты, то можно приступать к монтажу ветряка. Для этого необходимо изготовить лопастные элементы, осевую конструкцию, подобрать аккумулятор. Лопасти можно изготовить самостоятельно или купить на Алиэкспресс
Правила эксплуатации асинхронного ветрогенератора
Такой ветряк обладает рядом особенностей, которые нужно учитывать при эксплуатации:
- Будьте готовы, что КПД готового устройства будет постоянно колебаться (в пределах 50%). Устранить этот недостаток невозможно, это издержки процесса преобразования энергии.
- Позаботьтесь о качественной изоляции, а также заземлении ветрогенератора. Это обязательное требование безопасности.
- Сделайте кнопки для управления устройством. Это значительно упростит его использование в дальнейшем.
- Кроме того, предусмотрите места для подключения измерительных приборов. Это обеспечит вас данными о работе вашего агрегата, позволит проводить диагностику.
Преимущества и недостатки ветрогенератора из асинхронного двигателя
Если сравнивать асинхронный и синхронный ветрогенераторы, то у асинхронных есть как преимущества, так и недостатки.
Преимущества заключаются в следующем:
- Мощные устройства с простой конструкцией, небольшими размерами и весом.
- Высокий уровень эффективности при выработке энергии.
- Нет необходимости в инверторе, потому что такой ветрогенератор производит переменный ток (220/380В). Он может непосредственно питать бытовые устройства или работать параллельно с сетью централизованного энергоснабжения.
- Выходное напряжение очень стабильно.
- Частота на выходе не зависит от скоростей ротора.
- Обладает высокой устойчивостью к коротким замыканиям, защищен от влаги и грязи.
- Может служить многие годы, так как содержит мало изнашивающихся элементов.
- Работает на конденсаторном возбуждении.
Недостатки такие:
- При отсутствии аккумулятора асинхронный генератор может затухать в моменты перегрузки. Это является ограничителем для использования такого агрегата. Но для ветряка такой недостаток неактуален, потому что его конструкция предполагает накопитель энергии.
- Конденсаторные батареи имеют высокую стоимость, поэтому переделка старого АД — это оптимальное решение вопроса.
- Оборотность генератора находится в обратной зависимости от его массы.
Таким образом, ветрогенератор своими руками из асинхронного трехфазного двигателя — это недорогое и удобное решение для дома.
Читайте также: Носледние новости России и мира сегодня.
Трехфазная синхронная машина с постоянными магнитами с синусоидальной или трапециевидной спинкой электродвижущая сила, или пятифазная синхронная машина с постоянными магнитами с синусоидальной противо-электродвижущая сила
Укажите, подается ли входной сигнал за счет крутящего момента, приложенного к валу, ротору. скорость или машинный вал, представленный вращающимся механическим портом Simscape ™.
Выберите Torque Tm , чтобы указать входной крутящий момент в Н · м
и выставь порт Тм .Скорость машины
определяется инерцией машины J и разницей между
приложенный механический крутящий момент Tm и внутренний электромагнитный крутящий момент Te.
Условное обозначение для механического крутящего момента — это когда скорость
положительный. Положительный сигнал крутящего момента указывает на режим двигателя, а отрицательный
сигнал указывает на режим генератора.
Выберите Speed w , чтобы указать скорость в рад / с.
и выставляем порт w . Скорость машины навязывается
а механическая часть модели (инерция J) игнорируется.С помощью
скорость, поскольку механический ввод позволяет моделировать механическую муфту
между двумя машинами.
На следующем рисунке показано, как смоделировать жесткое соединение вала в
мотор-генератор, когда в машине 2 не учитывается момент трения.
выход скорости машины 1 (двигатель) подключен к входу скорости
машина 2 (генератор), а машина 2 электромагнитного момента
выходной сигнал Te применяется к механическому входному крутящему моменту машины 1 Tm.Коэффициент Kw учитывает единицы скорости обеих машин (pu или
рад / с) и передаточное число коробки передач w2 / w1 . Фактор КТ
учитывает единицы крутящего момента обеих машин (о.у. или Н.м) и
рейтинги машин. Кроме того, поскольку инерция J2 игнорируется в машине 2,
J2 добавляется к инерции машины 1, J1.
Выберите Механический поворотный порт , чтобы открыть
Механический вращающийся порт Simscape, который позволяет подключать
вал машины к другим блокам Simscape с механическими вращающимися портами.
На следующем рисунке показано, как подключить блок Ideal Torque Source. из библиотеки Simscape на вал машины, чтобы представить машину в моторный режим или генераторный режим.
|
Продукты
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Все о двигателях с постоянными магнитами
Электродвигатель позволяет создавать движение с помощью электричества.Это разнообразный класс машин, которые обеспечивают питание для огромного количества приложений и в настоящее время управляют автоматизацией, производством, коммерческими продуктами и т. Д. Универсальность этих двигателей обусловлена наличием многих типов электродвигателей, и в этой статье будет рассмотрена многообещающая конструкция — двигатель с постоянными магнитами. Первоначально разработанный на ранней стадии, этот двигатель быстро становится эффективной альтернативой отраслевым стандартам благодаря достижениям 21 века. Этот двигатель, его принципы работы и его применение будут исследованы в этом обсуждении и покажут, почему этот двигатель привлек столько внимания в последние годы.
Что такое двигатели с постоянными магнитами?
Двигатели с постоянными магнитами — это усовершенствованные двигатели, похожие по конструкции на асинхронные и серводвигатели (более подробную информацию об этих двух конструкциях можно найти в наших статьях, посвященных асинхронным двигателям и серводвигателям). Они состоят из статора — внешнего корпуса — и ротора — подвижного компонента, соединенного с выходным валом двигателя. Как и другие двигатели переменного тока, двигатель с постоянными магнитами использует физику электромагнетизма для создания крутящего момента, и они делают это с помощью постоянных магнитов (обычно редкоземельных магнитов), встроенных в их ротор.Эта конструкция отличается от большинства других электродвигателей, в которых ротор либо генерирует собственное магнитное поле за счет индукции, либо за счет использования источника постоянного тока, либо просто состоит из ферромагнитного металла. Магниты в двигателе с постоянными магнитами при правильном расположении по отношению к статору могут обеспечивать скорость, равную частоте тока возбуждения, и поэтому считаются синхронным двигателем (см. Нашу связанную статью о синхронных двигателях, чтобы узнать больше). Эти двигатели должны быть соединены с электронным компонентом, который сглаживает крутящий момент этого двигателя, и именно поэтому эти машины только недавно достигли своего успеха в качестве жизнеспособной конструкции.
Как работают двигатели с постоянными магнитами?
Основная работа двигателя с постоянными магнитами такая же, как и у большинства электродвигателей; внешний статор удерживает обмотки катушек, питаемых от источника питания, а ротор свободно вращается за счет сил, передаваемых катушками статора. Многие из тех же основных принципов, что и для асинхронных двигателей, справедливы и для двигателей с постоянными магнитами, и дополнительную информацию можно найти в нашей статье об асинхронных двигателях. Это не означает, что это чисто машины переменного тока; Фактически, большую часть своего срока службы они были реализованы как двигатели постоянного тока с постоянными магнитами (PMDCM) для небольших приложений.Однако мощность PMDCM довольно мала, и в этой статье основное внимание будет уделено двигателям переменного тока с постоянными магнитами (PMACM), поскольку они бывают больших размеров, предлагают большую мощность и могут сравниться с асинхронными двигателями с точки зрения прочности. , эффективность и количество использований.
Отличительная особенность PMACM — постоянные магниты внутри их ротора — на них действует вращающееся магнитное поле (RMF) обмоток статора, и они отталкиваются во вращательное движение. Это отклонение от других роторов, где магнитная сила должна создаваться или создаваться в корпусе ротора, что требует большего тока.Это означает, что PMACM обычно более эффективны, чем асинхронные двигатели, поскольку магнитное поле ротора является постоянным и не требует источника энергии для его генерации. Это также означает, что для работы им требуется частотно-регулируемый привод (VFD или PM), который представляет собой систему управления, которая сглаживает крутящий момент, создаваемый этими двигателями. Включая и выключая ток на обмотки статора на определенных этапах вращения ротора, привод с постоянными магнитами одновременно управляет крутящим моментом и током и использует эти данные для расчета положения ротора и, следовательно, скорости на выходе вала.Это синхронные машины, так как их скорость вращения совпадает со скоростью RMF. Эти машины относительно новые и все еще оптимизируются, поэтому конкретная работа любого PMACM на данный момент по существу уникальна для каждой конструкции.
Двигатели с постоянными магнитами Технические характеристики
Преобразователи PMACMимеют такие же характеристики, как и асинхронные двигатели, и дополнительные сведения об основных характеристиках этих двигателей можно найти в наших статьях об асинхронных двигателях. Ниже приведены некоторые важные спецификации, относящиеся к PMACM, которые могут помочь разработчикам выбрать правильный двигатель для своей работы.
Тип фазы
Модули PMACMв большинстве случаев питаются от трехфазного входа переменного тока, предназначенного для быстрого создания RMF, что делает их типом трехфазных двигателей. Важно понимать фазу используемого двигателя, поскольку однофазные двигатели по своей природе не запускаются автоматически, а трехфазные двигатели обычно имеют более высокие номинальные значения напряжения / крутящего момента. Более подробную информацию можно найти в наших статьях об однофазных двигателях и типах пускателей двигателей.
Поляки и зубчатые передачи двигателя
Полюса двигателя — это просто магнитные точки север-юг на статоре и роторе.В PMACM эти полюса постоянны в роторе и переключаются в статоре для вращения. Может возникнуть явление, известное как зубчатое движение двигателя, когда постоянное преодоление притяжения и отталкивания постоянных магнитов вызывает нежелательные рывки во время вращения ротора. Зубцы обычно возникают при запуске двигателя и могут вызывать вибрации, шум и неравномерное вращение. Увеличение числа полюсов в PMACM помогает уменьшить эту проблему, а также эффект пульсации крутящего момента (дополнительную информацию о пульсации крутящего момента можно найти в нашей статье о реактивных двигателях).Поэтому PMACM обычно имеют больше полюсов, чем асинхронные двигатели, что позволяет предположить, что им требуется более высокая входная частота для достижения одинаковых скоростей вращения.
Заметность и обратная связь с обратной связью
Эти двигатели должны поставляться со специализированным оборудованием системы управления, которое позволяет им работать наиболее эффективно. В PMACM значимостью является разница в индуктивности на клеммах двигателя при вращении ротора. Эта разница может привести к смещению ротора и статора, что может вызвать нежелательные зубцы / выход из строя.Для решения этой проблемы используется обратная связь с обратной связью, отслеживая точное положение ротора с помощью датчиков, а затем изменяя входной ток и скорость, чтобы обеспечить непрерывное вращение двигателя.
Температура Кюри
При определенных условиях постоянные магниты могут потерять свой магнетизм. Это размагничивание происходит при температуре Кюри — характеристика магнитов, где за пределами определенной температуры весь магнетизм теряется. Несмотря на то, что двигатели с постоянными магнитами, как правило, работают холоднее, чем другие конструкции, эта температура Кюри особенно важна, так как даже приближение к этому значению может вызвать деградацию PMACM.
Заявки и критерии отбора
Поскольку эти двигатели все еще разрабатываются, трудно обеспечить надежный метод выбора. Более полезно подчеркнуть преимущества этих двигателей по сравнению с существующими конструкциями, а также их недостатки, которые могут стать причиной выбора другого, более обычного двигателя.
Самым заманчивым преимуществом PMACM является то, что они обладают более высокой эффективностью благодаря упрощенному ротору. Этот КПД является исключительным при малых нагрузках по крутящему моменту и может сэкономить много кВтч энергии в этих схемах.Эта экономия также увеличивается с увеличением размера двигателя, позволяя PMACM конкурировать с обычными асинхронными двигателями в высокоскоростных приложениях с высоким крутящим моментом. Более высокая удельная мощность PMACM в сочетании с их высокоскоростными возможностями и эффективностью может дать асинхронным двигателям, таким как классические двигатели с короткозамкнутым ротором и с фазным ротором, экономию денег. Они также, как правило, занимают меньше места и отлично подходят для модернизации старых систем новыми, меньшими и более мощными PMACM. Будучи более дорогими, чем асинхронные двигатели по своей первоначальной стоимости, PMACM и их энергосбережение могут обеспечить полную окупаемость инвестиций чуть более чем за год.Они также синхронны, что позволяет им работать там, где асинхронные двигатели не могут. PMACM также имеют более низкую температуру, чем асинхронные двигатели, что увеличивает их надежность и срок службы.
Главный недостаток также является причиной их успеха в качестве двигателя; они нуждаются в точном оборудовании систем управления для работы и бесполезны без него. Эти системы увеличивают сложность установки и эксплуатации и могут увеличить первоначальную стоимость PMACM. Другой серьезной проблемой, связанной с этими типами двигателей, является их потребность в редкоземельных магнитах (самарий, неодим и т. Д.).), которые облагаются экологическими налогами и демонстрируют неустойчивые рыночные цены. Таким образом, хотя они энергоэффективны в использовании, они экологически вредны для производства, и их цены могут колебаться в зависимости от постоянно меняющихся цен на магнитных рынках.
В настоящее время эти двигатели используются в электромобилях, модификациях, конвейерах, миксерах, измельчителях, насосах, вентиляторах, воздуходувках и приложениях, для которых также подходят асинхронные двигатели. Как объяснялось ранее, эти двигатели все еще исследуются и не так популярны, как традиционные конструкции.Однако по прошествии некоторого времени и дополнительных усилий двигатель с постоянными магнитами может стать отраслевым стандартом для производства механической энергии на рынке.
Сводка
В этой статье представлено понимание того, что такое двигатели с постоянными магнитами и как они работают. Для получения дополнительной информации о сопутствующих продуктах обратитесь к другим нашим руководствам или посетите платформу Thomas Supplier Discovery Platform, чтобы найти потенциальные источники поставок или просмотреть подробную информацию о конкретных продуктах.
Источники:
- https: // www.sevenhwave.org/new-technologies/permanent-magnet-alternating-current-motors
- https://www.xcelenergy.com/staticfiles/xe-responsive/Programs%20and%20Rebates/Business/MN-Motors-PMAC-Information-Sheet.pdf
- https://michaelsenergy.com/briefs/permanent-magnet-ac-motors/
- https://www.mtecorp.com
- https://www.machinedesign.com/#menu
- https://geosci.uchicago.edu
Прочие изделия для двигателей
Больше от Machinery, Tools & Supplies
Синхронные двигатели| Fuji Electric Global
Серия из 3 моделей, включая стандартный тип, высокоэффективный тип и сверхвысокопроизводительный тип!
Синхронный двигатель — это двигатель, в роторе которого находится постоянный магнит.
Синхронный двигатель отличается от асинхронных двигателей тем, что в нем нет вторичного тока, поскольку магнитный поток генерируется постоянным магнитом, что приводит к более высокому уровню эффективности со значительным сокращением потерь.
Кроме того, синхронный двигатель (тип со встроенным постоянным магнитом) и инвертор FRENIC-MEGA (серия GX) могут быть объединены для создания «приводной системы следующего поколения», которая заменит широко распространенную традиционную комбинацию асинхронного двигателя и инвертора.
Всегда продвигаться … в «будущее» с невообразимыми возможностями
Стандартный тип КПД двигателя На уровне IE3 (повышенный КПД)!
Высокоэффективный тип КПД двигателя Такой же, как у IE4 (сверхвысокий КПД)!
Тип сверхвысокого КПД КПД двигателя Более высокий, чем у IE4 (КПД супер-премиум)!
* IE3 основан на стандартах класса эффективности IEC 60034-30, а IE4 — на IEC 60034-31.
- (Примечание 1)
- Приведенные выше значения КПД асинхронного двигателя основаны на значениях JIS C 4210.
- (Примечание 2)
- Приведенные выше значения КПД синхронного двигателя стандартного типа основаны на значениях класса IE3 согласно нормативам IEC 60034-30.
- (Примечание 3)
- Приведенные выше значения КПД синхронного двигателя высокоэффективного типа основаны на значениях класса IE4 согласно нормативам IEC 60034-31.
Дополнительная экономия энергии за счет комбинированной работы!
Синхронный двигатель и инвертор серии FRENIC-MEGA GX, оснащенный нашей уникальной энергосберегающей технологией управления, могут быть объединены для достижения более высокой эффективности работы при одновременном снижении потерь мощности.
Номер ссылки
Следует отметить, что для новых объектов первоначальные инвестиционные затраты немного выше (по сравнению только со стоимостью комплекта асинхронный двигатель + инвертор), но чрезвычайно низкая стоимость эксплуатации комбинации позволяет возместить дополнительные затраты, понесенные при ее внедрении. в течение короткого времени.
Устойчивый, надежный, экологичный синхронный генератор с постоянными магнитами
С наступлением века альтернативные источники энергии стремительно расширяются во всех секторах.Синхронный генератор с постоянными магнитами вырабатывает энергию, не вызывая вредных последствий сжигания ископаемого топлива. Они эффективно преобразуют возобновляемые источники энергии в электрическую. Найдите все типы генераторов альтернативной энергии, такие как ветряные турбины, синхронный генератор с постоянными магнитами и т. Д., На Alibaba.com. Независимо от того, какой синхронный генератор с постоянными магнитами вы выберете, он будет засчитан в вашу долю вклада в мир без углерода.Синхронный генератор с постоянными магнитами помогает в выработке надлежащего электричества без использования каких-либо ископаемых видов топлива. Они экологически чистые. С ростом уровня развития было изобретено несколько альтернативных генераторов энергии. Если говорить о солнечных панелях, синхронном генераторе с постоянными магнитами или о любых других категориях производителей энергии, все они одинаково квалифицированы. Кроме того, синхронный генератор
с постоянными магнитами бывает разных типов в зависимости от того, где они будут использоваться или устанавливаться.Синхронный генератор с постоянными магнитами имеет большую мощность источника питания. Они снабжены многофункциональными системами управления. Почему бы не снизить углеродный след с помощью синхронного генератора с постоянными магнитами без каких-либо затрат? Однако с увеличением потребности в энергии мы не можем долго полагаться на исчерпаемые источники энергии. Итак, переходите на зеленый цвет с синхронным генератором с постоянными магнитами , который можно найти на Alibaba.com.
Чтобы удовлетворить ваши требования к электричеству, обратитесь к Alibaba.com. Он предлагает уникальные варианты синхронного генератора с постоянными магнитами для всех розничных и оптовых продавцов. В ближайшие дни улучшение альтернативных источников энергии станет одним из основных направлений предотвращения дальнейших резких изменений климата на нашей материнской планете. Сделайте шаг в сторону сохранения окружающей среды прямо сейчас!
NTNU Open: преобразование асинхронного двигателя в синхронный двигатель с постоянными магнитами:
Аннотация
Резюме В данной статье исследуется возможность замены ротора IM на высокопроизводительный ротор PM для увеличения КПД двигателя и коэффициента мощности.В качестве эталонного двигателя используется стандартный промышленный IM, который был отремонтирован и испытан. Двигатель был исследован как электрически, так и механически, чтобы получить все данные о двигателе. Аналитические расчеты, дополненные расчетами МКЭ, использовались для расчета характеристик двигателя и исследования зависимости двигателя от магнитной нагрузки и механических размеров при приводе от преобразователя. В аналитических расчетах подчеркнута простота, и по сравнению с результатами МКЭ методы расчета хорошо согласуются.Были проанализированы два двигателя: один с воздушным зазором 1,5 мм и один с 2,5 мм, что дает высокое и низкое синхронное реактивное сопротивление. Для расчетов напряжения, плотности потока и крутящего момента значения совпадают с точностью до нескольких процентов. Расчет индуктивности показывает, что аналитические методы и методы МКЭ дают одинаковую самоиндукцию, в то время как взаимная индуктивность, которая, как предполагается, в 1,5 раза превышает самоиндуктивность в аналитических расчетах, на 68,5% выше в расчетах МКЭ, что дает на 23,7% больше синхронного реактивного сопротивления.Показано, как небольшие отклонения в воздушном зазоре или длине магнита вызывают изменение обратной ЭДС и магнитной нагрузки на ± 10%. Комбинация выбранной стратегии управления (MTPC) и высокого падения реактивного напряжения в двигателе с постоянными магнитами приводит к требуемому напряжению на клеммах, превышающему предел напряжения преобразователя для случаев с высокой обратной ЭДС и высоким реактивным сопротивлением. Моделирование показывает, что двигатель с высоким синхронным реактивным сопротивлением более чувствителен к магнитной нагрузке, чем двигатель с низким синхронным реактивным сопротивлением.Для двигателя с обратной ЭДС на 10% выше, чем у эталонного двигателя, и с высоким реактивным сопротивлением, необходимо снижение скорости на 105 об / мин, чтобы обеспечить номинальный крутящий момент, дающий 7% -ное снижение передаваемой мощности. Двигатель, имеющий на 10% более низкую обратную ЭДС, чем эталонный двигатель, и низкое реактивное сопротивление, может выдавать на 14,7% большую мощность, чем номинальная, оставаясь в пределах предельного напряжения преобразователя и предельного тока двигателя. Для эталонного двигателя предел напряжения достигается раньше номинальной скорости, что немного ограничивает скорость и мощность.Эталонный двигатель, изготовленный с низким реактивным сопротивлением, мог увеличить номинальную мощность на 27,3%. Эталонный двигатель построен с дугообразными магнитами, которые имеют недостатки, связанные со сроками поставки и ценой. Моделирование двигателей с прямоугольными магнитами показывает многообещающие результаты, и в сочетании с возможным снижением стоимости магнитов на 66% это может быть хорошим решением. Заключительное испытание двигателя в качестве генератора показывает КПД 92,5% при полной нагрузке и то, что КПД остается высоким во всем диапазоне скоростей и нагрузок.Видно, что измеренная обратная ЭДС двигателя без нагрузки отличается только на 2 В. от расчетной. Измеренное реактивное сопротивление при полной нагрузке на 6,9% выше аналитического и на 15,2% ниже расчетного по МКЭ. Следовательно, и аналитические расчеты, и расчеты МКЭ хорошо совпадают с измеренными значениями на восстановленном двигателе.
Разработка и внедрение маломощного эмулятора ветряной турбины посредством компоновки асинхронного двигателя и генератора на постоянных магнитах
I. ВВЕДЕНИЕ
Нынешняя опасная экологическая ситуация в результате глобального загрязнения показывает, что произойдет энергетический и экологический кризис из-за высокого уровня загрязнения и истощения большинства невозобновляемых природных ресурсов.Следовательно, важно использовать возобновляемые источники энергии, одной из которых является энергия ветра [1].
Спрос на производство энергии из альтернативных источников растет во всем мире, приближаясь к 25% в год. Этот рост был вызван, в частности, увеличением мирового спроса на электроэнергию и ростом стоимости невозобновляемых видов топлива [2].
Производство электроэнергии из возобновляемых источников энергии достигло 21% и 22,8% от общемирового производства в 2012 и 2014 годах соответственно.Из этих цифр 3,1% соответствует энергии, произведенной за счет энергии ветра [3]. Более того, производство электроэнергии из этого ресурса — отличная альтернатива для перенаселенных территорий. Такие страны, как Канада и Китай, среди прочих, поставили перед собой амбициозные цели в области развития, стремясь продолжить эксплуатацию этого источника энергии из-за проблем с принятием в местных сообществах [4], [5]. Такие результаты, как установка 8,75 МВт ветровой энергии на шельфе в 2014 году, являются результатом крупных технологических достижений и времени, потраченного на развитие этого типа производства энергии [4].
В Колумбии ветровая энергия также является одной из альтернатив, которую страна может удовлетворить при увеличении спроса на энергию. Согласно плану расширения UPME, предполагается, что в ближайшие несколько лет 474 МВт ветровой энергии будет установлено в северной части департамента Гуахира, что заменит 250 МВт тепловой энергии на основе угля [6]. Учитывая важность, которую этот тип альтернативной энергии имеет для страны, необходимо создать пространство для исследования этого источника энергии.Таким образом, разработанный прототип призван служить инструментом для исследования систем, основанных на энергии ветра, которые могут быть подключены к электрической сети и в то же время могут работать изолированно. Это может быть достигнуто посредством имитации и управления профилями ветра из разных областей, выполняемых контролируемым образом.
В этом документе представлена конструкция, реализация и экспериментальная проверка эмулятора ветряной турбины малой мощности, и он структурирован следующим образом: В разделе 1 представлено введение; в разделе II описаны материалы и методы.Кроме того, в нем представлены основные характеристики, которые должен иметь эмулятор ветра для определения параметров и целевых функций для разработки и реализации рассматриваемого эмулятора. В разделе III представлена экспериментальная проверка реализованного эмулятора, работающего не только вручную (данные предоставлены производителем турбины Eolos), но и автоматически (загрузка профиля ветра в регионе Урибия-Гуахира в Колумбии). Дополнительно обсуждаются эти результаты. Наконец, в последнем разделе представлены выводы.
II. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
В этом исследовании используется экспериментальная методология и количественный подход. Изучены основные характеристики, которыми должны обладать эмуляторы ветряных турбин, и предложена конструкция. Такая конструкция приспособлена к требованиям решаемой проблемы (маломощные эмуляторы с возможным попаданием в электрические микросети). Наконец, разработка подтверждается путем внедрения и ряда экспериментальных тестов.
А.Особенности эмуляторов ветряных турбин
Эмуляторы ветрапредназначены для воспроизведения статического и динамического поведения ветряных турбин в контролируемой среде без необходимости полагаться на существование реальной ветряной турбины или фактических ресурсов ветра [7].
На рис. 1 показан процесс преобразования обычной ветряной турбины, а также некоторых ее компонентов, в которых энергия ветра используется для перемещения генератора (преобразование механической энергии в электрическую).На этом рисунке показан редуктор, который можно игнорировать во время реализации эмулятора с помощью генератора с постоянными магнитами [8]. Это, в свою очередь, обеспечивает механический крутящий момент электрогенератору [9].
Рис. 1
Схема ветряной турбины.
Вообще говоря, эмуляторы ветра стремятся заменить скорость ветра профилем, введенным в компьютер или микропроцессорную систему, тогда как ветровые турбины делают это с помощью двигателя постоянного тока, таким образом создавая две составляющие части системы.Первый соответствует механической части (соединение двигатель-генератор), а второй связан с программным обеспечением, разработанным для интерфейса, которое позволяет взаимодействовать с пользователем и соответствующим образом контролировать скорость двигателя. Такие разделы описаны ниже.
1) Электромеханический участок. Большинство эмуляторов ветра, основанных на двигателе-генераторе, имеют особенность использования двигателя постоянного тока, который имитирует ветряную турбину, поскольку входной ток является одним из параметров, которыми нужно управлять для управления скоростью ветра.С другой стороны, используемый генератор отличается тем, что он является индукционным генератором, также называемым генератором на постоянных магнитах, как можно увидеть в использованной литературе [10-11]. Выбор такого генератора напрямую связан с ветряной турбиной или турбинами, которые необходимо эмулировать. Например, когда электрический генератор представляет собой асинхронный двигатель или двигатель с постоянными магнитами, а имитируемая ветряная турбина имеет низкую скорость, необходимо либо иметь генератор с большим числом полюсов, либо не превышать номинальное число оборотов в минуту. .Принимая во внимание эти аспекты, в разделе 3 представлен используемый генератор, а также причины его использования, что позволит дать определение разработанного прототипа.
2) Программный раздел. В эмуляторах ветра соответствующее программное обеспечение стремится, прежде всего, обеспечить компиляцию характеристических параметров математической модели турбины, чтобы ее можно было смоделировать и в результате получить конкретное значение выходной мощности. Такой результат учитывает скорость ветра, записанную в профилях ветра, кривую максимальной мощности генератора, модель турбины и любую переменную, которая влияет на значение такой мощности [12].
Считается, что эмуляторы ветряных турбинв значительной степени зависят от оборудования, разработанного для их реализации. Следовательно, пределы и ограничения устанавливаются в зависимости от мощности и типа эмулируемой турбины. Следовательно, это приводит к использованию определенной стратегии управления скоростью. Наконец, тип используемого компьютерного инструмента будет определять простоту использования и объем действия приложения, а также его взаимодействие с пользователем через соответствующий интерфейс.
Б. Дизайн эмулятора
Принимая во внимание характеристики, которые должны иметь эмуляторы ветряных турбин на основе мотор-генератора, был разработан эмулятор, состоящий из асинхронного двигателя, который действует как ветряная турбина, генератора на постоянных магнитах с энкодером и преобразователя частоты 3 л.с. для управления скоростью вращения мотора.Данные вводятся с помощью программы, разработанной в LabView, а связь между электромеханической частью и программным обеспечением осуществляется через карту сбора данных National Instruments (NI USB-6008, 12 бит), как показано на рис. 2.
Рис. 2
Расположение оборудования имитатора ветряной турбины.
1) Подбор оборудования. Асинхронный двигатель, используемый в качестве ветряной турбины, должен будет действовать как ветряная турбина, которая постоянно меняет скорость, когда скорость ветра увеличивается или уменьшается.Выбранный двигатель представлял собой трехфазный асинхронный двигатель WEG с короткозамкнутым ротором, 2 л.с. (1,5 кВт), 1800 об / мин, 220/240.
Привод с регулируемой скоростью, который отвечает за управление скоростью двигателя. В качестве привода с регулируемой скоростью был выбран WEG CFW 500. Он также предлагает вариант векторного или скалярного управления.
Синхронный генератор с постоянными магнитами, 800 Вт. Большим преимуществом этого типа генератора является отсутствие щеток и редукционных систем, что приводит к экономии на техническом обслуживании и экономии места.Выбранный генератор имеет датчик скорости, который играет важную роль при проектировании системы управления.
NI 6008 USB, карта сбора данных National Instruments, которая позволяет получать значения реальных переменных для их оцифровки и создания управляющих воздействий с помощью программы, разработанной в LabView.
2) Характеристики двигателя-генератора. После того, как электромагнитные компоненты были выбраны, их функционирование должно быть проверено, когда они работают, чтобы распознать параметры, которые позволяют установить прямую связь с работой ветряных турбин и ветряных генераторов.Чтобы охарактеризовать группу двигатель-генератор, скорость двигателя регулируется с помощью привода с регулируемой скоростью CFW500, изменяя частоту в небольших пропорциях (0,5 Гц), от 3 Гц до 65 Гц. Затем производятся измерения тока и напряжения, чтобы определить рабочую мощность, достигаемую генератором, поскольку это зависит, в частности, от частоты системы и скорости вращения асинхронного двигателя.
Данные, записанные в ходе испытаний, показывают работу оборудования при подаче нагрузки 10 Ом, как показано в результатах на рис.3.
Рис. 3
Характеристика мотор-генераторной группы.
3) Эмулируемая турбина. Учитывая, что выбранный генератор достигает мощности 800 Вт, эмулятор сможет эмулировать только турбины с мощностью, равной или меньшей мощности, определенной выше.
Следовательно, среди турбин, которые были изучены, и для выбора той, которая лучше всего адаптирована к процессу эмуляции, были обнаружены следующие: Air 30, Air 40, Wattnier 1 кВт, Bornay 600 и Eolos мощностью 600 Вт и 1000 Вт соответственно.
В качестве турбины была выбрана турбина Eolos 600 Вт, чья зависимость мощности от скорости ветра показана на рис. 4.
Рис. 4
Кривая выходной мощности турбины Eolos 600 Вт.
Такая турбина для эмуляции была выбрана, среди прочего, из-за диапазона скоростей, в котором она обеспечивает выработку электроэнергии (от 3 м / с до 14 м / с), в этом диапазоне ветряные турбины с архитектурной интеграцией, а также и ветряные турбины работают. В дополнение к этому он был выбран потому, что генератор этого оборудования очень похож по конструкции на генератор, используемый для эмулятора.
4) Связь между частотой и скоростью ветра в зависимости от мощности. На основе данных, полученных из характеристик двигателя-генератора, и данных о мощности, предоставленных производителем турбины (таблица 1), уравнение, связывающее скорость ветра с генерируемой мощностью, получается посредством полиномиальной регрессии.
Таблица 1
Данные о мощности, предоставленные производителем и генерируемые оборудованием мотогенератора.
| Мощность [Вт] | Скорость ветра [м / с] | Эмулятор об / мин | Частота [Гц] |
| 25 | 4 | 341 | 12 |
| 40 | 5 | 439 | 15 |
| 90 | 6 | 673 | 23 |
| 110 | 7 | 722 | 25 |
| 145 | 8 | 840 | 29 |
| 190 | 9 | 982 | 33.5 |
| 280 | 10 | 1202 | 41 |
| 350 | 11 | 1361 | 46,5 |
| 470 | 12 | 1627 | 55,5 |
| 525 | 13 | 1730 | 59 |
| 600 | 14 | 1928 | 66 |
| 530 | 15 | 1730 | 59 |
| 490 | 16 | 1657 | 57 |
Это полиномиальная регрессия шестого порядка, представленная в уравнении (1).
(1)Где X представляет скорость ветра, а P — генерируемую мощность.
Как будет объяснено позже, уравнение (1) затем вводится в программу, разработанную в Labview, так что оно имеет — в качестве входных параметров — значения скорости ветра, введенные вручную или предварительно загруженные как профиль ветра. Это необходимо сделать, чтобы получить желаемое значение выходной мощности и, таким образом, имитировать поведение выбранной турбины. Следует отметить, что выбор другой турбины подразумевает восстановление уравнения, которое допускает указанную выше корреляцию.
5) Осуществление контроля. Разработанное программное обеспечение направлено на то, чтобы позволить пользователям вводить профиль ветра, чтобы увидеть, как может вести себя выбранная турбина, работающая в условиях скорости ветра, описанных в таком профиле.
В качестве программного обеспечения, как упоминалось выше, была выбрана программа Labview от National Instruments, которая управляет средой графического программирования и имеет средства для работы с различными коммуникационными технологиями. Другой важной особенностью, которая повлияла на выбор LabView, была возможность выполнения процесса сбора данных с помощью карты National Instruments.
Поскольку генератор с постоянными магнитами имеет энкодер, сигнал которого отправляется на карту сбора данных — вместе с генерируемыми значениями напряжения и тока — можно с помощью математической обработки установить скорость и, следовательно, количество оборотов в минуту, с которыми ветер эмулятор вращается.
Интерфейс позволяет пользователю вводить скорость ветра, которую он хочет связать. Следовательно, программа должна иметь возможность вводить разные скорости ветра за период.Это достигается с помощью матрицы, связанной с циклом случая, которая определяет рабочее время введенного моделирования профиля ветра. По среднему сигналу и сигналу, введенному пользователем, ошибка вычисляется и вводится в блок PID. Константы такого контроллера настраивались в LabView по экспериментальному отклику эмулятора с использованием метода Циглера-Николса. Это позволяет контролировать интересующую переменную (скорость), которая впоследствии используется в уравнении (1) для определения выходной мощности, аналогичной выходной мощности ранее выбранной ветряной турбины.
Окончательную схему разработанного и представленного в статье эмулятора можно увидеть на рис. 5.
Рис. 5
Общая схема эмулятора ветряной турбины.
III. РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
Разработанный эмулятор ветряной турбины показан на рис. 6 и может быть разделен на три структурные части: электромеханическая часть, одна из которых соответствует схемам сбора данных, а другая — программному обеспечению.
Рис. 6
Детали и узлы прототипа ветрового имитатора.
Электромеханические части эмулятора:
- 1. Генератор на постоянных магнитах
- 2. Трехфазный асинхронный двигатель WEG
- 3. Преобразователь трехфазный 3HP WEG
- 4. Муфта двигатель-генератор
- 5. Выключатель 25 А
- 6. Предохранители
- 7. Разъем питания
Части сбора данных:
- 1.NI 6008 USB DAQ карта сбора данных
- 2. ASC712 20 A Датчик тока
- 3. Кабель USB DAQ-PC и схема неинвертирующего усилителя
- 4. Трансформатор 120 / 14-5 В переменного тока
- 5. Точка подключения зарядки
Программное обеспечение эмулятора:
- 1. Окно для ввода профиля ветра.
- 2. Окно для наблюдения за поведением и активностью эмулятора.
Эмулятор предлагает два варианта работы: Первый — это тот, в котором можно загружать различные данные о скорости в разработанное программное обеспечение. Такие данные связаны с конкретной мощностью, учитывающей выбранный профиль ветра. Второй вариант работы — ручное управление скоростью ветра, которая зависит от частоты.
На рис. 7 и 8 показаны два экрана интерфейса. В первом вводится профиль ветра, а во втором можно увидеть работу эмулятора.
Рис. 7
Экран, на котором вводится профиль ветра.
Рис. 8.
Экран, на котором отображаются переменные эмулятора.
При выполнении программы эмулятор начинает работать на минимальной скорости (примерно 3 м / с), которая получается для частоты 3 Гц. В этот конкретный момент график загруженного профиля ветра можно увидеть в окне, представленном на рис.7, а также вариант времени моделирования, который может составлять 1 минуту, 10 минут, 1 час или в реальном времени. .
На рис. 9 показаны интересующие нас переменные, измеренные в эмуляторе. Это следующие: скорость, рабочая частота, напряжение, ток и генерируемая мощность. Кроме того, есть возможность включить или отключить ручное управление скоростью вращения в зависимости от частоты. Кроме того, он также отображает время, в которое выполняется моделирование.
Рис. 9
Поведение эмулятора во время теста в ручном режиме в соответствии с кривой мощности, предоставленной производителем выбранной турбины.
В этой части программы также отображается генерируемая кривая мощности. В правой части такого графика можно увидеть две кривые, когда эмулятор работает, одна из которых является уставкой, а другая — кривой, показывающей, как работает эмулятор.
A. Ручной тест: сравнение с кривой, предоставленной производителем выбранной турбины Eolos 600 Вт
Этот первый тест состоит из сравнения информации, предоставленной производителем турбины Eolos 600 W, с данными, предоставленными эмулятором для тех же скоростей ветра.
Из программного обеспечения при включении ручного режима можно наблюдать значения мощности. Такие значения были получены при вводе частоты, соответствующей значениям ветра, записанным в таблице мощности, предоставленной производителем турбины Eolos 600 Вт. Аналогичным образом измеряется мощность на выходе прототипа. На рис. 9 показано изображение графического интерфейса эмулятора во время выполнения ранее описанного процесса. Кроме того, можно увидеть кривые мощности (черный), заданное значение (синий), которое изменяется при изменении выбранной частоты, а также поведение эмулятора (красный).
В таблице 2 показано сравнение данных, предоставленных производителем, и данных, созданных эмулятором.
Таблица 2.
Сравнение результатов мощности, предоставленных производителем, и результатов, полученных эмулятором.
| Частота (Гц) | Скорость ветра (м / с) | Мощность турбины (Вт) | Мощность эмулятора (Вт) |
| 12 | 4 | 25 | 25.8 |
| 15 | 5 | 40 | 35 |
| 23 | 6 | 90 | 94,3 |
| 25 | 7 | 110 | 112,5 |
| 29 | 8 | 145 | 149,35 |
| 33,5 | 9 | 190 | 195,69 |
| 41 | 10 | 280 | 291.1 |
| 46,5 | 11 | 350 | 349,97 |
| 55,5 | 12 | 470 | 492,9 |
| 59 | 13 | 525 | 548,89 |
| 66 | 14 | 600 | 619,5 |
| 59 | 15 | 530 | 544,5 |
| 57 | 16 | 490 | 508.25 |
По результатам испытаний, представленных в Таблице 2, была рассчитана ошибка, которая представлена в Таблице 3.
Таблица 3
Ошибка в эмуляторе ветра
| P. [Вт] турбины | P. [Вт] эмулятора | % Ошибка |
| 25 | 25,8 | 3% |
| 40 | 41,3 | 3% |
| 90 | 94.3 | 5% |
| 110 | 112,5 | 2% |
| 145 | 149,35 | 3% |
| 190 | 195,69 | 3% |
| 280 | 291,1 | 4% |
| 350 | 349,97 | 0% |
| 470 | 492,9 | 5% |
| 525 | 548.89 | 5% |
| 600 | 619,5 | 3% |
| 530 | 544,5 | 3% |
| 490 | 508,25 | 4% |
Тестирование эмулятора вручную показало, что в среднем он имеет погрешность менее 6%, что является одним из самых низких показателей ошибок, полученных за все время разработки эмулятора.
Теперь, когда тестирование программы в ручном режиме завершено, следующим шагом будет проверка работы автоматического режима.При такой функции 24-часовой профиль ветра, который был установлен ранее, загружается в одно из окон графического интерфейса, реализованного в LabView. Затем проводится испытание, в котором используются характеристики ветра, указанные в профиле ветра. Такие характеристики взяты из определенной точки колумбийской географии.
Б. Профиль ветра: пример из Колумбии
Один из вариантов тестирования работы эмулятора — загрузить профиль ветра из определенного места для наблюдения за его поведением при разных скоростях ветра в разное время.Следует отметить, что скорости ниже 3 м / с не позволяют адекватно работать эмулятору. Это потому, что вырабатываемая мощность незначительна.
Следовательно, и для исследования новых альтернативных источников энергии, которые могли бы помочь расширить энергетическую матрицу в Колумбии, департамент Гуахира был выбран для выбора географического местоположения, условия окружающей среды которого были идеальными для использования энергии ветра. Выбранное место — муниципалитет Урибиа в департаменте Ла-Гуахира, который известен тем, что размещает единственную существующую ветряную электростанцию в Колумбии.Координаты этого места следующие: широта 12,5, долгота -72,5.
Чтобы ввести профиль ветра в программу, данные с координатами интересующего места были извлечены из онлайновой базы данных НАСА, которая называется «Центр данных по атмосферным наукам». Среднемесячное значение, предоставленное атмосферной службой, повторяется, чтобы его можно было отрегулировать в соответствии со временем ввода, указанным в интерфейсе Labview. Извлеченные данные можно увидеть в таблице 4. В дополнение к этому были введены такие данные, как показано в таблице 5.
Таблица 4.
Среднемесячная скорость ветра указана в координатах муниципалитета Ла-Гуахира.
| Шир. 12,22 | янв | фев | мар | апр | май | июн | июл | авг | сен | окт | ноя | декабрь | Средн. |
| Lon. 72,15 | |||||||||||||
| Ср.10 лет | 8,94 | 9,27 | 9,02 | 7,46 | 6,43 | 7,56 | 7,86 | 6,67 | 5,36 | 5,11 | 6,13 | 8,08 | 7,31 |
Таблица 5
Профиль ветра, введенный для второго моделирования
| Час | Скорость ветра [м / с] |
| 00:00 | 8.94 |
| 01:00 | 9,27 |
| 02:00 | 9,02 |
| 03:00 | 7,46 |
| 04:00 | 6,46 |
| 05:00 | 7,56 |
| 06:00 | 7,86 |
| 07:00 | 6,67 |
| 08:00 | 5,36 |
| 09:00 | 5.11 |
| 10:00 | 6,13 |
| 11:00 | 8,08 |
| 12:00 | 8,94 |
| 13:00 | 9,27 |
| 14:00 | 9,02 |
| 15:00 | 7,46 |
| 16:00 | 6,46 |
| 17:00 | 7,56 |
| 18:00 | 7.86 |
| 19:00 | 6,67 |
| 20:00 | 5,36 |
| 21:00 | 5,11 |
| 22:00 | 6,13 |
| 23:00 | 8,08 |
Профиль загружается в программу в момент запуска моделирования. Кроме того, кривую, описывающую профиль, можно увидеть на первом экране графического интерфейса, как показано на рис.10, на котором видна кривая, а также данные профиля ветра, расположенные в матрице, расположенной слева.
Рис. 10.
Профиль ветра Урибиа-Гуахира, загруженный в программу-эмулятор.
Как описано ранее, время моделирования можно изменить. Например, профиль ветра с данными за 24 часа измерения ветровых ресурсов может быть воспроизведен за 1 минуту, 10 минут, один час и в реальном времени соответственно. Для этого теста были записаны полученные результаты моделирования за одну минуту, и такое поведение можно увидеть на рис.11. Кроме того, 10-минутное время моделирования можно увидеть на рис. 12.
Рис. 11.
Поведение эмулятора, воспроизводящего профиль ветра в районе Гуахира и моделирующего его со временем 1 минута.
Рис. 12.
Поведение эмулятора, воспроизводящего профиль ветра в районе Гуахира и моделирующего его со временем 10 минут.
Можно увидеть, как в среднем во время испытания было выработано 100 Вт при загрузке профиля ветра, исходящего из региона Гуахира.Кроме того, также можно увидеть, что эмулятору не удается стабилизировать или уравнять поведение нагруженного профиля ветра при моделировании за время в одну минуту — по крайней мере, при значительном увеличении скорости ветра — из-за скорости, с которой меняется.
С другой стороны, в тесте с временем моделирования 10 минут у программы больше времени для выполнения всей обработки, что приводит к тому, что кривая, показывающая поведение эмулятора, становится похожей на кривую загруженного профиля ветра, так как видно на рис.12.
IV. ВЫВОДЫ
Эмулятор ветряной турбины малой мощности был разработан и реализован посредством соединения трехфазного асинхронного двигателя и генератора с постоянными магнитами. Такой эмулятор имеет графический интерфейс, разработанный в Labview, который фиксирует его активность. Кроме того, именно в графическом интерфейсе можно визуализировать генерируемую мощность. Кроме того, он позволяет вводить профили ветра (скорость ветра в зависимости от времени), которые обрабатываются вместе с сигналами, захваченными кодировщиком генератора с постоянными магнитами, для определения ошибки.Впоследствии такой процесс позволяет его более поздний ввод в блок ПИД-регулятора, константы которого были настроены с помощью Циглера-Николса, в LabView — в зависимости от экспериментального отклика системы — для управления интересующей переменной (скоростью), а также для определения выходной мощности для может быть сгенерирован эмулятором путем его последующей математической обработки.
В системе есть два варианта управления. Один, в котором можно загружать различные данные о скорости, которые связаны с конкретной мощностью, с учетом выбранного профиля ветра, тогда как второй вариант работы — это ручное управление скоростью ветра.
Тестирование эмулятора в ручном режиме показало, что в среднем эмулятор имеет погрешность менее 6% по сравнению с данными, предоставленными производителем турбины, что делает эмулятор надежным элементом для работы в контролируемой лабораторной среде. .
ВКЛАД АВТОРА
Трухильо-Родригес был генератором центральной идеи исследования и руководителем сборки и экспериментальной проверки прототипа. Бахонеро-Сандовал и Санабриа-Варгас разработали установку и провели лабораторные испытания.Все авторы отвечали за составление и проверку документа.
ФИНАНСИРОВАНИЕ
Эта работа частично финансируется Центром исследований и научных разработок Дистритального Университета Франсиско Хосе де Калдаса (CIDC) (номер проекта: 2-5-596-19).
Конкурирующие интересы
Авторы заявили об отсутствии конкурирующих интересов.
Список литературы
[1] Х. Г. Гонсалес-Эрнандес и Р. Салас-Кабрера, «Представление и оценка коэффициента мощности в системах преобразования энергии ветра», Revista Facultad de Ingeniería, vol.28 (50), стр. 77-90, 2019. https://doi.org/10.19053/01211129.v28.n50.2019.8816
[2] Ф. Блаабьерг, З. Чен и С. Б. Кьяер, «Силовая электроника как эффективный интерфейс в распределенных системах выработки электроэнергии», IEEE Transactions on Power Electronics, vol. 19 (5), стр. 1184-1194, 2004. https://doi.org/10.1109/TPEL.2004.833453
[3] Сеть политики в области возобновляемых источников энергии для 21-го века — REN21, Возобновляемые источники энергии 2015: Глобальный статус, Секретариат REN21, Париж, Франция, 2015.
[4] Глобальный совет по ветроэнергетике — GWEC, Глобальный отчет о ветре, 2014 г., Глобальный совет по ветроэнергетике, Брюссель, Бельгия, 2015 г.
[5] И. Хорсанд, К. Кормос, Э. Г. Макдональд и К. Кроуфорд, «Энергия ветра в городе: сравнение общественного признания проектов ветроэнергетики между городами», Energy Research & Social Science, vol. 8. С. 66-77, 2015. https://doi.org/10.1016/j.erss.2015.04.008.
[6] Unidad de Planeación Minero Energética-UPME, Plan de Expansion de Referencia Generación Transmisión 2015-2029, Ministerio de Minas y Energía de Colombia, Богота, Колумбия, 2016.
[7] I.Мусса, А. Буаллег и А. Хедер, «Новый эмулятор ветряной турбины на основе машины постоянного тока: Аппаратная реализация с использованием платы FPGA для работы без обратной связи», IET Circuits, Devices & Systems, vol. 13 (6), стр. 896-898, 2019. https://doi.org/10.1049/iet-cds.2018.5530
[8] M. El Mokadem, V. Courtecuisse, C. Saudemont, B. Robyns и J. Deuse, «Экспериментальное исследование вклада ветрогенераторов с регулируемой скоростью в управление первичной частотой», Возобновляемые источники энергии, т. 34 (3), стр. 833-844, 2009.https://doi.org/10.1016/j.renene.2008.04.033
[9] Дж. М. Герреро, К. Лумбрерас, Д. Д. Рейгоса, П. Гарсия и Ф. Бриз, «Управление и имитация малых ветряных турбин с помощью оценщиков крутящего момента», IEEE Transactions on Industry Applications, vol. 53 (5), стр. 4863-4876, 2017. https://doi.org/10.1109/TIA.2017.2708027
[10] Ф. Мартинес, Л. К. Эрреро и С. де Пабло, «Эмулятор ветряной турбины с разомкнутым контуром», Возобновляемая энергия, т. 63, стр. 212-221, 2014. https://doi.org/10.1016 / j.renene.2013.09.019
[11] Н. Тодсапорн, К. Чорак и В. Киннарес, «Асимметричный двухфазный индукционный генератор на основе симулятора ветряной турбины, подключенный к сети», на 18-й Международной конференции по электрическим машинам и системам, 2016 г. https: // doi. org / 10.1109 / ICEMS.2015.7385127
[12] З. Декали, Л. Багли и А. Бумедьен, «Экспериментальная эмуляция небольшой ветряной турбины в режимах работы с использованием двигателя постоянного тока», на 4-й Международной конференции по силовой электронике и ее приложениям, 2019.https://doi.org/10.1109/ICPEA1.2019.8
Дополнительная информация
Образец цитирования: D.-F. Бахонеро-Сандовал, Дж. Санабриа-Варгас и К.-Л. Трухильо-Родригес, «Разработка и реализация маломощного эмулятора ветряной турбины с использованием схемы асинхронный двигатель-генератор с постоянным магнитом», Revista Facultad de Ingeniería, vol.