Alternator z magnesami trwałymi o niskiej prędkości z napędem bezpośrednim do turbiny wiatrowej

Alternator AC o niskiej prędkości z napędem bezpośrednim PMG z magnesem trwałym do turbiny wiatrowej
 

Szczegółowe zdjęcia

Co to jest generator z magnesami trwałymi?

Generator z magnesami trwałymi jest urządzeniem przetwarzającym energię mechaniczną na energię elektryczną.W urządzeniu tym uzwojenia wirnika zostały zastąpione magnesami trwałymi.Generatory z magnesami trwałymi są używane głównie w zastosowaniach przemysłowych, takich jak turbiny i silniki do produkcji komercyjnej energii elektrycznej, alternator z magnesami trwałymi jest alternatywnym źródłem energii i ma wiele zalet, które czynią go doskonałym urządzeniem do różnych zastosowań mieszkaniowych, komercyjnych i przemysłowych .
 
Struktura
 
Generator z magnesami trwałymi składa się głównie z wirnika, pokrywy końcowej i stojana.Budowa stojana jest bardzo podobna do budowy zwykłego alternatora.Największą różnicą między strukturą wirnika a alternatorem jest to, że są wysokiej jakości. Zgodnie z położeniem magnesu stałego na wirniku, generator z magnesami trwałymi jest zwykle podzielony na strukturę wirnika powierzchniowego i wbudowaną strukturę wirnika .

Zasada działania
Głównymi elementami generatorów z magnesami trwałymi są stojany i wirniki.
Wirnik jest wykonany z magnesów trwałych i może generować pola magnetyczne.Części magnetyczne są również ustawione wokół stojanów, więc strumienie mogą je otaczać.
Stojan składa się z obracających się cewek.Po otrzymaniu mocy magnetycznej stojan konsekwentnie wytwarza energię elektryczną.
W ten sposób ruch wirników jest przekształcany w energię elektryczną.Im więcej mamy cewek stojana, tym więcej prądu elektrycznego otrzymujemy.
 

 

Wirnik alternatora z magnesami trwałymi jest bezpośrednio wyposażony w turbinę wiatrową, dzięki czemu może generować stałą moc elektryczną.Wydajność synchronicznych alternatorów z magnesami trwałymi jest znacznie wyższa niż w przypadku generatorów asynchronicznych.Oferuje szereg zalet w porównaniu z generatorami asynchronicznymi i są one następujące:
 
 
· Napęd bezpośredni (bez mnożnika prędkości, bez skrzyni biegów)
 

· Praktycznie bez konserwacji
 

· Najwyższy stosunek mocy do masy w napędzie bezpośrednim
 

· Wysoka wydajność
 

· Uproszczenie konstrukcji mechanicznej

· Łatwy interfejs mechaniczny
 

· Optymalizacja kosztów
 

· Są przyjazne dla środowiska i nie polegają na zewnętrznej pogodzie do produkcji energii elektrycznej
 

· Są mniejsze i dlatego wymagają znacznie mniej miejsca w porównaniu do innych typów generatorów.
 

· Te generatory z magnesami trwałymi działają przez lata i dłużej bez żadnego zużycia.Dodatkowo są bezgłośne i bezszumowe, dzięki czemu nie powodują zanieczyszczenia akustycznego.

Generatory z magnesami trwałymi są powszechnie stosowane w energetyce wiatrowej.Ponieważ nie ma części zużywających się, PMG zapewniają niski wskaźnik awaryjności i wymagają mniej konserwacji.Użycie magnesów trwałych nie wymaga zewnętrznego źródła zasilania do zainicjowania pola magnetycznego.Zmniejsza to koszty, upraszcza strukturę i poprawia wydajność systemu.

Jak działają magnesy trwałe w turbinach wiatrowych?

Działanie generatorów turbin wiatrowych opiera się na zasadach elektromagnetycznych, zwykle zgodnie z pierwszą zasadą elektromagnetyczną opracowaną przez Michaela Faradaya w 1831 r. Kiedy przewodnik elektryczny obraca się w polu magnetycznym, generuje elektryczność.Kiedy łopatki turbiny obracają się w kierunku wiatru, w polu magnetycznym magnesów trwałych w turbinie pojawia się indukcja elektromagnetyczna, która wytwarza energię elektryczną.Generator elektryczny podłączony do wału turbiny wiatrowej przetwarza ruch łopat na energię elektryczną.Jednak zamiast pierścieni ślizgowych stosowanych w elektromagnesach, magnesy trwałe w turbinach wiatrowych wykorzystują pola magnetyczne silnych magnesów ziem rzadkich.

 
Klasyfikacja generatora z magnesami trwałymi:
 
Generatory z magnesami trwałymi (PMG) można klasyfikować na podstawie różnych czynników, takich jak rodzaj magnesu, zastosowanie, liczba faz i moc znamionowa.Oto kilka typowych klasyfikacji generatorów z magnesami trwałymi:
 
Na podstawie typu magnesu: a.Magnes ferrytowy PMG: Te generatory wykorzystują magnesy ferrytowe, które są tańsze i mają niższą siłę magnetyczną niż magnesy ziem rzadkich.B.Magnes ziem rzadkich PMG: Generatory te wykorzystują magnesy neodymowe lub samarowo-kobaltowe, które są droższe, ale mają większą siłę magnetyczną niż magnesy ferrytowe.
 
Na podstawie wniosku: a.Wind Turbine PMG: Te generatory są przeznaczone do użytku w turbinach wiatrowych i są zwykle używane w zastosowaniach na małą skalę lub poza siecią.B.Hydroelektryczne PMG: Te generatory są przeznaczone do użytku w elektrowniach wodnych i są zwykle używane w zastosowaniach na dużą skalę.
 
Na podstawie liczby faz: a.Jednofazowe PMG: Te generatory mają jedną fazę wyjściową i są używane w zastosowaniach o małej mocy.B.Trójfazowe PMG: Te generatory mają trzy fazy wyjściowe i są używane w zastosowaniach o dużej mocy.
 
Na podstawie mocy znamionowej: a.PMG małej mocy: Generatory te mają moc znamionową do kilku kilowatów i są używane w zastosowaniach na małą skalę.B.PMG dużej mocy: Generatory te mają moc znamionową kilku megawatów i są wykorzystywane w zastosowaniach na dużą skalę, takich jak turbiny wiatrowe i elektrownie wodne.
 
Oto kilka typowych klasyfikacji generatorów z magnesami trwałymi, ale mogą istnieć inne sposoby ich klasyfikacji na podstawie określonych parametrów.

Zastosowania generatorów z magnesami trwałymi:

· Niskoobrotowe PMG z napędem bezpośrednim działają bez żadnej skrzyni biegów i szybko obracających się części, co skutkuje zwiększoną niezawodnością i doskonałą wydajnością układu napędowego.
 

· Generator może być zaprojektowany z segmentową konstrukcją stojana.Zapewnia to redundancję i umożliwia naprawę generatora w gondoli bez pełnego demontażu.Opcjonalnie nasz projekt generatora może wykorzystywać łożysko generatora jako główne łożysko turbiny, aby zintegrować układ hamulcowy turbiny z konstrukcją generatora.Korzyści to prostota, mniej komponentów, a co za tym idzie, większa niezawodność.
 

· Wraz z rosnącymi kosztami energii elektrycznej coraz większa liczba populacji szuka alternatywnego źródła energii, a generatory z magnesami trwałymi doskonale wypełniają tę lukę.Generatory te mogą również zmniejszyć obciążenie środowiska, ponieważ nie wykorzystują żadnych nieodnawialnych źródeł energii do produkcji energii elektrycznej.
 

Podczas projektowania turbin wiatrowych należy zwrócić uwagę na następujące punkty:

(1) Środowisko pracy generatora jest trudne, a generator musi charakteryzować się wysokim poziomem bezpieczeństwa i niezawodności oraz być w stanie zapobiegać deszczowi, śniegowi i pyłowi.

(2) Gdy generator jest napędzany bezpośrednio przez koło wiatrowe (pominięto powszechnie stosowaną przekładnię zwiększającą prędkość), wymagana jest niska prędkość znamionowa generatora.

(3) Początkowa prędkość wytwarzania ciśnienia generatora musi być niska, aby zmaksymalizować współczynnik wykorzystania energii wiatrowej.

(4) Moment oporu rozruchu generatora jest tak mały, jak to możliwe, dzięki czemu generator może dobrze startować przy niższej prędkości wiatru, a także poprawia się wykorzystanie energii wiatru.

Zalety generatorów z magnesami trwałymi w porównaniu z generatorami indukcyjnymi:

1. Darmowe źródło energii
Generatory z magnesami trwałymi wytwarzają energię elektryczną przy użyciu własnego magnetyzmu.Nie musisz więc płacić wysokich rachunków za prąd i oszczędzasz duży budżet.Poza tym urządzenia te nie potrzebują żadnych innych środków, które są całkiem przyjazne dla środowiska.
 
2. Niezawodna moc wyjściowa
Generatory z magnesami trwałymi nie wymagają specjalnych warunków pracy.W związku z tym mogą oferować niezawodne działanie w porównaniu z silnikami turbin wiatrowych.Ponadto generatory z magnesami trwałymi nie cierpią z powodu utraty energii, podczas gdy generatory indukcyjne zazwyczaj tracą 20-30% energii.Dodatkowo w maszynach magnetycznych nie występują wzrosty temperatury, dzięki czemu można wydłużyć żywotność łożysk.
 
3. Niska opłata za utrzymanie
Dzięki wyżej wymienionym cechom nie trzeba wydawać mnóstwa pieniędzy i czasu na konserwację generatorów z magnesami trwałymi.I nie mają pierścieni ślizgowych i szczotek, które należy sprawdzać w regularnych odstępach czasu.
 
4. Kompatybilność
Generatory z magnesami trwałymi mogą być stosowane z turbinami i generatorami diesla.
 
5. Niezwykle wysoka dyspozycyjność dzięki prostej i solidnej konstrukcji
 
6. Doskonała wydajność w całym zakresie prędkości wiatru, nawet przy częściowym obciążeniu, co skutkuje wyższą wydajnością i zwiększonymi wskaźnikami AEP.
 
7. Zoptymalizowane i dopasowane do każdej turbiny wiatrowej i środowiska, w którym będzie działać.
 
8. Wysoce użyteczna konstrukcja przyspiesza procedury konserwacyjne.Technologia PMG eliminuje części zużywające się, zapewniając mniej awarii i znacznie zmniejszając potrzebę konserwacji.
 
9. PMG w połączeniu z przetwornicą pełnej mocy zapewnia zgodność z przyszłymi przepisami dotyczącymi sieci, w tym możliwość przechodzenia przez zwarcia i 100% kompensacji mocy biernej.

Qingdao ENNENG Motor Co., Ltdjest globalnym dostawcą, który koncentruje się na generatorach z magnesami trwałymi i rozwiązaniach energooszczędnych.Dostarczamy dostosowane generatory z magnesami trwałymi o mocy od 5 kW do 2 MW odpowiednie do turbin wiatrowych, turbin wodnych i innych systemów energii odnawialnej.Dzięki dużej elastyczności i konkurencyjnym możliwościom możemy pomóc klientom w dostosowaniu ogólnego nowego rozwiązania systemu energetycznego.Zespół ENNENG dostarczył wiele generatorów dla przemysłu w Europie, Ameryce, Afryce i innych krajach i pracuje nad wieloma różnymi projektami, przy wszystkich prędkościach (od standardowej prędkości do napędu bezpośredniego).Spełniamy naszą obietnicę złożoną planecie, oferując wyłącznie produkty przynoszące korzyści dla środowiska i działając przy zerowym śladzie węglowym.