Mukautettu 12 kW:n, 300 rpm:n pysyväismagneettigeneraattori Yhdistyneen kuningaskunnan uusiutuvan energian hankkeeseen

ENNENG valmisti mukautetun 12 kW:n kestomagneettigeneraattorin, jonka nimellispyörimisnopeus on 300 rpm, asiakkaalle Yhdistyneestä kuningaskunnasta. Laitetta suunniteltiin alhaisen nopeuden suorakäyttögeneraattoriksi, mikä on yleinen vaatimus pienimuotoisissa vesivoima- ja tuulivoimakäyttöön, joissa primäärikäyttövoiman muodostaa vesi­turbiini tai tuulipyörä, jotka toimivat huomattavasti alhaisemmassa nopeusalueessa kuin tavalliset induktiogeneraattorit.

Valmis laite on valmistettu valurautaisesta rungosta jalalla kiinnitettävällä pohjalla, tiukentetulla liitintälaatikolla ja yksipäisellä ulostuloväljäyksellä, mikä vastaa vaakasuuntaista asennusta tarkoituksena suora kytkentä turbiinin väljäykseen ilman vaihteistoa.

Miksi alhaisen nopeuden generaattorisuunnittelu on tärkeää

Vaihteiston ongelma uusiutuvan energian järjestelmissä

Monet pienet vesivoima- ja tuulivoimalaitteet käyttävät vaihteistoa, jolla nostetaan turbiinin alhainen pyörimisnopeus vastaamaan tavallisen generaattorin käyttönopeutta. Vaikka tämä ratkaisu toimii, se aiheuttaa useita pitkän aikavälin ongelmia: vaihteiston kulumista, voitelutarvetta, lisämelua sekä mekaanisen vikaantumiskohteen, joka lisää huoltokäyntien määrää, erityisesti etäisissä tai vaikeapääsyisissä asennuspaikoissa, joita tyypillisesti esiintyy hajautettujen uusiutuvan energian hankkeissa.

Generaattorin nopeuden sovittaminen primäärikäyttölaitteeseen

Pysyväismagneettigeneraattori voidaan suunnitella toimimaan tehokkaasti samalla pyörimisnopeudella kuin tuuliturbiini itse. Tämä on mahdollista, koska pysyväismagneettisen roottorin kenttä on aina läsnä, toisin kuin ulkoisesti magneetoidun generaattorin tapauksessa, joka vaatii erillisen magneetointivirran ja joka yleensä toimii parhaiten vain kapealla nopeusalueella. Vaihteiston poistaminen voiman siirtojärjestelmästä yksinkertaistaa mekaanista järjestelmää ja vähentää komponenttien määrää, joita tarvitaan huoltoa laitteen käyttöiän aikana.

Tekninen perusta: Pysyväismagneettigeneraattoriteknologia

Roottorin ja staattorin rakenne

ENNENG:n pysyväismagneettikoneissa käytetään statoria, joka on tehty piirilevystä valmistetusta silikoni-teräksestä ja jossa on kuparikäämitykset, sekä roottoria, jossa on esimagnetisoituja pysyväismagneetteja. Magneetit voivat olla joko pinnallisesti asennettuja tai sisäisesti sijoitettuja riippuen sovelluksen vaatimista vääntömomentista ja pyörimisnopeudesta. Tämä rakenne mahdollistaa tarvittavan ilmarakomagneettikentän synnyttämisen ilman ulkoista magnetointivirtaa, mikä on perusperiaate, joka yhdistää ENNENG:n pysyväismagneettimoottorit ja pysyväismagneettigeneraattorit – molemmissa käytetään samaa roottori- ja statorirakennetta, mutta energianmuunnos tapahtuu vastakkaiseen suuntaan.

Edut, jotka liittyvät Yhdistyneen kuningaskunnan asennukseen

12 kW:n ja 300 rpm:n yksikölle, joka on tarkoitettu jatkuvaksi ulkoiseksi tai osittain ulkoiseksi uusiutuvan energian palveluksi, useat suunnittelun ominaisuudet ovat suoraan merkityksellisiä:

• Ei roottorin puolen sähköisiä tappioita: Koska roottorin magneettikenttä on pysyvä eikä induktiivinen, roottorin puolella ei ole toissijaista johtavuustappiota, mikä pitää käyttölämpötilan alhaisempana kuin vastaavassa induktioperusteisessa koneessa samalla kuormalla.

• Laakerien kestoikä: ENNENG:n moottorit ja generaattorit käyttävät standardina SKF- tai FAG-laakereita, mikä mahdollistaa pidennetyt huoltovälit jatkuvatoimisessa (S1) käytössä.

• Suojaluokka ja eristysluokka: Tämän tyyppiset laitteet valmistetaan yleensä suojaluokkaan IP55 ja eristysluokkaan F, mikä tekee niistä sopivia Yhdistyneen kuningaskunnan vesivoima- ja tuulivoimapuistoissa yleisesti esiintyviin kosteus- ja lämpötilaolosuhteisiin.

• Tiukka vääntömomentti tiukassa tilassa: Koska kone on suunniteltu suorakytkeytymiseen alhaisella nopeudella, sen on tuotettava suhteellisen korkea vääntömomentti yksikkötilavuutta kohden – tämä suunnittelun vaatimus toteutetaan napamäärän ja magneettipiirin optimoinnilla, ei ulkoisten vaihteiden lisäämisellä.

Mukautettu Yhdistyneen kuningaskunnan asiakkaalle

Sovittu sivukohtainen nopeus- ja tehovaatimus

Tässä projektissa toimitettu 12 kW / 300 rpm -nimellisarvo heijastaa asiakkaan turbiinin ominaisuuksiin sovitettua erityismäärittelyä eikä standardia luettelovalintaa. ENNENG:n suunnitteluprosessi rakennevakio­magneettigeneraattoreille alkaa sivun mekaanisilla syöttöparametreillä – pyörimisnopeudella, saatavilla olevalla vääntömomentilla ja odotetulla käyttösyklillä – ennen kuin lopullistetaan napalukumäärä, käämitysrakenne ja rungon koko.

Toimitusmuoto

Generaattori toimitettiin standardilla jalalla kiinnitetyllä (tyyli B3) rungolla ja tiukentuvalla liitännösruutulla, mikä mahdollisti suoraviivaisen integroinnin asiakkaan olemassa olevaan mekaaniseen ja sähköiseen asennukseen ilman erikoiskiinnikkeen tarvetta.

Kumppanuus ENNENG:n kanssa

Alanopeudet, vaihdeton pysyväismagneettigeneraattorit ulottuvat yhden brittiläisen projektin yli: samankaltaisia konfiguraatioita käytetään pienissä vesivoimaloissa, alhaisen tuulennopeuden tuuliturbiineissa ja dieselgeneraattoreiden uusintakonversioissa, joissa mekaanisen monimutkaisuuden ja huollon vähentäminen on tärkeää. Järjestelmäintegraattoreille ja uusiutuvan energian kehittäjille, jotka arvioivat generaattorivaihtoehtoja hajautettuihin sähköntuottoprojekteihin, räätälöity tehollinen pysyväismagneettigeneraattori tarjoaa suoran vaihtoehdon vaihteiston kautta kytkettyihin induktiogeneraattoreihin, erityisesti silloin, kun huollon saavutettavuus on rajoitettu. Tämä 12 kW:n ja 300 rpm:n yksikkö, joka toimitettiin brittiläiselle asiakkaalle, heijastaa ENNENG:n lähestymistapaa, jossa generaattorin suunnittelu vastaa projektin todellisia mekaanisia syöttöolosuhteita, ja tarjoaa vaihdeton, suoraan kytketyn ratkaisun, joka on suunniteltu luotettavaksi pitkäaikaiseksi käytöksi.

Pieniä vesivoimaloita, tuulivoimaloita tai muita alhaisen kierrosnopeuden uusiutuvan energian hankkeita toteuttavat kehittäjät ja järjestelmäintegraattorit voivat ottaa yhteyttä ENNENG:n insinööritiimiin keskustellakseen räätälöityjen pysyväismagneettigeneraattorien teknisistä vaatimuksista, mukaan lukien tehomerkintä, nopeuden sovitus, jänniteulos ja mekaaniset liitännät asiakkaan tietyn turbiinin tai moottorin vaatimusten mukaisesti.

UKK

K: Voiko ENNENG toimittaa pysyväismagneettigeneraattoreita räätälöidyillä teho- ja kierrosnopeusmerkinnöillä?

V: Kyllä, merkinnät sovitetaan asiakkaan turbiinin kierrosnopeuteen ja vääntövaatimuksiin.

K: Miksi käyttää alhaisen kierrosnopeuden generaattoria sen sijaan, että käytetään vaihteistoa yhdessä standardigeneraattorin kanssa?

V: Tämä poistaa mekaanisen vikaantumiskohteen ja vähentää voimansiirron huoltoa.

K: Mitä laakerimerkkejä ENNENG:n generaattoreissa käytetään?

V: SKF- tai FAG-laakerit ovat standardina pidetyn pitkän käyttöiän varmistamiseksi.

K: Mikä suojaluokka on näissä yksiköissä standardi?

V: IP55-suojaluokka ja F-luokan eristys ovat standardi ulkona käytettäviin uusiutuvan energian sovelluksiin.

K: Onko generaattori sovelias suoraan kytkettäväksi turbiinin akseliin?

V: Kyllä, laite on suunniteltu suorakytkeytystä varten ilman välityslaitepäästöä.