Vēja vieta ar zemāku nekā paredzēto ražīgumu
Mazas vēja enerģijas uzstādītājs izvēlējās ģeneratoru ar nominālo jaudu 12 kW pie 400 apgr./min., bet konstatēja, ka šis vienības reālā jauda bija ievērojami zemāka vietā, kur rotoram lielāko daļu stundu bija ātrums starp 250 un 350 apgr./min. Uzrakstītā vērtība bija patiesa, taču pastāvīgā magnēta ģenerators reti darbojās ātrumā, kurā šī vērtība bija spēkā. Ja iegāde tika pārformulēta, balstoties uz ātruma diapazonu, nevis uz maksimālo jaudu, gada enerģijas ražošana palielinājās aptuveni par sesto daļu, neizmainot vēja turbīnu.
Zema vēja mēneši
Zemu vēja sezonā rotors darbojās aptuveni 280 apgriezienu minūtē, kur pastāvīgā magnēta ģenerators radīja zemāku spriegumu, un vadības ierīce ierobežoja izvadi, lai aizsargātu barošanas līniju. Operators lasīja uzrakstu „12 kW” un pieņēma, ka ir notikusi avārija, kamēr iekārta vienkārši darbojās ārpus savas optimālās efektivitātes jomas. RPM un izvades reģistrēšana parādīja patieso darba diapazonu, ko sākotnējā specifikācija nekad nebija aprakstījusi.
Līkne, kas nesakrita
Ģeneratora līkne sasniedza maksimumu 400 apgriezienu minūtē, taču vietnes vēja sadalījums koncentrējās aptuveni 300 apgriezienu minūtē, tāpēc vidējais rādītājs bija tālu no optimālā punkta. Pastāvīgā magnēta ģenerators, kas pielāgots faktiskajam ātruma histogrammai, būtu vijums izveidots šim diapazonam, nevis tirgotāju norādītajam punktam. Pēc ģeneratora atkārtotas pielāgošanas rotoram tā pati tornis gadā ražoja vairāk enerģijas bez papildu aprīkojuma.
Kā ātrums ietekmē izvadi
Pastāvīgā magnēta ģenerators saista spriegumu un frekvenci ar vārpsta apgriezienu skaitu, tāpēc novirze no projektētā punkta maina gan jaudu, gan zudumus. Šis efekts ir nenovēršams, bet prognozējams, un pircējs, kurš izlasa līkni, izvairās no maksāšanas par maksimālo jaudu, kuru ekspluatācijas režīms nekad nepanāk.
Sprieguma un frekvences saiste
Tā kā magnētiskais lauks rodas no pastāvīgajiem magnētiem, termināļu spriegums palielinās kopā ar ātrumu, un saistītais inverters ir jāpielāgo arvien plašākam diapazonam. Zemākos apgriezienos pastāvīgā magnēta ģenerators rada mazāku spriegumu, tāpēc vadības ierīce var samazināt vai zaudēt regulēšanu, samazinot piegādāto jaudu. Augstākos apgriezienos spriegums palielinās un pārslodz ierīces, tāpēc darba mašīnas darbības diapazonu nosaka ne viens konkrēts apgriezienu skaitlis, bet gan ātruma diapazons. Tāpēc pastāvīgā magnēta ģeneratoram nepieciešams inverters, kas paredzēts visam sprieguma diapazonam, jo augšējā robežā notiekošais sprieguma samazinājums tieši izmet to enerģiju, ko vietne ieguvusi no vēja brāzmas. Darbības diapazona lietderīgo daļu nosaka vadības ierīce, nevis rotors.
Zaudējumi visā ātruma diapazonā
Dzelzs zaudējumi pieaug ar frekvenci, tāpēc pastāvīgā magnēta ģenerators, kas darbojas augstā ātrumā, izkliedē vairāk enerģijas kodolā, kamēr vara zaudējumi atkarīgi no strāvas, ko patērē slodze. Līdzsvars mainās atkarībā no ātruma, tāpēc lietderības koeficients sasniedz maksimumu noteiktā punktā un samazinās abās tā pusēs. Zaudējumu sadalījuma izlasīšana pa visu diapazonu parāda, kāpēc vienība var būt 94 procentu efektīva 400 apgr./min un aptuveni 88 procentu efektīva 250 apgr./min. Pastāvīgā magnēta ģenerators, kas pielāgots vietnes histogrammai, tur abus zaudējumu veidus mazus stundās, kad tas faktiski darbojas, tāpēc gada raža pārsniedz augstākas jaudas iekārtas ražu, kura reti sasniedz savu maksimālo efektivitāti. Iegādei jābalstās uz efektivitātes līkni, nevis uz marķējumu.
Kāpēc pastāvīgā magnēta ģenerators rīkojas tik labi
Uzvedība izriet no fiksētā lauka un mašīnas konstantēm, nevis no vadības īpatnībām. Pastāvīgo magnētu ģenerators ar zināmu plūsmu un tinumiem atklāj savu ātruma atkarību caur pret-EMF un zudumu lielumiem, ko jebkura kompetenta datu lapa būtu jānorāda, un tieši šie lielumi nosaka patieso gadalaicīgo ražu.
Plūsma un pret-EMF
Magnēti nodrošina fiksētu plūsmu, tāpēc pret-EMF tieši mainās atkarībā no ātruma, un invertoram ir jāsamazina vai jāpalielina barošanas spriegums, lai uzturētu barošanas līnijas spriegumu. Pastāvīgo magnētu ģenerators ar augstu plūsmu ātruma pieaugumā rada spēcīgu spriegumu, bet augšējā ātruma robežā paliek maz rezerves, kamēr zema plūsma vieglina invertora slodzi, taču vājina zema ātruma izejas jaudu. Plūsmas izvēle ir galvenais kompromiss, kas nosaka, kur atrodas efektivitātes maksimums.
Magnetiskie un tinumu zudumi
Ērda un histērēzes zudumi kodolā palielinās ar elektrisko frekvenci, tāpēc pastāvīgo magnētu ģenerators, kas darbojas virs savas darba joslas, silda dzelzi, neuzlabojot izvadi. Tinumu zudumi atkarīgi no slodzes strāvas, ko katrā ātrumā nosaka turbīnas jauda. Magnētiskā dizaina pielāgošana vietnes histogrammai nodrošina abu zudumu minimizāciju stundās, kad iekārta faktiski darbojas.
Pielāgošana un aizsardzība
Atmaksa rodas, ģeneratoru pielāgojot ātrumu sadalījumam un pēc tam aizsargājot to galējos gadījumos. Pastāvīgo magnētu ģenerators, kas izvēlēts reālajai darba diapazonam, nevis kataloga maksimālajai vērtībai, nodrošina lielāku enerģijas daudzumu par dolāru un ilgāku, mierīgāku ekspluatācijas laiku terēnā.
Izmērošana pēc ātrumu joslas
Veidojiet izvēli no rotoru apgriezienu minūtē histogrammas, nevis no nominālā punkta, un pieprasiet efektivitātes līkni šajā diapazonā. Pastāvīgā magnēta ģenerators, kas uzvīts vietnes centrālajai ātrumam, nodrošina vairāk gada enerģijas nekā ģenerators, kas pielāgots maksimālajam ātrumam, ko vējš reti nodrošina. Apstipriniet, ka invertora jaudas parametri aptver sprieguma diapazonu no zemā līdz pārātrinātam, lai vadības ierīce nekad neierobežotu noderīgo izvadi.
Vadība un pārātrinājuma uzraudzība
Pārātrinājuma režīmā spriegums un frekvence palielinās, tāpēc invertoram un bremzēm ir jāierobežo barošanas līnijas spriegums un jāaizsargā tinumi. Pastāvīgā magnēta ģeneratoram nepieciešams kontrolēts apstāšanās process un pieskares vai bremzēšanas sistēma, kas izmērota pēc vēja brāzmas, jo pastāvīgais magnētiskais lauks nevar tikt izslēgts kā eksitēta rotora gadījumā. Reģistrējiet ātruma un temperatūras tendences un veiciet bremzēšanas ceļa apkopi saskaņā ar turbīnas standarta noteikto intervālu. Pastāvīgā magnēta ģenerators, kas tiek reģistrēts un bremzēts noteiktajos termiņos, izvairās no dramatiskām avārijām, kas pēc vētra rada tehnoloģijai negatīvu reputāciju.
Bieži uzdotie jautājumi
Jautājums: Kāpēc pastāvīgā magnēta ģeneratora lietderības koeficients mainās atkarībā no ātruma?
Pastāvīgā magnēta lauks fiksē plūsmu, tāpēc termināla spriegums un frekvence mainās proporcionāli vārpstas ātrumam, un zudumu līdzsvars arī pārvietojas kopā ar tiem. Pastāvīgā magnēta ģenerators darbojas tuvu savam lietderības koeficienta maksimumam projektētajā apgriezienu skaitā minūtē, tačau lietderības koeficients samazinās abās pusēs, jo kodola un vara zudumi mainās. Līknes izlasīšana pa faktisko ātrumu diapazonu parāda patieso vidējo vērtību, nevis vienpunkta vērtību, kas norādīta uz tehniskās datu plāksnītes.
Jautājums: Vai augstāks nominālais ātrums vienmēr ir labāks?
Nē, jo objektā ātrums var sasniegt šo vērtību ļoti reti, tādējādi mašīna lielāko daļu laika darbosies zem savas maksimālās efektivitātes. Pastāvīgā magnēta ģenerators, kas deklarēts 400 apgr/min, bet lielāko laiku darbojas pie 300 apgr/min, nodrošina mazāku gadalaiku enerģijas ražošanu nekā ģenerators, kas pielāgots 300 apgr/min. Izvēlieties no rotorā novēroto ātrumu histogrammas un prasiet efektivitātes vērtības visā ātrumu diapazonā, nevis uzticieties tikai maksimālajai efektivitātes vērtībai.
Jautājums: Uz kuriem standartiem attiecas ģenerators?
IEC 60034-1 attiecasas rotējošo mašīnu veiktspējai un pārbaudei, kamēr IEC 61400 attiecas uz vēja turbīnu ģeneratoriem un to tīkla uzvedību. Vēja ģeneratoram ar pastāvīgajiem magnētiem jāatbilst abām normām, un IEEE 1547 regulē tīkla savienojumu, kad iekārta piegādā enerģiju tīklam. Atsaucieties uz šīm normām, lai piegādātājs nodrošinātu pārbaudītu iekārtu, nevis tikai ticamu marķējumu.
Jautājums: Kā zems apgriezienu skaits kaitē iznākošajai jaudai?
Zemās rpm vērtībās pastāvīgo magnētu ģenerators rada mazāku pret-EMF, tāpēc inverters var samazināt vai novirzīt regulēšanu, lai aizsargātu barošanas līniju, samazinot piegādāto jaudu. Serdes zudumi arī samazinās, taču noderīgā sprieguma kritums pārsver šo ieguvumu lielākajai daļai vietu. Apvijuma pielāgošana joslas zemākajam galam ļauj vadības ierīcei palikt darba diapazonā klusajos mēnešos, kas aizņem lielāko gadalaiku.
Jautājums: Kas aizsargā ģeneratoru pārātrināšanas gadījumā?
Fiksēto lauku nevar izslēgt, tāpēc griežamās daļas ātrumu jāierobežo ar slīpuma sistēmu vai bremzi, un invertoram jāierobežo barošanas līnija. Pastāvīgā magnēta ģenerators prasa kontrolētu apstāšanās ceļu, kas izmērots atbilstoši vietējam vēja pūšanai, jo spriegums un frekvence pieaug kopā ar ātrumu un ietekmē ierīces. Bremzēšanas ceļu jāapkopojam saskaņā ar turbīnas standarta noteikto intervālu un jāreģistrē ātruma un temperatūras tendences.
Jautājums: Vai viens ģenerators var piemēroties mainīgā ātruma vietnei?
Jā, ja to izvēlas visā darba josla, nevis vienā punktā, jo pastāvīgā magnēta ģenerators rāda labu veiktspēju visā diapazonā, kad tinumi un plūsma ir tam pielāgoti. Pieprasiet efektivitātes līkni pēc histogrammas un pārbaudiet, vai invertors aptver sprieguma diapazonu. Mašīna, kas pielāgota reālajai sadalei, sniedz labākus rezultātus nekā augstākas jaudas mašīna, kura reti sasniedz savu maksimālo jaudu.
EN
