Vlastný trvalý magnetický generátor 12 kW, 300 ot/min pre obnoviteľný energetický projekt v Spojenom kráľovstve

Spoločnosť ENNENG dokončila výrobu prispôsobeného trvalým magnetom poháňaného generátora s výkonom 12 kW a menovitými otáčkami 300 rpm pre zákazníka zo Spojeného kráľovstva. Jednotka bola navrhnutá ako nízkootáčkový priamo poháňaný generátor – konfigurácia, ktorá sa často vyžaduje pri malých hydroelektrárnych a veterných elektrárňach, kde primárny pohonný stroj (vodná turbína alebo veterné koleso) pracuje pri výrazne nižších otáčkach, než je bežné pri štandardných indukčných generátoroch.

Hotová jednotka má rám z liatiny s nožnou montážou, uzavretú svorkovnicu a výstupný hriadeľ na jednom konci, čo zodpovedá horizontálnej inštalácii určenej na priame spojenie s hriadeľom turbíny namiesto použitia zvýšovacej prevodovky.

Prečo je dôležitý návrh nízkootáčkového generátora

Problém s prevodovkou v systémoch obnoviteľnej energie

Mnoho malých vodných a veterných systémov závisí od prevodovky na zvýšenie nízkej otáčkovej rýchlosti turbíny tak, aby zodpovedala prevádzkovej rýchlosti štandardného generátora. Hoci tento usporiadanie je funkčné, spôsobuje niekoľko dlhodobých problémov: opotrebovanie ozubenia, požiadavky na mazanie, dodatočný hluk a mechanický bod zlyhania, ktorý zvyšuje počet údržbových návštev, najmä na odľahlých alebo ťažko prístupných inštalačných miestach, typických pre distribuované projekty obnoviteľných zdrojov energie.

Prispôsobenie rýchlosti generátora pohonnej sile

Generátor s trvalými magnetmi sa dá navrhnúť tak, aby efektívne pracoval pri rovnakej otáčkovej rýchlosti ako turbína sama. To je možné preto, lebo magnetické pole rotora s trvalými magnetmi je vždy prítomné, na rozdiel od generátora s vonkajším budením, ktorý závisí od samostatného budiaceho prúdu a zvyčajne dosahuje najlepší výkon len v úzkom pásme otáčok. Odstránenie prevodovky z pohonnej sústavy zjednodušuje mechanický systém a znižuje počet komponentov, ktoré vyžadujú údržbu počas prevádzkového životného cyklu zariadenia.

Inžiniersky základ: Technológia generátorov s trvalými magnetmi

Konštrukcia rotora a statora

Trvalé magnetické stroje spoločnosti ENNENG využívajú stator zostavený z laminácií zo silikónovej ocele s medenými vinutiami a rotor s predmagnetizovaným trvalým magnetickým materiálom, ktorý je usporiadaný buď v povrchovej alebo vnútornej konfigurácii podľa požiadaviek na krútiaci moment a rýchlosť aplikácie. Táto štruktúra umožňuje stroju generovať potrebné magnetické pole v vzduchovom medzere bez vonkajšieho budiacieho prúdu, čo je základný prevádzkový princíp zdieľaný medzi trvalomagnetickými motormi a trvalomagnetickými generátormi spoločnosti ENNENG – rovnaká architektúra rotora a statora, ktorá pracuje v opačnom režime energového premenovania.

Výhody relevantné pre inštaláciu vo Veľkej Británii

Pre jednotku s výkonom 12 kW a otáčkami 300 rpm určenú na nepretržitý vonkajší alebo polovonkajší provoz v oblasti obnoviteľných zdrojov energie je niekoľko návrhových charakteristík priamo relevantných:

• Žiadne elektrické straty na strane rotora: Keďže magnetické pole rotora je trvalé a nie indukované, na strane rotora nevznikajú sekundárne straty v vodičoch, čo udržiava prevádzkovú teplotu nižšiu ako u zodpovedajúceho stroja založeného na indukcii za rovnakého zaťaženia.

• Životnosť ložísk: Motory a generátory spoločnosti ENNENG štandardne používajú ložiská značiek SKF alebo FAG, ktoré umožňujú predĺžené intervaly údržby pri nepretržitej prevádzke (režim S1).

• Stupeň ochrany a izolácie: Tieto jednotky sa zvyčajne vyrábajú so stupňom ochrany IP55 a izoláciou triedy F, čo je vhodné pre premenné podmienky vlhkosti a teploty, ktoré sú bežné na britských hydroelektrárnych a veterných elektrárňach.

• Kompaktná krútiaca momentová hustota: Keďže stroj je navrhnutý na priame pripojenie pri nízkej rýchlosti, musí vytvárať relatívne vysoký krútiaci moment na jednotku objemu – tento požiadavka na návrh sa dosahuje optimalizáciou počtu pólov a magnetickej slučky, nie pridaním vonkajších prevodov.

Prispôsobenie pre britského zákazníka

Prispôsobenie požiadaviek na rýchlosť a výkon špecifického miesta

Hodnoty 12 kW/300 ot/min dodané pre tento projekt odrážajú špecifikáciu prispôsobenú charakteristikám turbíny zákazníka, nie štandardný katalógový výber. Inžiniersky proces ENNENG pre špeciálne trvalé magnetické generátory začína mechanickými vstupnými parametrami miesta – otáčkami, dostupným krútiacim momentom a očakávaným režimom prevádzky – pred konečným určením počtu pólov, návrhu vinutia a veľkosti rámu.

Formát dodania

Generátor bol dodaný so štandardným nožným upevnením (typ B3) a tesnou rozvádzačovou skrinkou, čo umožňuje priame začlenenie do existujúcej mechanickej a elektrickej inštalácie zákazníka bez potreby špeciálneho upevňovacieho adaptéru.

Spolupracujte s ENNENG

Generátory s trvalými magnetmi bez prevodovky pre nízke otáčky sa využívajú nielen v jednom britskom projekte, ale aj v malých hydroelektrárnych systémoch, veterných elektrárňach pre oblasti s nízkou rýchlosťou vetra a pri modernizácii dieselových generátorov, kde je prioritou zníženie mechanickej zložitosti a údržby. Pre systémových integrátorov a vývojárov obnoviteľných zdrojov energie, ktorí hodnotia možnosti generátorov pre distribuované energetické projekty, ponúka špeciálne navrhnutý generátor s trvalými magnetmi priamu alternatívu ku indukčným generátorom so spojkou prevodovky, najmä v prípadoch, keď je prístup na údržbu obmedzený. Tento 12 kW generátor s otáčkami 300 rpm dodaný britskému zákazníkovi odzrkadľuje prístup spoločnosti ENNENG, ktorý spočíva v prispôsobení návrhu generátora skutočným mechanickým vstupným podmienkam projektu a poskytovaní riešenia bez prevodovky s priamym pripojením, ktoré je konštruované pre spoľahlivý dlhodobý prevádzkový režim.

Vývojári a systémoví integrátori pracujúci na malých vodných elektrárňach, veterných elektrárňach alebo iných projektoch obnoviteľných zdrojov energie s nízkou rýchlosťou môžu kontaktovať technický tím spoločnosti ENNENG, aby diskutovali o špecifikáciách prispôsobených trvalých magnetových generátorov, vrátane výkonového rozsahu, prispôsobenia rýchlosti, výstupného napätia a požiadaviek na mechanické rozhranie pre váš konkrétny turbínový alebo pohonný stroj.

Často kladené otázky

Q: Môže spoločnosť ENNENG dodávať trvalé magnetové generátory s prispôsobeným výkonom a rýchlosťou?

A: Áno, výkonové parametre sa prispôsobujú rýchlosti a krútiacemu momentu zákazníkovej turbíny.

Q: Prečo používať generátor s nízkou rýchlosťou namiesto prevodovky so štandardným generátorom?

A: Odstraňuje sa mechanický bod poruchy a zníži sa údržba v pohonnej sústave.

Q: Aké značky ložísk sa používajú v generátoroch spoločnosti ENNENG?

A: Štandardne sa používajú ložiská značiek SKF alebo FAG na predĺženie životnosti.

Q: Aká je štandardná ochranná trieda týchto jednotiek?

A: Štandardná ochranná trieda IP55 s izoláciou triedy F je určená pre vonkajšie aplikácie v oblasti obnoviteľných zdrojov energie.

Q: Je generátor vhodný na priame pripojenie k turbínovému hriadeľu?

A: Áno, jednotka je navrhnutá na priame pripojenie bez medzizubového prevodového mechanizmu.