Paano nakakamit ng Permanent Magnet Generator (PMG) ang matatag na output ng kuryente sa ilalim ng mga kondisyong may baryablong bilis ng pag-ikot

Ang Permanent Magnet Generator PMG ay hindi gumagawa ng nakapirming boltahe at dalas sa sarili nitong kapag ang bilis ng pag-ikot ng shaft nito ay nagbabago. Sa isang sistema ng hangin, mikro-hydro, engine-driven, o iba pang variable-speed, ang pagbabago ng bilis ng pag-ikot ay nagbabago sa kahalumigmigan ng elektrikal na output ng generator. Ang matatag na lakas sa baterya, inverter, load bus, o grid connection ay nagmumula sa pagtrato sa Permanent Magnet Generator PMG bilang isang bahagi lamang ng isang kontroladong power-conversion system.

Mahalaga ang pagkakaiba nito sa mga remote at off-grid na proyekto. Ang nameplate ng isang generator ay maaaring ilarawan ang isang rated operating point, ngunit ang site ay gumagana sa maraming puntos. Ang praktikal na tanong ay hindi "Nagpapagawa ba ang generator ng kuryente?" kundi "Kaya ba ng buong sistema na mahuli ang nagbabagong mekanikal na kuryente, panatilihin ang kaligtasan ng mga elektrikal na limitasyon, at ipadala ang magagamit na enerhiya sa load?"

Bakit gumagalaw ang hilaw na PMG output kasama ang bilis ng pag-ikot

Ginagamit ng Permanent Magnet Generator (PMG) ang mga iman sa rotor kaysa sa hiwalay na kinukuryenteng field winding ng rotor. Habang umiikot ang rotor, ang kanyang magnetic field ay dumadaan sa mga stator winding at nag-iinduce ng AC voltage. Karaniwan, mas mataas na bilis ay nangangahulugan na mas madalas ang pagdaan ng magnetic field sa mga stator winding bawat segundo, kaya tumataas ang frequency ng output. Ang induced voltage ay karaniwang tumataas din kasama ang bilis hanggang sa marating ang mga limitasyon sa disenyo at maging ang epekto ng load.

Kaya nga ang isang variable-speed turbine ay hindi karaniwang nakakapadala ng direktang koneksyon mula sa mga terminal ng generator patungo sa isang fixed-voltage AC load. Sa mababang bilis, maaaring kulang ang voltage; sa mataas na bilis, maaaring lumampas ang voltage sa katangian ng mga kagamitan sa kabilang dulo. Ang pagbabago ng electrical load ay nagdaragdag ng isa pang layer: ang pagguhit ng kasalukuyan ay nagdudulot ng voltage drop sa mga winding at kable, samantalang ang labis na kasalukuyan ay nagpapagawa ng init.

Ang mahalagang pagwawasto ay ang variable na hilaw na output ay hindi nangangahulugan ng hindi stable na gamit na kapangyarihan. Ibig sabihin nito ang Permanent magnet generator pmg kailangan ng isang elektrikal na interface na naghihiwalay sa pagbabago ng bilis ng shaft mula sa boltahe at dalas na kailangan ng aplikasyon.

Ang kadena ng kontrol na nagpapalit ng bariabulong paggawa ng kuryente sa matatag na kapangyarihan

Sa karamihan ng mga modernong sistema na may bariabulong bilis, ang kadena ng kontrol ay may limang gawain: i-convert ang alternating current (AC) na may bariabulong dalas mula sa generator, magtatag ng isang kontroladong buffer ng enerhiya, i-regulate ang output, i-match ang magagamit na mekanikal na kapangyarihan, at protektahan ang kagamitan. Ang tiyak na istruktura ay iba-iba para sa pag-charge ng baterya, independiyenteng AC, at mga aplikasyong konektado sa grid, ngunit ang lohika ay pareho.

1. I-rectify ang output ng generator

Isang tatlong-phase Permanent Magnet Generator (PMG) ang karaniwang nagpapakain sa isang diode bridge o isang aktibong kontroladong rectifier. Ang rectification ay nagbabago ng alternating current (AC) na may bariabulong dalas patungo sa direct current (DC). Ang isang pasibong bridge ay simple, samantalang ang isang aktibong rectifier ay nagbibigay ng higit na awtoridad sa controller sa kasalukuyang daloy at torque ng generator. Walang isa sa dalawang opsyon ang nag-aalis ng pangangailangan na tukuyin ang sukat ng mga kable, thermal paths, at proteksyon para sa aktwal na operating envelope.

2. Pagpapabilis ng DC link

Pagkatapos ng pagrerektipika, ang mga capacitor—at sa ilang mga sistema ang mga baterya o isang DC/DC na yugto—ay bumubuo ng isang DC link. Ang yugtong ito ay sumisipsip ng maikling panahong ripple at nagpapahintulot sa isang controller na panatilihin ang target na saklaw ng DC voltage. Ang pananaliksik tungkol sa kontrol ng PMG–rectifier ay nagpakita ng reguladong pag-uugali ng DC-link sa iba't ibang frequency ng linya ng generator; ito ay isang halimbawa ng arkitekturang pangkontrol, hindi isang pangkalahatang setpoint ng voltage para sa bawat proyekto.

Kaya naman ang Permanent Magnet Generator (PMG) ay hindi kailangang umikot sa isang tiyak na RPM upang makita ng end user ang isang matatag na DC bus. Ang converter ay sinusubaybayan ang voltage ng bus, kasalukuyang daloy, bilis o electrical frequency, at temperatura, at pagkatapos ay binabago nito ang pag-uugali nito sa switching o loading sa loob ng pinapayagang mga limitasyon.

3. I-invert o i-convert para sa panghuling paggamit

Para sa mga sistema ng baterya, ang isang charge controller o DC/DC converter ay nagpapabuti ng kuryenteng pampag-charge at pinipigilan ang sobrang boltahe. Para sa isang nakafixed na AC load, ang isang inverter ay gumagawa ng kinakailangang boltahe at dalas mula sa DC link. Para sa mga sistema na konektado sa grid, ang mga power electronics ay sumisinkronisa sa ipinapadala nitong waveform sa grid at ipinapatupad ang mga patakaran sa koneksyon. Ang matatag na 50 Hz o 60 Hz na output ay nasa kontrol ng inverter na interface, hindi sa mga raw na terminal ng isang variable-speed Permanent Magnet Generator (PMG).

Kung paano protektahan ng load control ang parehong katatagan ng output at ang generator

Ang electrical loading ay kasabay ding mechanical loading. Kapag hinahawakan ng controller ang higit na kuryente, tumataas ang electromagnetic torque na sumasalungat sa shaft. Kapag mas kaunti ang kuryenteng hinahawakan nito, maaaring pabilisin ng prime mover ang bilis. Ito ay nagbibigay ng isang Permanent magnet generator pmg sistema ng kapaki-pakinabang na paraan ng kontrol: utusan ang kuryente ng generator upang manatili ang turbine, engine, o hydraulic runner malapit sa angkop na operating point habang nananatili ang DC bus sa loob ng kanyang payagan na saklaw.

Ang maximum-power-point tracking ay isang halimbawa. Sa bariabulong hangin, ang isang MPPT controller ay nagtataya o sinusukat ang isang angkop na operating point at ina-adjust ang electrical loading upang makapag-kolekta ng enerhiya nang hindi pinipilit ang rotor na umikot sa isang hindi epektibong bilis. Hindi ito panggagamit ng mahika: kung mababa ang supply ng hangin o ang mekanikal na input, hindi kayang likhain ng controller ang rated power. Maaari nitong gawing mas magagamit ang available na enerhiya at pigilan ang sistema na habulin ang isang hindi angkop na fixed-speed target.

Sa kabilang dulo ng saklaw, ang isang Permanent Magnet Generator (PMG) installation ay nangangailangan ng mga estratehiya laban sa overspeed at over-voltage. Depende sa prime mover at sa disenyo ng proyekto, maaaring kasali rito ang blade pitch o furling control, isang mekanikal na brake, isang diversion o dump load, mga current limits ng converter, at isang controlled shutdown. Dapat i-coordinate ng disenyo ang lahat ng mga ito; ang pagtitiwala lamang sa isang komponente para sumorbahin ang bawat abnormal na kondisyon ay hindi mabuting gawi.

Kung saan ang mga prinsipyo ng Permanent Magnet Motor (PMSM) ay umaangkop

Ang isang Permanent Magnet Motor (PMSM) at isang PMG ay may magkakaparehong electromagnetic na pundasyon na gumagamit ng permanent magnet, ngunit ang direksyon ng kanilang enerhiya ay iba. Karaniwan, ang isang PMSM ay tumatanggap ng kontroladong kuryente upang makabuo ng torque sa shaft; samantala, ang isang generator ay tumatanggap ng torque sa shaft upang makabuo ng kuryente. Ang parehong konsepto ng vector control ay may kinalaman: ang pagkontrol sa kasalukuyang daloy sa stator ay nakaaapekto sa electromagnetic torque. Sa isang sistema ng generator, ang relasyong ito ang nagpapahintulot sa converter na i-regulate ang load sa rotor.

Mahalaga ang koneksyon na ito kapag tinutukoy ang isang drive-generator package. Dapat kumpirmahin ng mga koponan sa kontrol ang sensing, mga mode ng firmware, pag-uugali sa mga error, at mga pangunahing palagay tungkol sa init—imbes na ipagpalagay na ang isang controller na nakakonfigura para sa Permanent Magnet Motor (PMSM) ay awtomatikong kakayahang mangasiwa sa operasyon bilang generator. Maaaring magkaugnay ang hardware, ngunit hindi pareho ang layunin sa operasyon at ang logic para sa proteksyon.

Ano ang dapat suriin bago tawagin ang output na “stable”

Ang isang matatag na Permanent Magnet Generator (PMG) na sistema ay dapat suriin bilang isang buong sistema, hindi lamang batay sa teknikal na datos ng generator nito. Simulan sa saklaw ng bilis at sa kurba ng torque ng pangunahing makina. Pagkatapos, idokumento ang inaasahang saklaw ng boltahe at dalas ng generator, mga rating ng rectifier o converter, mga limitasyon ng DC-link, pagbaba ng boltahe sa kable, mga limitasyon sa pagtanggap ng baterya o mga kinakailangan ng inverter, pagkonekta sa lupa, at proteksyon laban sa mga kawalan.

• Sukatin ang tunay na saklaw ng bilis: i-verify ang normal, pana-panahong hangin, pagsisimula, at mga kondisyon ng kawalan, imbes na gamitin ang isang solong nominal na RPM.
• Suriin ang mga yugto ng pagbabago nang sabay-sabay: tiyaking ang rectifier, DC link, controller, at inverter ay may magkakasamang katugmang limitasyon sa boltahe at kasalukuyan.
• Subukan ang mga hakbang ng karga: obserbahan ang pagbawi ng DC-bus, anyo ng output na alon, paglimita ng kasalukuyan, at temperatura kapag biglang nagbabago ang mga karga.
• Magplano para sa sobrang enerhiya: tukuyin kung ano ang mangyayari kapag ang mekanikal na input ay lumalampas sa karga o sa kakayahang tanggapin ng baterya.
• I-commission ang pag-install: suriin ang resistensya ng kawad, kalidad ng konektor, pag-ground, at mga setting ng kontrol; maaaring kamalian na isipin na problema ng generator ang mga pagkawala ng sistema.

Pagpili ng tamang estratehiya para sa katatagan

Wala nang pangkalahatang pakete ng kontrol para sa bawat Permanent Magnet Generator (PMG). Ang isang kompakto na sistema ng pampag-charge ng baterya ay maaaring gumamit ng rectification, isang espesyal na ginawang charge controller, at isang diversion load. Ang isang malayong AC microgrid ay maaaring kailanganin ang isang matibay na DC link, mga kontrol ng inverter, at koordinasyon ng storage. Ang isang wind system na konektado sa grid ay nangangailangan ng isang converter na idisenyo para sa synchronization, pag-uugali ayon sa grid code, at proteksyon.

Para sa mga proyektong nasa malayong lugar, pulo, bundok, at distributed-energy, ang pinakamaaasahang pag-uusap tungkol sa mga teknikal na detalye ay nagsisimula sa datos ng lokasyon: saklaw ng bilis, mekanikal na input profile, kondisyon ng kapaligiran, haba ng kable, imbakan, karga, at access sa serbisyo. Ang isang supplier na may kakayahang magdisenyo at mag-rewind batay sa partikular na aplikasyon ay makatutulong upang i-align ang voltage ng generator, bilang ng phase, thermal design, at compatibility ng controller sa mga kondisyong ito. Ang prosesong ito ang nagpapagawa ng Permanent Magnet Generator (PMG) bilang bahagi ng isang matatag na sistema ng kuryente, imbes na isang hiwalay na sangkap na inaasahang magso-solve ng bawat uri ng pagkakaiba nang mag-isa.

Kung sinusuri mo ang mga komersyal na motor na may permanenteng magnet para sa pagbebenta at kailangan mo ng isang ininhinyerong solusyon sa pagpapatakbo na nagtitiyak ng kahusayan at haba ng buhay, ang ENNENG ang iyong tiwalaan na kasosyo. Makipag-ugnayan sa ENNENG Ngayon .Kausapin ang aming teknikal na koponan ng inhinyero upang makatanggap ng isang pasadyang panukala sa pagpapatakbo.

• Whatsapp:+86 18562780228
• E-mail: [email protected]
• Telepono:  +86 532 66000559