Isang Wind Site na Hindi Kumita Ng Inaasahan
Ang isang maliit na installer ng wind ang nagspec ng isang generator na may rating na 12 kW sa 400 rpm, ngunit natuklasan nila na ang yunit ay nagbigay ng malaki ang kulang sa nasabing rating sa isang site kung saan ang rotor ay karamihan ay gumagalaw sa pagitan ng 250 at 350 rpm. Totoo ang nakalagay sa nameplate, ngunit ang Permanent Magnet Generator ay bihira talagang tumatakbo sa punto kung saan ang nasabing numero ay nalalapat. Ang pagbabago ng paraan ng pagbili—na nakatuon sa bilis na hanay, hindi sa pinakamataas na bilis—ay nagdulot ng pagtaas sa taunang enerhiya ng halos isang ikaanim na bahagi nang hindi binabago ang turbine.
Mga Buwan Na May Mababang Hangin
Sa panahon ng mababang hangin, ang rotor ay naka-istay sa halos 280 rpm, kung saan ang Permanent Magnet Generator ay gumagawa ng mas mababang voltage at ang controller ay nag-cut ng output upang protektahan ang bus. Ang operator ay nabasa ang label na 12 kW at inakala na may kahinaan, samantalang ang makina ay simpleng nasa labas ng pinakamahusay na kahusayan nito. Ang pag-log ng rpm kasama ang output ay nagpakita ng tunay na working range, na hindi kailanman inilarawan sa orihinal na spec.
Ang Kurba Na Hindi Sumunod
Ang kurba ng generator ay umpeak sa 400 rpm, ngunit ang distribusyon ng hangin sa lugar ay nakasentro malapit sa 300 rpm, kaya ang average ay malayo sa pinakamainam na punto. Isang Permanent Magnet Generator na na-match sa aktwal na speed histogram ay sana ay na-wind para sa bandang iyon imbes na sa marketing point. Pagkatapos i-re-match ang generator sa rotor, ang parehong tower ay nag-produce ng higit na enerhiya sa buong taon nang walang karagdagang hardware.
Paano Binubuo ng Bilis ang Output
Ang Henerador na may Permanenteng Magnet ay nag-uugnay ng boltahe at dalas sa bilis ng tangkay, kaya ang pag-alis mula sa disenyo na punto ay nagbabago sa lakas at mga pagkawala. Hindi maiiwasan ang epekto, ngunit ito ay maipapredik, at ang isang mamimili na nagbabasa ng kurba ay nakaiwas sa pagbabayad para sa isang tuktok na hindi kailanman nararating ng operasyon.
Ugnayan ng boltahe at dalas
Dahil ang larangang magnetiko ay nagmumula sa permanenteng magnet, ang terminal na boltahe ay tumataas kasama ang bilis, at ang nakaugnay na inverter ay dapat pamahalaan ang isang lumalawak na saklaw. Ang Henerador na may Permanenteng Magnet sa mababang rpm ay gumagawa ng mas mababang boltahe, kaya ang tagapagkontrol ay maaaring mag-limit o maglihis ng regulasyon, na nagpapabawas sa ipinadalang lakas. Sa mataas na rpm, ang boltahe ay tumataas at nagdudulot ng stress sa mga aparato, kaya ang saklaw ng bilis, hindi isang solong numero, ang naglalarawan sa gumaganang makina. Kaya, ang Henerador na may Permanenteng Magnet ay nangangailangan ng isang inverter na may rating para sa buong saklaw ng boltahe, dahil ang pag-limit sa pinakataas na dulo ay itinatapon ang eksaktong enerhiya na kinita ng pook mula sa isang ihip ng hangin. Ang tagapagkontrol, hindi ang rotor, ang nagtatakda kung gaano karami ng saklaw ng bilis ang nananatiling magagamit.
Mga Kawalan sa Buong Saklaw ng Bilis
Ang mga kawalan sa bakal ay tumataas kasama ang dalas, kaya ang isang Permanent Magnet Generator na tumatakbo nang mabilis ay nagpapasa ng higit pang kawalan sa core, samantalang ang mga kawalan sa tanso ay sumusunod sa kasalukuyang kinukuha ng karga. Ang balanse ay nagbabago depende sa bilis, kaya ang kahusayan ay umaabot sa pinakamataas na punto nito sa isang tiyak na bilis at bumababa kapag lumalampas o bumababa sa punto na iyon. Ang pagbabasa sa paghahati ng mga kawalan sa buong saklaw ay nagpapaliwanag kung bakit maaaring 94 porsyento ang kahusayan ng isang yunit sa 400 rpm at halos 88 porsyento naman sa 250 rpm. Ang isang Permanent Magnet Generator na na-tune sa histogram ng lokasyon ay panatag na pinapanatili ang parehong uri ng kawalan sa loob ng mga oras kung saan ito talagang tumatakbo, kaya ang taunang produksyon nito ay mas mataas kaysa sa isang mas mataas na rated na makina na bihira lang umabot sa pinakamataas nitong kahusayan. Ang kurba ng kahusayan, hindi ang label nito, ang dapat magbigay-daan sa pagbili.
Bakit Ganito Kabilang ang Pag-uugali ng Permanent Magnet Generator
Ang pag-uugali ay sumusunod sa nakatakda na field at sa mga konstante ng makina, hindi sa isang kakaibang pag-uugali ng kontrol. Ang isang Permanent Magnet Generator na may kilalang flux at winding ay nagpapakita ng kanyang pagkabatay sa bilis sa pamamagitan ng back-EMF at mga termino ng pagkawala na dapat ipahayag ng anumang kwalipikadong datasheet, at ang mga terminong iyon ang nagsasabi ng tunay na taunang yield.
Flux at Back-EMF
Ang mga magnet ay nagtatakda ng isang nakatakda na flux, kaya ang back-EMF ay direktang umaayon sa bilis, at ang inverter ay kailangang mag-buck o mag-boost upang panatilihin ang bus. Ang isang Permanent Magnet Generator na may mataas na flux ay gumagawa ng malakas na boltahe sa mataas na bilis ngunit nag-iwan ng kaunti lamang na margin sa pinakataas na dulo, samantalang ang mababang flux ay nagpapagaan sa inverter ngunit pinalalabo ang output sa mababang bilis. Ang pagpili ng flux ay ang pangunahing kompromiso na nagtatakda kung saan matatagpuan ang tuktok ng kahusayan.
Magnetic at Winding Losses
Ang mga pagkawala dahil sa eddy at hysteresis sa core ay tumataas kasama ang electrical frequency, kaya ang isang Permanent Magnet Generator na tumatakbo nang lampas sa kanyang band ay nagpapainit sa bakal nang hindi nagdaragdag ng output. Ang pagkawala sa winding ay sumusunod sa load current, na kinokontrol ng turbine power sa bawat bilis. Ang pagtugma ng magnetic design sa site histogram ay nagpapanatili ng maliit na parehong termino ng pagkawala sa buong oras na aktwal na tumatakbo ang makina.
Pagtutugma at Pagprotekta
Ang kabayaran ay nasa pagtutugma ng generator sa speed distribution, at pagkatapos ay protektahan ito sa mga ekstremo. Ang isang Permanent Magnet Generator na pinili para sa tunay na working range, hindi sa brochure peak, ay nagbibigay ng mas maraming enerhiya bawat dolyar at mas mahabang, mas tahimik na buhay sa field.
Pagsizing sa Speed Band
Gumawa ng pagpili mula sa histogram ng rpm ng rotor, hindi sa rated point, at humingi ng kurbang kahusayan sa buong saklaw na iyon. Ang isang Permanent Magnet Generator na sinukat para sa sentral na bilis ng lokasyon ay nagbibigay ng higit na taunang enerhiya kaysa sa isang naka-tune sa isang peak na bihira lang bigyan ng hangin. Kumpirmahin na ang rating ng inverter ay sumasakop sa hanay ng boltahe mula mababa hanggang overspeed upang ang controller ay hindi kailanman mag-clipping sa kapaki-pakinabang na output.
Pamamahala at Pag-iingat sa Overspeed
Sa overspeed, tumataas ang boltahe at dalas, kaya ang inverter at pampigil na sistema ay dapat limitahan ang bus at protektahan ang winding. Ang isang Permanent Magnet Generator ay nangangailangan ng kontroladong daanan para sa pagpapahinto at isang pitch o pampigil na sistema na sukat para sa gust, dahil ang fixed field ay hindi maaaring i-switch off tulad ng isang excited rotor. I-log ang trend ng bilis at temperatura, at gawin ang serbisyo sa daanan ng pampigil sa takdang panahon na itinakda ng pamantayan ng turbine. Ang isang Permanent Magnet Generator na na-log at na-brake ayon sa iskedyul ay maiiwasan ang mga dramatikong kabiguan na nagbibigay ng masamang pangalan sa teknolohiya matapos ang isang bagyo.
Mga Madalas Itanong
Tanong: Bakit nagbabago ang kahusayan ng Permanent Magnet Generator depende sa bilis?
Ang permanent-magnet field ay nakakabit sa daloy, kaya ang terminal voltage at frequency ay umaayon sa bilis ng shaft, at ang balanse ng mga pagkawala ay nagbabago kasama nito. Ang Permanent Magnet Generator ay tumatakbo malapit sa pinakamataas na kahusayan nito sa idinisenyong rpm ngunit bumababa kapag lumalabas sa hanay na iyon dahil sa pagbabago ng core at copper losses. Ang pagbasa sa kurba sa buong aktwal na hanay ng bilis ay nagpapakita ng tunay na average, hindi lamang ang isang punto na nakasaad sa nameplate.
Tanong: Laging mas mainam ba ang mas mataas na rated speed?
Hindi, dahil maaaring bihira lang abotin ng lokasyon ang bilis na iyon, kaya ang makina ay kadalasang gumagana sa ibaba ng pinakamataas nitong kahusayan sa karamihan ng oras. Ang Permanent Magnet Generator na may rating na 400 rpm ngunit kadalasang tumatakbo sa 300 rpm ay nagbibigay ng mas kaunti ng enerhiya bawat taon kaysa sa isang unit na na-optimized para sa 300 rpm. Pumili mula sa histogram ng rotor speed, at humingi ng impormasyon tungkol sa kahusayan sa buong hanay imbes na umasa lamang sa peak rating.
Tanong: Anong mga pamantayan ang nalalapat sa generator?
Ang IEC 60034-1 ay sumasaklaw sa pagganap at pagsusulit ng mga umiikot na makina, samantalang ang IEC 61400 ay tumutukoy sa mga generator ng wind turbine at sa kanilang pag-uugali sa grid. Ang isang Permanent Magnet Generator para sa hangin ay dapat sumunod sa parehong pamantayan, at ang IEEE 1547 ang nangangasiwa sa pagkakabit sa grid kung saan ang yunit ay nagpapadala ng kuryente sa network. Banggitin ang mga ito upang tiyakin na ang supplier ay magdadala ng isang nasusuri nang husto na makina, hindi lamang ng isang mukhang kredible na label.
Tanong: Paano nakasasama ang mabagal na bilis sa output?
Sa mababang rpm, ang Permanent Magnet Generator ay gumagawa ng mas kaunting back-EMF, kaya ang inverter ay maaaring i-cut o i-slip ang regulasyon upang protektahan ang bus, na kumukutkot sa ipinapadalang kapangyarihan. Ang core ay nawawalan din ng mas kaunti, ngunit ang pagbaba sa kapaki-pakinabang na boltahe ay lalong lumalampas sa gantimpala nito para sa karamihan ng mga lokasyon. Ang pag-aayos ng winding sa mababang dulo ng hanay ay panatilihin ang controller sa loob ng saklaw nito sa buong tahimik na mga buwan na kumakatawan sa karamihan ng taon.
Tanong: Ano ang nangangalaga sa generator sa sobrang bilis?
Ang nakapirming field ay hindi maaaring i-off, kaya ang isang pitch system o brake ang dapat na mag-limit sa bilis ng rotor at ang inverter ang dapat na mag-clamp sa bus. Ang isang Permanent Magnet Generator ay nangangailangan ng isang kontroladong stop path na sukat para sa gust ng site, dahil ang voltage at frequency ay tumataas kasama ang bilis at nagpapabigat sa mga device. Panatilihing maayos ang braking path sa bawat interval na itinakda ng standard ng turbine, at i-log ang mga trend ng bilis at temperatura.
Tanong: Maaari bang gamitin ang isang generator sa isang site na may variable speed?
Oo, kung pipiliin ito sa buong working band imbes na sa isang solong punto, dahil ang Permanent Magnet Generator ay gumagana nang maayos sa isang saklaw kapag ang winding at flux ay na-tune para dito. Humiling ng efficiency curve sa buong histogram at ikumpirma na sakop ng inverter ang buong voltage span. Ang isang makina na na-matched sa tunay na distribution ay mas mahusay kaysa sa isang mas mataas na rated na makina na bihira lang umaabot sa kanyang peak.
EN
