Выводы применительно к индивидуальному заданию.

Описание выбранной конструкции

В соответствии с исходными данными мощность ветрогенератора 7 кВт. Таким образом проектируемый ветрогенератор относится к классу А и может использоваться в качестве автономной ВЭУ, не подключенной к единой энергосистеме, в качестве дублера любого другого генератора либо в сочетании с другими энергетическими установками в качестве компонента комбинированной системы электроснабжения.

Ветрогенераторы такого уровня мощности используют для генерирования переменного тока.

В настоящее время наибольшее распространение получили горизонтально-осевые пропеллерные ВЭУ, использующие подъемную силу лопасти. Коэффициент использования энергии ветра в таких установках 0,35-0,45, они имеют достаточный пусковой момент и легко раскручиваются, включаясь в работу при скоростях ветра 3-5 м/с. На рисунке представлена схема такой ВЭУ.

Данный ветродвигатель пропеллерного типа содержит обычный механический редуктор (РД) и асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором.

Характеристика компонентов, входящих в проектируемую ветроэлектрическую установку:

· В качестве ветроколеса, преобразующего энергию набегающего ветрового потока, принимаем горизонтально-осевую трехлопастную конструкцию, профиль лопасти типа «Эсперо» пятнадцати процентной толщины.

· В качестве мультипликатора, повышающего частоту вращения ветроколеса и обеспечивающего согласование с оборотами генератора, применим повышающий редуктор.

· Для надежного останова работающего ветродвигателя планируется использовать в качестве тормозного устройства лебедку, выводящую хвост из-под ветра..

· Башня, на которой установлено ветроколесо тип А.

· Для ориентации горизонтально-осевого ветродвигателя на направление ветра используем активную систему при помощи хвостового оперения.

· Для регулирования ветродвигателя предполагаем использование центробежной системы регулирования.

· Выбираем принцип стабилизации частоты генератора применением асинхронного двигателя с регулируемым емкостным возбуждением (ЕСВ), применение этого принципа эффективно для ВЭУ малой и средней мощности.

· Оптимизацию режимов емкостного пуска и компенсации реактивной мощности асинхронного генератора (АГ) предполагается обеспечить выбором параметров конденсаторной батареи КБ. Выполнение конденсаторной батареи на базе конденсаторов на пропиленовой пленке с удельной массой 0,35 кг/квар обеспечит минимальные габариты и массу этих устройств.

· Для повышения эффективности асинхронного генератора канденсаторную батарею включим в цепь ротора. Для улучшения эксплуатационных свойств АГ в цепь статора дополнительно могут включаться конденсаторы последовательно или параллельно с нагрузкой.

Выбранный метод расчета

Для проведения аэродинамического расчета ветротурбины используем методику построения численным методом аэродинамических характеристик с заданными геометрическими параметрами профиля лопасти.

Геометрические параметры профиля лопасти типа «Эсперо» представлены на рисунке.

Аэродинамические характеристики профиля типа «Эсперо» пятнадцати процентной толщины (по данным Г.Х. Сабинина)

Для автономных ВЭУ характерно, что величина напряжения и частоты источника энергии и их стабильность обеспечиваются системой автоматического управления ветроэнергетической установки. При использовании АГ в составе автономной ветроэнергетической установки проблема стабилизации напряжения и частоты осложняется нестабильностью частоты вращения ротора.

Полная механическая характеристика типовой асинхронной машины с к.з. ротором показана на рисунке.

По основному содержанию и последовательности расчет асинхронного генератора аналогичен расчету асинхронного двигателя. Необходимо учесть, что полезная мощность, отдаваемая генератором в сеть, отличается от подводимой к валу АГ на величину потерь. Величина кпд асинхронного генератора зависит от мощности и числа полюсов и может находиться в пределах 50-85%.

В качестве исходных данных для расчета принимается прототип асинхронного двигателя с к.з. ротором с определенной геометрией пазовой и зубцовой зон, наружным D_a и внутренним D_i диаметрами, воздушным зазором δ, диаметром вала D_в и определенной маркой стали сердечника.

Число пазов статора должно обеспечивать необходимое значение q₁ в соотношении Z₁ =2pmq при заданном числе пар полюсов 2p. Электромагнитные нагрузки A₁ и B_δ являются варьируемыми параметрами и выбираются в зависимости от мощности и числа полюсов.

При выборе электромагнитных нагрузок A₁ и B_δ применительно к асинхронным машинам необходимо учитывать следующее:

· Выбор больших значений B_δ приводит к увеличению намагничивающего тока.

· С увеличением B_δ снижается коэффициент мощности cosj, уменьшается рассеяние, возрастает ток короткого замыкания.

· Величина возбуждающей емкости возрастает с увеличением B_δ_,т.к. возрастает ток намагничивания. Возрастает общая масса системы.

· На величину индуктивных сопротивлений к.з. и намагничивания, а также на величину намагничивающего тока оказывают влияние числовое значение произведения АB_δ и их соотношение А/B_δ_.

Общий список литературы.

Янсон Р.А. Ветроустановки. Учебное пособие, издательство МГТУ имени Н. Э. Баумана, Москва 2007 г. , 36 стр., ил.
Яковлев А.И., Затучная М.А. Расчет и проектирование ветроэлектрических установок с горизонтально-осевой ветротурбиной и синхронным генератором на постоянных магнитах. Учеб. пособие по курсовому проектированию/ Под редакцией д-ра техн. наук, проф. Ю. А. Крашаницы. — Харьков: Нац. аэрокосм. ун-т «Харьк. авиац. ин-т», 2003. — 125 стр.
Шефтер Я.И. Использование энергии ветра. М.: Энергоатомиздат, 1983. - 200 стр.
Харитонов В.П. Автономные ветроэлектрические агрегаты. М.: Всероссийский научно-исследовательский институт электрификации сельского хозяйства, 2006. – 280 стр.
Фатеев Е.М. Ветродвигатели и ветроустановки. М: Государственное издательство сельскохозяйственной литературы, 1948. - 544 стр.
Кривцов В.С., Олейников А.М. и др. Неисчерпаемая энергия. Кн. 1. Ветроэнергетика. Учебник. Харьков. 2003. 400 с
Кривцов В.С., Олейников А.М. и др. Неисчерпаемая энергия. Кн. 2. Учебник. Харьков. 2004. 519 стр.
Каргиев В.М. и др. Руководство по применению ветроустановок малой и средней мощности. Москва: ИнтерСоларЦентр, 2001 г. - 62 стр.
Кашкаров А.П. Ветрогенераторы, солнечные батареи и другие полезные конструкции. М.: ДМК Пресс, 2011. — 144 стр.
Справочник-каталог «Оборудоание нетрадиционной и малой энергетики». М: АО «ВИЭН». 2000, 167 стр.
Украинская Альтернативная Энергетика Каталог ветрогенераторов EuroWind . Год издания и автор не известны.
Киев.
Д. де Рензо, В.В. Зубарев Ветроэнергетика. Москва. Энергоатомиздат, 1982.
Беляев Е.Ф. Методические указания к расчету и проектированию электрических машин малой мощности
Домбровский В.В., Зайчик В.М. Асинхронные машины: Теория, расчёт, элементы проектирования. Л.: Энергоатомиздат, 1990. - 368 стр.
ISBN: 5-283-04434-3
Извеков В.И., Серихин Н.А., Абрамов А.И. Проектирование турбогенераторов. 2-е издание. М.: МЭИ, 2005.- 440 стр., ил
Серова Л.М., Серов А.Е. Расчет и построение характеристик синхронных машин. Благовещенск: Амурский гос. ун-т, 2001. Учебное пособие.
Балагуров В.А. Проектирование специальных электрических машин переменного тока. М.: Высш. школа, 1982. - 272 стр.
Постников И.М. Проектирование электрических машин. 2-е изд., перераб. и доп. - К.: Государственное издательство технической литературы УССР, 1960. - 910 стр.
Шуйский В.П. Расчет электрических машин. Л.: Энергия, 1968. - 732 стр.: ил.
Фатеев Е.М. Вопросы ветроэнергетики. Сборник статей. Издательство АН СССР, 1959
Федотов В.Е., Харитонов В.П. Унифицированная ветроэлектрическая установка // Механизация и электрификация сельского хозяйства. 1971. №7.
Яковлев А.И., Затучная М.А. Аэродинамический расчет ветротурбин пропеллерного типа. Учеб. пособие по курсовому проектированию/ Под редакцией д-ра техн. наук, проф. Ю. А. Крашаницы. — Харьков: Нац. аэрокосм. ун-т «Харьк. авиац. ин-т», 2001. — 78 стр.

Дата добавления: 2018-02-15; просмотров: 472; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

⇐ Предыдущая 1 23

Мы поможем в написании ваших работ!