Режимы работы ветроколеса с постоянной и переменной быстроходностью
Ветроколесо может быть быстроходным или тихоходным. В зависимости от диаметра и количества лопастей обороты ветроколеса при одной и той же скорости ветра будут разные. Этот показатель называется быстроходностью ветроколеса. Быстроходность ветроколеса является самым важным для их характеристики параметром, зависящим от трех основных переменных: радиуса ометаемой ветроколесом окружности, его угловой скорости вращения и скорости ветра.
Z=R*W/V; где: Z-быстроходность конструкции ветроколеса. W–частота вращения ветроколеса(об/мин.); V-скорость ветра(м/с); R-длина окружности(м.);
Можно выделить два режима: режим с постоянным коэффициентом быстроходности и следовательно с постоянным коэффициентом мощности Ср; режим с постоянной частотой вращения ветроколеса и следовательно с переменным коэффициентом мощности Ср.
В режиме с постоянной частотой вращения не при всех скоростях ветра его энергия преобразуется эффективно.
Многогенераторная конструкция ВЭУ на базе синхронной машины. Компоновка гондолы многогенераторной конструкции и назначение элементов. Принцип работы по функциональной блок-схеме.
Многогенераторная компоновка гондолы - это интегрированная конструкция на основе генераторов с постоянными магнитами. Генераторы приводятся в движение общим редуктором.
Функциональная блок-схема
1-ветроколесо,
2-одноступепчатый редуктор со множеством выходов,
|
|
|
3-сеть постоянного тока,
4-статор синхронного генератора,
5-ротор с постоянными магнитами,
6-синхронный генератор,
7- выпрямитель,
8-инвертор,
9-блоки генераторов.
Генераторы приводятся в движение шестернями зубчатого колеса одноступенчатой зубчатой передачи, а оно – ротором турбины главной оси. Размеры системы и генератора сведены к минимуму за счет встроенного жидкостного охлаждения и большого значения отношения диаметра к длине генераторов. Каждый вывод генератора присоединен к выпрямителю, который выпрямляют переменный токи соединяет энергию на общую шину постоянного тока. Постоянный ток с общей шины преобразуется в переменный системным инвертором, вывода которого соединены с выводами обмоток трансформатора.
Статор генератора состоит из металлического кольца, которое внешней стороной соединено с холодоносителем. Внутренняя часть кольца соединена с полярными деталями, к которым крепятся катушки. Узлы статора закреплены по кольцу в форме крутого конуса. Ротор генератора установлен напрямую на шестерню вала с роликовыми подшипниками.
Система поддерживается агрегированной гондолой, выполняющей функцию оболочки, а также структурной опоры для переноса веса ротора. Для гондолы с несущей облицовкой мультигенераторной системы с постоянными магнитами внешняя поверхность является также корпусом, защищающим от воздействий погоды и внешних условий. В ней имеется отверстие для доступа монтажников и размещения холодильного оборудования. Гондола может содержать воздухозаборники совкового типа для обеспечения достаточного пространства и скорости для прохождения охлаждающего воздуха. Кожухи и воздухозаборники изготавливаются из стекловолокна.
|
|
|
На каждом генераторе установлен плавкий предохранитель или автомат.
Закрытые нагреватели воды. Конструкция, принцип работы и эквивалентная диаграмма.
Помещенный в открытом солнечном месте резервуар с изолированным от земли дном обычно охлаждается ветром. Защитить емкость нагревателя от ветра можно помещая ее в контейнер с прозрачной для солнечного излучения крышкой.
Лучший материал для крышек - стекло. Прозрачная полиэтиленовая пленка дешевле, но на солнце быстро разрушается. Коэфф. пропускания стекла в инфракрасной области спектра меньше, чем полиэтилена, значит, радиационные потери приемника со стеклянной крышкой ниже, чем с полиэтиленовой. Также используются специальные покрытия из пластика, имеющие подобные стеклу свойства, но менее хрупкие.
|
|
|
а-схема закрытого приемника, б– эквивалентная диаграмма.
Ti-температура неба, Ta-окружающего воздуха, Tg-стекла (верхнее),
Tf-жидкости, Tb- дна.
Из рис.бследует, что поток тепла наружу выходит в три стадии.
1. Тепло в результате свободной конвекции поступает к стеклянной крышке через воздушный промежуток. Параллельно поверхность резервуара излучает энергию в диапазоне λ͌ 10 мкм. В этой области спектра стекло не пропускает излучение, но сильно поглощает, поэтому тепловое излучение резервуара непосредственно с окружающей средой не взаимодействует, а поглощается стеклянной крышкой.
2. Тепло, подводимое к стеклу посредством этих двух механизмов, передаетсяк наружной его поверхности.
3. С наружной поверхности отвод тепла происходит в процессе свободной и(или) вынужденной конвекции и излучения.
31. Конструкция ветроэнергетической установки. Генераторы, используемые для ВЭУ.
Рис. 1. Конструкция ветроэлектрической установки:
1 - ветродвигатель (ветроколесо),
2 - ветроголовка,
3 - генератор,
4 - редуктор,
5 - поворотная платформа,
|
|
|
6 - измерительное устройство,
7 - мачта ВЭУ содержит ветротурбину и электрогенератор, связанный с валом ветротурбины непосредственно или через редуктор.
В ВЭУ используются генераторы как с вертикальным, так и с горизонтальным расположением вала. Наиболее простыми и экологически приемлемыми являются тихоходные ВЭУ с вертикальным валом, напрямую связанным с генератором. Естественно, на малых оборотах требуется более объемный и дорогой генератор, но это окупается простотой и долговечностью всей конструкции.
Для увеличения э.д.с. генератора можно увеличить линейную скорость движения магнитных полюсов, не изменяя их количества, путем увеличения диаметров ротора и статора.
Конструкция генератора для ВЭУ
В общих чертах, генератор состоит из двух вращающихся стальных дисков с магнитами (рис.1), между которыми неподвижно установлен статор с катушками. Математический расчет таких генераторов довольно сложный по ряду причин. Оптимальный зазор между магнитами полюсов, параметры и количество катушек статора, размеры и количество магнитов позволяют получить необходимую мощность генератора при заданной среднесуточной скорости ветра. Основная задача при проектировании генератора состоит в определении количества и объема магнитов, оптимальной величины зазора, размеров катушки, диаметра провода и количества витков.
Рис.1
|
| 1- круг с метками, 2 - диск пластмассовый, 3-болт, 4 - втулка, 6- ротор, 7 - вал генератора |
Дата добавления: 2018-08-06; просмотров: 1174; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!