ПОРІВНЯЛЬНИЙ АНАЛІЗ АКСІАЛЬНИХ ТА ЦИЛІНДРИЧНИХ КОНСТРУКЦІЙ ГЕНЕРАТОРІВ ПОСТІЙНОГО СТРУМУ З БЕЗМОТКОВИМ РОТОРОМ ДЛЯ ВІТРОЕНЕРГЕТИЧНИХ УСТАНОВОК

Анотація

В даний час на малих вітроенергетичних установках для перетворення механічної енергії обертання валу вітроколеса в електричну енергію практично всюди використовуються безредукторні багатополюсні синхронні генератори з магнітоелектричним збудженням. Вони мають високу надійність і коефіцієнт корисної дії, але  високу ціну через постійно зростаючу вартість рідкісноземельних металів, які використовуються для виготовлення постійних магнітів.

В якості альтернативи таким генераторам доцільно розглянути генератор постійного струму з безобмотковим ротором та електромагнітним збудженням. У його складі відсутні постійні магніти, завдяки чому його ціна, порівняно з синхронним генератором аналогічного класу, є суттєво нижче. Коефіціент корисної дії (ККД) такого генератора незначно відрізняється від коефіціента корисної дії синхронного генератора аналогічного класу.

Генератор постійного струму з безобмотковим ротором може бути як аксіального, так і циліндричного типу. У данній статті проводиться порівняльний аналіз цих конструкцій за масою та коефіцієнтом корисної дії.

 Як відомо, існують два засоби одержання високого ККД - це  зменшення густини струму обмотки якоря або  збільшення діаметра статора. Зменшення густини струму більш притаманно для використання у електричних машинах аксіального типу.

Для циліндричних  електричних  машин більш притамано збільшувати діаметр статора . У свою чергу, зміну діаметра можна здійснювати двома шляхами:

- підтримуючи частоту перемагнічування сталі на рівні, відповідному високошвидкісному аналогу, фіксуючи цим рівень втрат у сталі;

- підтримуючи лінійну швидкість обертання ротора на рівні, відповідному високошвидкісному аналогу, фіксуючи цим рівень втрат у міді.

Результати порівняльного аналізу показують, що торцева конструкція є кращою для роботи у складі вітроенергетичної установки.