Prądnice i Silniki z Magnesami Trwałymi
Copyright (c) 2011 by Komel All Rights reserved
 |
 |
 |
 |
 |
 |
 |
 |
 |
 |
 |
 |
 |
 |
 |
 |
Prądnice z magnesami trwałymi Silniki z magnesami trwałymi
Nasz Instytut produkuje prądnice synchroniczne 3-fazowe z magnesami trwałymi. Prądnice są przeznaczone do zastosowania głównie w małych elektrowniach wiatrowych bądź wodnych. Prądnice cechuje bardzo wysoka sprawność (do 97%), znacznie wyższa niż prądnic asynchronicznych lub prądu stałego. Tak wysoka sprawność powoduje, iż straty przy przetwarzaniu energii wiatru na energię elektryczną są małe. Stosując nasze prądnice uzyskuje się więcej energii elektrycznej niż miało by to miejsce przy zastosowaniu prądnic innego rodzaju. Prądnice jako nowoczesne i efektywne źródło energii, nagrodzone zostały Medalem Prezesa SEP na Międzynarodowych Targach Kieleckich ENEX - Nowa Energia.
Prądnice z magnesami trwałymi generują napięcie liniowo zależne od prędkości obrotowej. Przy znamionowej prędkości obrotowej i znamionowym obciążeniu, na zaciskach prądnicy uzyskiwane jest napięcie znamionowe, natomiast przy dalszym wzroście prędkości obrotowej napięcie na jej zaciskach nadal rośnie, gdyż sama prądnica nie jest wyposażona w żaden ogranicznik prędkości obrotowej czy napięcia. Należy to mieć na uwadze przy projektowaniu np. małej elektrowni wiatrowej.
Z uwagi na bardzo wysokie ceny wiatraków "profesjonalnych" poleca się budowę małych elektrowni wiatrowych sposobem gospodarczym, czyli we własnym zakresie.
Energię elektryczną najlepiej wykorzystać do ogrzewania wody użytkowej (bojler), lub do dogrzewania pomieszczeń. W przypadku posiadania instalacji centralnego ogrzewania poleca się umieścić grzałki w obiegu CO. Budowa wiatraka we własnym zakresie jest inwestycją bardzo opłacalną. Należy jednak pamiętać, iż efektywność tej inwestycji zależy od średniej prędkości wiatru w miejscu budowy wiatraka.
W BOBRME Komel opracowano prototyp nowoczesnego, wolnoobrotowego generatora synchronicznego z magnesami trwałymi, przeznaczonego do zastosowania w małych i mikro hydroelektrowniach. Generator ten jest przyłączany do sieci energetycznej za pośrednictwem dedykowanego przemiennika częstotliwości. Zastosowanie nowoczesnego rozwiązania zespołu prądotwórczego (generator synchroniczny + przemiennik częstotliwości) skutkuje znaczącym podniesieniem sprawności wytwarzania energii elektrycznej w tychże elektrowniach. Poprawa sprawności jest uzyskiwana poprzez:
- wprowadzenie możliwości płynnej regulacji prędkości obrotowej turbiny wodnej w szerokim zakresie, stosownie do aktualnych zmian warunków hydrologicznych w miejscu zainstalowania turbiny;
- zastąpienie generatora asynchronicznego klatkowego wysokosprawnym generatorem synchronicznym z magnesami trwałymi;
- wyeliminowanie przekładni mechanicznej między turbiną a generatorem (generator i turbina montowane są na wspólnym wale);
- oddawanie mocy do sieci przy wysokim współczynniku mocy cosj >> 1.
Nowe rozwiązanie zespołu prądotwórczego jest szczególnie polecane dla tych mini i mikro hydroelektrowni, w których zastosowano tzw. turbiny śmigłowe. W polskich warunkach hydrologicznych, charakteryzujących się z reguły niską wysokością spadu wody oraz z uwagi na stosunkowo niskie wymagane koszty inwestycyjne, najbardziej opłacalne jest zastosowanie właśnie turbin śmigłowych. Są to turbiny podobne konstrukcyjnie do turbin Kaplana, a główną różnicą jest brak możliwości regulacji kąta nachylenia łopat w turbinach śmigłowych. Istotną wadą turbin śmigłowych jest to, że przy określonych, zwykle z góry narzuconych wartościach spadu i natężenia przepływu wody, wysoką sprawność przetwarzania energii uzyskują one w bardzo wąskim zakresie prędkości obrotowych. Już niewielka odchyłka prędkości obrotowej turbiny od jej wartości optymalnej dla danych warunków wodnych powoduje duży spadek sprawności turbiny.
W celu utrzymania wysokiej sprawności przetwarzania energii, niezależnie od aktualnych warunków wodnych, konieczna jest regulacja (dopasowanie) prędkości obrotowej turbiny śmigłowej. Regulacja prędkości turbiny nie jest możliwa w przypadku klasycznego zespołu prądotwórczego opartego na generatorze asynchronicznym pracującym bezpośrednio na sieć, w którym to rozwiązaniu generator musi pracować ze stałą prędkością obrotową, nieco większą od jego tzw. prędkości synchronicznej. Natomiast możliwość regulacji prędkości obrotowej turbiny wodnej stosownie do zmian warunków wodnych jest jedną z głównych zalet zespołów prądotwórczych bazujących na generatorze synchronicznym z magnesami trwałymi podłączanym do sieci poprzez przemiennik częstotliwości.
Podstawowe dane znamionowe prototypowego generatora synchronicznego z magnesami trwałymi:
- Moc znamionowa PN = 75 kW;
- Współczynnik mocy znamionowy cos j = 1;
- Prędkość obrotowa znamionowa fN = 333 obr/min;
- Sprawność znamionowa hN = 96 %.
- dokumentacja techniczno-ruchowa
- medal Prezesa SEP za typoszereg prądnic
- gabaryty prądnic
- gabaryty prądnic typu PMzg
Nasz Instytut produkuje prądnice synchroniczne 3-fazowe z magnesami trwałymi. Prądnice są przeznaczone do zastosowania głównie w małych elektrowniach wiatrowych bądź wodnych. Prądnice cechuje bardzo wysoka sprawność (do 97%), znacznie wyższa niż prądnic asynchronicznych lub prądu stałego. Tak wysoka sprawność powoduje, iż straty przy przetwarzaniu energii wiatru na energię elektryczną są małe. Stosując nasze prądnice uzyskuje się więcej energii elektrycznej niż miało by to miejsce przy zastosowaniu prądnic innego rodzaju. Prądnice jako nowoczesne i efektywne źródło energii, nagrodzone zostały Medalem Prezesa SEP na Międzynarodowych Targach Kieleckich ENEX - Nowa Energia.
Prądnice z magnesami trwałymi generują napięcie liniowo zależne od prędkości obrotowej. Przy znamionowej prędkości obrotowej i znamionowym obciążeniu, na zaciskach prądnicy uzyskiwane jest napięcie znamionowe, natomiast przy dalszym wzroście prędkości obrotowej napięcie na jej zaciskach nadal rośnie, gdyż sama prądnica nie jest wyposażona w żaden ogranicznik prędkości obrotowej czy napięcia. Należy to mieć na uwadze przy projektowaniu np. małej elektrowni wiatrowej.
Z uwagi na bardzo wysokie ceny wiatraków "profesjonalnych" poleca się budowę małych elektrowni wiatrowych sposobem gospodarczym, czyli we własnym zakresie.
Energię elektryczną najlepiej wykorzystać do ogrzewania wody użytkowej (bojler), lub do dogrzewania pomieszczeń. W przypadku posiadania instalacji centralnego ogrzewania poleca się umieścić grzałki w obiegu CO. Budowa wiatraka we własnym zakresie jest inwestycją bardzo opłacalną. Należy jednak pamiętać, iż efektywność tej inwestycji zależy od średniej prędkości wiatru w miejscu budowy wiatraka.
W BOBRME Komel opracowano prototyp nowoczesnego, wolnoobrotowego generatora synchronicznego z magnesami trwałymi, przeznaczonego do zastosowania w małych i mikro hydroelektrowniach. Generator ten jest przyłączany do sieci energetycznej za pośrednictwem dedykowanego przemiennika częstotliwości. Zastosowanie nowoczesnego rozwiązania zespołu prądotwórczego (generator synchroniczny + przemiennik częstotliwości) skutkuje znaczącym podniesieniem sprawności wytwarzania energii elektrycznej w tychże elektrowniach. Poprawa sprawności jest uzyskiwana poprzez:
- wprowadzenie możliwości płynnej regulacji prędkości obrotowej turbiny wodnej w szerokim zakresie, stosownie do aktualnych zmian warunków hydrologicznych w miejscu zainstalowania turbiny;
- zastąpienie generatora asynchronicznego klatkowego wysokosprawnym generatorem synchronicznym z magnesami trwałymi;
- wyeliminowanie przekładni mechanicznej między turbiną a generatorem (generator i turbina montowane są na wspólnym wale);
- oddawanie mocy do sieci przy wysokim współczynniku mocy cosj >> 1.
Nowe rozwiązanie zespołu prądotwórczego jest szczególnie polecane dla tych mini i mikro hydroelektrowni, w których zastosowano tzw. turbiny śmigłowe. W polskich warunkach hydrologicznych, charakteryzujących się z reguły niską wysokością spadu wody oraz z uwagi na stosunkowo niskie wymagane koszty inwestycyjne, najbardziej opłacalne jest zastosowanie właśnie turbin śmigłowych. Są to turbiny podobne konstrukcyjnie do turbin Kaplana, a główną różnicą jest brak możliwości regulacji kąta nachylenia łopat w turbinach śmigłowych. Istotną wadą turbin śmigłowych jest to, że przy określonych, zwykle z góry narzuconych wartościach spadu i natężenia przepływu wody, wysoką sprawność przetwarzania energii uzyskują one w bardzo wąskim zakresie prędkości obrotowych. Już niewielka odchyłka prędkości obrotowej turbiny od jej wartości optymalnej dla danych warunków wodnych powoduje duży spadek sprawności turbiny.
W celu utrzymania wysokiej sprawności przetwarzania energii, niezależnie od aktualnych warunków wodnych, konieczna jest regulacja (dopasowanie) prędkości obrotowej turbiny śmigłowej. Regulacja prędkości turbiny nie jest możliwa w przypadku klasycznego zespołu prądotwórczego opartego na generatorze asynchronicznym pracującym bezpośrednio na sieć, w którym to rozwiązaniu generator musi pracować ze stałą prędkością obrotową, nieco większą od jego tzw. prędkości synchronicznej. Natomiast możliwość regulacji prędkości obrotowej turbiny wodnej stosownie do zmian warunków wodnych jest jedną z głównych zalet zespołów prądotwórczych bazujących na generatorze synchronicznym z magnesami trwałymi podłączanym do sieci poprzez przemiennik częstotliwości.
Podstawowe dane znamionowe prototypowego generatora synchronicznego z magnesami trwałymi:
- Moc znamionowa PN = 75 kW;
- Współczynnik mocy znamionowy cos j = 1;
- Prędkość obrotowa znamionowa fN = 333 obr/min;
- Sprawność znamionowa hN = 96 %.
- dokumentacja techniczno-ruchowa
- medal Prezesa SEP za typoszereg prądnic
- gabaryty prądnic
- gabaryty prądnic typu PMzg
 |
Instytut o nazwie
Branżowy Ośrodek Badawczo-Rozwojowy
Maszyn Elektrycznych KOMEL
Branżowy Ośrodek Badawczo-Rozwojowy
Maszyn Elektrycznych KOMEL
 |