ПРОЕКТИРОВАНИЕ ВЕТРОГЕНЕРАТОРОВ ПОВЫШЕННОЙ МОЩНОСТИ (600÷3600) КВТ С ВОЗБУЖДЕНИЕМ ОТ ПОСТОЯННЫХ МАГНИТОВ

В статье на основе оценки характеристик некоторых ветрозон Украины [1] и применяемой при проектировании скорости ветра за рубежом проведено сравнение основных параметров ветрогенераторов. Для этого по определенному алгоритму [4-9] был рассчитан ряд синхронных генераторов мощностью от 600 до 3600 кВт с ориентиром на мощности машин, выпускаемых «Заводом крупных электрических машин» (г. Каховка), но за базовую конструкцию при расчетах принят генератор, представленный в [2]. Особенностью конструкции этого генератора – отсутствие ярма статора (корпуса). Корпусом генератора является пакет статора с обмоткой, поэтому он представляет собой модуль головки ветроустановки, это позволяет уменьшить его массу и габариты. До настоящего времени наиболее широко применились асинхронные генераторы с мультипликаторами для повышения частоты вращения, учитывая, что частота вращения ветроколеса уменьшается с повышением мощности ветроустановки и составляет всего несколько оборотов в минуту. С увеличением частоты вращения уменьшается электромагнитный момент, объем и масса генератора, но увеличиваются соответствующие параметры мультипликатора. В последние годы наметилась тенденция применения безредукторних синхронных генераторов с возбуждением от постоянных магнитов, что позволяет упростить конструкцию агрегата, повысить надежность установки, исключить необходимость обслуживания редуктора (мультипликатора) и потери на возбуждение. В связи с этим, в работе проведено сравнение указанных вариантов выполнения агрегатной части ветроустановок по электромагнитным параметрам, массе и габаритам. Изменение геометрических соотношений генератора определяет его электромагнитные параметры, поэтому отмечены оптимальные отношения диаметров корпуса и ротора, ширины паза и зубца, определена зависимость геометрии зубцовой зоны и мощности от принятого числа пазов на полюс и фазу (q); обоснована возможность применения «меандровой» обмотки в связи с малым расчетным значением числа витков в секции. Такая обмотка позволяет упростить технологию её изготовления, возможность увеличения коэффициента заполнения паза и мощности при решении технологических вопросов изготовления. Библ. 9, рис. 3.