DESIGN PERMANENT MAGNET WINDGENERATOR OF INCREASED POWER (600÷3600) KW
Based on the assessment of the characteristics of some wind zones in Ukraine [1] and used abroad the wind speed in the design of windgenerators, the paper provides comparison of the main parameters of wind generators. According to a certain algorithm [4–9], a number of synchronous generators with a...
Збережено в:
| Дата: | 2020 |
|---|---|
| Автори: | , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Українська |
| Опубліковано: |
Institute of Renewable Energy National Academy of Sciences of Ukraine
2020
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://ve.org.ua/index.php/journal/article/view/243 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Vidnovluvana energetika |
| Завантажити файл: |  |
Репозитарії
Vidnovluvana energetika| _version_ | 1871103319339958272 |
|---|---|
| author | Permynov, Y. Monakhov, E. Volkov, L. |
| author_facet | Permynov, Y. Monakhov, E. Volkov, L. |
| author_institution_txt_mv | [
{
"author": "Y. Permynov",
"institution": "Institute of Renewable Energy, NAS of Ukraine, Hnata Khotkevicha Str., 20A, 02094, Kyiv-94, Ukraine"
},
{
"author": "E. Monakhov",
"institution": "National Technical University of Ukraine «Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute» Peremohy av., 37, 03059, Kyiv-59, Ukraine"
},
{
"author": "L. Volkov",
"institution": "Institute of ecological management and balanced nature management, 02002, Nikolsko-Slobidska str., 6 D, Kyiv, Ukraine."
}
] |
| author_sort | Permynov, Y. |
| baseUrl_str | https://ve.org.ua/index.php/journal/oai |
| collection | OJS |
| datestamp_date | 2026-07-18T06:32:14Z |
| description | Based on the assessment of the characteristics of some wind zones in Ukraine [1] and used abroad the wind speed in the design of windgenerators, the paper provides comparison of the main parameters of wind generators. According to a certain algorithm [4–9], a number of synchronous generators with a capacity of 600 to 3600 kW were calculated with a reference to the power of machines manufactured by the Large Electric Machine Plant (Kakhovka). The design presented in the paper [2] was taken as a basic design, which has not a case. The yoke of the stator plays role of the case. The stator with winding plays role of a module of the head of a wind turbine, that allows to reduce its weight and dimensions.
At the present time asynchronous generators with gears have been most widely used for increasing the speed, because the rotation speed of wind wheel decrease with power increase and is only a few revolutions per minute. With increasing speed, the electromagnetic torque, volume and mass of the generator decrease, but the corresponding parameters of the multiplier increase. In recent years, there has been a tendency to use gearless synchronous generators with permanent magnet excitation, which simplifies the design of the unit, improves the reliability of the installation, eliminates the need for maintenance of the gearbox (multiplier) and excitation losses. In this regard, the work compares these options for the implementation of the modular part of wind turbines in terms of electromagnetic parameters, mass and dimensions.
A change in the geometric relationships of the generator determines its electromagnetic parameters, therefore, the optimum ratios of the diameters of the stator and the rotor, the width of the slot and the tooth are determined, the dependence of the geometry of the tooth zone and power on the accepted number of slot per pole and phase (q) is determined; the possibility of using a “meander” winding due to the small calculated value of the number of turns in the section is substantiated. Such a winding allows to simplify the technology of its manufacture, gives the possibility of increasing the fill factor of the slot and power. Ref. 9, fig. 3. |
| doi_str_mv | 10.36296/1819-8058.2020.1(60).42-51 |
| first_indexed | 2025-07-17T11:37:56Z |
| format | Article |
| fulltext |
ISSN 1819-8058 (Print)
ВІТРОЕНЕРГЕТИКА ISSN 2664-8172 (Online)
© Ю.Н. Перминов, Е.А. Монахов, Л.П. Волков, 2020
Відновлювана енергетика. 2020. № 1 42
УДК 621.548 DOI: https://doi.org/10.36296/1819-8058.2020.1(60).42-51
ПРОЕКТИРОВАНИЕ ВЕТРОГЕНЕРАТОРОВ ПОВЫШЕННОЙ МОЩНОСТИ
(600÷3600) КВТ С ВОЗБУЖДЕНИЕМ ОТ ПОСТОЯННЫХ МАГНИТОВ
Ю.Н. Перминов1, канд. техн. наук, Е.А. Монахов2, Л.П. Волков3
1Институт возобновляемой энергетики НАН Украины,
02094, ул. Гната Хоткевича, 20А, г. Киев, Украина.
2Национальный технический университет Украины «Киевский политехнический институт имени Игоря Сикорского»,
03056, пр. Победы, 36, г. Киев, Украина.
3Институт экологического управления и сбалансированного природопользования,
02002, ул. Никольско-Слободская, 6-Д, г. Киев, Украина.
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 ге-
нератор, представленный в [2]. Особенностью конструкции этого генератора – отсутствие ярма статора (корпуса).
Корпусом генератора является пакет статора с обмоткой, поэтому он представляет собой модуль головки ветроуста-
новки, это позволяет уменьшить его массу и габариты.
До настоящего времени наиболее широко применились асинхронные генераторы с мультипликаторами для повышения ча-
стоты 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 обслужи-
вания 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» об-
мотки 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 вопро-
сов изготовления. Библ. 9, рис. 3.
Ключевые слова: синхронные генераторы; асинхронные генераторы; мощность ветроустановки; частота вращения;
электромагнитный момент; постоянные магниты; числов пазов на полюс и фазу; коэффициент заполнения паза.
DESIGN PERMANENT MAGNET WINDGENERATOR OF INCREASED POWER
(600÷3600) KW
Y. Permynov1, candidate of technical sciences, E. Monakhov2, L. Volkov3
1 Institute of Renewable Energy of the National Academy of Sciences of Ukraine,
02094, 20А Hnata Khotkevycha St., Kyiv, Ukraine.
2 National Technical University of Ukraine «Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute»,
03056, 37 Peremohy Av., Kyiv, Ukraine.
3Institute of ecological management and balanced nature management,
02002, Nikolsko-Slobidska str., 6 D, Kyiv, Ukraine.
Based on the assessment of the characteristics of some wind zones in Ukraine [1] and used abroad the wind speed in the design of
windgenerators, the paper provides comparison of the main parameters of wind generators. According to a certain algorithm [4–9],
a number of synchronous generators with a capacity of 600 to 3600 kW were calculated with a reference to the power of machines
manufactured by the Large Electric Machine Plant (Kakhovka). The design presented in the paper [2] was taken as a basic design,
which has not a case. The yoke of the stator plays role of the case. The stator with winding plays role of a module of the head of a
wind turbine, that allows to reduce its weight and dimensions.
At the present time asynchronous generators with gears have been most widely used for increasing the speed, because the rotation
speed of wind wheel decrease with power increase and is only a few revolutions per minute. With increasing speed, the electromag-
netic torque, volume and mass of the generator decrease, but the corresponding parameters of the multiplier increase. In recent
years, there has been a tendency to use gearless synchronous generators with permanent magnet excitation, which simplifies the
https://doi.org/10.36296/1819-8058.2020.1(60).42-51
ISSN 1819-8058 (Print)
ВІТРОЕНЕРГЕТИКА ISSN 2664-8172 (Online)
Відновлювана енергетика. 2020. № 1 43
design of the unit, improves the reliability of the installation, eliminates the need for maintenance of the gearbox (multipl ier) and
excitation losses. In this regard, the work compares these options for the implementation of the modular part of wind turbines in
terms of electromagnetic parameters, mass and dimensions.
A change in the geometric relationships of the generator determines its electromagnetic parameters, therefore, the optimum ratios of
the diameters of the stator and the rotor, the width of the slot and the tooth are determined, the dependence of the geometry of the
tooth zone and power on the accepted number of slot per pole and phase (q) is determined; the possibility of using a “meander”
winding due to the small calculated value of the number of turns in the section is substantiated. Such a winding allows to simplify the
technology of its manufacture, gives the possibility of increasing the fill factor of the slot and power. Ref. 9, fig. 3.
Keywords: synchronous generators; asynchronous generators; wind generator power; rotation speed; electromagnetic torque; per-
manent magnets; slots per pole and phase; slot filling coefficient.
Ю.Н. Перминов
Y. Permynov
Сведения об авторе: канд. техн. наук, стар-
ший научный сотрудник Института возобнов-
ляемой энергетики НАН Украины.
Образование: окончил в 1968 г. Киевский
политехнический институт по специальности
«Электрические машины и аппараты».
Научная сфера: ветрогенераторы, ветроуста-
новки малой мощности, гидрогенераторы,
устройства с постоянными магнитами.
Публікации: 85.
ORCID: 10000–0001–5604–8327
Контакты: тел./факс: +38-044-206-28-09
e-mail: renewable@ukr.net
Author information: candidate of technical
sciences, Senior Researcher at Institute for Re-
newable Energy, National Academy of Sciences
of Ukraine.
Education: graduated from the Kiev Polytechnic
Institute in 1968 with a degree in Electrical Ma-
chines and Apparatuses.
Research area: wind power systems, small
capacity wind units, hydrogenerators, devices
with permanent magnets
Publications: 85.
ORCID: 10000–0001–5604–8327
Contacts: phone./fax: +38-044-206-28-09
e-mail: renewable@ukr.net
Е.А. Монахов
E. Monakhov
Сведения об авторе: асистент кафедры элек-
тромеханики КПИ им. И. Сикорского, Киев.
Образование: окончил в 2012 г. Киевский
политехнический институт по специальности
«Электрические машины и аппараты».
Научная сфера: машины с постоянными
магнитами, синхронные генераторы, малые
электростанции, гидроэлектростанции.
Публикации: 24.
ORCID: 0000-0001-8408-8051
Контакты: тел./факс: +38-095-317-61-15
e-mail: emonachov@gmail.com
Author information: assistant of department of
electomechanics in Igor Sikorsky Kyiv Polytech-
nic Institute.
Education: graduated from the Kyiv Polytechnic
Institute in 2012 with the specialization «Electri-
cal machines and apparatus».
Research area: permanent magnet machines,
synchronous generators, small energy plants, hy-
dropower plants.
Publications: 24.
ORCID: 0000-0001-8408-8051
Contacts: phone/fax: +38-095-317-61-15
e-mail: emonachov@gmail.com
Л.П. Волков
L. Volkov
Сведения об авторе: старший научный со-
трудник отдела научно-методологического
обеспечения Института экологического
управления и сбалансированного природо-
пользования, г. Киев.
Образование: окончил в 1959 г. Московский
энергетический институт (МЭИ) по специаль-
ности «Электрификация промышленных
предприятий».
Научная сфера: электропривод, электриче-
ские машины.
Публикации: 20.
ORCID: 0000-0003-1988-9666
Контакты: тел./факс: +38-044-206-28-09
e-mail: volleo35@gmail.com
Author information: senior staff scientist of
scientific-methodological support department in
Institute of ecological management and balanced
nature management, Kiev.
Education: graduated the Moscow energy insti-
tute in 1959 with specialization «Electrification
of industrial enterprises».
Research area: electric drive, electrical machines.
Publications: 20.
ORCID: 0000-0003-1988-9666
Contacts: phone/fax: +38-044-206-28-09
e-mail: volleo35@gmail.com
Перечень используемых обозначений и сокращений:
эМ – электромагнитный момент;
P – мощность генератора;
A – линейная нагрузка;
B – индукция в рабочем зазоре;
aD – диаметр ротора;
al – активная длина ротора;
– плотность воздуха;
v – скорость воздушного потока;
k – к.п.д. ветроколеса;
D – диаметр ветроколеса;
– угловая частота вращения;
z – коэффициент быстроходности;
S – площадь ометаемой поверхности;
f – частота напряжения.
mailto:renewable@ukr.net
mailto:renewable@ukr.net
mailto:emonachov@gmail.com
mailto:emonachov@gmail.com
ISSN 1819-8058 (Print)
ВІТРОЕНЕРГЕТИКА ISSN 2664-8172 (Online)
Відновлювана енергетика. 2020. № 1 44
Введение. Одним из основных факторов,
определяющих мощность ветроустановки, явля-
ется скорость ветрового потока. В Украине в
наиболее активных ветрозонах скорость ветра –
(4,5-5) м/с [1], поэтому с учётом порывов ветра
при проектировании ветрогенераторов для Укра-
ины принимается усредненное значение скорости
– 8 м/с. В зарубежной практике принимается ско-
рость ветра – (12-14) м/с, учитывая применение
установок на побережьях (или с выносом в море)
и в наиболее активных зонах на материках. Так
как мощность ветрового потока определяется ку-
бом скорости, то при таких исходных параметрах
при проектировании генераторов их массогаба-
ритные показатели и цена существенно отлича-
ются. До настоящего времени в мощных уста-
новках применялись асинхронные генераторы с
мультипликаторами для увеличения частоты их
вращения, что позволяет при заданной мощности
установки пропорционально уменьшить элек-
тромагнитный момент и объем ротора при при-
нятых удельных электромагнитных нагрузках
(индукции в зазоре и линейной нагрузке).
Уменьшение объема ротора сопровождается
уменьшением габаритов и массы всего генерато-
ра. Однако, при этом растут габариты и масса
мультипликатора. Такая взаимосвязь факторов,
определяющих массогабаритные показатели все-
го агрегата, снижение его надёжности и необхо-
димость обслуживания мультипликатора обусло-
вили целесообразность разработки безредуктор-
ного синхронного генератора с возбуждением от
постоянных магнитов, отличающегося простотой
конструкции, отсутствием потерь на возбужде-
ние и надёжностью.
Постановка задачи. В статье рассмотрены
некоторые возможные решения задачи создания
синхронных ветрогенераторов с возбуждением от
постоянных магнитов. Для этого необходимо:
учесть усредненное значение скорости ветра при
их применении в Украине или за рубежом
(табл. 1); оценить целесообразность применения
мультипликаторов в агрегате ветроустановки;
определить особенности изменение геометриче-
ских соотношений зубцовой зоны статора, свя-
занные с малой скоростью вращения генератора в
установке без мультипликатора и при этом
расмотреть возможные варианты выполнения
обмоток; определить оптимальные соотношения
основных геометрических размеров – диаметра
ротора и статора; учесть особенности проектиро-
вания магнитной системы с постоянными магни-
тами.
Таблица 1. Сравнительные характеристики ветроустановок при разных скоростях ветра (8; 12) м/с.
Table 1. Comparison of windturbine characteristics at different wind speed (8; 12) m/s.
V, м/с
ГСС-630К ГСБ-630К ГСБ-630М ГСБ800 СБ-1100 ГСБ1100L
300 кВт 630 кВт 800 кВт 1000 кВт 2750 кВт 3600 кВт
8 м/с
S (м2) 3004 6309 8012 10015 27541 36054
D (м) 61,8 89,6 101 113 187 214
ω рад/с 1,81 1,25 1,1 0,97 0,6 0,53
n об/мин 17,2 12 10,5 19 6 5
Мэ Н·м 166000 506000 719000 1000000 4500000 6700000
U В 690 690 690 1000 1000 1000
f Гц 50 50 50 50 50 50
Dр м 2,8 4 4,6 5,1 8,5 9,7
lр м 0,85 1,2 1,38 1,53 2,55 2,9
Dк м 3,22 4,6 5,29 5,86 9,77 11,15
12 м/с
S (м2) 347 729 926 1157 1591 4166
D (м) 21 30 34 38 45 73
ω рад/с 8 5,6 5 4,5 3,8 2,3
n об/мин 76 53,5 48 43 36 22
Мэ Н·м 37500 112500 160000 222000 723000 1565000
U В 690 690 690 1000 1000 1000
f Гц 50 50 50 50 50 50
Dр м 1,7 2,5 2,8 3,1 4,6 5,9
lр м 0,51 0,75 0,84 0,93 1,38 1,77
Dк м 1,95 2,87 3,22 3,56 5,29 6,78
ISSN 1819-8058 (Print)
ВІТРОЕНЕРГЕТИКА ISSN 2664-8172 (Online)
Відновлювана енергетика. 2020. № 1 45
В табл. 1 приняты следующие обозначения:
S – площадь ометаемой поверхности ветроколеса
(м2), D – диаметр ветроколеса (м), ω – угловая
частота вращения ветроколеса (рад/с), n – ско-
рость вращения ветроколеса (об/мин), Мэ– элек-
тромагнитный момент генератора (Н·м), U –
напряжение генератора (В), f – частота напряже-
ния (Гц), Dр – диаметр ротора генератора (м), Lр –
активная длина ротора генератора (м), Dк – диа-
метр корпуса генератора (м).
Одним из основных факторов, определяю-
щих массогабаритные показатели, а также стои-
мость цену ветроустановки является скорость
ветрового потока. В Украине составлены карты
ветрозон [1], позволяющие определить усреднен-
ные скорости ветрового потока в различных ре-
гионах. Установлено, что наибольшие скорости
ветра наблюдаються в Херсонской области,
Крыму, Карпатах, где скорость ветра изменяется
от 4,5 до 5 м/с, а порывы ветра – до 8 м/с и более,
которые составляет примерно 20% общего вре-
мени работы установки. Поэтому при проектиро-
вании генераторов применительно к Украине
принимается расчётная скорость ветра около 8
м/с. В зарубежной практике предполагается, что
скорость ветра составляет – 12-14 м/с, учитывая
их использование в наиболее активных зонах ма-
териков, на побережьях морей и океанов и выно-
са их в море. Принятые скорости ветра обуслав-
ливает существенную разницу расчётных пара-
метров установок.
Мощность ветрового потока определяется
зависимостью:
3
2
S v k
P
=
, (1)
где v – скорость ветрового потока (м/с); 1,3 =
3
кг
м
– плотность воздуха; S – площадь оме-
таемой поверхности ветроколеса (м2);
0,38 0,4k – коэффициент использования вет-
рового потока; – к.п.д. генератора.
Из (1) определяются площадь ометаемой по-
верхности
3
2 P
S
v k
=
, (2)
диаметр ветроколеса
0,785
S
D = , (м) , (3)
угловая частота вращения ветроколеса
z v
R
= ,
рад
с
, (4)
где (4,5 6)z − – коэффициент быстроходности
осевого ветроколеса, представляющий отноше-
ние линейной скорости вращения концов лопа-
стей колеса к скорости набегающего потока, а R
– радиус ветроколеса (м).
По угловой частоте вращения (4) и заданной
частоте выходного напряжения (f) определяются
число пар полюсов магнитной системы генератора
60f
p
n
= (5)
и электромагнитный момент генератора
э
P
М
= . (6)
Из формулы для электромагнитного момента
3
э i ср ср рМ A B D = , (Н·м) (7)
определяется диаметр ротора
3
э
р
i ср ср
М
D
A B
=
, (м), (8)
где: i – коэффициент полюсного перекрытия;
313 10срA (А/м) – линейная нагрузка;
0,78срB (Тл) – средняя величина индукции в
рабочем зазоре;
р
р
L
D
= – отношение активной
длины ротора к диаметру;
Величины удельных электромагнитных
нагрузок ( срA , срB ) приняты на основе опыта
проектирования и результатов испытаний машин
с возбуждением от постоянных магнитов [2]. По
проведённому алгоритму (1)-(7) был рассчитан
ряд генераторов без мультипликаторов мощно-
стью от 300 до 3600 кВт с ориентиром на мощно-
ISSN 1819-8058 (Print)
ВІТРОЕНЕРГЕТИКА ISSN 2664-8172 (Online)
Відновлювана енергетика. 2020. № 1 46
сти электрических машин, выпускаемых «Заво-
дом крупных электрических машин» (г. Каховка),
но за базовую конструкцию при расчётах принят
генератор, представленный в [2]. Особенность
конструкции этого генератора – отсутствие ярма
статора (корпуса). Корпусом генератора является
пакет статора с обмоткой, поэтому он представ-
ляет собой модуль головки ветроустановки, кор-
пус которой является корпусом генератора, что
позволяет уменьшить его массу и габариты. Ро-
тор генератора представляет собой многополос-
ную радиальную магнитную систему с магнита-
ми NdFeB, отличающихся высоким уровнем маг-
нитных параметров: остаточная индукция
Br=(0.93-1.1)Тл, коэрцитивная сила – Hc=(930-
1100) кА/м, что позволяет минимизировать мас-
согабаритные показатели генератора. Статор ге-
нератора – пазовый с всыпной двухслойной
обмоткой, но как будет показано ниже, могут
быть и другие варианты обмоток. Для улучше-
ния агрегатирования генератора в головку вет-
роустановки он выполнен уплощённой кон-
струкции, с малым отношением активной дли-
ны ротора к его диаметру.
Приведенные в табл.1 результаты расчётов
основных геометрических размеров ветроколес и
генераторов мощностью (300-3600) кВт на раз-
ных скоростях ветра (8; 12) м/с показывают су-
щественно завышенную массу и габариты гене-
раторов и ветроколес на меньшей скорости вет-
рового потока. Поэтому для повышения эффек-
тивности ветроустановок целесообразно увели-
чивать высоту опор для использования потоков
воздуха с большей скоростью, однако, при этом
растёт стоимость и усложняется монтаж установ-
ки. Эффективность ветроустановки может быть
также повышена за счет агрегатной части в це-
лом и генератора в частности.
До настоящего времени наиболее широко
применялись асинхронные генераторы с мульти-
пликаторами для повышения частоты вращения,
учитывая, что частота вращения ветроколеса
уменьшается с повышением мощности установки
и составляет всего несколько оборотов в минуту
(табл.1), а электродвижущая сила генератор про-
порциональна частоте его вращения. С увеличе-
нием частоты вращения уменьшается электро-
магнитный момент (6) и объем генератора, одна-
ко при этом увеличиваются объем и масса,
усложняется конструкция мультипликатора и
растут габариты всей агрегатной части установ-
ки. Поэтому в последние годы стали применяться
синхронные генераторы мегаваттной мощности
(6 МВТ, GE, Haliade offshore wind turbine; 7 МВт
MSPMG) с возбуждением от постоянных магни-
тов типа NdFeB без мультипликаторов. Такие
генераторы отличаются простотой конструкции,
отсутствием потерь на возбуждение, надёжно-
стью, что позволяет их использование в суровых
климатических условиях. Примером может слу-
жить ветроустановка NW 100/19, разработанная
фирмой Northern при участии NASA, научного
фонда (NSF), министерства энергетики (NREL) и
компании Siemens-Westinghouse. Модель NW
100/19 специально разработана для работы в экс-
тремальных условиях (Аляска) имеет характери-
стики, которые облегчают её использование для
работы в автономных и изолированных от цен-
трализованной электрической сети системах. Она
отличается от традиционных ВЭУ отсутствием
трансмиссии, постоянным шагам лопастей, ми-
нимальным количеством движущихся и чувстви-
тельных к внешним воздействиям частей, про-
стотой конструкции ротора, который представля-
ет собой «колесо со спицами», на обечайки кото-
рого размещены постоянные магниты как состав-
ляющие части радиальной магнитной системы.
Общие характеристики асинхронных генера-
торов с мультипликаторами и синхронных безре-
дукторных генераторов с возбуждением от по-
стоянных магнитов могут быть более полно
представлены в табл. 2. В табл. 2 приведены сра-
внительные параметры двух ветроустановок оди-
наковой мощности – 600 кВт с асинхронным ге-
нератором и мультипликатором – серийно вы-
пускавшейся установки «TURBOWINDS T600-
48» и расчетные значения параметров синхрон-
ного генератора без мультипликатора с возбуж-
дением от постоянных магнитов NdFeB, кон-
струкция которого описано ранее [2].
ISSN 1819-8058 (Print)
ВІТРОЕНЕРГЕТИКА ISSN 2664-8172 (Online)
Відновлювана енергетика. 2020. № 1 47
Таблица 2. Сравнительные характеристики асинхронного генератора с трансмиссией и синхронного генератора с
возбуждением от постоянных магнитах при равных мощностях и скорости ветра 12 м/с.
Table 2. Comparative characteristics of asynchronous gearbox generator and permanent magnet synchronous gearless gen-
erator with equal power.
Тип генератора N
Dк,
м
kб
nк,
об/мин
Pн,
кВт
nн,
об/мин
Мн,
Н·м
Uн,
В
Iфн, А η
Dр,
м
lр,
м
Асинхронный
(с трансмиссией)
3 48 4,6 24 600 1500 4000 690 326 0,9 0,64 0,74
Dм,
м
lм,
м
mг,
т
mм,
т
∑m,
т
A,
А/м
Bδ,
Тл
cosφ
Pуд,
кВт/м2
l0,
м
Dкг,
м
lкг,
м
1,45 1,63 3 5,4 8,4 8200 0,8 0,89 5,3 3 0,9 1,4
Тип генератора N
Dк,
м
kб
nк,
об/мин
Pн,
кВт
nн,
об/мин
Мн,
Н·м
Uн,
В
Iфн, А η
Dр,
м
lр,
м
Синхронный
(без трансмиссии)
3 46 4,6 24 600 24 238 690 309 0,96 3,4 0,2
Dм,
м
lм,
м
mг,
т
mм,
т
∑m,
т
A,
А/м
Bδ,
Тл
cosφ
Pуд,
кВт/м2
l0,
м
Dкг,
м
lкг,
м
- - 8 - 8 10 0,8 0,94 5,5 0,3 3,5 0,3
В табл. 2 приняты следующие обозначения:
N – количество лопастей ветроколеса, Dк – диа-
метр ветроколеса, kб – коэффициент быстроход-
ности ветроколеса, nк – частота вращения ветро-
колеса, ηк – к.п.д. ветроколеса, Pн – номинальная
мощность ветроустановки, nн – частота вращения
генератора, Мн – номинальный момент генерато-
ра, Uн – номинальное фазное напряжение, Iфн –
номинальный фазный ток, η – к.п.д. генератора,
Dр – диаметр ротора генератора, lр – активная
длина ротора генератора, Dм – диаметр корпуса
мультипликатора, lм – длина корпуса мультипли-
катора, mг, – масса генератора, mм – масса муль-
типликатора, ∑m – общая масса агрегата, A – ли-
нейная нагрузка, Bδ – индукция в рабочем зазоре,
cosφ – коэффициент мощности, Pуд – удельные
потери с поверхности корпуса без торцов, l0 –
общая длина агрегата, Dкг – диаметр корпуса ге-
нератора, lкг – длина корпуса генератора.
Как видно из табл. 2, при равных скоростях
ветра, одинаковых мощности установок, геомет-
рических размерах и конструкциях ветроколес і
сравнимых удельных электромагнитных нагруз-
ках генераторов (Bδ, A), асинхронный генератор с
мультипликатором и синхронный генератор без
мультипликатора (безкорпусной) имеют сравни-
мые массы, но при этом существенно отличаются
габаритами: асинхронный генератор с мульти-
пликатором имеет суммарный осевой размер – 3
м при диаметрах корпуса генератора Dкг≈0,9м и
корпуса мультипликатора – Dм≈1,45 м; синхрон-
ный генератор (безкорпусной, с возбуждением от
постоянных магнитов) имеет диаметр корпуса –
Dкг≈3,5, осевой размер lкг≈0,3м. При этом, учи-
тывая указанные преимущества такой конструк-
ции, можно считать её более перспективный и
необходимо решать вопросы оптимального про-
ектирования для повышения эффективности син-
хронного генератора со возбуждением от посто-
янных магнитов. Для этого был проведён расчёт
ряда генераторов мощностью от 20 кВт до
2000 кВт.
Такой подход позволяет установить геометри-
ческие соотношений генераторов близкие к опти-
мальным с учётом требуемых номинальных пара-
метров (напряжения и его частоты, частоты враще-
ния ветроколеса, коэффициента полезного дей-
ствия, габаритов генератора) без различных допу-
щений с учётом насыщения участка магнитной це-
пи, допустимых электромагнитных нагрузок
(удельного теплового потока, плотности тока, тем-
пературы), требований агрегатирования генератора
в головку ветроустановки и возможных технологи-
ческих ограничений при изготовлении генератора.
Одно из основных требований к электриче-
ским генераторам – высокий удельный момент и
мощность, определяемых отношением этих па-
раметров к объему (массе) устройства. Так при
заданном диаметре корпуса генератора (пакета
статора) увеличение диаметра ротора происходит
увеличение полного магнитного потока (pФδ) и
уменьшения полного тока (j(Nq)), где j – допу-
стимая по опыту проектирования плотность тока
в обмотке, Nq – полное сечение токового слоя,
определяемое числом проводников (N) и сечени-
ем проводника. Электромагнитный момент (ис-
ходя из технического задания – скорости ветра и
мощности ветроустановки) генератора, определя-
ется произведением полного магнитного потока
на полной ток (7). При этом необходимо, чтобы
ISSN 1819-8058 (Print)
ВІТРОЕНЕРГЕТИКА ISSN 2664-8172 (Online)
Відновлювана енергетика. 2020. № 1 48
индукция в спинках статора и ротора не превы-
шала значений выше колена кривой намагничи-
вания применяемой марки стали. Подобные за-
кономерности наблюдаются и непосредственно в
зоне зубец – паз. Ограничением полезного потока
зубцовых машинах с радиальной магнитной си-
стемой является насыщение зубцов, поэтому
расширение зубцов сопровождается увеличением
полезного потока, но при определённом зубцо-
вом делении (зубец и паз) происходит сужение
паза, то есть уменьшается сечения проводников
(Nq) и полного тока. В результате должно быть
выдержано оптимальное соотношение ширины
зубца и паза. В табл. 3 приведены результаты
расчётов указанного ряда генераторов, позволя-
ющие определить приемлемые геометрические
соотношения генераторов рассматриваемой кон-
струкции при их проектировании.
Таблица 3. Изменение геометрических соотношений генераторов мощностью (20-2000) кВт.
Table 3. The change of the geometry relationships with powers of (20-2000) kW.
P n Uф f Dк Dр bz bп bz/bп hп hя δ λ Dк/Dр Pуд θ
кВт об/мин В Гц мм мм мм мм о.е. мм мм мм о.е. о.е. Вт/м2 град.
20 100 220 30 819 700 12 10 1,2 20 20 1,5 0,3 1,08 3000 45
50 50 220 50 1271 1180 6 5 1,2 28 15 2,5 0,3 1,077 4200 65
120 32 220 50 1849 1723 6,5 6 1,06 45 17 3 0,3 1,073 5500 80
600 14 690 50 3431 3251 4,24 4 1,06 56 20,5 4 0,3 1,055 5600 81
2000 8 690 50 4642 4420 6,3 6 1,05 75 30 6 0,3 1,05 5650 82
В таблице 3 приняты следующие обозначе-
ния: n – частота вращения ветроколеса (генера-
тора), Uф – фазное напряжение, f – частота вы-
ходного напряжения, Dк – диаметр корпуса гене-
ратора, который в рассматриваемой конструкции
равен диаметру пакета статора, Dр – диаметр ро-
тора генератора, bz – ширина зубца, bп – ширина
паза, bz/bп – относительное значения ширины
зубца и ширины паза, hп – глубина паза, hя – тол-
щина пакета статора, δ – полный немагнитный
зазор, λ – отношение активной длины ротора к
его диаметру, Dк/Dр – относительные значения
диаметров корпусов статора и ротора, Pуд –
удельные потери с внешней поверхности статора,
θ – превышение температуры статора над темпе-
ратурой окружающей среды.
Как видно из табл. 3, генераторы повышен-
ной мощности имеют небольшие ширину паза и
зубца (bz и bп) при большой глубине паза (hп).
Данное обстоятельство объясняется прежде всего
низкой частотой вращения безредукторных вет-
рогенераторов (табл.1). Поэтому при заданной
частоте напряжения (f) и определённой частоте
вращения ветроколеса необходимо большое чис-
ло полюсов магнитной системы (5), что обуслав-
ливает малую величину зубцового деления, а
следовательно, малые величины ширины зубца и
паза. Сравнительно большая глубина паза опре-
деляется при этом большими токами, требуемым
полным сечением токового слоя (Nq) с увеличе-
нием мощности генераторов. Такая геометрия
зубцовой зоны может сопровождаться техноло-
гическими трудностями изготовления пакета ста-
тора и обмотки, поэтому были проведены расчё-
ты генератора мощностью 600 кВт с разным зна-
чением числа пазов на полюс и фазу (q=0,3;0,5;1).
Уменьшение “q” сопровождается увеличением
зубцового деления, ширины зубца и паза (рис. 1а
– q=1, рис. 1б – q=0.5), но при этом несколько
уменьшается мощность генератора (рис. 2), так
как изменяется коэффициент распределения об-
мотки [3].
ISSN 1819-8058 (Print)
ВІТРОЕНЕРГЕТИКА ISSN 2664-8172 (Online)
Відновлювана енергетика. 2020. № 1 49
а) б)
Рис. 1. Фрагмент магнитной системы генератора мощностью 600 кВт: 1 – пакет статора; 2 – ярмо ротора.
Fig. 1. Fragment of magnetic system of 600 kW generator: 1 – stator core, 2 – rotor yoke.
Рис. 2. Зависимость мощности генератора от числа пазов на полюс и фазу (q).
Fig. 2. Power dependence on the quantity of slots per pole and phase (q).
ISSN 1819-8058 (Print)
ВІТРОЕНЕРГЕТИКА ISSN 2664-8172 (Online)
Відновлювана енергетика. 2020. № 1 50
Для упрощения изготовления обмотки при
больших токах и сечении проводников и малой
ширине паза может применяться, как вариант,
всыпная двухслойная обмотка из нескольких па-
раллельных ветвей в фазе и параллельных про-
водников в секции для уменьшения сечения эле-
ментарного проводника. Как показали расчёты
машин при определении числа витков секции по
известной формуле [3]
4,44 ф обE f W Ф k= (8)
число витков в секции – Wс=0,5 с большим тре-
буемым сечением фазного провода с одним про-
водником в пазу обусловит возможность выпол-
нения трехфазной обмотки в виде трёх независи-
мых меандров, разнесённых по высоте глубокого
паза в трёх плоскостях (рис. 3) для исключения
пересечения меандров большого сечения в лобо-
вых частях обмотки и сдвинутых на 120° элек-
трических градусов.
Рис. 3. Меандровая обмотка (q=1, Wс=0,5).
Fig. 3. Meander winging (q=1, Wс=0,5).
В этом случае каждая фаза будет представ-
лять собой один непрерывный меандр, выполнен-
ный кабелем (шиной), что позволит устранить
необходимость соединения секции в фазе и
уменьшить потери в лобовых частях, так будет
устранена одна лобовая часть в сравнение с вит-
ком.
В этом случае расчёт электродвижущей силы
фазы может быть выполнен по формуле:
ср aE B l v= , (м), (9)
где срB – индукция в рабочем зазоре; al – сум-
марная активная длина проводников в фазе (без
лобовых частей); v – линейная скорость враще-
ния ротора.
Выводы. 1. Проведено сравнение основных
параметров синхронный генератор модульной
конструкции с возбуждением от постоянных маг-
нитов при разных скоростях ветрового потока.
2. Проведено сравнение асинхронных гене-
раторов с мультипликаторами и синхронных без-
редукторных генераторов с постоянными магни-
тами (безкорпусных) по массогабаритным пока-
зателям при равных мощностях.
3 пределено оптимальное по электромаг-
нитным параметрам соотношение диаметра кор-
пуса к диаметру ротора в заданных габаритах в
генераторах модульной конструкции.
4. Определено оптимальное соотношение
ширины паза и зубца, при котором обеспечивае-
тся максимальный электромагнитный момент
генератора в заданных габаритах.
5. Расчётным путём установлены допус-
тимые по нагреву удельные потери с внешней
поверхности генераторов модульной конструк-
ции мощностью от 50 до 2000 кВт.
6. Оценка возможности применения «меа-
ндровой» обмотки в синхронных генераторах
повышенный мощности.
1. Кудря С.О. та інш. Атлас енергетичного потенціалу
відновлюваних джерел енергії України. Інститут відновлю-
ваної енергетики НАН України. К. ВіолПринт. 2008. 55 с.
2. Кудря С.О., Перминов Ю.М., Коханевич В.П. Патент
на винахід № 106673. Україна. МПК H02K 16/00. H02K
21/22. Вітроелектрична установка модульної конструкції. №
а2013 01473. заял. 07.02.13. опубл. 25.09.14. Бюл. №9.
3. Костенко М.П., Пиотровский Л.М. Электрические
машины. Часть 2. М. Л. издательство «Энергия». 1965.
С. 43-55.
4. Перминов Ю.Н., Конахевич В.П., Шихайлов Н.А.,
Перминова С.Ю. Определение параметров и основных раз-
меров генераторов для приливных электростанций малой
ISSN 1819-8058 (Print)
ВІТРОЕНЕРГЕТИКА ISSN 2664-8172 (Online)
Відновлювана енергетика. 2020. № 1 51
мощности (до 1000 кВт). Відновлювальна енергетика. 2017.
№ 3(50). С. 66-72.
5. Кудря С.А., Перминов Ю.Н., Буденный В.Ф. О мето-
дах расчета магнитных систем с постоянными магнитами.
Відновлювальна енергетика. 2009. № 4(19) С. 40-43.
6. Балагуров В.А., Галтеев Ф.Ф., Ларионов А.Н. Элект-
рические машины с постоянными магнитами. М. Энергия.
1964. 208 с.
7. Арнольд Р.Р. Расчет и проектирование магнитных
систем с постоянными магнитами. М. Энергия. 1969. 260 с.
8. Буль Б.К. Основы теории и расчета магнитных це-
пей. М. Энергия. 1964. 154 с.
9. Перминов Ю.Н., Монахов Е.А. Сравнение вариантов
конструкций синхронных генераторов с возбуждением от
постоянных магнитов для ветроустановок. Відновлювана
енергетика. 2019. № 2(57). С. 54-60.
REFERENCES
1. Kudrya S. Atlas energetichnogo potencialy vid-
novluvanikh dzherel energii Ukraini. [Atlas of energy potential
of renewable energy sources in Ukraine]. Institute of Renewable
Energy NAS of Ukraine. K. VioletPrint. 2008. 55 p. [in Ukraini-
an].
2. Kudrya S.O., Perminov Yu.M., Kokhanevich V.P. Patent
na vynakhid № 106673. Ukrayina. MPK H02K 16/00. H02K
21/22. Vitroelektrychna ustanovka modulnoyi konstruktsiyi. №
a2013 01473. [Patent for invention No. 106673. Ukraine. IPC
H02K 16/00. H02K 21/22. Windmill installation of modular
structure. A2013 01473]. stated. 07.02.13. published 25.09.14.
Bul. № 9. [in Ukrainian].
3. Kostenko M.P., Piotrovskiy L.M. Elekticheskie mashini.
Chast 2. [Electrical machines. Part 2]. Moscow. Russia. Ener-
giya. Pp. 43-55. [in Russian].
4. Perminov Yu., Konahevich V., Shihaylov N., Perminova
S. Opredelenie parametrov i osnovnyih razmerov generatorov
dlya prilivnyih elektrostantsiy maloy moschnosti (do 1000 kVt).
[Determination of parameters and basic dimensions of the gener-
ator of low power tidal plants (up to 1000 kW)]. Vidnovluvana
energetika. 2017. No. 3(50). Pp. 66-72. [in Russian].
5. Kudrya S., Perminov Yu., Budyonnyi V. O metodakh
rascheta magnitnikh system s postoyanimi magnitami. [About
calculation mathods of the magnetic systems with permanent
magnets]. Vidnovluvana energetika. 2009. No. 4(19). Pp. 40-43
[in Russian].
6. Balagurov V., Galteev F., Larionov A. Elekticheskie
mashini s postoyanimi magnitami. [Permanent magnet ma-
chines]. Moscow. Russia. Energiya. 1964. 208 p. [in Russian].
7. Arnold R. Rashet i proektirovanie magnitnikh system s
postoyanimi magnitami. [Calculation and design the magnetic
systems with permanent magnets]. Moscow. Russia. Energiya.
1969. 260 p. [in Russian].
8. Bul B. Osnovi teorii i rascheta magnitnikh cepej. [Basics
of theory and calculation of magnetic circuits]. Moscow. Russia.
Energiya. 1964. 154 p. [in Russian].
9. Perminov Yu., Monakhov Y.S. Sravnenie variantov kon-
strukciy sinkhronnikh generator s vozbuzhdeniev ot postoyanikh
magnitov dlya vetroustanovok. [Design comparison of synchronous
permanent magnet generator for windturbines]. Vidnovluvana ener-
getika. 2019. No. 2(57). Pp. 54-60. [in Russian].
ПРОЕКТУВАННЯ ВІТРОГЕНЕРАТОРІВ
ПІДВЩИННОЇ ПОТУЖНОСТІ (600÷3600) КВТ ЗІ
ЗБУДЖЕННЯМ ВІД ПОСТІЙНИХ МАГНІТІВ
Ю.Н. Перминов1, канд.техн.наук, Є.А. Монахов2,
Л.П. Волков3
1Інститут відновлюваної енергетики НАН України,
02094, вул. Гната Хоткевича, 20А, м. Киев, Україна.
2Національний технічний університет України «Київський
політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського»,
03056, пр. Перемоги, 37, м. Київ, Україна.
3Інститут екологічного управління та збалансованого при-
родовикористування,
02002, вул. Нікольсько-Слобідська, 6-Д, м. Київ, Україна.
У статті на основі оцінки характеристик деяких вітрозон
України [1] і застосованої при проектуванні швидкості
вітру за кордоном проведено порівняння основних парамет-
рів вітрогенераторів. Для цього за певним алгоритмом [4-9]
був розрахований ряд синхронних генераторів потужністю
від 600 до 3600 кВт з орієнтиром на потужності машин,
що випускаються «Заводом великих електричних машин»
(м. Каховка), але за базову конструкцію при розрахунках
прийнятий генератор, представлений в [2]. Особливістю
конструкції цього генератора - відсутність ярма статора
(корпусу). Корпусом генератора є пакет статора з обмот-
кою, тому він являє собою модуль головки вітроустановки,
це дозволяє зменшити його масу і габарити.
До теперішнього часу найбільш широко застосували асинх-
ронні генератори з мультиплікаторами для підвищення
частоти обертання, враховуючи, що частота обертання
вітроколеса зменшується з підвищенням потужності віт-
роустановки і становить всього кілька обертів в хвилину. Зі
збільшенням частоти обертання зменшується електромаг-
нітний момент, об’єм і маса генератора, але збільшуються
відповідні параметри мультиплікатора. В останні роки
намітилася тенденція застосування безредукторних синх-
ронних генераторів зі збудженням від постійних магнітів,
що дозволяє спростити конструкцію агрегату, підвищити
надійність установки, виключити необхідність обслугову-
вання редуктора (мультиплікатора) і втрати на збуджен-
ня. У зв'язку з цим, в роботі проведено порівняння зазначених
варіантів виконання агрегатної частини вітроустановок по
електромагнітним параметрам, масою і габаритами.
Зміна геометричних співвідношень генератора визначає
його електромагнітні параметри, тому відмічені оптима-
льні відношення діаметрів корпусу і ротора, ширини паза і
зубця, визначена залежність геометрії зубцеву зони і по-
тужності від прийнятого числа пазів на полюс і фазу (q);
обґрунтована можливість застосування «меандрової» об-
мотки в зв'язку з малим розрахунковим значенням числа
витків в секції. Така обмотка дозволяє спростити техноло-
гію її виготовлення, можливість збільшення коефіцієнта
заповнення паза і потужності при вирішенні технологічних
питань виготовлення. Бібл. 9, рис. 3.
Ключові слова: синхронні генератори, асинхронні генера-
тори, потужність вітроустановки, частота обертів, еле-
ктромагнітний момент, постійні магніти, число пазів на
полюс і фазу, коефіцієнт заповнення паза.
Стаття надійшла до редакції 23.12.19
Остаточна версія 11.03.20
|
| id | veorgua-article-243 |
| institution | Vidnovluvana energetika |
| keywords_txt_mv | keywords |
| language | Ukrainian |
| last_indexed | 2026-07-19T01:06:18Z |
| publishDate | 2020 |
| publisher | Institute of Renewable Energy National Academy of Sciences of Ukraine |
| record_format | ojs |
| resource_txt_mv | veorgua/0a/f209559c132092265718f50f573ef30a.pdf |
| spelling | veorgua-article-2432026-07-18T06:32:14Z DESIGN PERMANENT MAGNET WINDGENERATOR OF INCREASED POWER (600÷3600) KW ПРОЕКТИРОВАНИЕ ВЕТРОГЕНЕРАТОРОВ ПОВЫШЕННОЙ МОЩНОСТИ (600÷3600) КВТ С ВОЗБУЖДЕНИЕМ ОТ ПОСТОЯННЫХ МАГНИТОВ Permynov, Y. Monakhov, E. Volkov, L. synchronous generators; asynchronous generators; wind generator power; rotation speed; electromagnetic torque; permanent mag-nets; slots per pole and phase; slot filling coefficient. : синхронные генераторы; асинхронные генераторы; мощность ветроустановки; частота вращения; электромагнитный момент; постоянные магниты; числов пазов на полюс и фазу; коэффициент заполнения паза. Based on the assessment of the characteristics of some wind zones in Ukraine [1] and used abroad the wind speed in the design of windgenerators, the paper provides comparison of the main parameters of wind generators. According to a certain algorithm [4–9], a number of synchronous generators with a capacity of 600 to 3600 kW were calculated with a reference to the power of machines manufactured by the Large Electric Machine Plant (Kakhovka). The design presented in the paper [2] was taken as a basic design, which has not a case. The yoke of the stator plays role of the case. The stator with winding plays role of a module of the head of a wind turbine, that allows to reduce its weight and dimensions. At the present time asynchronous generators with gears have been most widely used for increasing the speed, because the rotation speed of wind wheel decrease with power increase and is only a few revolutions per minute. With increasing speed, the electromagnetic torque, volume and mass of the generator decrease, but the corresponding parameters of the multiplier increase. In recent years, there has been a tendency to use gearless synchronous generators with permanent magnet excitation, which simplifies the design of the unit, improves the reliability of the installation, eliminates the need for maintenance of the gearbox (multiplier) and excitation losses. In this regard, the work compares these options for the implementation of the modular part of wind turbines in terms of electromagnetic parameters, mass and dimensions. A change in the geometric relationships of the generator determines its electromagnetic parameters, therefore, the optimum ratios of the diameters of the stator and the rotor, the width of the slot and the tooth are determined, the dependence of the geometry of the tooth zone and power on the accepted number of slot per pole and phase (q) is determined; the possibility of using a “meander” winding due to the small calculated value of the number of turns in the section is substantiated. Such a winding allows to simplify the technology of its manufacture, gives the possibility of increasing the fill factor of the slot and power. Ref. 9, fig. 3. 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. Institute of Renewable Energy National Academy of Sciences of Ukraine 2020-03-30 Article Article application/pdf https://ve.org.ua/index.php/journal/article/view/243 10.36296/1819-8058.2020.1(60).42-51 Vidnovluvana energetika ; No. 1(60) (2020): Scientific and Applied Journal Vidnovluvana energetika; 42-51 Возобновляемая энергетика; ##issue.no## 1(60) (2020): Научно-прикладной журнал Возобновляемая энергетика; 42-51 Відновлювана енергетика; № 1(60) (2020): Науково-прикладний журнал Відновлювана енергетика; 42-51 2664-8172 1819-8058 10.36296/1819-8058.2020.1(60) uk https://ve.org.ua/index.php/journal/article/view/243/172 Copyright (c) 2020 Y. Permynov, E. Monakhov, L. Volkov https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0 |
| spellingShingle | synchronous generators asynchronous generators wind generator power rotation speed electromagnetic torque permanent mag-nets slots per pole and phase slot filling coefficient. Permynov, Y. Monakhov, E. Volkov, L. DESIGN PERMANENT MAGNET WINDGENERATOR OF INCREASED POWER (600÷3600) KW |
| title | DESIGN PERMANENT MAGNET WINDGENERATOR OF INCREASED POWER (600÷3600) KW |
| title_alt | ПРОЕКТИРОВАНИЕ ВЕТРОГЕНЕРАТОРОВ ПОВЫШЕННОЙ МОЩНОСТИ (600÷3600) КВТ С ВОЗБУЖДЕНИЕМ ОТ ПОСТОЯННЫХ МАГНИТОВ |
| title_full | DESIGN PERMANENT MAGNET WINDGENERATOR OF INCREASED POWER (600÷3600) KW |
| title_fullStr | DESIGN PERMANENT MAGNET WINDGENERATOR OF INCREASED POWER (600÷3600) KW |
| title_full_unstemmed | DESIGN PERMANENT MAGNET WINDGENERATOR OF INCREASED POWER (600÷3600) KW |
| title_short | DESIGN PERMANENT MAGNET WINDGENERATOR OF INCREASED POWER (600÷3600) KW |
| title_sort | design permanent magnet windgenerator of increased power (600÷3600) kw |
| topic | synchronous generators asynchronous generators wind generator power rotation speed electromagnetic torque permanent mag-nets slots per pole and phase slot filling coefficient. |
| topic_facet | synchronous generators asynchronous generators wind generator power rotation speed electromagnetic torque permanent mag-nets slots per pole and phase slot filling coefficient. : синхронные генераторы асинхронные генераторы мощность ветроустановки частота вращения электромагнитный момент постоянные магниты числов пазов на полюс и фазу коэффициент заполнения паза. |
| url | https://ve.org.ua/index.php/journal/article/view/243 |
| work_keys_str_mv | AT permynovy designpermanentmagnetwindgeneratorofincreasedpower6003600kw AT monakhove designpermanentmagnetwindgeneratorofincreasedpower6003600kw AT volkovl designpermanentmagnetwindgeneratorofincreasedpower6003600kw AT permynovy proektirovanievetrogeneratorovpovyšennojmoŝnosti6003600kvtsvozbuždeniemotpostoânnyhmagnitov AT monakhove proektirovanievetrogeneratorovpovyšennojmoŝnosti6003600kvtsvozbuždeniemotpostoânnyhmagnitov AT volkovl proektirovanievetrogeneratorovpovyšennojmoŝnosti6003600kvtsvozbuždeniemotpostoânnyhmagnitov |