COMPARISON OF PARAMETERS OF ASYNCHRONOUS AND SYNCHRONOUS ELECTRIC GENERATORS WITH PERMANENT MAGNETS EXCITATION FOR WIND TURBINES

COMPARISON OF PARAMETERS OF ASYNCHRONOUS AND SYNCHRONOUS ELECTRIC GENERATORS WITH PERMANENT MAGNETS EXCITATION FOR WIND TURBINES

У статті на основі характеристик деяких вітрових зон України [1] та швидкості вітру, яка застосовується при проєктуванні в Україні й за кордоном, проведено порівняння основних параметрів вітроустановок різних конструкцій, які мають найбільше застосування. Для цього за певним алгоритмом [2–7] був роз...

Full description

Saved in:
Bibliographic Details
Date:2021
Main Authors: Permynov, Y., Marchenko, N., Permynova, S.
Format: Article
Language:Ukrainian
Published: Institute of Renewable Energy National Academy of Sciences of Ukraine 2021
Subjects:
wind turbine
permanent magnets synchronous generator
permanent magnets.
Online Access:https://ve.org.ua/index.php/journal/article/view/301
Tags: Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
Journal Title:Vidnovluvana energetika

Institution

Vidnovluvana energetika
id veorgua-article-301
record_format ojs
institution Vidnovluvana energetika
baseUrl_str
datestamp_date 2021-06-28T09:55:30Z
collection OJS
language Ukrainian
topic wind turbine
permanent magnets synchronous generator
permanent magnets.
spellingShingle wind turbine
permanent magnets synchronous generator
permanent magnets.
Permynov, Y.
Marchenko, N.
Permynova, S.
COMPARISON OF PARAMETERS OF ASYNCHRONOUS AND SYNCHRONOUS ELECTRIC GENERATORS WITH PERMANENT MAGNETS EXCITATION FOR WIND TURBINES
topic_facet wind turbine
permanent magnets synchronous generator
permanent magnets.
вітроустановка
синхронний генератор зі збудженням від постійних магнітів
постійні магніти.
format Article
author Permynov, Y.
Marchenko, N.
Permynova, S.
author_facet Permynov, Y.
Marchenko, N.
Permynova, S.
author_sort Permynov, Y.
title COMPARISON OF PARAMETERS OF ASYNCHRONOUS AND SYNCHRONOUS ELECTRIC GENERATORS WITH PERMANENT MAGNETS EXCITATION FOR WIND TURBINES
title_short COMPARISON OF PARAMETERS OF ASYNCHRONOUS AND SYNCHRONOUS ELECTRIC GENERATORS WITH PERMANENT MAGNETS EXCITATION FOR WIND TURBINES
title_full COMPARISON OF PARAMETERS OF ASYNCHRONOUS AND SYNCHRONOUS ELECTRIC GENERATORS WITH PERMANENT MAGNETS EXCITATION FOR WIND TURBINES
title_fullStr COMPARISON OF PARAMETERS OF ASYNCHRONOUS AND SYNCHRONOUS ELECTRIC GENERATORS WITH PERMANENT MAGNETS EXCITATION FOR WIND TURBINES
title_full_unstemmed COMPARISON OF PARAMETERS OF ASYNCHRONOUS AND SYNCHRONOUS ELECTRIC GENERATORS WITH PERMANENT MAGNETS EXCITATION FOR WIND TURBINES
title_sort comparison of parameters of asynchronous and synchronous electric generators with permanent magnets excitation for wind turbines
title_alt ПОРІВНЯННЯ ПАРАМЕТРІВ АСИНХРОННИХ ТА СИНХРОННИХ ЕЛЕКТРОГЕНЕРАТОРІВ ЗІ ЗБУДЖЕННЯМ ВІД ПОСТІЙНИХ МАГНІТІВ ДЛЯ ВІТРОУСТАНОВОК
description У статті на основі характеристик деяких вітрових зон України [1] та швидкості вітру, яка застосовується при проєктуванні в Україні й за кордоном, проведено порівняння основних параметрів вітроустановок різних конструкцій, які мають найбільше застосування. Для цього за певним алгоритмом [2–7] був розрахований ряд синхронних генераторів потужністю від 600 до 3600 кВт з урахуванням потужності машин, які випускаються ТОВ «Завод крупних електричних машин» (м. Каховка, Україна). Показана також конструкція генераторів цього заводу після заміни в них асинхронних двигунів на синхронні двигуни зі збудженням від постійних магнітів. Визначено перспективність використання постійних магнітів в системах збудження синхронних генераторів. Відзначено, що при такому підході до створення синхронних електрогенераторів для вітроустановок потрібне обов'язкове застосування мультиплікаторів для забезпечення частоти обертання, яка відповідає частоті обертання вихідного двигуна. Другою умовою є відповідність індукції в робочому зазорі не нижче 0,7–0,8 Тл. Для цього необхідне використання магнітів типу NdFeB, що відрізняються високою питомою енергією та дають змогу спростити конструкцію, усунути втрати на збудження, які притаманні генераторам з електромагнітним збудженням, підвищити ККД і надійність генераторів. Застосування мультиплікаторів вимагає їх обов'язкового регулярного обслуговування і знижує надійність електроагрегату. У зв'язку з цим була розглянута оригінальна конструкція безредукторного генератора зі збудженням від постійних магнітів. Особливість цієї конструкції генератора полягає у відсутності ярма статора та мультиплікатора, а також корпусу генератора. Корпусом генератора є шихтований пакет статора, і в цілому генератор являє собою модуль у складі головки вітроустановки, що дозволяє істотно зменшити його масу. В статті обґрунтовано доцільність застосування безкорпусної модульної конструкції вітроустановки зі збудженням від постійних магнітів без мультиплікатора та проведено порівняння параметрів вітроустановок зазначених конструкцій. Бібл. 9, табл. 4, рис. 3.
publisher Institute of Renewable Energy National Academy of Sciences of Ukraine
publishDate 2021
url https://ve.org.ua/index.php/journal/article/view/301
work_keys_str_mv AT permynovy porívnânnâparametrívasinhronnihtasinhronnihelektrogeneratorívzízbudžennâmvídpostíjnihmagnítívdlâvítroustanovok
AT marchenkon porívnânnâparametrívasinhronnihtasinhronnihelektrogeneratorívzízbudžennâmvídpostíjnihmagnítívdlâvítroustanovok
AT permynovas porívnânnâparametrívasinhronnihtasinhronnihelektrogeneratorívzízbudžennâmvídpostíjnihmagnítívdlâvítroustanovok
AT permynovy comparisonofparametersofasynchronousandsynchronouselectricgeneratorswithpermanentmagnetsexcitationforwindturbines
AT marchenkon comparisonofparametersofasynchronousandsynchronouselectricgeneratorswithpermanentmagnetsexcitationforwindturbines
AT permynovas comparisonofparametersofasynchronousandsynchronouselectricgeneratorswithpermanentmagnetsexcitationforwindturbines
first_indexed 2025-07-17T11:38:20Z
last_indexed 2025-07-17T11:38:20Z
_version_ 1850411228593127424
spelling veorgua-article-3012021-06-28T09:55:30Z ПОРІВНЯННЯ ПАРАМЕТРІВ АСИНХРОННИХ ТА СИНХРОННИХ ЕЛЕКТРОГЕНЕРАТОРІВ ЗІ ЗБУДЖЕННЯМ ВІД ПОСТІЙНИХ МАГНІТІВ ДЛЯ ВІТРОУСТАНОВОК COMPARISON OF PARAMETERS OF ASYNCHRONOUS AND SYNCHRONOUS ELECTRIC GENERATORS WITH PERMANENT MAGNETS EXCITATION FOR WIND TURBINES Permynov, Y. Marchenko, N. Permynova, S. wind turbine, permanent magnets synchronous generator, permanent magnets. вітроустановка, синхронний генератор зі збудженням від постійних магнітів, постійні магніти. У статті на основі характеристик деяких вітрових зон України [1] та швидкості вітру, яка застосовується при проєктуванні в Україні й за кордоном, проведено порівняння основних параметрів вітроустановок різних конструкцій, які мають найбільше застосування. Для цього за певним алгоритмом [2–7] був розрахований ряд синхронних генераторів потужністю від 600 до 3600 кВт з урахуванням потужності машин, які випускаються ТОВ «Завод крупних електричних машин» (м. Каховка, Україна). Показана також конструкція генераторів цього заводу після заміни в них асинхронних двигунів на синхронні двигуни зі збудженням від постійних магнітів. Визначено перспективність використання постійних магнітів в системах збудження синхронних генераторів. Відзначено, що при такому підході до створення синхронних електрогенераторів для вітроустановок потрібне обов'язкове застосування мультиплікаторів для забезпечення частоти обертання, яка відповідає частоті обертання вихідного двигуна. Другою умовою є відповідність індукції в робочому зазорі не нижче 0,7–0,8 Тл. Для цього необхідне використання магнітів типу NdFeB, що відрізняються високою питомою енергією та дають змогу спростити конструкцію, усунути втрати на збудження, які притаманні генераторам з електромагнітним збудженням, підвищити ККД і надійність генераторів. Застосування мультиплікаторів вимагає їх обов'язкового регулярного обслуговування і знижує надійність електроагрегату. У зв'язку з цим була розглянута оригінальна конструкція безредукторного генератора зі збудженням від постійних магнітів. Особливість цієї конструкції генератора полягає у відсутності ярма статора та мультиплікатора, а також корпусу генератора. Корпусом генератора є шихтований пакет статора, і в цілому генератор являє собою модуль у складі головки вітроустановки, що дозволяє істотно зменшити його масу. В статті обґрунтовано доцільність застосування безкорпусної модульної конструкції вітроустановки зі збудженням від постійних магнітів без мультиплікатора та проведено порівняння параметрів вітроустановок зазначених конструкцій. Бібл. 9, табл. 4, рис. 3. The article compares the main parameters of wind turbines whith various designes based on the characteristics of some wind zones in Ukraine [1] and the wind speed used in their design in Ukraine and in the world. For this purpose, according to a certain algorithm [2–7], a number of synchronous generators with a power of 600 to 3600 kW were evaluated with a reference to the capacity of machines produced by Large Electric Machines Plant LLC (Kakhovka, Ukraine). The construction of the machines produced by this plant after their conversion from asynchronous motors to synchronous generators with permanent magnet excitation is shown. The prospects of using permanent magnets in excitation systems of synchronous generators are determined. It is noted that according to this approach to the synchronous wind turbines design, the mandatory use of multipliers is required to ensure the rotation frequency corresponding to the rotation frequency of the converted induction motors. The second condition is the compliance of the induction in the working gap not lower than 0.7 – 0.8 T. This requires the use of high energy density magnets, such as the NdFeB.  This type of magnets also allows to simplify the design, eliminate the excitation losses that are inherent in generators with electromagnetic excitation and to increase the generators efficiency and reliability. The use of multipliers requires their mandatory service and reduces the generating set reliability. In this regard, the original design of a gearless permanent magnet generator was considered. The design feature of this generator is the absence of the stator yoke and multiplier, as well as the generator housing. The generator housing is a laminated stator package and, in general, the generator is a part of the wind turbine head, thus, its weight can be reduced significantly. The article substantiates the expediency of using a caseless modular design of a wind turbine with excitation from permanent magnets without a multiplier and compares wind turbines parameters with the mentioned design. Ref. 9, table 4, fig. 3. Institute of Renewable Energy National Academy of Sciences of Ukraine 2021-06-28 Article Article application/pdf https://ve.org.ua/index.php/journal/article/view/301 10.36296/1819-8058.2021.2(65).61-71 Возобновляемая энергетика; № 2(65) (2021): Научно-прикладной журнал Возобновляемая энергетика; 61-71 Відновлювана енергетика; № 2(65) (2021): Науково-прикладний журнал Відновлювана енергетика; 61-71 Vidnovluvana energetika ; No. 2(65) (2021): Scientific and Applied Journal Vidnovluvana energetika; 61-71 2664-8172 1819-8058 10.36296/1819-8058.2021.2(65) uk https://ve.org.ua/index.php/journal/article/view/301/222 Copyright (c) 2021 Vidnovluvana energetika

Similar Items