OPERATION OF PERMANENT MAGNET SYNCHRONOUS GENERATOR APPLIED TO THE GRID CONNECTED WIND TURBINES
У вітроенергетиці широке застосування отримали генератори різноманітних конструкцій: постійного струму, асинхронні, синхронні з електромагнітним збудженням. Останнім часом набуває розповсюдження застосування синхронних генераторів зі збудженням від постійних магнітів, зокрема генераторів мегаватної...
Збережено в:
| Дата: | 2022 |
|---|---|
| Автори: | , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Ukrainian |
| Опубліковано: |
Institute of Renewable Energy National Academy of Sciences of Ukraine
2022
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://ve.org.ua/index.php/journal/article/view/335 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Vidnovluvana energetika |
Репозитарії
Vidnovluvana energetika| id |
veorgua-article-335 |
|---|---|
| record_format |
ojs |
| institution |
Vidnovluvana energetika |
| baseUrl_str |
|
| datestamp_date |
2024-02-09T13:51:13Z |
| collection |
OJS |
| language |
Ukrainian |
| topic |
wind turbine permanent magnet synchronous generator permanent magnets electronic circuit |
| spellingShingle |
wind turbine permanent magnet synchronous generator permanent magnets electronic circuit Permynov, Yu. Volkov, L. Monakhov, E. OPERATION OF PERMANENT MAGNET SYNCHRONOUS GENERATOR APPLIED TO THE GRID CONNECTED WIND TURBINES |
| topic_facet |
wind turbine permanent magnet synchronous generator permanent magnets electronic circuit вітроустановка синхронний генератор зі збудженням від постійних магнітів постійні магніти електронна схема |
| format |
Article |
| author |
Permynov, Yu. Volkov, L. Monakhov, E. |
| author_facet |
Permynov, Yu. Volkov, L. Monakhov, E. |
| author_sort |
Permynov, Yu. |
| title |
OPERATION OF PERMANENT MAGNET SYNCHRONOUS GENERATOR APPLIED TO THE GRID CONNECTED WIND TURBINES |
| title_short |
OPERATION OF PERMANENT MAGNET SYNCHRONOUS GENERATOR APPLIED TO THE GRID CONNECTED WIND TURBINES |
| title_full |
OPERATION OF PERMANENT MAGNET SYNCHRONOUS GENERATOR APPLIED TO THE GRID CONNECTED WIND TURBINES |
| title_fullStr |
OPERATION OF PERMANENT MAGNET SYNCHRONOUS GENERATOR APPLIED TO THE GRID CONNECTED WIND TURBINES |
| title_full_unstemmed |
OPERATION OF PERMANENT MAGNET SYNCHRONOUS GENERATOR APPLIED TO THE GRID CONNECTED WIND TURBINES |
| title_sort |
operation of permanent magnet synchronous generator applied to the grid connected wind turbines |
| title_alt |
РОБОТА СИНХРОННОГО ГЕНЕРАТОРА ВІТРОУСТАНОВКИ ЗІ ЗБУДЖЕННЯМ ВІД ПОСТІЙНИХ МАГНІТІВ НА МЕРЕЖУ |
| description |
У вітроенергетиці широке застосування отримали генератори різноманітних конструкцій: постійного струму, асинхронні, синхронні з електромагнітним збудженням. Останнім часом набуває розповсюдження застосування синхронних генераторів зі збудженням від постійних магнітів, зокрема генераторів мегаватної потужності. Застосування постійних магнітів в системі збудження генераторів дає змогу виключити втрати на збудження та ковзкі контакти, спростити конструкцію, підвищити ККД та надійність генераторів.
Проте в таких генераторах, на відміну від синхронних з електромагнітним збудженням, відсутня можливість регулювання вихідних параметрів генератора за рахунок зміни його збудження. Тому стабілізація вихідних параметрів генераторів даної конструкції, особливо при їх роботі на мережу, постає вкрай актуальною задачею. Ця задача потребує вирішення питань регулювання параметрів генератора з використанням електронних схем (інверторів), з урахуванням безперервної зміни швидкості вітру, частоти обертання генератора та відповідної зміни його параметрів.
У статті продемонстровано параметри та умови, виконання яких є обов’язковим при паралельній роботі генератора та мережі, а також відзначено негативні наслідки помилкового фазування генератора та мережі.
У разі обертання ротора генератора вітроколесом, безперервно змінюється кут Ѳ між ЕРС генератора і напругою мережі, в процесі чого змінюється електромагнітна потужність та момент генератора. Якщо швидкість ротора вища, ніж синхронна швидкість, кут Ѳ постійно зростає й машина почергово переходить з режиму генератора у двигунний, і навпаки.
У двигунному режимі електромагнітний момент змінює свій знак та діє на ротор у напрямку його обертання, оскільки є двигунним. При куті Ѳ > π/2 генератор може випасти з синхронізму, тобто відбувається складний перехідний процес, який визначає вимоги до електронної схеми, увімкненої між генератором і мережею.
В статті наведено варіант зазначеної схеми, яка складається з декількох блоків, та проаналізовано їх взаємозв’язок. Тож можна зробити висновок про можливість стабілізації вихідних параметрів вітроустановок зі збудженням від постійних магнітів відповідно до вимог мережі. |
| publisher |
Institute of Renewable Energy National Academy of Sciences of Ukraine |
| publishDate |
2022 |
| url |
https://ve.org.ua/index.php/journal/article/view/335 |
| work_keys_str_mv |
AT permynovyu robotasinhronnogogeneratoravítroustanovkizízbudžennâmvídpostíjnihmagnítívnamerežu AT volkovl robotasinhronnogogeneratoravítroustanovkizízbudžennâmvídpostíjnihmagnítívnamerežu AT monakhove robotasinhronnogogeneratoravítroustanovkizízbudžennâmvídpostíjnihmagnítívnamerežu AT permynovyu operationofpermanentmagnetsynchronousgeneratorappliedtothegridconnectedwindturbines AT volkovl operationofpermanentmagnetsynchronousgeneratorappliedtothegridconnectedwindturbines AT monakhove operationofpermanentmagnetsynchronousgeneratorappliedtothegridconnectedwindturbines |
| first_indexed |
2025-07-17T11:38:38Z |
| last_indexed |
2025-07-17T11:38:38Z |
| _version_ |
1850411321179242496 |
| spelling |
veorgua-article-3352024-02-09T13:51:13Z РОБОТА СИНХРОННОГО ГЕНЕРАТОРА ВІТРОУСТАНОВКИ ЗІ ЗБУДЖЕННЯМ ВІД ПОСТІЙНИХ МАГНІТІВ НА МЕРЕЖУ OPERATION OF PERMANENT MAGNET SYNCHRONOUS GENERATOR APPLIED TO THE GRID CONNECTED WIND TURBINES Permynov, Yu. Volkov, L. Monakhov, E. wind turbine permanent magnet synchronous generator permanent magnets electronic circuit вітроустановка синхронний генератор зі збудженням від постійних магнітів постійні магніти електронна схема У вітроенергетиці широке застосування отримали генератори різноманітних конструкцій: постійного струму, асинхронні, синхронні з електромагнітним збудженням. Останнім часом набуває розповсюдження застосування синхронних генераторів зі збудженням від постійних магнітів, зокрема генераторів мегаватної потужності. Застосування постійних магнітів в системі збудження генераторів дає змогу виключити втрати на збудження та ковзкі контакти, спростити конструкцію, підвищити ККД та надійність генераторів. Проте в таких генераторах, на відміну від синхронних з електромагнітним збудженням, відсутня можливість регулювання вихідних параметрів генератора за рахунок зміни його збудження. Тому стабілізація вихідних параметрів генераторів даної конструкції, особливо при їх роботі на мережу, постає вкрай актуальною задачею. Ця задача потребує вирішення питань регулювання параметрів генератора з використанням електронних схем (інверторів), з урахуванням безперервної зміни швидкості вітру, частоти обертання генератора та відповідної зміни його параметрів. У статті продемонстровано параметри та умови, виконання яких є обов’язковим при паралельній роботі генератора та мережі, а також відзначено негативні наслідки помилкового фазування генератора та мережі. У разі обертання ротора генератора вітроколесом, безперервно змінюється кут Ѳ між ЕРС генератора і напругою мережі, в процесі чого змінюється електромагнітна потужність та момент генератора. Якщо швидкість ротора вища, ніж синхронна швидкість, кут Ѳ постійно зростає й машина почергово переходить з режиму генератора у двигунний, і навпаки. У двигунному режимі електромагнітний момент змінює свій знак та діє на ротор у напрямку його обертання, оскільки є двигунним. При куті Ѳ > π/2 генератор може випасти з синхронізму, тобто відбувається складний перехідний процес, який визначає вимоги до електронної схеми, увімкненої між генератором і мережею. В статті наведено варіант зазначеної схеми, яка складається з декількох блоків, та проаналізовано їх взаємозв’язок. Тож можна зробити висновок про можливість стабілізації вихідних параметрів вітроустановок зі збудженням від постійних магнітів відповідно до вимог мережі. Different types of generators such as direct current, induction, synchronous with electromagnetic excitation have wide application in wind power production. Recently, the application of permanent magnet synchronous generators, including megawatt power generators, became widespread. The use of permanent magnets in the excitation system of generators makes it possible to eliminate excitation losses and sliding contacts, simplify the design, increase the efficiency and reliability of generators. However, in such generators, in contrast to synchronous with electromagnetic excitation, there is no possibility to adjust the output parameters of the generator by changing its excitation. Therefore, the stabilization of the output parameters of the permanent magnet generators, especially when they work on the network, is an extremely important task. This problem requires solving the problems of adjusting the parameters of the generator using electronic circuits (inverters), considering the continuous change of wind speed, speed of the generator and the corresponding change of its parameters. This paper deals with the parameters and conditions that must be met in parallel operation of the generator and the network, as well as the negative consequences of erroneous phasing of the generator and the network. In the case of rotation of the generator rotor by the wind wheel, the angle Ѳ between the EMF of the generator and the network voltage changes continuously, in the process of which the electromagnetic power and the torque of the generator change too. If the rotor speed is higher than the synchronous speed, the angle Ѳ increases continuously and the machine alternately switches from generator mode to motor mode, and vice versa. In motor mode, the electromagnetic moment changes its sign and acts on the rotor in the direction of its rotation, being motor. At an angle Ѳ> π / 2, the generator can fall out of sync, ie there is a complex transition process that determines the requirements for the electronic circuit connected between the generator and the network.The paper presents an option of this scheme, which consists of several blocks, and analyzes their relationship. As a result, it can conclude that it is possible to stabilize the output parameters of wind turbines with permanent magnet excitation in accordance with the requirements of the network. Institute of Renewable Energy National Academy of Sciences of Ukraine 2022-06-30 Article Article application/pdf https://ve.org.ua/index.php/journal/article/view/335 10.36296/1819-8058.2022.1(68).79-86 Возобновляемая энергетика; № 1(68) (2022): Scientific and Applied Journal Vidnovliuvana energetyka; 79-86 Відновлювана енергетика; № 1(68) (2022): Науково-прикладний журнал Відновлювана енергетика; 79-86 Vidnovluvana energetika ; No. 1(68) (2022): Scientific and Applied Journal Vidnovliuvana energetyka; 79-86 2664-8172 1819-8058 10.36296/1819-8058.2022.1(68) uk https://ve.org.ua/index.php/journal/article/view/335/257 Copyright (c) 2022 Vidnovliuvana Energetyka http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0 |