ELEKTRO 2011-3

| Kategorie: Časopis  | Tento dokument chci!

Vydal: FCC Public s. r. o. Autor: FCC Public Praha

Strana 54 z 90

Jak získat tento dokument?






Poznámky redaktora
Vyso- kootáčkové stroje mají velmi malý počet zá- vitů (obvykle dva čtyři), z čehož vyplývá velmi malý činný odpor vinutí a velmi malá indukčnost. nosníčkový typ pružného pouzdra s možností hydraulického tlumení. S rostoucím zatížením generátoru roste i úbytek napětí. chemické nebo me- talurgické provozy. Chlazení Vzhledem k malému objemu generátoru bylo nutné zajistit spolehlivé odvedení ztrá- tového výkonu v podobě tepla. U vysokootáčkového generátoru velmi důležité, aby chladič odváděl teplo rovnoměr- ně, tj. Tato konstrukce po- užívá k uložení leteckých turbínových motorů. Vinutí navrženo pro za- pojení do dvojitého třífázového usměrňovače. Použití TGU 100 B .cz Základní parametry generátoru HFG 125 T Parametr Hodnota jmenovitý výkon 100 kV·A jmenovité napětí 440 V jmenovitá frekvence 1 867 Hz jmenovité otáčky 56 000 min–1 účiník 0,96 chlazení kapalinové hmotnost 35 kg Obr. Vlastní statorové plechy jsou s ohledem na minimalizaci ztrát vířivými proudy vyrobeny speciálních ple- chů o tloušťce 0,2 mm. 3. Magnetický tok určen přímo permanentními magnety, a to jejich vlastnostmi a uspořádáním. Prv- ním zkoušeným typem pružné podpory byl tzv. Optimalizací jejich geo­ metrie a použitím pryžových kroužků po- dařilo vhodně naladit jejich tuhost a tlumení. Teplotní nerovnoměrnost pláště generátoru v důsledku teplotní roz- tažnosti způsobila deformaci pláště generáto- ru. týče mazání loži- sek, byla zvolena osvědčená řešení využívaná u leteckých motorů. S ohledem na rostoucí ztráty, které souvisejí s vysokými frekven- cemi, byl zvolen čtyřpólový stator, přestože stroj dvěma póly měl poloviční hodno- tu frekvence. Ochranné funkce Pro zajištění spolehlivého provozu generá- toru jsou ve statorovém vinutí a u ložisek in- stalovány snímače teploty. Velikost indukovaného napětí je dána velikostí magnetického toku odpoví- dajícího počtu závitů a otáčkám. Pracovní vinutí tří- fázové, zapojené do dvojité hvězdy. Chladič byl navržen a podroben analýze CFD v programu Fluent a termální analýze v programu Pro/Mechani- ca. Funkce jednotky je znázorněna na obr. Uvnitř statoru jsou na vývody vinutí připojeny propojovací vodiče v délce 5 m, které statoru vystupu- jí přes průchodky. Čtyřpólová koncepce statoru rovněž přispívá ke kratšímu „převisu“ vinutí na konci statorového svazku, což umožňuje generátor celkově zkrátit. Tyto snímače jsou vyvedeny do konektoru na plášti generátoru. Největší podíl ztrát mají elektromagnetické ztráty ve statoru (70 %), ztráty rotoru třením o vzduch (15 20 %) a ztráty v ložiskách (10 %). Důvodem bylo snížení reakč- ního vlivu kotvy na permanentní magnety, kdy magnety mohou mít ve srovnání s dvou- pólovým statorem menší výšku, a tím men- ší hmotnost, což snižuje požadavky na roto- rovou bandáž. Pečlivým ná- vrhem bylo dosaženo optimálních provoz- ních podmínek ložisek, a tím byl vytvořen předpoklad pro jejich velkou spolehlivost a dlouhou životnost. Ztrátové teplo z ložisek a rotoru odvádí prostřednictvím mazacího oleje a zahlcovací- ho vzduchu labyrintových ucpávek. Překročí-li kterákoliv sledo- vaná hodnota stanovenou mez, řídicí systém indikuje danou poruchu a jednotku odstaví. Změnou rozměrů nosníčků bylo možné měnit tuhost ložiskových podpor a nalézt optimál- ní hodnoty tuhosti a tlumení. Vlastní ložiskový prostor byl utěsněn labyrintovými ucpávkami, kte- ré jsou pro jejich správné fungování zahlco- vány vzduchem přiváděným od kompresoru mikroturbíny. Elektrický generátor musí být přizpůso- ben použitému výkonovému měniči a naopak. Olejový systém zajišťuje kro- mě mazání ložisek rovněž odvod ztrátového tepla z rotoru. Přestože výkonový měnič používá ke změ- ně napětí i frekvence na parametry sítě, bylo důležité navrhnout generátor tak, aby splňo- val povolené rozmezí výstupního napětí. V úvahu přicházejí teplárny, popř. Avšak tato kon- strukce byla pro svou složitost nevhodná pro sériovou produkci. Řídicí systém mikroturbíny sleduje kromě tep- lot v generátoru ještě teplotu a minimální prů- tok chladicí vody. Velikost výstupního napětí dále kolísá s ohledem na chlazení a teplotu generátoru. S rostoucí teplotou permanentních magnetů klesá jejich remanentní indukce i koercitivní síla.ELEKTRO 3/2011 inovace, technologie, projekty Při vypracovávání návrhu elektrického ge- nerátoru bylo doporučeno a vyzkoušeno něko- lik různých typů pružného uložení rotoru. aby na plášti nikde nevznikala teplejší a chladnější místa.pbsvb. nepřímého ohřevu, při němž spali- ny neprocházejí turbínou, ale přes výměník ohřívají pracovní médium. Proto byly nově navrženy ložiskové podpory, které jsou výrobně jedno- dušší a kompaktnější. Rotor generátoru uložen pomocí dvoji- ce velmi přesných bezklecových hybridních ložisek s kosoúhlým stykem. Bylo velmi obtížné najít vhodné pracovní roz- mezí pro turbínový motor, elektrický generá- tor a výkonový měnič. Konstrukce statoru Důležitým hlediskem při navrhování sta- toru volba pólů. www. Ten způsoben průcho- dem proudu činným odporem vinutí, rozpty- lovou reaktancí a ponejvíce reaktancí reakce kotvy. Jednotka TGU 100 B představuje zařízení, které pracuje na prin- cipu tzv. Ztrá- tové teplo statoru a část tepla vzniklého třením o vzduch odvádějí vnějším pláš- těm chlazeným kapalinou, do kterého na- lisován statorový paket. Použití Generátor HFG 125 T součástí mikro- turbínové jednotky TGU 100 která vyrá- běna v PBS Velká Bíteš. U dosavadních instalací jednotky TGU 100 nejčastěji používaným palivem dřevní štěpka nebo různé formy dřevního odpadu. Jednotku možné rovněž použít ve všech provozech, kde vyskytuje dosta- tečné množství odpadního tepla, které zajistí ohřev pracovního média vzduchu alespoň na 750 při množství 1,15 kg/s. 5. Jde o omezení dané konstrukcí použitého výko- nového měniče. Počátky vinutí jsou spojeny do dvou galvanicky od- dělených samostatných uzlů. Ložiskový prostor odvětrá- ván přes odlučovač oleje, který tvoří nedílnou součást generátoru