Генератор PowerSpout, его разновидности и особенности конструкции
Рассмотрение популярных моделей устройств для преобразования переменного тока в постоянный. Классификация и характеристики модельного ряда компактных генераторов, использующих водный поток. Принцип действия турбины PowerSpout. Методы обеспечения защиты.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | статья |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 15.01.2021 |
| Размер файла | 173,0 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://allbest.ru
Институт электротехники Московский энергетический институт
Генератор PowerSpout, его разновидности и особенности конструкции
Насонов А.С. магистр 2 Курс
Россия, г. Москва
Аннотация
В статье рассматриваются разновидности генераторов PowerSpout. На сегодняшний день это одна из самых популярных моделей устройств, используемых для преобразования энергии. Его часто применяют в качестве прототипа при конструировании новых генераторов. Обладая высокими энергетическими показателями, он обширно применяется в системах малой гидрогенерации.
Ключевые слова: Электрические машины, генераторы, преобразование энергии, конструкции, PowerSpout.
Annotation
The article discusses the types of generators PowerSpout. Today it is one of the most popular models of devices used to convert energy. It is often used as a prototype in the design of new generators. Possessing high energy performance, it is widely used in small hydrogeneration systems.
Key words: Electrical machines, generators, energy conversion, construction, PowerSpout.
Одной из самых известных моделей компактных генераторов является турбина PowerSpout (рисунок 1). Её принцип действия основан на преобразовании потенциальной энергии водного потока в электричество.
Рисунок 1. Генератор PowerSpout
Принцип действия таких генераторов следующий: водный поток через коллектор попадает на лопатки турбины, которая установлена на общий вал с ротором генератора. «При вращении ротора вырабатывается электричество. Трехфазный переменный ток выпрямляется в постоянный ток»[1].
Данные генераторы не могут напрямую подавать энергию с выхода турбины на нагрузку. Применение постоянного тока дает ряд важных преимуществ:
• Генераторы универсальны, их можно интегрировать в системы автономного или гибридного электроснабжения различных производителей.
• Нет проблем с синхронизацией с другими источниками энергии. Также нет необходимости приводить частоту переменного напряжения к значению 50 герц.
• Возможно подключить параллельно другие генераторы с целью увеличения мощности генерирующей установки.
За счет подключения параллельных генераторов можно постепенно наращивать мощность электроустановки. «Кроме того, значительно облегчается развертывание больших мощностей на тех объектах, где имеются сложности с транспортной доступностью»[2].
Производится модельный ряд генераторов, которые охватывают различные сферы применения энергоустановок в зависимости от места применения и условий местности. Наиболее общими можно считать следующие ситуации:
1 Имеется большой перепад высот (свыше 50 метров) и малые возможности источника по сбросу воды. К таковым можно отнести горный ручей, родник или ледник.
Рисунок 2. Схема устройства генератора PowerSpout РеИоп.
2 Средний перепад высот(от 25 до 50 метров), средние возможности источника в плане сброса воды. Местность относится к области горных рек, озер с родниками на склоне или ледники на средних высотах.
3 И, наконец, перепад высот сравнительно небольшой (меньше 25 метров), имеется широкий набор возможностей сброса воды.
«Выбор модели генератора зависит от ряда факторов, главным из которых является мощность (характеристика электрифицируемого объекта) и возможность энергию получить, а также от параметров водного потока, вращающий ротор (характеристика места установки)» [3].
Серия генераторов PowerSpout Рекой считается наиболее универсальной как по монтажу, так и рабочему диапазону водяного столба и потока. Модели серии различны по вольтажу вырабатываемого напряжения. На рисунке 2 изображена схема устройства такого генератора, имеются турбина, аккумуляторная батарея, два ШИМ-контроллера и два нагревателя.
В линейку PowerSpout РЬТ относят модели турбин, имеющие номинальное напряжение от 14 до 100 вольт для систем автономного энергосбережения, а также до 350 вольт для гибридных систем, где есть потребность или отдача выработанной энергии в центральную электросеть.
Что касается маркировки турбин, то после аббревиатуры РЬТ следует число, обозначающее рабочее напряжение генератора турбины в точке наибольшей эффективности. Вольтаж не определяет характеристики ее мощности. Он определяется, исходя из совместимости с контроллером заряда или инвертором, а также длины провода до контроллера или инвертора.
«Любая модель PowerSpout РЬТ может быть поставлена как со стандартной комплектацией, так и дополненной версией. Еще одной интересной моделью является разновидность PowerSpout РЬТ 100С іпсі К1ашрк»[4].
Рисунок 3. Схема устройства PowerSpout 100c Klampit.
PowerSpout PLT 100C incl Klampit представляет собой сборную модель, которая содержит крыльчатку турбины, гидросопла и запирающие клапаны подвода воды, несущий вал, ротор и статор трехфазного генератора переменного тока, а также встроенную электронику преобразования переменного тока в постоянный ток. На рисунке 3 изображены последовательно такие элементы, как турбина, контроллер МРРТ, вспомогательное реле AUX, силовое реле SSR, аккумуляторная батарея и нагреватель. водный постоянный турбина ток генератор
Предохранитель защиты от превышения рабочего напряжения марки Klampit является защитным устройством, которое прерывает работу генератора методом замыкания цепи в случае превышения заданного порога напряжения генерации. Такая защита рекомендуется при использовании зарядных контроллеров или сетевых инверторов с допустимым верхним входным напряжением ниже, чем напряжение холостого хода гидротурбины.
Напряжение открытой цепи возникает, когда вырабатываемая гидротурбиной энергия не уходит. Это происходит, когда аккумуляторы полностью заряжены, а полезная нагрузка выключена. Тогда турбина будет раскручиваться до трехкратной скорости по сравнению с рабочей скоростью, напряжение также возрастает в 3 раза. Хотя повреждения турбины не произойдет, но из строя выйдет контроллер заряда либо инвертор. За счет срабатывания предохранителя происходит прерывание генерации. Исключается возможность подачи на преобразовательные устройства энергосистемы опасного для них напряжения.
Выключение сработавшего предохранителя происходит ручным способом. Предохранитель Klampit считается защитой последнего рубежа. «Если система спроектирована правильно и применены балластные нагрузки для утилизации избыточной энергии, то напряжение не будет подниматься до момента срабатывания предохранителя»[5].
Использованные источники
1. Лукутин Б.В., Обухов С.Г. Микрогидроэлектростанция с автобалластной нагрузкой, регулируемой по частоте выходного напряжения // Электромеханика. - 2000. - № 6. - С. 111-119;
2. Волшаник В.В. О классификации и терминологии речных гидроэлектростанций. // Гидротехническое строительство - 2000. - 112 с.;
3. «Sm-Co magnet properties», Dexter Magnetic Technologies inc., Ed., 2010;
4. Волшаник В.В. О классификации и терминологии речных гидроэлектростанций. // Гидротехническое строительство - 2000. - 112 с.;
5. Danilevicz Y., Sobczyk T., Szular Z., «The influence of failures of a multiphase p.m. synchronous generator and a static voltage converter system on the generator electromagnetic torque», PowerTech, 2005 Conference proceedings, Sankt.Peterburg.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Понятие и назначение электронных генераторов, их классификация и разновидности, структура и основные элементы, принцип действия и сферы применения. Характеристика, возможные режимы работы генераторов постоянного тока и автоматического включения резерва.
шпаргалка [1,1 M], добавлен 20.01.2010Особенности истории развития автомобильных генераторов, пути совершенствования конструкции, технологии производства генераторов постоянного тока, принцип действия. Бесконтактные генераторы с электромагнитным возбуждением. Электрооборудование автомобиля.
реферат [2,5 M], добавлен 25.01.2010Принцип работы и устройство генератора постоянного тока. Типы обмоток якоря. Способы возбуждения генераторов постоянного тока. Обратимость машин постоянного тока. Двигатель параллельного, независимого, последовательного и смешанного возбуждения.
реферат [3,6 M], добавлен 17.12.2009Принцип работы и устройство генераторов постоянного тока. Электродвижущая сила и электромагнитный момент генератора постоянного тока. Способы возбуждения генераторов постоянного тока. Особенности и характеристика двигателей различных видов возбуждения.
реферат [3,2 M], добавлен 12.11.2009Понятие и функциональные особенности магнитных пускателей переменного тока, их цели и значение. Конструкция и принцип работы пускателей, их разновидности: реверсивные и нереверсивные. Основные серии магнитных пускателей, характеристики: ПМЕ, ПМА, ПМ12.
реферат [907,9 K], добавлен 27.10.2013Понятие и назначение, сферы применения и функциональные особенности контакторов, разновидности и отличительные признаки. Конструкция контактора постоянного и переменного тока. Принцип действия данных устройств. Магнитные пускатели, неисправности, ремонт.
презентация [475,8 K], добавлен 22.11.2010Роль и значение машин постоянного тока. Принцип работы машин постоянного тока. Конструкция машин постоянного тока. Характеристики генератора смешанного возбуждения.
реферат [641,0 K], добавлен 03.03.2002Расчет мощности тяговой подстанции переменного тока, ее электрические характеристики. Расчет токов короткого замыкания и тепловых импульсов тока КЗ. Выбор токоведущих частей и изоляторов. Расчет трансформаторов напряжения, выбор устройств защиты.
дипломная работа [726,4 K], добавлен 04.09.2010История изобретения, устройство и классификация трансформаторов как электромагнитных устройств для преобразования переменного тока посредством индукции. Базовые принципы действия трансформатора. Анализ закона Фарадея. Уравнения идеального трансформатора.
презентация [2,6 M], добавлен 23.12.2012Контакторы рычажного типа. Устройство дугогасительных систем по принципу гашения электрической дуги поперечным магнитным полем в дугогасительных камерах. Конструкции контакторов постоянного и переменного тока. Устройство и общая компоновка контакторов.
лабораторная работа [125,7 K], добавлен 12.01.2010Принцип действия и структура синхронных машин, основные элементы и их взаимодействие, сферы и особенности применения. Устройство и методика использования машин постоянного тока, их разновидности, оценка Э.д.с., электромагнитного момента этого типа машин.
учебное пособие [7,3 M], добавлен 23.12.2009Электродвигатель Якоби, в которой магнетизм используется как двигательная сила. Генератор независимого возбуждения. Характеристика холостого хода. Размагничивающее действие реакции якоря. Нелинейность кривой гистерезиса и общий магнитный поток машины.
презентация [3,1 M], добавлен 21.10.2013История открытия и создания двигателей постоянного тока. Принцип действия современных электродвигателей. Преимущества и недостатки двигателей постоянного тока. Регулирование при помощи изменения напряжения. Основные линейные характеристики двигателя.
курсовая работа [1,3 M], добавлен 14.01.2018Особая точность электродинамических приборов, их разновидности и применение для определения тока и напряжения в цепях переменного и постоянного тока. Принцип действия ваттметра, устройство магнитоэлектрического логометра, их распространение и применение.
реферат [511,9 K], добавлен 25.11.2010Назначение и принцип работы тахогенератора. Применение устройств, изготовленных по технологии LongLife. Тахогенераторы постоянного тока в схемах автоматики. Конструкция и принцип действия асинхронного тахогенератора. Амплитудная и фазовая погрешность.
контрольная работа [592,9 K], добавлен 25.09.2011Электронные устройства для преобразования энергии переменного тока в энергию постоянного тока. Классификация выпрямителей, их основные параметры. Работа однофазной мостовой схемы выпрямления. Диаграммы токов и напряжений двухполупериодного выпрямителя.
реферат [360,2 K], добавлен 19.11.2011Устройство и принцип действия трехфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором. Рабочие характеристики и свойства двигателя, его применение для преобразования электрической энергии трехфазного переменного тока в механическую энергию.
лабораторная работа [117,9 K], добавлен 22.02.2013Классификация и основные принципы действия магнитных усилителей. Двухтактные магнитные усилители. Управление величиной переменного тока посредством слабого постоянного тока. Схемы автоматического регулирования электродвигателей переменного тока.
курсовая работа [1,6 M], добавлен 01.06.2012Расчет линейных электрических цепей постоянного тока, определение токов во всех ветвях методов контурных токов, наложения, свертывания. Нелинейные электрические цепи постоянного тока. Анализ электрического состояния линейных цепей переменного тока.
курсовая работа [351,4 K], добавлен 10.05.2013Понятие постоянного тока, его основные законы. Однофазные и трехфазные трансформаторы, их конструкция, принцип действия. Способы соединения электродвигателей с рабочей машиной, приемы их рациональной эксплуатации. Единицы измерения оптического спектра.
дипломная работа [57,5 K], добавлен 19.07.2011
