Применение водопогружного гидрогенератора комбинированного возбуждения в качестве альтернативного источника энергии для малых и средних рек

Сергей Анатольевич Ганджа, Дилшод Саидович Аминов, Бахтиёр Исматуллоевич Косимов

Аннотация


 Анализируется энергетический потенциал малых рек России и ближнего зарубежья. Сделан вывод о том, что энергоемкость малых рек во много раз превышает этот показатель для крупных рек. Развитие малой гидроэнергетики сдерживается рядом проблем. Это требования экологии, необходимость больших финансовых затрат на создание малых ГЭС, получение качественной электроэнергии при сезонных колебаниях расхода воды. Для преодоления этих противоречий предлагается применить генератор оригинальной конструкции. Рассматриваемая электрическая машина представляет собой генератор погружного типа с комбинированным возбуждением. Он имеет небольшие размеры благодаря использованию мощных постоянных магнитов и обмотку возбуждения для регулирования магнитного потока. Генератор имеет сложную магнитную систему, поэтому для электромагнитного анализа используется программа точного расчета электромагнитного поля на основе метода конечных элементов ANSYS Electronics Desktop. Разработанная цифровая модель генератора показала хорошую сходимость с реальным генератором по основным параметрам и характеристикам. Представлены результаты исследования.


Ключевые слова


генератор комбинированного возбуждения; гидрогенератор; постоянный магнит; обмотка возбуждения; система управления

Полный текст:

PDF

Литература


Neporozhniy P.S. (Ed.) Gidroenergetika i kompleksnoye ispol’zovaniye vodnykh resursov SSSR [Hydro-power and Integrated Water Resources Management of the USSR]. 2nd ed. Moscow, Energoizdat Publ., 1982. 560 p.

Gandzha S.A., Aminov D.S., Kosimov B.I. [The Development of Engineering Methods Calculated Magnetic Systems with Permanent Magnets Based on the Finite Element Method]. Bulletin PNIPU. Electrical Engineering, Information Technology, Control Systems, 2019, no. 29, pp. 58–74. (in Russ.)

Gandzha S., Aminov D,. Kosimov B. Development of Engineering Method for Calculation of Magnetic Systems for Brushless Motors Based on Finite Element Method. International Conference on Industrial Engineering, Applications and Manufacturing (ICIEAM), 25–29 March, 2019, Sochi. DOI: 10.1109/icieam.2019.8742976

Balagurov V.A., Galteev F.F., Larionov A.N. Elektricheskie mashiny s postoiannymi magnitami [Electric Machines with Permanent Magnets]. Moscow, Energiya Publ., 1964. 480 p.

Vol'dek A.I. [Study of the Magnetic Field in the Air Gap of Polar-Pole Synchronous Machines by the Method of Harmonic Conductivities]. Elektrichestvo, 1966, no. 7, pp. 46–52. (in Russ.)

Gandzha S., Aminov D., Kosimov B. Design of Brushless Electric Machine with Axial Magnetic Flux Based on the Use of Nomograms. Proceedings – 2018 International Ural Conference on Green Energy, UralCon, Chelyabinsk, Russia, 2018, pp. 282–287. DOI: 10.1109/uralcon.2018.8544320

Gandzha S.A., Aminov D.S., Kosimov B.I. [Development of Engineering Methods for Calculating Magnet-ic Systems with Permanent Magnets Based on the Finite Element Method]. Vestnik PNIPU. Elektrotekhnika, in-formatsionnyye tekhnologii, sistemy upravleniya [Bulletin of PNIPU. Electrical Engineering, Information Tech-nology, Control Systems], 2019, no. 29, pp. 58–74. (in Russ.)

Hinton E., Irons B. Least Squares Smoothing of Experimental Data Using Finite Elements. Strain, July 1968, pp. 24–27. DOI: 10.1111/j.1475-1305.1968.tb01368.x

Gard Paulsen, Håkon With Andersen, John Petter Collett, Iver Tangen Stensrud. Building Trust. The Histo-ry of DNV 1864–2014. Lysaker, Norway, Dinamo Forlag A/S, 2014, pp. 121, 436.

Aminov D.S., Kosimov B.I., Nimatov R.R. [Combined Uninterruptible Power Supply System Based on Solar Panels, Wind Power Plant, Hydrogenerator, Battery and Diesel Generator]. Materials of the Tenth Scientific Conference of Postgraduates and Doctoral Students of SUSU. Chelyabinsk, 2018, pp. 102–106.

Bathe, K.J. Finite Element Procedures. Cambridge, MA, Klaus-Jürgen Bathe, 2006.

Zienkiewicz O.C., Taylor R.L., Zhu J.Z. The Finite Element Method: Its Basis and Fundamentals. Sixth ed. Butterworth-Heinemann, 2005.

Gandzha S.A. [Modelling of Permanent Magnet Direct Current Motor with Electromagnetic Reduction] Collection of Papers of Software Users Sixth Conference CAD_FEMGmbH, 20–21 April 2006. Moscow, 2006,

pp. 358–360.

Gandzha S.A., Erlisheva A.V. [Starter-Generator for Autonomous Source of Energy Supply]. Bulletin of the South Ural State University. Ser. Power Engineering, 2005, iss. 6, no. 9, pp. 84–86. (in Russ.)

Gandzha S.A. [The Application of Synchronous Induction Generator for Windmill]. ELMASH-2009. Elektroenergetika i elektrotekhnika. Problemy i perspektivy: tr. simp. [ELMASH-2009. Power Industry and Elec-trical Engineering: Problems and Prospects]. Moscow, 2009, vol. 1, pp. 168–170.

Gandzha S.A., Halstead R.L. Optimal Design of Brushless Axial Gap Electric Machines for Low Power Windmills. Design World (Engineering Solution for Product Manufactures), 2012, no. 1. Available at: www.designworldonline.com.

Gandzha S.A., Kiessh I.E. Application Brushless Machines with Combine Excitation for a Small and Medium Power Windmills. Procedia Engineering, December 2015, 129, pp. 191–194. DOI: 10.1016/j.proeng.2015.12.031

Gandzha S.A., Kiessh I.E. Varible Speed Power. Procedia Engineering, December 2015, 129, pp. 731–735. DOI: 10.1016/j.proeng.2015.12.095

Gandzha S.A., Sogrin A.I.,Kiessh I.E. The Comparative Analysis of Permanent Magnet Electric Machines with Integer and Fractional Number of Slots per Pole and Phase. Procedia Engineering, December 2015, 129, pp. 408–414. DOI: 10.1016/j.proeng.2015.12.137

Gandzha S.A., Aminov D.S., Kiessh I.E., Kosimov B.I. Application of Digital Twins Technology for the Analysis of Brushless Electric Machines with Axial Magnetic Flux. Digital Industry: State and Prospects of Development 2018: International Scientific Conference. DOI: 10.1109/glosic.2018.8570132

Gandzha S.A., Aminov D.S., Kosimov B.I. Design of Brushless Electric Machine with Axial Magnetic Flux Based on the Use of Nomograms. International Ural Conference on Green Energy (UralCon), 2018,

pp. 282–287. DOI: 10.1109/uralcon.2018.8544320

Gandzha S., Aminov D., Kiessh I. The Development of an Engineering Technique for Calculating Magnet Systems with Permanent Magnets. 2018 International Conference on Industrial Engineering, Applications and Manufacturing (ICIEAM). Chelyabinsk, Russia, 2018. DOI: 10.1109/icieam.2018.8728650

Gandja S.A., Martyanov A.S. Defining the Optimal Outline Dimensions for Axial Gap Electric Machines. Bulletin of the South Ural State University. Ser. Power Engineering, 2013, vol. 13, no. 2, pp. 88–90. (in Russ.)




DOI: http://dx.doi.org/10.14529/power190412

Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.