Nhà máy điện gió dựa trên động cơ điện không đồng bộ. Bách khoa toàn thư về điện tử vô tuyến và kỹ thuật điện

Bách khoa toàn thư về điện tử vô tuyến và kỹ thuật điện / Nguồn năng lượng thay thế

 Bình luận bài viết

Vấn đề năng lượng giá rẻ khiến nhiều người lo lắng. Họ cũng không phớt lờ tôi. Nhưng hóa ra, rắc rối mới chỉ bắt đầu. Các câu hỏi trong quá trình thiết kế và xây dựng nhà ga gần như nảy sinh ngay lập tức.

Đây chỉ là một vài trong số đó: “Sử dụng máy phát điện nào?”, “Làm thế nào để đạt được sự ổn định của điện áp đầu ra khi có gió thay đổi mạnh, tốc độ dao động từ 2 đến 25, hoặc thậm chí 30 m/s?”, “Phải làm gì khi gió biến mất hoàn toàn?”,

Làm thế nào để dỡ tuabin gió khi có bão lớn, lốc xoáy?”, “Làm gì trong trường hợp có gió nhưng không sử dụng năng lượng, hoặc ngược lại khi cần năng lượng nhưng không có gió?”, “Làm thế nào để tiết kiệm và sử dụng năng lượng dư thừa hiệu quả hơn?” và cuối cùng là “Thiết kế “cối xay gió” nào tốt hơn?”

Cả máy phát điện ô tô và động cơ đồng bộ đều được sử dụng làm máy phát điện. Nhưng cả hai phương án đều có cùng một nhược điểm: tốc độ cánh quạt tuabin gió cần phải quá cao và điều này dẫn đến tỷ số truyền tăng và do đó kích thước của cánh gió tăng.

Điều này cũng làm tăng thêm độ mất ổn định tần số và khó ổn định điện áp đầu ra một cách đáng tin cậy, đồng thời trong trường hợp sử dụng động cơ đồng bộ, kích thước và trọng lượng cũng lớn.

Trong quá trình tìm kiếm kéo dài, người ta ưu tiên cho máy phát điện dựa trên động cơ không đồng bộ có rôto lồng sóc.

Ưu điểm của máy phát điện này thực sự ấn tượng: kích thước và trọng lượng nhỏ với công suất đủ cao; không cần điện áp kích thích; nếu bạn sử dụng động cơ tốc độ thấp thì công suất rôto có thể bị giảm; tần số đầu ra thực tế không phụ thuộc vào tốc độ quay của rôto máy phát. Tuy nhiên, có một nhược điểm đáng kể: máy phát điện này không thể bị quá tải.

Sơ đồ kết nối của động cơ không đồng bộ với rôto lồng sóc được thể hiện trên Hình 1.

Đặc tính kỹ thuật của máy phát điện gió:

• Công suất tuabin gió ở tốc độ gió 5 m/s......4000 W
• Tốc độ quay của trục tuabin gió khi có gió 5 m/s......500 vòng/phút
• Công suất máy phát điện......2000 W
• Điện áp đầu ra máy phát......220 (380) V
• Tần số điện áp đầu ra......46...60 Hz

Khi rôto động cơ quay, từ trường dư tác dụng lên một trong các cuộn dây stato. Trong trường hợp này, một dòng điện nhỏ xuất hiện làm tích điện một trong các tụ điện C1-C3.

Do pha của điện áp trên tụ điện trễ hơn 90° nên một từ trường có cường độ lớn hơn xuất hiện trên rôto, tác động lên cuộn dây tiếp theo. Theo đó, tụ điện tiếp theo sẽ được tích điện ở điện áp cao hơn. Quá trình này tiếp tục cho đến khi rôto máy phát đi vào trạng thái bão hòa (1...1,5 giây). Sau đó, bạn có thể bật máy B2 và sử dụng năng lượng do máy phát điện tạo ra. Hơn nữa, để động cơ hoạt động bình thường ở chế độ máy phát điện, công suất tải không được vượt quá 80% động cơ được sử dụng làm máy phát điện. 20% còn lại được sử dụng để duy trì điện áp trên các tụ điện, tức là. duy trì máy phát điện trong tình trạng làm việc.

Nếu vượt quá điều kiện này thì điện áp trên các tụ điện sẽ biến mất đồng nghĩa với việc từ trường trên phần ứng cũng biến mất dẫn đến mất điện áp ở các cực của máy B2. Hơn nữa, điều này xảy ra gần như ngay lập tức.

Điều này có nhược điểm và ưu điểm của nó. Nhược điểm là chỉ có thể cấp lại điện áp khi nguyên nhân gây quá tải được loại bỏ và cầu dao B2 bị tắt. Máy phát điện sẽ vào chế độ vận hành trở lại (trong 1...1,5 giây). Sau đó, bạn có thể bật B2 và sử dụng năng lượng. Ưu điểm là máy phát điện gần như không thể cháy vì điện áp ở các cực của nó biến mất ngay lập tức, trong vòng 0,1...0,5 giây. Điện áp đầu ra có dạng hình sin và hoàn toàn phù hợp để sử dụng tiếp. Tần số đầu ra của máy phát là 46...60 Hz, trong hầu hết các trường hợp là đủ để sử dụng tại nhà. Do điện áp đầu ra máy phát không ổn định nên cần phải chế tạo chất ổn định.

Một vài lời về tụ điện bổ sung. Bảng này hiển thị công suất tụ điện trên mỗi kilowatt công suất động cơ được lắp đặt và để vận hành có tải - điện dung bổ sung cho mỗi kilowatt tải.

Ví dụ, có một động cơ 3 kW. Nó được cho là để kết nối một tải phản kháng (động cơ điện, máy hàn...) với tổng công suất khoảng 2 kW. Trong trường hợp này, chúng ta muốn có hiệu điện thế 380 V giữa các pha. Điều này có nghĩa là điện dung của tụ C1 sẽ là (3x5) + (2x6) microfarad. Vì C1=C2=C3 nên chúng ta sẽ cần ba tụ điện có công suất 30 μF. Nếu không có tụ điện có công suất yêu cầu thì có thể mắc song song các tụ điện có công suất nhỏ hơn. Tụ điện phải là giấy hoặc giấy kim loại có điện áp ít nhất là 450 V và cao hơn - 630 V. Theo kinh nghiệm của bản thân, tôi có thể nói rằng tốt nhất nên bật máy phát điện ở điện áp giữa các pha 220 V, và giữa 127 và pha 45 V. Điều này là do trong điều kiện hoạt động bình thường của máy phát, độ mất cân bằng pha không được vượt quá XNUMX°.

Trong trường hợp này, việc nối dây điện có thể được thực hiện theo sơ đồ trong Hình 2. Với sơ đồ này, có thể dỡ máy phát điện càng nhiều càng tốt.

Ngoài ra, tốt hơn hết bạn nên cung cấp năng lượng cho đèn chiếu sáng sợi đốt và một số thiết bị sưởi ấm bằng dòng điện một chiều.

Đối với máy phát điện cần sử dụng động cơ tốc độ thấp có rôto lồng sóc. Tốt nhất nên sử dụng động cơ 360...720 vòng/phút, nhưng động cơ 910 vòng/phút cũng phù hợp. Điều này là do nhu cầu quay rôto với tốc độ xấp xỉ gấp đôi tốc độ được ghi trong bảng dữ liệu động cơ và do giảm tỷ số truyền của hộp số.

Việc lắp đặt máy phát điện gió có thể được thực hiện theo bất kỳ sơ đồ nào thuận tiện cho bạn. Tôi đề xuất thiết kế sau. Tua bin gió là sự kết hợp giữa rôto Dare và Savonius, được đơn giản hóa và sửa đổi một chút. Nguyên lý hoạt động được thể hiện ở Hình 3 và không cần giải thích.

Tua bin gió (Hình 4) bao gồm cánh gió 1, giá đỡ 2 và bản thân máy phát điện 3. Giá đỡ được bê tông hóa cứng và được gia cố bằng ba dây cáp căng 4. Giá đỡ có thể được làm bằng gỗ, bê tông hoặc kim loại.

Bạn có thể sử dụng giá đỡ dùng để truyền điện hoặc cọc.

Đối với dây giằng, tốt hơn nên sử dụng cáp thép có đường kính 6...9 mm hoặc dây thép có đường kính 10...12 mm.

Những chiếc nạng để gắn dây giằng cũng cần phải được đổ bê tông tốt. Khung cánh tuabin gió có thể được làm từ các ống có đường kính 1 inch, bản vẽ của nó được thể hiện trên Hình 5.

Ailerons có thể được làm từ thanh thép có đường kính 6 mm. Một ống có thành dày có đường kính 2...2,5 inch được sử dụng làm trục dẫn động, đầu dưới của trục được ép một trục dài 300...400 mm.

Ở đầu dưới của trục có rãnh để lắp ròng rọc. Vòng bi có dạng hình cầu với kẹp côn nhãn hiệu 2000810 với vỏ tương ứng.

Sau khi lắp ráp, cánh phải được cân bằng. Cánh lắp ráp được gắn vào giá đỡ theo bất kỳ cách thuận tiện nào, nhưng điều chính là việc buộc chặt phải đủ cứng và đáng tin cậy. Thực nghiệm đã chứng minh rằng vật liệu tốt nhất để che cánh là màng polyetylen có độ dày 80...120 micron. Nó khá bền, nhẹ và rẻ, cho phép bạn loại bỏ cơ cấu phanh, nhân tiện, điều này là không thể chấp nhận được ở thiết bị này, vì khi có gió mạnh, cánh sẽ bị phá hủy. Bạn cần phủ nó bằng màng polyetylen thành nhiều lớp, hàn các đường nối bằng mỏ hàn qua một miếng màng polypropylen. Tôi khuyên bạn nên thực hành hàn trước.

Đường hàn phải mịn và chắc chắn. Tất nhiên, cánh có thể được phủ bằng các vật liệu khác, chẳng hạn như vải, ván ép hoặc thậm chí là kim loại, nhưng bạn cần nghĩ đến một thiết bị cho phép dỡ nó khi có gió mạnh. Không nên che phủ bằng kim loại hoặc ván ép do khối lượng của cánh tăng lên. Bản thân khung có thể được làm bằng duralumin, điều này sẽ làm giảm trọng lượng của nó, nhưng vật liệu này đắt hơn. Một cánh làm bằng những thanh gỗ thông có tiết diện 50x50 mm cũng đã được thử nghiệm, nhưng kết quả không tốt lắm vì ngay cơn gió mạnh đầu tiên nó đã bị thổi bay thành từng mảnh.

Một hộp số được sử dụng để dẫn động trục máy phát điện. Bạn có thể sử dụng hộp số của bất kỳ hệ thống nào ngoại trừ bánh răng sâu. Như đã đề cập, trục máy phát điện phải quay với tốc độ xấp xỉ gấp đôi và trục tuabin gió quay với tốc độ 500 vòng/phút với tốc độ gió 5 m/s.

Do đó hạn chế về động cơ được sử dụng làm máy phát điện. Động cơ 360 vòng/phút có thể là lựa chọn tốt nhất, nhưng cũng có thể sử dụng động cơ 720 vòng/phút. Khi sử dụng động cơ 910 vòng/phút, chiều cao cánh phải tăng thêm 500 mm. Không nên tăng chiều rộng của cánh vì điều này sẽ làm giảm tốc độ quay, cũng không nên giảm vì khi tăng tốc độ quay, công suất sẽ giảm đi rất nhiều và quy luật giảm là phi tuyến.

Khi chọn hộp số cần tuân theo quy tắc sau: đối với tốc độ danh định của cánh tuabin gió cần lấy giá trị 500 vòng/phút, tương ứng với tốc độ gió 5 m/s, vòng quay trục động cơ tốc độ tăng thêm 2,3 thì dùng phép tính đơn giản ta thu được hệ số truyền

 Tùy chọn gắn máy phát điện vào giá đỡ bằng bộ giảm tốc đai được thể hiện trong Hình 6. Bản thân giá đỡ có thể dễ dàng gắn vào giá đỡ bằng sáu đinh tán. Với bộ giảm tốc, việc lắp đặt dễ dàng hơn nhiều.

Tôi không khuyên bạn nên làm trục tuabin gió quá dài vì nó có thể bị xoắn. Việc lắp đặt tuabin gió phải được thực hiện trong thời tiết lặng gió bằng cách sử dụng dây đai an toàn và móng gắn. Toàn bộ kết cấu phải được nối đất. Điện trở nối đất không được quá 2 ohms. Dưới chân bạn cần lắp một chiếc tủ trong đó đặt tụ điện C1-C3, cầu dao B1-B2, điốt V1-V6, bộ ổn áp, máy điều khiển, bốn cục pin và bộ chuyển đổi điện áp mạnh để cung cấp điện trong những lúc bình yên. Việc điều khiển tự động đảm bảo chuyển mạch điện tùy thuộc vào tải và tốc độ gió.

Bộ chuyển đổi điện áp mạnh sẽ sạc pin khi máy phát điện không hoạt động, cũng như cấp nguồn cho mạng từ pin khi không có gió hoặc điện áp ở máy phát điện rất thấp. Khi không có gió và pin cạn, hệ thống điều khiển tự động sẽ cung cấp năng lượng từ mạng tiêu chuẩn. Thật không may, bộ điều khiển tự động và bộ chuyển đổi điện áp mạnh nằm ngoài phạm vi của bài viết này.

Cáp dùng để nối máy phát điện và tủ điện phải là cáp ba pha có tiết diện lõi không quá 4 mm2. Các loại cáp kết nối tủ với người tiêu dùng có thể giống nhau. Thanh nối đất phải có tiết diện ít nhất là 12 mm2.

Chú ý! Tất cả các công việc lắp đặt hệ thống điện phải được thực hiện khi đã tắt cầu dao B1 và ​​xả tụ điện C1-C3.

Nhiều vấn đề vẫn chưa thể giải quyết được. Ví dụ, làm thế nào năng lượng không sử dụng có thể được lưu trữ để có thể sử dụng trong thời gian yên tĩnh? Pin chì và kiềm thông thường không cho kết quả tốt nhất. Tôi hy vọng rằng độc giả cũng sẽ quan tâm đến vấn đề này và vẫn sẽ tìm ra giải pháp.

Máy phát điện này có thể được kết nối với động cơ đốt trong và được sử dụng làm chấn lưu. Tuy nhiên, nhiên liệu cho những động cơ như vậy vẫn cần phải mua và việc này không mang lại nhiều lợi nhuận.

Điện dung của các tụ điện trong các pha, tính bằng microfarad trên 1 kW công suất, được cho trong bảng:

Tác giả: V.V. màu xanh mòng két

Xem các bài viết khác razdela Nguồn năng lượng thay thế.

Đọc và viết hữu ích bình luận về bài viết này.

<< Quay lại

Tin tức khoa học công nghệ, điện tử mới nhất:

Nồng độ cồn của bia ấm 07.05.2024

Bia, là một trong những đồ uống có cồn phổ biến nhất, có hương vị độc đáo riêng, có thể thay đổi tùy theo nhiệt độ tiêu thụ. Một nghiên cứu mới của một nhóm các nhà khoa học quốc tế đã phát hiện ra rằng nhiệt độ bia có tác động đáng kể đến nhận thức về mùi vị rượu. Nghiên cứu do nhà khoa học vật liệu Lei Jiang dẫn đầu đã phát hiện ra rằng ở nhiệt độ khác nhau, các phân tử ethanol và nước hình thành các loại cụm khác nhau, ảnh hưởng đến nhận thức về mùi vị rượu. Ở nhiệt độ thấp, nhiều cụm giống kim tự tháp hình thành hơn, làm giảm vị cay nồng của "etanol" và làm cho đồ uống có vị ít cồn hơn. Ngược lại, khi nhiệt độ tăng lên, các cụm trở nên giống chuỗi hơn, dẫn đến mùi cồn rõ rệt hơn. Điều này giải thích tại sao hương vị của một số đồ uống có cồn, chẳng hạn như rượu baijiu, có thể thay đổi tùy theo nhiệt độ. Dữ liệu thu được mở ra triển vọng mới cho các nhà sản xuất đồ uống, ... >>

Yếu tố nguy cơ chính gây nghiện cờ bạc 07.05.2024

Trò chơi máy tính đang trở thành một hình thức giải trí ngày càng phổ biến trong thanh thiếu niên, nhưng nguy cơ nghiện game vẫn là một vấn đề đáng kể. Các nhà khoa học Mỹ đã tiến hành một nghiên cứu để xác định các yếu tố chính góp phần gây ra chứng nghiện này và đưa ra các khuyến nghị để phòng ngừa. Trong suốt sáu năm, 385 thanh thiếu niên đã được theo dõi để tìm ra những yếu tố nào có thể khiến họ nghiện cờ bạc. Kết quả cho thấy 90% người tham gia nghiên cứu không có nguy cơ bị nghiện, trong khi 10% trở thành người nghiện cờ bạc. Hóa ra yếu tố chính dẫn đến chứng nghiện cờ bạc là do mức độ hành vi xã hội thấp. Thanh thiếu niên có mức độ hành vi xã hội thấp không thể hiện sự quan tâm đến sự giúp đỡ và hỗ trợ của người khác, điều này có thể dẫn đến mất liên lạc với thế giới thực và phụ thuộc sâu sắc hơn vào thực tế ảo do trò chơi máy tính cung cấp. Dựa trên kết quả này, các nhà khoa học ... >>

Tiếng ồn giao thông làm chậm sự phát triển của gà con 06.05.2024

Những âm thanh xung quanh chúng ta ở các thành phố hiện đại ngày càng trở nên chói tai. Tuy nhiên, ít người nghĩ đến việc tiếng ồn này ảnh hưởng như thế nào đến thế giới động vật, đặc biệt là những sinh vật mỏng manh như gà con chưa nở từ trứng. Nghiên cứu gần đây đang làm sáng tỏ vấn đề này, cho thấy những hậu quả nghiêm trọng đối với sự phát triển và sinh tồn của chúng. Các nhà khoa học đã phát hiện ra rằng việc gà con ngựa vằn lưng kim cương tiếp xúc với tiếng ồn giao thông có thể gây ra sự gián đoạn nghiêm trọng cho sự phát triển của chúng. Các thí nghiệm đã chỉ ra rằng ô nhiễm tiếng ồn có thể làm chậm đáng kể quá trình nở của chúng và những gà con nở ra phải đối mặt với một số vấn đề về sức khỏe. Các nhà nghiên cứu cũng phát hiện ra rằng những tác động tiêu cực của ô nhiễm tiếng ồn còn ảnh hưởng đến chim trưởng thành. Giảm cơ hội sinh sản và giảm khả năng sinh sản cho thấy những ảnh hưởng lâu dài mà tiếng ồn giao thông gây ra đối với động vật hoang dã. Kết quả nghiên cứu nêu bật sự cần thiết ... >>

Tin tức ngẫu nhiên từ Kho lưu trữ Nhà thông minh Huawei 04.03.2021 Huawei đã công bố dự án nhà thông minh toàn diện đầu tiên của mình tại MWC Thượng Hải 2021 ở Trung Quốc. Căn nhà rộng 550 m2 bao gồm phòng khách, nhà bếp, văn phòng, phòng tập thể dục tại nhà, phòng giải trí và nhà để xe. Nhà thông minh là một thành phần quan trọng trong chiến lược của Huawei nhằm xây dựng hệ sinh thái Seamless AI Life tương tác với thiết bị. Dự án tích hợp các công nghệ như Huawei HiLink, HarmonyOS và Huawei HiCar, đồng thời sử dụng trợ lý giọng nói dựa trên AI để điều khiển hệ thống nhà thông minh. Người dùng chỉ cần nói một vài từ để bật trợ lý giọng nói và kích hoạt chế độ "Trở về nhà", trong đó hệ thống nhà thông minh sẽ khởi động máy lọc không khí, bật đèn và rèm cửa sẽ tự động đóng lại. Nhà bếp thông minh được trang bị các thiết bị gia dụng chạy hệ điều hành HarmonyOS. Kết nối với chúng được cung cấp bằng một lần chạm vào điện thoại thông minh. Nồi hấp, máy xay sinh tố và các thiết bị nhà bếp khác có đầy đủ các công thức nấu ăn giúp nấu ăn dễ dàng hơn. Phòng khách được trang bị TV Huawei Vision 65 inch 4K và hệ thống loa Huawei Sound X. Người dùng sẽ có thể chọn phim trên nền tảng Huawei Video, trong mục AiMax Cinema. Phòng tập thể dục tại nhà thông minh có thiết bị mô phỏng chơi gôn có thể được sử dụng để tập luyện dưới sự điều khiển của đồng hồ thông minh Huawei Watch GT 2 Pro, ghi lại số lần đánh, tốc độ bóng và lượng calo đốt cháy. Đổi lại, đồng hồ thông minh Huawei Watch FIT sẽ giúp bạn trong quá trình chèo thuyền và các bài tập luyện tim mạch và kỵ khí khác bằng cách cung cấp đánh giá về trạng thái của cơ thể, thời gian phục hồi được khuyến nghị và đưa ra các khuyến nghị riêng. Và Huawei Vision TV với AI Fitness sẽ giúp bạn trong quá trình tập yoga và các bài tập phức tạp khác. Công nghệ phân tích vị trí của cơ thể bằng các thuật toán thông minh, nhận biết tư thế và đưa ra lời khuyên hữu ích trong thời gian thực. Trong gara, người dùng có thể mở cửa xe bằng điện thoại thông minh. Sau khi bật lửa, các ứng dụng và dịch vụ di động như định vị và âm nhạc sẽ tự động chuyển sang hệ thống đa phương tiện của xe. Bạn có thể điều khiển các thiết bị gia dụng được kết nối bằng màn hình bảng điều khiển. Ví dụ, khi lái xe lên nhà, có thể từ xa bật điều hòa và đèn chiếu sáng từ ô tô.

Tin tức thú vị khác:

▪ Phôi người được tạo ra nhân tạo

▪ Rèm nhẹ F3ET và F3EM

▪ Nhà máy sản xuất hàng loạt silic cacbua

▪ Thẻ nhớ Kingmax ghi 4K2K

▪ TV trở thành camera an ninh

Nguồn cấp tin tức khoa học và công nghệ, điện tử mới

Tài liệu thú vị của Thư viện kỹ thuật miễn phí:

▪ phần của trang web Nối đất và nối đất. Lựa chọn các bài viết

▪ bài báo Dọc con phố chính có dàn nhạc. biểu hiện phổ biến

▪ bài viết Ông chủ công ty nào chết sau khi mất kiểm soát sản phẩm? đáp án chi tiết

▪ Bài báo Người vận hành trụ điều khiển hệ thống cung cấp cước. Mô tả công việc

▪ bài viết Vài nét về một trong những kiểu dáng công nghiệp của LDS. Bách khoa toàn thư về điện tử vô tuyến và kỹ thuật điện

▪ bài báo Tương tự của các tế bào điện thu nhỏ (chữ tượng hình). Bách khoa toàn thư về điện tử vô tuyến và kỹ thuật điện

Để lại bình luận của bạn về bài viết này:

Tất cả các ngôn ngữ của trang này

Arabic	Hebrew	Polish
Bengali	Hindi	Portuguese
Chinese	Italian	Spanish
English	Japanese	Turkish
French	Korean	Ukrainian
German	Malay	Vietnamese

Trang chủ | Thư viện | bài viết | Sơ đồ trang web | Đánh giá trang web

www.diagram.com.ua
2000-2024