POLITECHNIKA RZESZOWSKA

im. Ignacego Łukasiewicza

Wydział Informatyki i Elektroniki

PROJEKT Z NAPĘDU ELEKTRYCZNEGO

Pogoda Wojciech

III EE DI

L04

Temat:
Dobrać silnik pracujący w układzie generatora asynchronicznego dla elektrowni wiatrowej. Moment maksymalny turbiny wynosi 120 Nm, prędkość około 400 obr/min. Dla zaproponowanego silnika wyznaczyć dopuszczalny zakres pracy turbiny. Przyjąć, że charakterystyka turbiny jest opisana funkcją T(n)=0,00075n² , gdzie prędkość n wyrażona w [obr/min] .

Dane:

T_Tmax= 120 [Nm]

n_Tmax = 400 [obr/min]

T(n)=0,00075n²

1 Obliczenia projektowe do doboru przekładni

Moc maksymalna turbiny

$$P_{\text{Tmax}} = \frac{T_{\text{Tmax}}*n_{\text{tmax}}}{9,55}$$

$$P_{\text{Tmax}} = \frac{120*400}{9,55} = 5026W \approx 5kW$$

Wykres zależności momentu turbiny w funkcji obrotów

W celu ułatwienia doboru silnika, dobieram przekładnie która zwiększy obroty na wale silnika.

Przełożenie przekładni obliczam ze wzoru:

$$i = \frac{n_{1}}{n_{2}} = \frac{400}{1200} = \frac{1}{3}$$

Zwiększając prędkość obrotową trzykrotnie poprzez przekładnię moment maksymalny na wyjściu przekładni maleje trzykrotnie.

Parker Hannifin Corp

Seria: PL 115

Przełożenie i=1:3

Moment maksymalny na stopniu wyjściowym T_2N =150 Nm

n_1max=6000 [obr/min]

Sprawność η= 98%

2 Dobór silnika

Moc maksymalna na wale generatora:

P=P_Tmax * η

P= 5026*0,98=4925[W]

Moment maksymalny na wale generatora:

M=M_Tmax*i

M=120*(1/3)=40[Nm]

n₁=(60*f_N)/p

n₁=(60*50)/3

n₁=1000 [obr/min]

Aby silnik osiągnął prędkość synchroniczną równą 1000 obr/min przyjęto że silnik ma 3 pary biegunów.

Silnik MOTOVARIO T-TB 6

Dane znamionowe:

Un=400 [V]

f_N=50 [Hz]

P_N=5,5 [kW]

I_N=11,5 [A]

n₁=1000 [obr/min]

n_N=970 [obr/min]

M_N=54,1 [Nm]

η_%=83%

λ_k=2,3

cosφ_N=0,83

Aby silnik indukcyjny pracował jako generator asynchroniczny musi zostać rozpędzony do prędkości nadsynchronicznej. Prędkość synchroniczna dobranego silnika wynosi 1000[obr/min]. Powyżej tych obrotów silnik pracuje jako generator. Aby silnik indukcyjny pracował jako generator asynchroniczny

należy dostarczyć mu moc bierną.

3 Zakres pracy jako generator

Dla maksymalnych obrotów turbiny równych 400 obr/min prędkość wału silnika wynosi 1200 obr/min. Zakres pracy silnika jako generator obliczamy jako:

n_g= 1200-1001=199obr/min

Zatem silnik pracuje jako generator przy przedziale obrotów:

n_Tmin=1001/3=333,6 [obr/min]

n_Tmax=1200/3=400 [obr/min]