Vėjo elektrinės veikimas su sinchroniniu generatoriumi ir nuolatiniais magnetais rotoriuje, naudojant galios keitiklį

Įvadas. Vėjo elektrinės su sinchroniniu generatoriumi ir pastoviaisiais magnetais sandara. Sinchroninis generatorius su pastoviaisiais magnetais. Vėjo elektrinės valdymas. AC/DC keitiklis. DC/DC keitiklis. AC/DC keitiklis. Išvados. Literatūros sąrašas.

Didėjant elektros energetikos poreikiui ir vis griežtėjant aplinkosauginiams reikalavimams, jau kuris laikas vis labiau ieškoma naujų ir aplinkai draugiškų būdų generuoti elektros energiją. Pastaruoju metu labiausiai paplitęs būdas gaminti atsinaujinančią elektros energiją yra naudojant vėjo elektrines. Stengiantis išnaudoti visą vėjo potencialą susiduriame su svarbia problema: vėjas yra labai nepastovus dydis tiek savo kryptimi, tiek greičiu. Idealiu atveju norėdami tiesiogiai gaminti reikalingų parametrų kokybišką elektros energiją, vėjo elektrinės rotorius turėtų suktis tam tikru pastoviu greičiu, o tai dėl vėjo nepastovumo yra neįmanoma. Ieškant šios problemos sprendimo plačiai yra naudojamos trijų skirtingų konfigūracijų vėjo elektrinės: su asinchroniniu generatoriumi ir faziniu rotoriumi, su sinchroniniu generatoriumi ir žadinimo apvija bei su sinchroniniu generatoriumi ir pastoviaisiais magnetais rotoriuje. Nuo generatoriaus tipo priklauso vėjo jėgainės veikimas ir papildoma įranga, kuri reikalinga kokybiškos elektros energijos gamybai. Vėjo elektrinės su sinchroniniu varikliu ir pastoviaisiais magnetais labai paplito atsiradus neodimio magnetams ir ištobulėjus galios keitikliams. Šio tipo elektrinėms populiarėjant atsinaujinančiosios energetikos atstovui tampa labai svarbu suvokti jų veikimo principus ir privalumus lyginant su kitų tipų vėjo jėgainėmis.

Darbo tikslas: išanalizuoti vėjo elektrinės su sinchroniniu generatoriumi su pastoviais magnetais sandarą, veikimo principus ir galios keitiklių funkciją ir svarbą jose.

Šios elektrinės kabinoje išdėstyti ne visi elementai, vadinasi sugeneruotos elektros energijos parametrai transformuojami bokšto apačioje, kur sumontuoti galios keitikliai ir transformatorius arba inverteris.

Vėjo elektrinės sparnai sukasi mažu greičiu (apie 5-30 aps./min) todėl norint sugeneruoti apie 50Hz dažnio įtampa generatoriai gaminami daugiapoliai. Preliminarų polių skaičių galima apskaičiuoti šia formule:

Kur, f – kintamosios įtampos dažnis, Hz; n – vėjo elektrinės menčių sukimosi greitis, aps/min; p – polių porų skaičius. Jeigu f=50Hz, o n=20aps/min, tai polių porų skaičius.