Конструкции редуктора и генератора, их энергетические характеристики. Баланс энергии в ВЭУ

1. Министерство науки и высшего образования российской федерации федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего образования
ИРКУТСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ
ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Институт экономики, управления и права
Кафедра экономики и цифровых бизнес-технологий
Конструкции редуктора и генератора, их энергетические
характеристики. Баланс энергии в ВЭУ. Основные энергетические
характеристики. Расчетные скорости. Концентраторы воздушного
потока, их эффективность, особенности их конструкции.
Выполнила: студент гр. ЭМЭНмз-23-1
Выполнила: студент гр. ЭМЭНмз-23-1
Ерошевская Ю.А
Ерошевская Ю.А

2. Конструкции редуктора и генератора

Редуктор – это устройство, передающее
крутящий момент с изменением его
силы, скорости и направления с учетом
необходимых значений. Данный узел
является важной частью промышленного
оборудования и машин, в которых нужно
увеличить тяговое усилие на выходе и
одновременно уменьшить обороты
двигателя.

3. Конструкции редуктора и генератора

Конструкция редуктора включает следующие элементы:
Корпус. В нижней части корпуса
обычно имеется отверстие для
слива отработанного масла и
измерения уровня смазочного
вещества.
Пары зацеплений. Они
состоят из шестерни и
зубчатого колеса и могут
быть неподвижно
закреплены на валах или
изготовлены вместе с ними
как единое целое.
Главная передача. Она
представлена
быстроходной шестерней,
связанной с двигателем, и
определяет
эксплуатационные
параметры всего узла.
Паразитные шестерни.
Они меняют направление
движения колеса с
сохранением крутящего
момента.
Форма и количество деталей в разных редукторах может различаться и зависит от варианта сборки.
Вспомогательные
запчасти. К ним относятся
шпонки, регулировочные
кольца, прокладки,
сальниковые уплотнения и
другие.

4. Конструкции редуктора и генератора

Генератор переменного тока
— электрическая машина,
преобразующая
механическую энергию
в электрическую энергию
переменного тока.

5. Конструкции редуктора и генератора

Конструкция генератора включает следующие элементы:
Ротор. Это вращающаяся часть,
которая содержит провода
(обмотку возбуждения). Ротор
присоединён к приводному валу,
который создаёт движение с
помощью двигателя внутреннего
сгорания или электродвигателя.
Статор. Это неподвижная часть,
которая содержит обмотки
(обмотку статора). Обычно
обмотка статора состоит из
трёхфазных обмоток,
размещённых в равноотстоящих
точках по окружности статора.
Возбудитель. Это источник
одинакового напряжения,
который поддерживает
магнитное поле в роторе.
Возбудитель может быть
внутренней частью
электростанции или отдельным
источником питания.
Коммутатор (для генератора
постоянного тока). Это
устройство, которое делает
смену направления тока в
обмотках ротора и создаёт
постоянный ток.
Регулировочные устройства. Для
контроля и регулировки
выходного напряжения и
частоты агрегата устанавливают
регулировочные механизмы,
такие как регулятор напряжения
и регулятор оборотов (для
изменения скорости движения
ротора).
Также в некоторых случаях
электрогенераторы
дополнительно оснащаются АКБ,
которые выполняют роль
стартерного источника питания
при запуске, а также в момент
потери мощности.

6. Энергетические характеристики

• Характеристика холостого хода. Зависимость
ЭДС генератора от тока возбуждения при
постоянной частоте вращения.
• Внешняя характеристика. Зависимость
напряжения на выводах генератора от тока
нагрузки при постоянном сопротивлении
цепи возбуждения и постоянной частоте
вращения.
• Регулировочная
характеристика. Зависимость тока
возбуждения от тока нагрузки при условии
поддержания постоянного напряжения на
выводах генератора.
• Передаваемая мощность. Это количество
энергии, которое передаётся от одного
объекта к другому
• Угловые скорости. Называют скорость
изменения угла поворота. Она показывает, на
какой угол успевает повернуться тело за
единицу времени.
• Количество валов
• Передаточное число. величина,
определяющая кратность изменения частоты
вращения или крутящего момента, которые
происходят при использовании редуктора.
Основные характеристики
генератора постоянного
тока:
Основными
характеристиками
редукторов являются:

7. Баланс энергии ВЭУ

Энергетический баланс ветроэнергетической установки показывает соотношение
между потребностью в энергии в течение всего жизненного цикла электростанции
(для производства ветроустановок, их эксплуатации, обслуживания и утилизации) и
энергией, вырабатываемой ветроэнергетической установкой.

8. Основные энергетические характеристики

Установленная мощность.
Обозначается как NВЭУ,
размерность — ватты (Вт),
киловатты (кВт), мегаватты
(МВт). Под установленной
мощностью понимается
номинальная мощность,
обеспечиваемая генератором
при определённой расчётной
скорости ветра (для
современных ВЭУ Vр = 7–15
м/с).
Среднеразвиваемая
мощность. Обозначается как
NВЭУ, размерность — ватты
(Вт), киловатты (кВт),
мегаватты (МВт).
Количество вырабатываемой
электрической энергии за
расчётный период времени,
например, за год.
Обозначается как ЕВЭУ,
размерность — ватт-часы
(Вт·ч), киловатт-часы (кВт·ч),
мегаватт-часы (МВт·ч).

9. Расчетные скорости

Для ветроэнергетических установок (ВЭУ)
характерны три расчётные скорости ветра:
Vpmin (м/с) — минимальная расчётная
скорость ветра, ниже которой мощность
ВЭУ равна нулю.
VpN (м/с) — расчётная по мощности
скорость ветра, при которой ВЭУ выдаёт
установленную мощность.
Vpmax (м/с) — максимальная расчётная
скорость ветра, выше которой мощность
ВЭУ равна нулю.
Обычно при проектировании
горизонтальных ВЭУ с диаметром
ветроколеса не более 60 м расчётная по
мощности скорость принимается в 1,4–
1,6 раз больше расчётной
среднегодовой скорости. Для
вертикального ветроколеса типа Дарье
расчётная скорость превышает
среднегодовую в 2,5 раза.
Для современных ВЭУ
расчётная скорость ветра
может составлять 7–15 м/с.

10. Концентраторы воздушного потока

Некоторые конструкции концентраторов воздушного потока:
• Вихревой концентратор. Состоит из ветронаправляющих элементов, которые обеспечивают
движение захваченного воздушного потока по спирали от места входа в концентратор до
лопастей турбины без воздуховода и каких-либо закрытых конфузорных каналов. Площадь
захвата воздушного потока увеличивается от корневых частей к концевым частям, что позволяет
эффективнее использовать энергию воздушных потоков с ростом высоты.
• Концентратор в виде сопла Савельева. Выполнен в виде механически связанной
многосекционной конструкции, снабжён контуром оптимального регулирования величины угла
раструбности концентратора. Такой концентратор эффективен особенно при малых скоростях
движения воздушного потока.
• Концентратор, состоящий из шатра и конуса. В нём находятся криволинейные направляющие
стенки, которые соединяют конус с шатром и образуют криволинейные воздушные каналы.
Воздушный поток попадает в концентратор, повышается его температура и начинает движение
от криволинейного канала к вытяжной трубе. Из-за уменьшения канала повышается скорость
потока.
Концентратор воздушного потока — это устройство, которое усиливает аэродинамическое взаимодействие набегающего
воздушного потока с ротором ветроэлектрической станции (ВЭС).