ВПЛИВ КОНСТРУКЦІЇ ОБМОТКИ СТАТОРУ СИНХРОННО-РЕАКТИВНОГО ГЕНЕРАТОРА НА ПІДВИЩЕННЯ ЙОГО ЕНЕРГОЕФЕКТИВНОСТІ
DOI:
https://doi.org/10.20998/2078-5364.2025.1.03Ключові слова:
синхронно-реактивний генератор, обмотка, ротор, частота обертання, напруга, обертовий момент, енергоефективністьАнотація
Вимогою сучасної енергетики є створення енергоефективних електричних гене- раторів змінної напруги. Вони широко застосовуються в багатьох енергетичних при- строях та об'єктах, таких як вітроелектричні станції, дизельні електрогенератори, як джерела електроенергії в залізничному, авіаційному та автомобільному транспорті.
Cинхронно-реактивний генератор з подвійною обмоткою на статорі є перспек- тивним джерелом електроенергії, здатним ефективно працювати у багатьох енергетич- них об'єктах та системах.
Дана робота присвячена аналізу впливу конструкції подвійної обмотки статора синхронно-реактивного генератора на вихідні енергетичні характеристики та визначен- ня рекомендацій при проектуванні такого типу електричних машин. Синхронні реакти- вні генератори можуть працювати ізольовано або в режимі підключення до мережі. Для режиму підключення до мережі необхідне збудження отримується від мережі. Такий тип генератора розглядається в роботі. Наростання напруги у випадку автономного си- нхронного реактивного генератора є досягається шляхом самозбудження.
Проведені дослідження синхронно-реактивного генератора з головної та збу- джуючої обмотками статора показали, що є значна залежність характеристик від конс- труктивного виконання цих обмоток. Розглянутий варіант з одношаровим розташуван- ням обох обмоток в пазах статора характеризується тим, що мають місце великі пуль- сації моменту, що обертає, і значні гармонічні складові в кривій вихідної напруги.
Двошарове розташування головної та збуджуючої обмоток статора показало найкращі результати при аналізі синхронно-реактивного генератора. Однак досліджен- ня показали, що і взаємне розташування фаз головної та збуджуючої обмоток має вели- кий вплив на параметри синхронно-реактивного генератора. Результати розрахункових експериментів визначили найкращий варіант виконання двошарової обмотки статору, а саме зі зміщенням фаз на 2 пази один одного. Це дає значне поліпшення віброакустич- них та енергетичних характеристик синхронно-реактивного генератора та дозволяє отримати високе значення ККД.
Посилання
Mazurenko, L. I., Dzhura, O. V., Popopvich, O. M., Grebenikov, V. V., Bibik, O. V., Golovan, I. V., ... & Romanenko, V. I. Elektrichni generatori i dviguni zminnogo strumu. Elektromehanotronni peretvoryuvachi energiyi. Praci Institutu elektrodinamiki Nacionalnoyi akademiyi nauk Ukrayini, 2013, (35), 58–66.
Chang, C. C. W., Ding, T. J., Ping, T. J., Chao, K. C., & Bhuiyan, M. A. S. Getting more from the wind: Recent advancements and challenges in generators development for wind turbines. Sustainable Energy Technologies and Assessments, 2022, 53, 102731.
Wang, H., Lamichhane, T. N., & Paranthaman, M. P. Review of additive manufacturing of permanent magnets for electrical machines: A prospective on wind turbine. Materials Today Physics, 2022, 24, 100675.
Tezcan, M. M., & Ayaz, M. Performance analysis of aluminium wound double fed induction generator for cost-efficient wind energy conversion systems. Engineering Research Express, 2023, 5(4), 045037.
Zachepa, I., Zachepa, N., Khrebtova, O., Serhiienko, I., Shokarov, D., & Mykhalchenko, G. Guaranteed and Reliable Excitation of Asynchronous Generator Coupled to Shaft of Vehicle. In 2021 IEEE International Conference on Modern Electrical and Energy Systems (MEES) pp. 1–5.
Iegorov, O., Iegorova, O., Kundenko, M., & Andriy, M. The influence of the phase angle between the rotor magnetic axis and the stator winding current vector on the synchronous reluctance motor efficiency. In 2019 IEEE International Conference on Modern Electrical and Energy Systems (MEES) 2019, pp. 62–65.
Adjei-Frimpong, Samuel; Muteba, Mbika. Performance Analysis of a Synchronous Reluctance Generator with a Slitted-Rotor Core for Off-Grid Wind Power Generation. Electricity, 2025, 6.1: 2.
Obe, E. S., Amuhaya, L. L., Obe, P. I., & Zungeru, A. M. Performance of Synchronous Reluctance Generators with Series and Shunt Stator Connections. International journal of electrical and computer engineering systems, 2023, 14(5), Рр. 585–592.
Iegorov, O., Iegorova, O., Kundenko, M., & Potryvaieva, N. Ripple Torque Synchronous Reluctance Motor with Different Rotor Designs. In 2020 IEEE Problems of Automated Electrodrive. Theory and Practice (PAEP) 2020, Рp. 1–4.
C. G. Enemor1, D. C. Idoniboyeobu2, S. L. Braide. Performance Analysis of Synchronous Reluctance Generator. International Journal for Research in Applied Science & Engineering Technology (IJRASET); IC Value: 45.98; SJ Impact Factor: 7.538 Volume 10 Issue V May 2022.
Štumberger, B., Igrec, D., Chowdhury, A., & Hadžiselimovic, M. Design of synchronous reluctance generator with dual stator windings and anisotropic rotor with flux barriers. Przegląd Elektrotechniczny, 2012, 88(12b), 16–19.
F. Cupertino, G. Pellegrino, C. Gerada, “Design of Synchronous Reluctance Motors with Multi-Objective Optimization Algorithms”, in Industry Applications, IEEE Transactions on, vol.50, no. 6, pp. 3617–3627, November-December 2014.
