Ветрогенератор

Введение ...............................................................................….............................4
1. Актуальность темы............................................................................................4
1.1. Степень разработанности темы.................................................………..…..8
1.2. Принцип построения ветрогенераторной установки.................................11
1.3. Расчет ветрогенераторной установки и необходимой мощности..............15
1.4. Выбор типа генератора.........…………………………….........................…19
1.4.1. Синхронный генератор...............................................................................19
1.4.2. Асинхронный генератор.............................................................................20
1.4.3. Коллекторный генератор переменного тока.............................................21
1.4.4. Безредукторный генератор.........................................................................21
2. Электромагнитный расчет................................................................................22
2.1. Расчет магнитного поля генератора в режиме холостого хода..................26
2.2. Проектирование обмотки якоря....................................................................29
2.3. Расчет параметров обмотки якоря................................................................30
2.4. Расчет магнитной цепи..................................................................................36
2.5. Расчет индуктора............................................................................................38
2.6. Определение индуктивных сопротивлений реакции якоря по продольной и поперечной осям.................................................................................................38
2.7. Расчет магнитного напряжения ротора........................................................43
2.8. Определение угла между векторами тока и ЭДС холостого хода.............44
2.9. Расчет потерь и КПД......................................................................................47
3. Тепловой и вентиляционный расчет...............................................................48
4. Определение характеристик генератора.........................................................52
4.1. Внешние характеристики ..............................................................................52
4.2. Токоскоростная характеристика ..................................................................54
5. Система управления ветрогенератором..........................................................55
5.1 Классификация системы управления ветрогенераторов.............................62
5.2. Стратегии управления ветрогенератора.......................................................65
5.2.1 Фиксированная скорость и фиксированный угол атаки..........................66
5.2.2 Фиксированная скорость и переменный угол атаки................................71
6. Технология изготовления сердечника статора...............................................77
7. Экономическая часть………………………....................................................88
7.1. Расчёт себестоимости....................................................................................88
7.2. Расчёт точки безубыточности.....................................................................95
7.3. Показатели эффективности.........................................................................95
8. Охрана труда и безопасность жизнедеятельности.......................................104
Заключение……………………………………………………………………...125
Список используемой литературы.....................................................................126

Весь текст будет доступен после покупки

1.Актуальность темы исследования
В последнее десятилетие в мировом научном сообществе ведутся жаркие споры о путях развития современной энергетики. Среди них консерваторы считают, что углеводородная энергетика на основе угля, нефти и газа будет оставаться основным источником тепла и электричества для экономически развитых стран. Для такой точки зрения есть свои причины. Запасы углеводородов на планете все еще достаточно велики. В углеводородной отрасли существует сложившаяся инфраструктура. Есть компании, которые производят необходимое оборудование, есть компании, которые строят и обслуживают энергетические объекты, ведутся научные исследования, направленные на повышение эффективности этого способа получения энергии. Но, несмотря на все эти преимущества, традиционная энергетика на основе углеводородов сталкивается с рядом проблем и противоречий. Эти противоречия усиливаются с каждым годом и могут привести к кризису традиционной энергетики, если не будут предприняты усилия по развитию альтернативных источников энергии. Одной из причин этого является рост стоимости добычи углеводородов. Прибыльные нефть, газ и уголь уже используются. Ископаемое топливо приходится добывать с морского дна, расположенного далеко под поверхностью, и осваивать труднодоступные северные регионы. Как следствие, это экономически нецелесообразно.

Весь текст будет доступен после покупки

1.1 Степень разработанности темы
В России в области ветроэнергетики существует большое количество научных разработок. Создание Н. Е. Жуковским теоретических основ ветродвигателя (1920-е гг.) значительно подтолкнуло развитие в стране этой отрасли. К разработкам привлекались Центральный аэрогидродинамический институт (ЦАГИ), Всесоюзный институт электрификации сельского хозяйства (ВИЭСХ), Центральный ветроэнергетический институт (ЦВЭИ), НПО «ВЕТРОЭН». В 1930–60-х гг. СССР становится мировым лидером
ветроэнергетики, одним из крупнейших производителей ВЭУ с суммарной установленной мощностью более 100 МВт (конец 1950-х гг.). В 1958 году в районе г.Акмолинска введена в эксплуатацию первая в мире многоагрегатная ВЭС-400 (на базе 12 агрегатов Д-18), позволившая получить ценный опыт организации совместной работы нескольких ВЭУ. Однако дальнейшее развитие ветроэнергетики было практически остановлено из-за взятого в конце 1960-х гг. курса на создание Единой энергетической системы страны на базе мощных гидро- и атомных электростанций.
В развитии мировой ветроэнергетики решающую роль сыграл энергетический кризис 1973–74-х гг., после которого индустриально развитые страны активизировали исследовательские и конструкторские работы, что привело к организации в 1980-х гг. крупного серийного производства ветроэнергетической техники.
Научные исследования в области ветроэнергетики в России возродились в 1990-х гг. в связи с ростом цен на энергоносители. К наиболее значимым разработкам относятся установки АВЭ-250 мощностью 200 кВт (НПО «ВЕТРОЭН» совместно с НПО «Южное», Украина) и ВЭУ Р-1000 мощностью 1 000 кВт (МКБ «Радуга»). На базе шести установок АВЭ-250 построена Воркутинская ВЭС (1993 г.). ВЭУ Р-1000 поставлена в качестве первого агрегата Калмыцкой ВЭС близ г. Элисты в 1994 году. В режиме опытной эксплуатации на Чукотском полуострове находится Анадырская ВЭС мощностью 2,5 МВт из 10 модернизированных АВЭ-250М. Кроме того, созданы и работают такие станции, как Куликовская ВЭС (мощность 5,1 МВт), ВЭС на острове Беринга (0,5 МВт), Башкирская ВЭС (2,2 МВт), Саратовская ВЭС (0,3 МВт).
Наиболее значимый научный вклад в развитие ВЭУ в целом и отдельных ее компонентов внесли следующие научные учреждения:
? Московский энергетический институт (государственный технический университет): ученые К. Я. Вильданов, В. А. Морозов, В. И. Нагайцев, А. В. Иванов-Смоленский, С. В. Иваницкий, Н. И. Пашков, С. А. Грузков занимались развитием общей теории расчета электрических машин с постоянными магнитами, развитием математических моделей динамических режимов работы асинхронных двигателей интегрального исполнения; Н. Ф. Ильинский, В. А. Кузнецов, А. Б. Красовский, О. П. Темирев, В. Н. Остриров, В. Ф. Козаченко, А. М. Русаков разрабатывали мощные вентильно-индукторные электрические машины;
? Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет информационных технологий, механики и оптики: ученый С. Г. Герман-Галкин внес существенный вклад в разработку компьютерных моделей машин двойного питания в среде MatLab;
? Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина: ученые А. Т. Пластун, Ф. Н. Сарапулов, С. Е. Миронов, Е. Н. Андреев занимались разработкой конструкций торцевых машин, развитием теории и методов расчета синхронных машин с кольцевыми обмотками;
? Ивановский государственный энергетический университет: ученые Н. Н. Новиков, Е. Б. Герасимов, Ю. Б. Казаков, А. И. Тихонов занимались развитием методов оптимального проектирования электрических машин и развитием методов анализа магнитных и тепловых полей, разработкой систем автоматизированного проектирования (САПР) электрических машин;
? Самарский государственный технический университет: ученые Ю. А. Макаричев, А. В. Стариков, Ю. В. Зубков, Э. Г. Чеботков, А. С. Ануфриев внесли вклад в разработку методики анализа и синтеза вентильных электрических машин, в том числе и для ветроэнергетики;
? Липецкий государственный технический университет: ученые В. Н. Мещеряков, А. А. Муравьев исследуют управление машиной двойного питания при переменной частоте вращения;
? Томский политехнический университет (Инженерная школа энергетики): ученые В. М. Завьялов, С. Е. Клочков исследуют применение асинхронизированного синхронного генератора в качестве источника питания;

Весь текст будет доступен после покупки

1. Балагуров В.А. « Проектирование специальных электрических машин переменного тока» М., Высшая школа, 1982 г.
2. Копылов И.П. «Проектирование электрических машин». М.: Высшая школа, 2006. 384 с.
3. Гольдберг О.Д., Гурт Я.С., Свириденко И С. «Проектирование электрических машин.» / Под ред. О.Д. Гольдберга. 2-е изд., перераб. и доп. М.: Высшая школа, 2001. 430 с.
4. Антонов М.В. «Технология производства электрических машин.» М.: Энергоатомиздат, 1993. 592 с.
5. Альпер Н.Я., Терзян А.А. «Индукторные генераторы ». М., Энергия 1970 г.
6. Кривцов В.С., Олейников А.М., Яковлев А.И. «Неисчерпаемая энергия. Ветрогенераторы.» .Харьков. ХАИ 2003 г.
7. Вейс Ю.В., Баловнева К.С. «Оценка экономической эффективности инвестиционных проектов.» Самара., СамГТУ, 2009 г.
8. Осьмаков А.А. «Технология и оборудование производства электрических машин» , М., Высшая школа, 1971 г. , 344 с.
9. Безруких П.П. Использование возобновляемых источников энергии в России // Информационный бюллетень "Возобновляемая энергия". М.: Интерсоларцентр, 1997. №1.
10. Д. де Рензо, В.В. Зубарев Ветроэнергетика. Москва. Энергоатомиздат, 1982
11. Котов, А. А. Применение генератора

Весь текст будет доступен после покупки