Коваленко І. Я. Автономна безмультиплікаційна вітроелектрична установка на базі генератора торцевого типу

Коваленко І. Я. Автономна безмультиплікаційна вітроелектрична установка на базі генератора торцевого типу. - Кваліфікаційна наукова праця на правах рукопису. Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора філософії за спеціальністю 141 Електроенергетика, електротехніка та електромеханіка в галузі знань 14 «Електрична інженерія». - Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського», Київ, 2022. Дисертаційне дослідження присвячене дослідженню та вирішенню актуального наукового завдання, що полягає в обґрунтуванні методів регулювання вихідної потужності та розробці математичної моделі генераторного обладнання безмультиплікаторної автономної вітроелектроустановки, з урахуванням даних методів, шляхом імітаційного моделювання за змінної частоти обертання ротора вітроустановки. В роботі проведено порівняльний аналіз аеродинамічних характеристик роторів ВЕУ для відомих профілів – традиційних (Р-ІІ, А-6, BS-10, BS-10, p-11-18), профілів серії GA(W)-1 та ламінованих FX. При розрахунку енергетичних характеристик генератора вітроустановки встановлено, що ротори вітроустановок з профілями лопатей групи традиційних, дозволяють отримати максимальні значення механічної потужності 91,8…93,3 Вт/м2, при значеннях коефіцієнтів використання енергії вітру ξ=0,33…0.44 в діапазоні швидкохідності z=4…5. Ротори з профілями групи 2 дозволяють отримати максимальні значення механічної потужності 114,3…115,7 Вт/м2 при ξ= 0,54…0,55 в діапазоні швидкохідності z = 6…7. В результаті дослідження отримав подальший розвиток метод порівняльного аналізу аеродинамічних характеристик роторів вітроустановок шляхом урахування раціонального взаємовпливу коефіцієнта використання енергії вітру і модуля швидкохідності, що дозволив провести узгодження аеродинамічних характеристик ротора вітротурбіни з механічною характеристикою електрогенератора та встановлювати межі корекції його за моментом та потужністю за різних значень номінальної швидкості вітру. В дисертаційному дослідженні уточнено математичну модель безмультиплікаційної вітроелектроустановки у складі з магнітоелектричним генератором з одностороннім та двостороннім розташуванням магнітів ротора, яка, на відміну від відомої, враховує наявність впливу параметрів подвійного статора та додаткової обмотки для підмагнічування магнітної системи, що дозволило визначити межі корегування вихідної потужності генератора. Обгрунтовано шляхом структурного імітаційного моделювання та експериментально підтверджено характер впливу корекції вихідної потужності магнітоелектричного генератора з аксіальним магнітним потоком за допомогою введення статичних конденсаторів та додаткового збудження статора генератора, що дозволило провести оцінку величини коригування вихідної потужності за випадкової зміни швидкості вітру. В дисертаційному дослідженні розроблено експериментальний стенд для дослідження параметрів і характеристик автономного магнітоелектричного генератора у складі без мультиплікаційної вітроелектроустановки. За допомогою розробленого стенду оцінено можливість корекції вихідної активної потужності генератора в різних режимах його роботи.