Визначення впливу магнітоелектричного генератора на роботу локальної розподільчої мережі
DOI:
https://doi.org/10.15587/1729-4061.2025.322917Ключові слова:
магнітоелектричний генератор, стабілізація напруги, розподільча локальна мережа, якість електричної енергіїАнотація
Об'єктом дослідження є електромагнітні процеси в магнітоелектричному генераторі потужністю 15 кВт, що працює на локальну розподільчу мережу.
Використання магнітоелектричного генератора паралельно з локальною розподільчою мережею дозволяє підвищити надійність та ефективність роботи такої системи.
Проаналізовано переваги і недоліки варіантів регулювання навантажувальної характеристики магнітоелектричних генераторів для малопотужних енергокомплексів, наприклад, міні-ГЕС. Запропоновано та реалізовано систему регулювання вихідної напруги магнітоелектричних генераторів потужністю до 15 кВт за допомогою відомих та доступних напівпровідникових схемних рішень.
Досліджено декілька варіантів з’єднання окремих котушок обмотки якоря генератора зі збудженням від постійних магнітів та показано відповідні цим варіантам зовнішні характеристики. Показано, що при з’єднанні котушок обмотки якоря генератора паралельними групами можливо отримати найменше спотворення вихідної напруги. При навантаженні від 0.5–1.1 Ін жорсткість характеристики дозволяє відповідає нормативним –10 %...+5 % від номінальної напруги.
Проведено аналіз роботи магнітоелектричного генератора при керуванні за допомогою симісторів при заданому діапазоні напруги та при роботі на змінний активний опір без використання напівпровідникових регуляторів.
Представлені форми вихідної напруги генератора на реальних зразках при різних схемах керування. Досліджено можливість підключення автономного генератора до локальної розподільчої мережі в умовах відсутності навантаження з метою реалізації на ринку електроенергії. Вибрана форма вихідної напруги з найменшим спотворенням, прийнятним для розподільної електричної мережі згідно норм стандарту щодо якості електричної енергії
Посилання
- Li, H., Chen, Z., Polinder, H. (2009). Optimization of Multibrid Permanent-Magnet Wind Generator Systems. IEEE Transactions on Energy Conversion, 24 (1), 82–92. https://doi.org/10.1109/tec.2008.2005279
- Tripathi, S. M., Tiwari, A. N., Singh, D. (2015). Grid-integrated permanent magnet synchronous generator based wind energy conversion systems: A technology review. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 51, 1288–1305. https://doi.org/10.1016/j.rser.2015.06.060
- Bhende, C. N., Mishra, S., Malla, S. G. (2011). Permanent Magnet Synchronous Generator-Based Standalone Wind Energy Supply System. IEEE Transactions on Sustainable Energy, 2 (4), 361–373. https://doi.org/10.1109/tste.2011.2159253
- Kryshchuk, R. S. (2024). Application of phase current loops for modeling the harmonic magnetic field of a magnetoelectric generator. Tekhnichna Elektrodynamika, 2024 (5), 30–35. https://doi.org/10.15407/techned2024.05.030
- Kondratenko, I. P., Kryshchuk, R. S. (2024). Mathematical model of a magnetoelectric machine. Tekhnichna Elektrodynamika, 2024 (2), 52–61. https://doi.org/10.15407/techned2024.02.052
- Niu, S., Li, B., Li, B., Wang, P., Song, Y. (2023). Analysis and Design of Small-Impact Magnetoelectric Generator. Machines, 11 (12), 1040. https://doi.org/10.3390/machines11121040
- Prajwal, K. T., Manickavasagam, K., Suresh, R. (2022). A review on vibration energy harvesting technologies: analysis and technologies. The European Physical Journal Special Topics, 231 (8), 1359–1371. https://doi.org/10.1140/epjs/s11734-022-00490-0
- Liu, H., Dong, W., Chang, Y., Gao, Y., Li, W. (2022). Working characteristics of a magnetostrictive vibration energy harvester for rotating car wheels. Review of Scientific Instruments, 93 (5). https://doi.org/10.1063/5.0078131
- Moradian, K., Sheikholeslami, T. F., Raghebi, M. (2022). Investigation of a spherical pendulum electromagnetic generator for harvesting energy from environmental vibrations and optimization using response surface methodology. Energy Conversion and Management, 266, 115824. https://doi.org/10.1016/j.enconman.2022.115824
- Zhao, X., Cai, J., Guo, Y., Li, C., Wang, J., Zheng, H. (2018). Modeling and experimental investigation of an AA-sized electromagnetic generator for harvesting energy from human motion. Smart Materials and Structures, 27 (8), 085008. https://doi.org/10.1088/1361-665x/aacdc4
- Han, D., Shinshi, T., Kine, M. (2021). Energy Scavenging From Low Frequency Vibrations Through a Multi-Pole Thin Magnet and a High-Aspect-Ratio Array Coil. International Journal of Precision Engineering and Manufacturing-Green Technology, 8 (1), 139–150. https://doi.org/10.1007/s40684-020-00276-6
- Oh, Y., Sahu, M., Hajra, S., Padhan, A. M., Panda, S., Kim, H. J. (2022). Spinel Ferrites (CoFe2O4): Synthesis, Magnetic Properties, and Electromagnetic Generator for Vibration Energy Harvesting. Journal of Electronic Materials, 51 (5), 1933–1939. https://doi.org/10.1007/s11664-022-09551-5
- Huang, T., Guo, B., Zhu, J., Ding, N., Zhang, T., Mao, H. (2019). Mechanism Research and Simulation of Novel Electromagnetic Recoil System. J. Ordnance Equip. Eng., 40 (7), 109–112. https://doi.org/10.11809/bqzbgcxb2019.07.022
- Chumack, V., Tsyvinskyi, S., Kovalenko, M., Ponomarev, A., Tkachuk, I. (2020). Mathemathical modeling of a synchronous generator with combined excitation. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 1 (5 (103)), 30–36. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2020.193495
- Xiao, J., Wang, Y., Wen, Q., Zhang, B., Chen, Z. (2019). Characteristics of Fuze Magnetic Setback Motor Safety Device. J. Detect. Control, 41, 25–29.
- Ostroverkhov, M., Chumack, V., Falchenko, M., Kovalenko, M. (2022). Development of control algorithms for magnetoelectric generator with axial magnetic flux and double stator based on mathematical modeling. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 6 (5 (120)), 6–17. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2022.267265
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2025 Vadim Chumack, Teimuraz Katsadze, Volodymyr Bazenov, Mykhailo Kovalenko, Olexandr Geraskin
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.
Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.
