Show simple item record

dc.creatorViertokoski, Eero
dc.date.accessioned2011-08-23T11:52:43Z
dc.date.available2011-08-23T11:52:43Z
dc.date.issued2011-08-23
dc.identifier.urihttp://dspace.cc.tut.fi/dpub/handle/123456789/20616
dc.description.abstractMaapallon fossiilisten polttoaineiden vähentyessä on kiinnostus uusiutuvia energialähteitä kohtaan lisääntynyt. Uusiutuviin energialähteisiin kuuluu tuulivoima, jonka sähköä tuottavaan komponenttiin, eli generaattoriin, tässä työssä keskitytään. Tuuliturbiinien kehitystrendinä on jo pitkään ollut saada turbiinin kokoa pienemmäksi ja toimintaa yksinkertaisemmaksi. Yleisenä tapana on ollut, että lapojen pyörittämältä akselilta hidas pyörimisnopeus nostetaan generaattoria varten suureksi vaihteiston avulla. Vaihteisto kuitenkin maksaa, vaatii tilaa ja huoltoa. Vaihteiston voi korvata kokonaan hitaasti pyörivällä generaattorilla, joka kytketään suoraan lapojen kanssa samalle akselille. ABB on kehittänyt kestomagnetoidun 32-napaisen 65 rpm pyörivän tuuligeneraattoriprototyypin (prototyyppi A), jonka nimellisteho on 20 kW. Tässä työssä keskitytään tämän generaattorin hyötysuhteen parantamiseen ja kun ratkaisu on löydetty, rakennetaan siitä uusi prototyyppi (prototyyppi B). Molemmat prototyypit koeajetaan ja niissä käytetään samaa kestomagnetoitua roottoria, jolloin saadaan paras mahdollinen vertailu. Sähkökoneen simulointityökaluna on käytetty Adept-ohjelmistoa, joka suorittaa sähkökoneelle läpilaskun ja kertoo, miten magneettivuo koneen sisällä käyttätyy. Lähtökohtana oli prototyypin A staattori, jota muuttamalla päästiin parempaan hyötysuhteeseen. Hyötysuhdetta yritettiin parantaa suunnittelemalla käämityksiä erilaisille ura- ja napaluvuille, muuttamalla staattorin sähköteräslevyn koostumusta, muuttamalla käämityksen kytkentää sarjaankytkennästä rinnankytkentään, ja vielä käämityksen suunnittelua täysin väärälle napaluvulle (esimerkiksi staattoriin 36-napainen käämitys, vaikka roottorissa on 32 napaa). Edellämainituilla toimenpiteillä ei ollut juurikaan merkitystä hyötysuhteeseen. Suurin parannus hyötysuhteeseen saatiin staattorin uran leventämisellä ja korotuksella, jolloin sinne mahtuu enemmän kuparia. Näin ollen virtaa voidaan pienentää magneettivuon pysyessä samana, jolloin staattorin kuparihäviöt vähenevät, koska ne kasvavat verrannollisena virran neliöön. Uran syventämisen haittapuoli on staattoriselän ohentuminen, jolloin siinä kulkeva magneettivuo on vaarassa kyllästyä. Ohutselkäinen staattorirautapaketti on myös vaikea asentaa koneen runkoon, koska puristuksessa se ei pysy kasassa. Ainut vaihtoehto on lämpösovite. Uran kokoa kasvattamalla saatiin hyötysuhdetta koeajojen perusteella nostettua noin 12 %, mikä on todella paljon kun koneen laakerit, runko ja roottori pysyivät samana. Prototyypin B käämin päiden lämpötila oli myös 48 °C viileämpi kuin prototyypillä A. /Kir11en
dc.format.extent66
dc.format.mimetypeapplication/pdf
dc.language.isofien
dc.rightsThis publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.en
dc.titleMurtovakokäämityksen soveltaminen hitaissa korkean hyötysuhteen sähkökoneissaen
dc.identifier.urnURN:NBN:fi:tty-2011082314762
dc.contributor.laitosSähköenergiatekniikan laitos – Department of Electrical Energy Engineeringen
dc.contributor.tiedekuntaTieto- ja sähkötekniikan tiedekunta – Faculty of Computing and Electrical Engineering
dc.contributor.yliopistoTampereen teknillinen yliopistofi
dc.programmeAutomaatiotekniikan koulutusohjelmaen
dc.date.published2011-08-17
dc.contributor.laitoskoodiset
dc.contributor.thesisadvisorIkäheimo, Jouni
dc.contributor.degreesupervisorValkealahti, Seppo
dc.type.ontasotDiplomityö - Master's thesis


Files in this item

Thumbnail

This item appears in the following Collection(s)

Show simple item record