Wyniki badań prądnicy
W laboratorium Zakładu Maszyn Elektrycznych Instytutu Elektrotechniki wykonano badania pełne tych prądnic.
Prądnica napędzana była poprzez wałek skrętny silnikiem indukcyjnym zasilanym z falownika. Obciążeniem był regulowany układ rezystorów.
Wyznaczony w stanie statycznym moment zaczepowy
(początkowy) wynosił 2,1 Nm.
Masa prądnicy wynosi 50 kg.
Charakterystykę napięcia biegu jałowego w funkcji prędkości obrotowej przedstawiono na rysunku 6. Ze względu na zależność parametrów magnesów od temperatury
próby wykonano dla stanu zimnego i stanu nagrzanego prądnicy.
Pomiary wykazały jednak, że zastosowane magnesy wykazują stosunkowo słabą zależność od temperatury: napięcia przewodowe prądnicy w stanie zimnym i w stanie nagrzanym różnią się tylko o ok. 2 V.
Na rysunku 7 przedstawiono oscylogramy napięcia przewodowego oraz fazowego przy biegu jałowym prądnicy i prędkości obrotowej 100 obr/min. Napięcie przewodowe ma przebieg praktycznie sinusoidalny, zawartość wyższych harmonicznych jest niewielka. Efekt ten osiągnięto poprzez zastosowanie odpowiednich zabiegów konstrukcyjnych.
Próby nagrzewania prądnicy przeprowadzono przy obciążeniu rezystancyjnym utrzymując stałą prędkość obrotową. Próby te wykonano dla następujących częstotliwości
napięcia wyjściowego: 20, 30, 40 i 50 Hz. Wartość mocy dobierano tak, aby prąd fazowy był zbliżony do wartości obliczonej w projekcie, przy czym przyjmowano, że moc powinna wynosić pełne setki watów. Moc obciążenia dla poszczególnych prędkości obrotowych wynosiła 800, 1000, 1600, 2200 i 2800 W.
Ustalone przyrosty temperatury uzwojenia stojana były stosunkowo niskie i nie przekraczały 45 K. Istnieje pewna rezerwa cieplna i prądnica ta może pracować przy obciążeniach większych niż przyjęto w projekcie. W tabeli 2 przedstawiono zestawienie ustalonych parametrów prądnicy odczytanych po próbach nagrzewania.
Próby obciążenia przeprowadzono bezpośrednio po próbach nagrzewania – w stanie nagrzanym prądnicy. Na rysunku 8 zestawiono charakterystyki U = f(I) przy różnych prędkościach obrotowych prądnicy
Spadki napięcia wyjściowego prądnicy przy obciążeniu prądem 11,5 A wynoszą od 16,6 % przy 20 Hz do 8 % przy 50 Hz. Nachylenie charakterystyk obciążeniowych jest zbliżone przy różnych prędkościach obrotowych prądnicy.
Wnioski• Gęstość energii wody płynącej jest stosunkowo niewielka, pojedyncze hydrozespoły będą miały małą moc. Możliwe jest jednak tworzenie systemów hydrozespołów składających
się z wielu turbin.
• Wyniki badań prototypów turbin wskazują, że ich instalacja może być opłacalna na rzekach o prędkości wody większej od 2 m/s. Średnica turbin powinna być możliwie duża
– większa od 0,5 m.
• Wyniki przeprowadzonych badań wykazują. że wykonany prototyp prądnicy typu GM 180-24M charakteryzuje się bardzo dobrymi własnościami eksploatacyjnymi i może ona być stosowana w odnawialnych źródłach energii.
• Istnieje możliwość pracy prądnicy przy prędkościach obrotowych znacznie wyższych niż przyjęto w projekcie uzyskując odpowiednio zwiększone moce.
Praca wykonana w ramach projektu rozwojowego NR01- 0006-04/2008 „Nowatorska elektrownia rzeczna o małych nakładach inwestycyjnych z turbiną ślimakową”.
wstecz
