Notice: Undefined index: linkPowrot in C:\wwwroot\wwwroot\publikacje\publikacje.php on line 1275
Strona główna > Publikacje
Publikacje
Pomoc (F2)
[114660] Artykuł:

Permanent Magnet Generator for a Gearless Backyard Wind Turbine

(GENERATOR DO BEZPRZEKŁADNIOWEJ ELEKTROWNI WIARTOWEJ)
Czasopismo: Energies MDPI   Tom: 15, Zeszyt: 10, Strony: 1-12
ISSN:  1996-1073
Opublikowano: Maj 2022
 
  Autorzy / Redaktorzy / Twórcy
Imię i nazwisko Wydział Katedra Do oświadczenia
nr 3		 Grupa
przynależności		 Dyscyplina
naukowa		 Procent
udziału		 Liczba
punktów
do oceny pracownika		 Liczba
punktów wg
kryteriów ewaluacji
Sebastian Różowicz orcid logo WEAiIKatedra Elektrotechniki Przemysłowej i Automatyki**Takzaliczony do "N"Automatyka, elektronika, elektrotechnika i technologie kosmiczne3370.0070.00  
Zbigniew Goryca orcid logo Niespoza "N" jednostkiAutomatyka, elektronika, elektrotechnika i technologie kosmiczne33.00.00  
Antoni Różowicz orcid logo WEAiIKatedra Elektrotechniki Przemysłowej i Automatyki**Takzaliczony do "N"Automatyka, elektronika, elektrotechnika i technologie kosmiczne3370.0070.00  

Grupa MNiSW:  Publikacja w czasopismach wymienionych w wykazie ministra MNiSzW (część A)
Punkty MNiSW: 140

Pełny tekstPełny tekst     DOI LogoDOI    
Słowa kluczowe:

moment zaczepowy  prędkość obrotowa  magnesowania stali  przydomowa elektrownia wiatrowa 

Keywords:

cogging torque minimization  rotational speed  steel magnetisation  domestic wind turbine  magnet machines 


Streszczenie:

W pracy przedstawiono założenia konstrukcyjne generatora wzbudzanego magnesami trwałymi przeznaczonego do bezprzekładniowej, przydomowej elektrowni wiatrowej. Na etapie projektowania uwzględniono charakterystyki magnesowania stali wirnika oraz stojana w różnych zakresach natężenia pola oraz opisano je matematycznie za pomocą modelu w programie Matlab. Dokładnych obliczeń oraz projektowania modelu płaskiego dokonano przy użyciu programu FEMM. Zaprezentowane w pracy bardzo dobre wyniki obliczeń pozwoliły na wykonanie rzeczywistego modelu generatora. W artykule przedstawiono widoki pakietu stojana, wirnika oraz całego generatora oraz wybrane wyniki badań. Parametrem wyróżniającym go z szerokiej gamy produkowanych generatorów jest mała, niestandardowa prędkość obrotowa i niezwykle mały moment zaczepowy pozwalający na start elektrowni przy wiatrach o prędkości około 2 m/s. Zaletą tego generatora jest także mała masa wynikająca z zastosowania lekkiego wirnika i lekkich stopów na obudowę generatora.



Abstract:

This paper presents the design of a permanent magnet generator for a gearless backyard wind turbine. The magnetisation characteristics of the rotor steel and the stator at different field strength ranges were considered at the design stage and mathematically described using a model in Matlab. The detailed calculations and the design of the planar model were carried out using FEMM software. The high-quality results obtained from the calculations shown in the paper made it possible to make a real model of the generator. This paper presents views of the stator package, the rotor, the entire generator and selected test results. The parameter of this turbine that distinguishes it from a wide range of manufactured generators is its low, non-standard rotational speed and low breakaway torque, which allows the power plant to start in winds of approximately 2 m/s. Other advantages of this generator is its low weight resulting from the use of a light rotor and light alloys for the generator housing


B   I   B   L   I   O   G   R   A   F   I   A
1. Kutt, F. Blecharz, K. Karkosi ´nski, D. Axial-Flux Permanent-Magnet Dual-Rotor Generator for a Counter-Rotating Wind Turbine.Energies 2020, 13, 2833. [CrossRef]
2. Degner, M. Munoz, A. Liang, F. Evaluation of interior pm and surface pmsynchronous machines with distributed and concentrated windings. In Proceedings of the 2008 34th Annual Conference of IEEE Industrial Electronics (IECON), Orlando, FL, USA, 10–13 November 2008 pp. 1189–1193.
3. El-Refaie, A.M. Fractional slot concentrated windings synchronous permanentmagnet machines: Opportunities and challenges. IEEE Trans. Ind. Electron. 2010, 57, 107–121. [CrossRef]
4. Goryca, Z. Paduszyński, K. Pakosz, A. Model of the multipolar engine with decreased cogging torque by asymmetrical distribution of the magnets. Open Phys. 2018, 16, 42–45. [CrossRef]
5. Goryca, Z. Różowicz, S. Różowicz, A. Pakosz, A. Wachta, H. Leśko, M. Impact of Selected Methods of Cogging Torque Reduction in Multipolar Permanent-Magnet Machines. Energies 2020, 13, 6108. [CrossRef]
6. Hwang, S.M. Eom, J.B. Hwang, G.B. Jeong, W.B. Jung, Y.H. Cogging torque and acoustic noise reduction in permanent magnet motors by teeth pairing. IEEE Trans. Magn. 2000, 36, 3144–3146. [CrossRef]
7. Ishak, D. Zhu, Z.Q. Howe, D. High torque density permanent magnet brushless machines with similar slot and pole numbers. J. Magn. Magn. Mater. 2004, 272–276, 1767–1769. [CrossRef]
8. Koh, C.S. Seol, J.S. New cogging torque reduction method for brushless permanent-magnet motors. IEEE Trans. Magn. 2003, 39, 3503–3506.
9. Libert, F. Soulard, J. Investigation on pole-slot combinations for permanent magnet machines with concentrated windings. In Proceedings of the International Conference on Electrical Machines (ICEM), Lodz, Poland, 5–8 September 2004.
10. Paduszyński, K. Goryca, Z. Pakosz, A. The influence of asymmetrical distribution of rotor’s magnets on the cogging torque of the multipolar machine. In Proceedings of the 18th International Symposium on Electromagnetic Fields in Mechatronics, Electrical and Electronic Engineering (ISEF), Lodz, Poland, 14–16 September 2017.
11. Różowicz, S. Goryca, Z. Peczkis, G. Korczak, A. Pico hydro generator as an effective source of renewable energy. Przegląd Elektrotechniczny 2019, 4, 200–204. [CrossRef]
12. Różowicz, S. Zawadzki, A. Włodarczyk, M. Wachta, H. Baran, K. Properties of fractional-order magnetic coupling. ˙ Energies 2020, 13, 1539. [CrossRef]
13. Steinbrink, J. Analytical determination of the cogging torque in brushless motor excited by permanent magnets. In Proceedings of the IEEE International Electric Machines & Drives Conference, Antalya, Turkey, 3–5 May 2007 Volume 1, pp. 172–177.
14. Kostro, G. Michna, M. Kutt, F. Ronkowski, M. Low speed permanent magnet synchronous generator for vertical axis wind turbine. In Proceedings of the International Symposium on Electrical Machines (SME2017), Naleczow, Poland, 18–21 June 2017.
15. Różowicz, S. Tofil, S. The influence of impurities on the operation of selected fuel ignition systems in combustion engines. ˙ Arch. Electr. Eng. 2016, 65, 349–360. [CrossRef]
16. Różowicz, S. Use of the mathematical model of the ignition system to analyze the spark discharge, including the destruction of ˙spark plug electrodes. Open Phys. 2018, 16, 57–62. [CrossRef]
17. Melcescu, L. Tudorache, T. Craiu, O. Popescu, M. Finite element analysis of a wind generator with two counter-rotating rotors. In Proceedings of the 2017 International Conference on Optimization of Electrical and Electronic Equipment (OPTIM) 2017 Intl Aegean Conference on Electrical Machines and Power Electronics (ACEMP), Brasov, Romania, 25–27 May 2017 pp. 408–413.
18. Eclipse Magnetics. Sintered Neodymium Iron Boron (NdFeB) Magnets. Available online: https://www.eclipsemagnetics.com/site/assets/files/2399/neodymium_grades_data.pdf (accessed on 15 December 2021).
19. Xiao, X. Roh, B.-M. Zhu, F. Strength Enhancement in Fused Filament Fabrication via the Isotropy Toolpath. Appl. Sci. 2021, 11, 6100. [CrossRef]
20. Xiao, X. Joshi, S. Process planning for five-axis support free additive manufacturing. Addit. Manuf. 2020, 36, 101569. [CrossRef]
21. Xiao, X. Joshi, S. Cecil, J. Critical assessment of Shape Retrieval Tools (SRTs). Int. J. Adv. Manuf. Technol. 2021, 116, 3431–3446.[CrossRef]
22. Xiao, X. Waddell, C. Hamilton, C. Xiao, H. Quality Prediction and Co

POWRÓT
Strona główna > Publikacje