Θερμική Ανάλυση Γεννήτριας Αξονικής Ροής Μονίμων Μαγνητών Για Τοπικά Κατασκευασμένες Μικρές Ανεμογεννήτριες

Abstract

Αντικείμενο της παρούσας εργασίας είναι η θερμική ανάλυση μικρών γεννητριών αξονικής ροής μονίμων μαγνητών χωρίς πυρήνα στο στάτη για αιολικές εφαρμογές σε τοπικό επίπεδο.Γίνεται μια εισαγωγή στην έννοια της ενδιάμεσης τεχνολογίας και στις εφαρμογές των μικρών ανεμογεννητριών. Επιπλέον, συγκρίνονται οι γεννήτριες αξονικής και ακτινικής ροής και αναφέρονται οι διαφορές τους. Στη συνέχεια, γίνεται βιβλιογραφική έρευνα στα είδη και τις τοπολογίες των γεννητριών αξονικής ροής.Παράλληλα, αναλύεται η θεωρία των θερμικών φαινομένων, καθώς και των μηχανισμών μετάδοσης της θερμότητας, μαζί με τις εξισώσεις που τους περιγράφουν. Εξετάζονται οι θερμοκρασιακοί περιορισμοί των ηλεκτρικών μηχανών και οι τρόποι ψύξης τους.Παρουσιάζεται το θερμικό μοντέλο συγκεντρωμένων παραμέτρων και γίνεται αναλυτική επίλυση των εξισώσεών του για δύο γεννήτριες ισχύος 600 W και 5 kW. Με βάση συγκεκριμένους συντελεστές του προηγούμενου μοντέλου, προσομοιώνεται τρισδιάστατα με τη μέθοδο των πεπερασμένων στοιχείων η θερμική συμπεριφορά των γεννητριών αυτών υπό συγκεκριμένες συνθήκες λειτουργίας.Στη συνέχεια, εξετάζονται οι ίδιες συνθήκες λειτουργίας στο εργαστήριο και τα πειραματικά αποτελέσματα συγκρίνονται με αυτά της προσομοίωσης. Υπολογίζονται οι αποκλίσεις των αποτελεσμάτων και μελετώνται πιθανά αίτιά τους. Παράλληλα, συλλέγονται δεδομένα από τη γεννήτρια 600 W που έχει τοποθετηθεί σε πεδίο δοκιμών και πραγματοποιείται θερμική ανάλυσή της υπό κανονικές συνθήκες λειτουργίας.Τέλος, εξάγονται συμπεράσματα και κατατίθενται βελτιωτικές προτάσεις.