CC BY
1
© Антипов В.Н., Грозов А.Д., Иванова А.В. УДК 621.333
ОПТИМИЗАЦИЯ ПАРАМЕТРОВ КРУПНОГО СИНХРОННОГО ВЕТРОГЕНЕРАТОРА С ПОПЕРЕЧНЫМ ПОТОКОМ
Антипов В.Н., Грозов А.Д., Иванова А.В.
Институт химии силикатов РАН, г. Санкт-Петербург, Россия
Резюме: АКТУАЛЬНОСТЬ. Синхронная электрическая машина с поперечным магнитным потоком способна реализовать высокие плотности вращающего момента и рассматривается в качестве перспективной для ветроэнергетики больших мощностей. ЦЕЛЬ. Выполнить анализ и оптимизацию параметров синхронного генератора мощностью 800 кВт, 690 В, 150 мин'1, предназначенного для арктического региона. МЕТОДЫ. Конструкция электрической машины имеет концентрацию магнитного потока, намагничивание предусмотрено по длине магнита, длина магнита равна ширине обмотки, зубец статора расположен по радиусу ротора. Выбранная топология c односторонним расположением статоров обеспечивает уменьшение осевого габаритного размера практически вдвое, а также экономию активных материалов. Базовый вариант генератора выбран при широком изменении входных переменных — величины воздушного зазора, внешнего диаметра статора, длины постоянных магнитов. Для оптимизации использована методология отклика поверхности. РЕЗУЛЬТАТЫ. Выполнен поиск оптимального соотношения трех геометрических размеров (длины магнита, высоты магнита и длины сердечника статора) для получения наибольшего значения коэффициента полезного действия, минимального значения массы обмотки и магнитопровода. В результате использования методологии поверхности отклика возможно повышение КПД с начального значения 92,7% до наибольшего 94,4% либо снижение массы материалов на 7' 9%. ВЫВОДЫ. Методология поверхности отклика является эффективным инструментом для оптимизации параметров электрических машин. Полученные оптимальные соотношения для максимума коэффициента полезного действия и минимума весовых показателей достигаются при различных сочетаниях изменяемых факторов. Рациональный вариант выбирается конструктором путем анализа параметров всех полученных вариантов с учетом ограничений, принятых при проектировании.
Ключевые слова: ветроэнергетика арктического региона; методология поверхности отклика; оптимизация; параметры генератора; поперечный поток; постоянные магниты; синхронный генератор.
Благодарности: Работа выполнена в рамках Госзадания Института химии силикатов РАН (регистрационный номер темы 1023032900322'9'1.4.3).
Для цитирования: Антипов В.Н., Грозов А.Д., Иванова А.В. Оптимизация параметров крупного синхронного ветрогенератора с поперечным потоком // Вестник Казанского государственного энергетического университета. 2024. Т. 16. № 2 (62). С. 84-93.
PARAMETERS OPTIMIZATION FOR A LARGE SYNCHRONOUS TRANSVERSE
FLUX WIND GENERATOR
Antipov V.N., Grozov A.D., Ivanova A.V.
Institute of Silicate Chemistry (RAS), Saint Petersburg, Russia
Abstract: RELEVANCE. The design of transverse flux electric machines makes it possible to realize higher torque densities compared to the designs of machines with longitudinal flux. Transverse flux synchronous electric machines are considered as promising for large wind power. PURPOSE. To analyze and optimize the parameters of an 800 kW, 690 V, 150 min1 synchronous generator is designed for the Arctic region. METHODS. The selected topology has a magnetic flux concentration, herewith magnetization is provided along the magnet length equal to the winding
width, and the stator tooth is located along the rotor radius. The chosen topology with a one-way stator's arrangement provides a reduction in the axial overall size by almost half, as well as savings in active materials. The basic version of the generator is chosen by a wide change in input variables - the air gap size, the outer stator diameter, and the permanent magnets length. The response surface methodology is used for optimization. RESULTS. The search for the optimal ratio of three geometric dimensions — the magnet length of, the magnet height and the stator core length is performed to obtain the highest value of the efficiency, the minimum value of the winding mass and the minimum value of the magnetic circuit mass. As a result of using the response surface methodology, it is possible to increase efficiency from an initial value of 92.7% to a maximum of 94.4% or reduce the materials mass by 7-9%. CONCLUSIONS. The response surface methodology is an effective tool for optimizing the parameters of electrical machines. The obtained optimal ratios for the maximum efficiency and minimum weight indicators are achieved with various combinations of variable factors. The rational option can be s chosen by the designer through analyzing all the parameters of the obtained options, taking into account the limitations adopted for the design.
Keywords: generator parameters; optimization; permanent magnets; response surface methodology; synchronous generator transverse flux; wind power of arctic region.
Acknowledgments: The study was carried out at the expense of Institute of Silicate Chemistry (RAS) state task No. 1023032900322-9-1.4.3.
For citation: Antipov V.N., Grozov A.D., Ivanova A.V. Parameters optimization for a large synchronous transverse flux wind generator. KAZAN STATE POWER ENGINEERING UNIVERSITY BULLETIN. 2024. T. 16. No. 2 (62). P. 84-93.
Введение (Introduction)
Ветроэнергетика арктического региона России в XXI веке получила заметное развитие. Единичная мощность ветроагрегата составила сотни киловатт, получен опыт эксплуатации в суровых условиях арктического климата. При возведении ветроэлектростанций на Камчатке, Чукотке, в Мурманске и Якутии применялись решения различных зарубежных производителей ветроэнергетического оборудования. При этом частота вращения ветрогенератора обычно выбиралась на уровне 1500 мин-1 (четырехполюсная электрическая машина), а ветротурбина оснащалась многоступенчатой коробкой передач [1-3].
В современных условиях затрудненного доступа к продуктам иностранных фирм приоритетным является разработка и производство отечественного оборудования. Для ускоренного развития северных регионов требуется новый, высокоэффективный электромеханический преобразователь энергии, имеющий высокую надежность и долговечность при низких эксплуатационных затратах. При этом необходимо учитывать тренды, сложившиеся в мировой ветроэнергетике больших мощностей. Прежде всего, предпочтительным типом электрического генератора стала синхронная машина с возбуждением от постоянных магнитов. Во-вторых, для мощных генераторов возобладал тренд применения прямого привода с частотой вращения генератора, равной частоте вращения ротора ветротурбины. Известен проект прямого (безредукторного) привода ветротурбины с горизонтальной осью, имеющего мощность 3000 кВт, диаметр ротора 108 м, скорость вращения 12,5 мин-1, разработанный фирмой Siemens [4]. Для генератора мощностью 2300 кВт применяется трехступенчатая массой 17 тонн. Такая же коробка передач используется для генератора 1000 кВт с диаметром ротора 54 ми скоростью вращения около 40 мин-1 [5-6]. В-третьих, началось использование генераторной системы, оснащенной синхронным генератором, одноступенчатой планетарной коробкой передач и полномасштабным преобразователем, такими производителями ветротурбин, как Multigrid и Wind. Система обладает следующими преимуществами: более высокая скорость по сравнению с концепцией прямого привода, меньшее количество компонентов по сравнению с многоступенчатой коробкой передач. Одноступенчатая коробка передач увеличивает скорость вращения ветротурбины на порядок [7-8].
На основе оригинальной методики расчета авторами определены параметры синхронных генераторов мощностью 800 кВт с возбуждением от постоянных магнитов различной полюсности с концентрацией магнитного потока и с сосредоточенными обмотками, которые предназначены для использования в арктических районах России в
комплекте с одноступенчатой коробкой передач [9]. При таком выборе КПД генераторов выше, масса активных материалов меньше, а известные преимущества сосредоточенных обмоток по сравнению с распределенными реализованы путем выбора значений количества пазов и полюсов. В крупной ветроэнергетике появился интерес к применению синхронных генераторов с возбуждением от постоянных магнитов с поперечным потоком [10-12], несмотря на имеющиеся у них серьезные недостатки, такие как сложная конструкция, трудности производства из-за большого количества отдельных деталей (сердечников и магнитов) и специальных методов изготовления и сборки, большие потоки рассеяния магнитного потока, высокое значение зубцового момента, а также низкий коэффициент мощности. Синхронный генератор с поперечным потоком можно изготовить с очень малым полюсным делением и высоким отношением вращающего момента к активной массе благодаря тому, что в структуре этой машины электрическая и магнитная цепи разъединены и можно увеличить пространство для обмоток без уменьшения доступного пространства для основного магнитного потока.
Результаты анализа и оптимизации синхронных ветрогенераторов с возбуждением от постоянных магнитов мощностью 0,75; 1,5; 3,0; 5,0 и 10 МВт с прямым приводом и при различных передаточных числах коробки передач были получены в [12]. Сравнение результатов показало, что концепция с одноступенчатой планетарной коробкой передач представляется более экономичной, чем система с прямым приводом: меньшая стоимость генераторной установки, более высокий коэффициент полезного действия на единицу затрат и меньший наружный диаметр статора. Оптимальное передаточное число находится в диапазоне от 4:1 до 10:1. Авторский патент [13] позволяет существенно повысить значение коэффициента мощности электрической машины с поперечным потоком, что, в свою очередь, позволяет снизить значение номинального тока и потери в меди обмотки, повысить КПД и вращающий момент машины. В заявке на изобретение [14] предложена электрическая машина с поперечным потоком, отличающаяся тем, что ротор включает в себя два набора концентраторов потока, чередующихся с магнитами и размещенных по радиусу ротора, а статор расположен с одной стороны ротора и имеет две соединенные встречно обмотки и два набора зубцов, причем обще е число зубцов статора равно числу полюсов машины.
Выбор предложенной топологии с показателями с двойным статором, расположенным с одной стороны ротора, которые превосходят в 1,23-1,7 раза показатели машин с продольным потоком при любой рассчитанной длине магнитов, определяет научную значимость работы, а принятая методология поверхности отклика как эффективный и легкодоступный инструмент для оптимизации параметров - ее практическую значимость.
Материалы и методы исследования (Materials and methods)
Настоящая статья содержит результаты исследования и оптимизации параметров синхронного генератора 800 кВт, 690 В, 150 мин-1 с поперечным потоком указанной топологии с односторонним расположением статоров, показанной на рисунке 1.
Оптимизация параметров электрических машин реализуется различными методами, такими как многоцелевой метод оптимизации роя частиц [15], многоцелевой генетический алгоритм [16], генетический алгоритм сортировки без доминирования [15], недоминируемый поиск решений по Парето с помощью нечеткой логики [17], методология поверхности отклика [18, 19].
Методология поверхности отклика включает математические и статистические техники эмпирического построения моделей. Методология позволяет использовать как экспериментальные данные, так и данные численного эксперимента. Применение методологии для оптимизации проектирования уменьшает стоимость методов анализа. Привлекательность методологии поверхности отклика заключается также в том, что при ее реализации можно использовать надстройку Microsoft EXCEL «Анализ данных», «Регрессия». Методология поверхности отклика выбрана для оптимизации параметров синхронного генератора.
4а
4б
<- 1
N S
2 2
S N
—>
N \
N
4 /
а)
S N
* Ч
N s N
4 /
/
N S N
1
б)
Рис. 1. Конфигурация с односторонним расположением статоров [14]: а) аксиальная проекция, б) радиальная проекция; 1 -постоянные магниты, 2 - магнитопровод ротора, 3 - магнитопровод статора, 4а, 4б - обмотки
Fig. 1. Stator magnetic circuits configuration for one-sided placement [14]: a) axial projection, b) radial projection; 1 - permanent magnets, 2 -magnetic core of the rotor, 3 - magnetic core of the stator, 4a, 4b - windings
*Источник: Составлено авторами Source: compiled by the author.
По результатам исследования синхронного ветрогенератора 800 кВт с поперечным магнитным потоком, предназначенного для арктического региона, установлено, что он может быть спроектирован на диаметре 950 мм, с воздушным зазором 2 мм и длиной магнитов 32 мм. Расчеты были выполнены для трех диаметров статора 1200, 1000 и 950 мм и для трех значений воздушного зазора 5=4,3 и 2 мм.
Рассмотрим поиск оптимального соотношения трех параметров (длины магнита lm, высоты магнита hm и длины сердечника статора lcs) для получения наибольшего значения коэффициента полезного действия (КПД) n=f(lcs, lm, hm). Определим пределы изменения параметров 27<lcs<29, 27,5<lm<30,1, 70<hm<80, а также их средние значения и шаг изменения каждого параметра. Для минимизации числа необходимых расчетов воспользуемся ортогональным массивом Тагучи, представленным в кодированных переменных x1, x2, x3. Максимальному значению физической переменной соответствует «1», среднему — «0», минимальному значению «-1». В таблице 1 представлены исходные
3
N
S
параметры (массив имеет 7 строк), значения КПД, полученные в результате численного расчета, и кодированные переменные. Для сравнительных исследований далее рассчитывался однофазный модуль машины.
Таблица 1 Table 1
Данные для выполнения первого регрессионного анализа Initial parameters for performing the first regression analysis
Исходные параметры (мм) Реакция Кодированные переменные
lcs lm hm y=n Х1 Х2 Х3
Рабочая точка 28 30,1 75 0,927 0 0 0
27 27,5 70 0,913 -1 -1 -1
27 30,1 75 0,926 -1 0 0
28 32,7 80 0,934 0 1 1
28 27,5 75 0,918 0 -1 0
29 30,1 80 0,930 1 0 1
29 32,7 70 0,928 1 1 -1
минимум 27 27,5 70
максимум 29 32,7 80
приращение 2 2,6 5
*Источник: Составлено авторами Source: compiled by the author.
Для поиска максимального значения функции у=ц выполняется регрессионный анализ для величины КПД (7 значений) и массива кодированных переменных х (21 значение). Результатом анализа являются кодированные переменные хь х2, х3, которые
представляют собой частные производные — = 0,00764 , = 0,0638, = 0,00393 . Эти
дхх дх2 дх3
три значения представляют направление наиболее крутого подъема в терминах
кодированных переменных вектора
f ду dy ду^
Наибольшему значению Ax
дх дх2 дх3 у
присваивается значение «1» с учетом знака и определяются остальные два приращения по формулам
ду / ду
дх
Лх2 = Лхх 2
дх
Лх3 = ЛХ;
Кодированные значения переводятся обратно в новые приращения физических параметров с помощью формулы
А/* = 0,5 А,. Ах,.
Выходные данные регрессионного анализа 7-пересечение Переменная Х1 Переменная Х2 Переменная Х3
àlcs
A/m
Mm
0,925 0,000764 0,00638 0,00393 0,1 1,3 -0,8
используются для создания нового массив для расчета КПД, в котором рабочая точка сохраняется, но параметры изменяются одновременно (таблица 2).
Процедура изменения приращений повторяется до тех пор, пока в ряду у=п не появится максимум, причем рабочая точка выбирается на достигнутом максимуме и параметры изменяются одновременно.
Таблица 2 Table 2
Исходные параметры для выполнения второго регрессионного анализа _Initial parameters for performing the second regression analysis_
Исходные параметры (мм) Реакция
Рабочая точка lcs lm hm y=n
28,0 30,1 75,0 0,927
28,1 31,4 74,2 0,930
28,2 32,7 73,4 0,930
28,3 34,0 72,6 0,934
28,4 35,3 71,8 0,937
28,5 36,6 71,0 0,941
28,6 37,9 70,2 0,944
минимум 28,0 30,1 70,2
максимум 28,6 37,9 75,0
приращение 0,1 1,3 -0,8
*Источник: Составлено авторами Source: compiled by the author.
В нашем случае после исследования массива, представленного в таблице 2, приращения физических переменных
y-пересечение 0,935
Переменная x1 0,00667
Переменная x2 -0,00038
Переменная x3 -0,00124
Al* -0,03
Ah*m 0,07
A/*cs 0,05
составили сотые доли миллиметра, так что дальнейшие расчеты не следует продолжать.
Результаты, полученные при оптимизации параметров
В результате использования методологии поверхности отклика достигнуто повышение КПД с начального значения 92,7% до наибольшего 94,4% (на 1,7%), которое реализуется при следующем сочетании параметров: lcs=28,6 мм, lm=37,9 мм, hm=70,2 мм.
Методология поверхности отклика может быть использована также при поиске минимальных значений. В этом случае при выборе наибольшего значения Ах присваивается значение, равное 1, но знак производной изменяется на противоположный.
Для исследованного генератора с помощью методологии поверхности отклика выполнен поиск минимального значения массы обмотки QCu и минимального значения массы магнитопровода QFe. Результаты анализа представлены в таблице 3.
Таблица 3 Table 3
Результаты поиска минимальных значений масс материалов The results of the search for the materials masses minimum values
Рабочая точка QCu QFe
Анализ 1 Анализ 2 Анализ 1 Анализ 2
81,8 76,2 64,6 58,7
80,1 77,4 59,8 58,9
82,6 78,7 64,7 59,3
79,8 80,0 69,8 59,5
75,5 82,9 60,4 61,0
73,7 81,6 64,0 59,9
83,7 82,9 70,2 60,4
Alcs 2,0 0,6 2,0 0,0
Alm 2,6 -1,3 2,6 -1,3
Ahm 5,0 1,8 5,0 -0,2
*Источник: Составлено авторами Source: compiled by the author.
В результате использования методологии поверхности отклика достигнуто снижение массы обмотки с начального значения 81,8 кг до наименьшего 76,2 кг (на 6,8%), которое реализуется при сочетании параметров lcs=28 мм, lm=30 мм, hm=75 мм, и снижение массы ферромагнитных материалов с начального значения 64,6 кг до наименьшего 58,7 кг (на 9,1%), которое реализуется при сочетании параметров lcs=27 мм, lm=27,5 мм, hm=70 мм.
Естественно, полученный максимум КПД и минимумы весовых показателей материалов достигаются при различных сочетаниях параметров, и конструктору приходится выбирать наиболее рациональный вариант. В таблицу 4 сведены основные параметры синхронного генератора всех трех вариантов и базовый вариант, полученный в предыдущих расчетах.
Таблица 4 Table 4
Сравнение полученных результатов _Comparison of the obtained results_
Параметры Максимум КПД Минимум QCu Минимум Qfe Базовый вариант
lm 37,9 26,2 27,5 32,7
bm 27,0 27,0 27,0 27,0
hm 70,2 80,4 70,0 80,0
lcs 28,6 29,8 27,0 27,0
bcs 27,0 27,0 27,0 27,0
lw 37,9 26,2 27,5 32,7
hw 129,8 126,7 142,3 123,9
Hst 163,4 161,5 174,3 155,9
Lst 95,1 85,8 81,5 86,7
N 30 29 33 29
lcu 11,80 9,50 8,50 10,00
J 5,632 7,02 7,866 6,664
Л 0,944 0,929 0,913 0,933
Bs 1,657 1,633 1,595 1,831
a 1,191 1,237 1,227 1,231
U 0,939 0,925 0,905 0,933
Qm 22 17 16 18
Qcu 100,6 76,1 80,2 82,0
Qfe 60,9 64,0 58,7 57,4
*Источник: Составлено авторами Source: compiled by the author.
В таблице 5 представлены исходные параметры и оптимальные значения, полученные при поиске максимального КПД и минимальных масс меди и стали.
Таблица 5 Table 5
Сводная таблица для выбора исходных параметров _Summary table for the initial parameters choice_
Исходные параметры (мм) Реакция
lcs lm hm у=П QCu Qfe
28,6 37,9 70,2 0,944 100,6 60,9
29,8 26,2 80,4 0,929 76,2 64,0
27,0 27,5 70,0 0,913 80,2 58,7
27,0 32,7 80,0 0,933 82,0 57,4
*Источник: Составлено авторами Source: compiled by the author.
На основании полученных данных принимается решение о выборе необходимых значений исходных параметров (lcs=30 мм, lm=26 мм, hm=80 мм).
Выводы (Conclusions)
1. Методология поверхности отклика является эффективным инструментом для оптимизации параметров электрических машин. Для синхронного генератора с поперечным магнитным потоком может быть достигнуто повышение КПД с начального значения 92,7%
до наибольшего 94,4% (на 1,7%), либо снижение массы обмотки с начального значения 81,8 кг до наименьшего 76,2 кг (на 6,8%), либо снижение массы ферромагнитных материалов с начального значения 64,6 кг до наименьшего 58,7 кг (на 9,1%).
2. Полученные оптимальные соотношения достигаются при различных сочетаниях изменяемых факторов — длины магнита 1ш, высоты магнита hm и длины сердечника статора 1о:1.
3. Конструктору не составляет труда выбрать рациональный вариант, анализируя все параметры полученных трех вариантов, а именно ^=30 мм, 1„т26 мм, hm=80 мм. При этом для однофазного модуля коэффициент полезного действия машины составляет 92,9%, масса меди 76,1 кг, масса стали 64 кг, масса магнитов 17 кг, число витков обмотки 29, плотность тока 7,0 А/мм2, индукция в воздушном зазоре 1,63 Т.
4. В дальнейшей работе авторы намерены исследовать эффективность генетических алгоритмов многокритериальной оптимизации, основанных на принципах парето-доминирования.
Литература
1. Сопот В.Н., Кузнецова В.Н., Исаков А.С. Применение возобновляемых и нетрадиционных источников энергии для энергоснабжения удаленных населенных пунктов, расположенных в условиях Севера и Дальнего Востока РФ // Конференция «Актуальные проблемы естественных и технических наук», Санкт-Петербург, 2021. С. 200-216.
2. Бутузов В.А., Безруких П.П., Грибков С.В. Российская ветроэнергетика: научно-конструкторские школы, этапы развития, перспективы // Сантехника, Отопление, Кондиционирование. 2021. Т. 5 (233). С. 62-76.
3. RAO ES of the East and KomaiHaltecInc. plan to localize the production of wind power plants in the Far East. URL https://www.ruscable.ru/news/2015/10/06/RA0_ES_Vostoka_i_Komai_Haltec_Inc_planiruut_lokali (дата обращения 26.02.2024).
4. Юсупов К.Н., Беляев К.Л. Ветроэнергетическая установка SWT 3.0-101: безредукторная технология от Siemens // Турбины и Дизели. 2011. № 4. С. 4-9.
5. Polinder H., Van der Pijl F.F.A., De Vilder G.-J., Tavner P.J. Comparison of direct-drive and geared generator concepts for wind turbines // IEEE Trans. on Energy Conversion. 2006. Vol. 21(3). P. 725733.
6. Siemens SWT-1.3-62. URL https://en.wind-turbine-models.com/turbines1457-siemens-swt-1.3-62 (дата обращения 26.02.2024).
7. WWD-1 1 MW wind turbine. URL https://en.wind-turbine-models.com/turbines/1544-winwind-wwd-1-d56 (дата обращения 26.02.2024).
8. Renewable generators Medium speed permanent magnet generator (MS PMG). URL https://abbengines.nt-rt.ru/images/manuals/gen7.pdf (дата обращения 26.02.2024).
9. Antipov V., Grozov A., Ivanova A. Various poles numbers 800 kW synchronous wind generators for Arctic regions // International Ural Conference on Electrical Power Engineering (UralCon). IEEE, 2023. P. 55-59. DOI: 10.1109/UralCon59258.2023.10291130.
10. Bang D.et al. Ring-shaped transverse flux PM generator for large direct-drive wind turbines // International Conference on Power Electronics and Drive Systems (PEDS). IEEE, 2009. DOI: 10.1109/PEDS.2009.5385933.
11. Bang D., Polinder H., Shrestha G.. Ferreira A. Comparative Design of Radial and Transverse Flux PM Generators for Direct-Drive Wind Turbines // 18th International Conference on Electrical Machines (ICEM). IEEE, 2008. Paper ID 1325. P. 1-6. DOI: 10.1109/ICELMACH.2008.4800027.
12. Li H., Chen Z., Polinder H. Optimization of Multibrid Permanent-Magnet Wind Generator Systems // Transactions on Energy Conversion. 2009. Vol. 24, No. 1. P. 82-92. DOI: 10.1109/TEC.2008.2005279.
13. Антипов В.Н., Грозов А.Д., Иванова А.В. Электрическая машина с поперечным потоком. Патент №2797363 C1. Заявка на патент №2022128541 от 2.11.2022. https://www1.fips.ru/registers-doc-view/fips_servlet.
14. Антипов В.Н., Грозов А.Д., Иванова А.В. Электрическая машина с поперечным потоком. Заявка на патент №2023122421 от 28.08.2023.
15. Zhang B., Wang A., Doppelbauer M. Multi-Objective Optimization of a Transverse Flux Machine with Claw Pole and Flux-concentrating Structure // IEEE Transactions on Magnetics. 2016. Vol. 52(8). DOI 10.1109/TMAG.2016.2554562.
16. Bao' G.Q., Shil J.H., Jiang J.Z. Efficiency Optimization of Transverse Flux Permanent Magnet Machine Using Genetic Algorithm // 8th Conference on Electrical Machines and Systems (ICEMS). IEEE, 2005. DOI:10.1109/ICEMS.2005.202551.
17. Ajamloo A.M., Ghaheri A., Nasiri-Zarandi R. Design and Optimization of a New TFPM Generator with Improved Torque Profile // International Power System Conference (PSC). IEEE, 2019. DOI: 10.1109/PSC49016.2019.9081559.
18. Xie J. et al. Optimum Design of Transverse Flux Machine for High Contribution of Permanent Magnet to Torque Using Response Surface Methodology // Journal of Electrical Engineering & Technology. 2012. Vol. 7, No. 5. P. 745-752. http://dx.doi.org/10.5370/JEET.2012.7.5.745 745.
19. Dean A., Voss D., Draguljic D. Design and Analysis of Experiments. Springer Texts in Statistics. Springer, 2017. 852 p. https://doi.org/10.1007/978-3-319-52250-0_16.
Авторы публикации
Антипов Виктор Николаевич — д-р техн. наук, ведущий научный сотрудник. Институт химии силикатов РАН. ORCID: http://orcid.org/0000-0002-4110-0564. Email: [email protected] (автор-корреспондент) .
Грозов Андрей Дмитриевич — научный сотрудник. Институт химии силикатов РАН. ORCID: http://orcid.org/0000-0003-2383-8300. Email: [email protected].
Иванова Анна Владимировна — старший научный сотрудник, канд. физ.-мат. наук. Институт химии силикатов РАН. ORCID: http://orcid.org/0000-0003-1307-276X. Email: [email protected].
References
1. Sopot V.N., Kyznetsova V.N., Isakov A.S. Use of renewable energy sources and non-traditional energy sources for the power supply of remote settlements located in the conditions of the North and the Far East of the Russian Federation // Conf. on Actual problems of natural and technical sciences. 2021. P. 200216.
2. Butuzov V.A., Bezrukikh P.P., Gribkov S.V. Russian wind power: scientific and design schools, stages of development, prospects // Plumbing, Heating, Air-Conditioning. 2021. Vol. 5(233). P. 62-76.
3. RAO ES of the East and KomaiHaltecInc. plan to localize the production of wind power plants in the Far East. URL https://www.ruscable.ru/news/2015/10/06/RAO_ES_Vostoka_i_Komai_Haltec_Inc_planiruut_lokali (дата обращения 26.02.2024).
4. Yusupov K.N., Belyaev K.L. SWT3.0101 wind turbine — gearless technology from Siemens // Turbines & Diesels. 2011. No. 4. P. 4-9.
5. Polinder H., Van der Pijl F.F.A., De Vilder G.-J., Tavner P.J. Comparison of direct-drive and geared generator concepts for wind turbines // IEEE Trans. on Energy Conversion. 2006. Vol. 21(3). P. 725733.
6. Siemens SWT-1.3-62. URL https://en.wind-turbine-models.com/turbines1457-siemens-swt-1.3-62 (дата обращения 26.02.2024).
7. WWD-1 1 MW wind turbine. URL https://en.wind-turbine-models.com/turbines/1544-winwind-wwd-1-d56 (дата обращения 26.02.2024).
8. Renewable generators Medium speed permanent magnet generator (MS PMG). URL https://abbengines.nt-rt.ru/images/manuals/gen7.pdf (дата обращения 26.02.2024).
9. Antipov V., Grozov A., Ivanova A. Various poles numbers 800 kW synchronous wind generators for Arctic regions // International Ural Conference on Electrical Power Engineering (UralCon). IEEE, 2023. P. 55-59. DOI: 10.1109/UralCon59258.2023.10291130.
10. Bang D.et al. Ring-shaped transverse flux PM generator for large direct-drive wind turbines // International Conference on Power Electronics and Drive Systems (PEDS). IEEE, 2009. DOI: 10.1109/PEDS.2009.5385933.
11. Bang D., Polinder H., Shrestha G., Ferreira A. Comparative Design of Radial and Transverse Flux PM Generators for Direct-Drive Wind Turbines // 18th International Conference on Electrical Machines (ICEM). IEEE, 2008. Paper ID 1325. P. 1-6. DOI: 10.1109/ICELMACH.2008.4800027.
12. Li H., Chen Z., Polinder H. Optimization of Multibrid Permanent-Magnet Wind Generator Systems // Transactions on Energy Conversion. 2009. Vol. 24, No. 1. P. 82-92. DOI: 10.1109/TEC.2008.2005279.
13. Antipov V., Grozov A., Ivanova A. Transverse flux electrical machine // Patent for invention No. RU 2797363 C1.
14. Antipov V., Grozov A., Ivanova A. Transverse flux electrical machine // Application for an invention No. 2023122421, 28.08.2023.
15. Zhang B., Wang A., Doppelbauer M. Multi-Objective Optimization of a Transverse Flux Machine with Claw Pole and Flux-concentrating Structure // IEEE Transactions on Magnetics. 2016. Vol. 52(8). DOI 10.1109/TMAG.2016.2554562.
16. Bao G.Q., Shil J.H., Jiang J.Z. Efficiency Optimization of Transverse Flux Permanent Magnet Machine Using Genetic Algorithm // 8th Conference on Electrical Machines and Systems (ICEMS). IEEE, 2005. DOI: 10.1109/ICEMS.2005.202551.
17. Ajamloo A.M., Ghaheri A., Nasiri-Zarandi R. Design and Optimization of a New TFPM Generator with Improved Torque Profile // International Power System Conference (PSC). IEEE, 2019. DOI: 10.1109/PSC49016.2019.9081559.
18. Xie J. et al. Optimum Design of Transverse Flux Machine for High Contribution of Permanent Magnet to Torque Using Response Surface Methodology // Journal of Electrical Engineering & Technology. 2012. Vol. 7, No. 5. P. 745-752. http://dx.doi.org/10.5370/JEET.2012.7.5.745 745.
19. Dean A., Voss D., Draguljic D. Design and Analysis of Experiments. Springer Texts in Statistics. Springer, 2017. 852 p. https://doi.org/10.1007/978-3-319-52250-0_16.
Authors of the publication
Victor N. Antipov — Institute of Silicate Chemistry, St. Petersburg, Russia. ORCID: http://orcid.org/0000-
0002-4110-0564. Email: [email protected] (corresponding author).
Andrei D. Grozov — Institute of Silicate Chemistry, St. Petersburg, Russia. ORCID: http://orcid.org/0000-
0003-2383-8300. Email: [email protected].
Anna V. Ivanova — Institute of Silicate Chemistry, St. Petersburg, Russia. ORCID: http://orcid.org/0000-0003-1307-276X. Email: [email protected].
Шифр научной специальности: 2.4.2. Электротехнические комплексы и системы
Получено 29.02.2024 г.
Отредактировано 10.04.2024 г.
Принято 28.05.2024 г.
