Zlecenie 5784113 - Zaprojektowanie i wyprodukowanie prototypów generatorów...

obrotu
Numer ogłoszenia 724

Miejsce realizacji zamówienia
Województwo: zachodniopomorskie Powiat: szczecinecki Miejscowość: Szczecinek

Cel zamówienia
Pożądane cechy poszukiwanych rozwiązań są następujące:
1. Osiągnięcie mocy znamionowej przy prędkości wiatru (w dwóch wariantach): 8ms/ i 10m/s;
2. Zminimalizowanie momentu zaczepowego oraz utrzymanie w ruchu obrotowym stałej odległość tarczy magnesów od cewek poprzez zastosowanie odpowiednich łożysk . Zapewnienie maksymalnej wielkości Tesli pomiędzy magnesami, dopasowaniem średnicy drutu nawojowego do wielkości przyjętych magnesów dla danej wielkości generatora, ustalenie optymalnego kształtu cewek w celu maksymalizacji pola magnetycznego (minimalizacja strat) i indukcji magnetycznej, minimalizacja strat ciepła w wyniku pracy generatora w celu zwiększenia jego sprawności, określenie ilości cewek w fazie, stworzenie modelu w celu wyliczania wszystkich wymienionych parametrów.
3. Minimalizacja drgań - drgania przenoszone przez pracę generatora wolnoobrotowego na konstrukcję wsporczą są ograniczone do minimum. Zbadane będą poziomy częstotliwości drgań umożliwiające bezpieczną pracę. Tzw. częstotliwość "przejściowa" w obecnie sprzedawanych konstrukcjach Euroservise24 jest na poziomie 14 Hz i powoduje w zakresie przechodzenia od 14 do 16 Hz zwiększający się poziom drgań. Nowe rozwiązanie polegające na zastosowaniu specjalnych magnesów toroidalnych, systemu łożyskowania oraz sposobu łączenia cewek - wyprowadzenie trójkąt-gwiazda spowoduje minimalizację drgań do "niewyczuwalnych " stosując jednocześnie specjalnie dobrane wibroizolatory.
4. Optymalna budowa cewki z punktu widzenia strat, osiąganej mocy i hałasu Konstrukcję tych generatorów stanowi nieruchoma tarcza i obracający się wokół niej rotor, który stanowi korpus konstrukcji generatora. Do obudowy rotora mocowany jest bezpośrednio wał silnika napędowego (może to być silnik wiatrowy). W zależności od mocy i konstrukcji silnika wiatrowego
obciążenie osiowe generatora może sięgać nawet 10 kN. Ruch obrotowy współpracującego z generatorem wirnika silnika wiatrowego wywołuje cyklicznie powtarzające się drgania przenoszące się na konstrukcje generatora. Niewyrównoważona
masa powoduje wibracje tarczy generatora zmieniając wielkość szczeliny powietrznej między magnesami a cewkami i zakłócając
proces produkcji energii elektrycznej.
5. Sposób łączenia 3 fazowych uzwojeń "trójkąt - gwiazda" : (a) Zapewnienie wysokiej sprawności (efektywności) przetwarzania energii mechanicznej na elektryczną przy zastosowaniu, jak najbardziej uproszczonego układu elektrycznego. wielkości generatora; (b) Sposób mocowania magnesów neodymowych na traczy ferromagnetyku w celu wyeliminowania nierówności
przymocowania neodym do ferromagnetyku w wyniku klejenia – zastosowanie specjalnie wytoczonych bruzd pozwoli na eliminację problemu; (c) Temperatura pracy generatora - zastosowanie odpowiedniej średnicy uzwojeń oraz odpowiednich magnesów, których max temperatura wynosi 150 C (pozwoli to na optymalizację pracy generatora , większenie sprawności oraz
eliminację wpływu zjawisk środowiskowych (wysoka temperatura otoczenia)

Przedmiot zamówienia
Zakres prac z punktu widzenia poziomu gotowości technologii jest następujący:

ZAPEWNIENIE MAKSYMALNEJ WIELKOŚCI TESLI POMIĘDZY MAGNESAMI
TRL5 - Wnioskodawca zweryfikuje na tym etapie wartości momentu zaczepowego w generatorach 5 i 10 kW w celu osiągnięcia płynnej, bezwibracyjnej i cichobieżnej pracy. Odpowiednio dobrany system łożysk zamontowany w generatorze będzie zbadany również pod kątem utrzymania szczeliny powietrznej pomiędzy cewkami. Badane będą łożyska wieńcowe złożone z bieżni zewnętrznej i wewnętrznej oraz kulek.

TRL6 - Zostanie wykonany prototyp w typoszeregu 5 i 10 kW w warunkach zbliżonych do rzeczywistych na terenie zakładu produkcyjnego Eurservise24, gdzie zostało przygotowane stanowisko na wieży 12 m.

MINIMALIZACJA DRGAŃ
TRL5 - Zostanie zweryfikowany poziom drgań dla typoszeregu 5 i 10 kW występujący w generatorach wolnoobrotowych. Szczególnie będzie badany moment przechodzenia drgań w wyższą bezpieczną częstotliwość. Badania pozwolą na optymalizację wielkości, kształtu, poziomu namagnesowania magnesów oraz sposobu ich montażu na tarczy ferromagnetyku w tarczy generatora.

TRL6 - Zostanie wykonany prototyp w typoszeregu 5 i 10 Kw w warunkach zbliżonych do rzeczywistych na terenie zakładu produkcyjnego Eurservise24, gdzie zostało przygotowane stanowisko na wieży 12 m. Generatory w typoszeregu 5 i 10 kW zostaną zamontowane na wieży i badane w warunkach rzeczywistych.

7. GENERATOR - MINIMALIZACJA ŚREDNICY STOJANA W CELU UNIKNIĘCIA ODCHYLEŃ
TRL5 - Zweryfikowane zostaną następujące komponenty: optymalna budowa cewki z punktu widzenia strat i osiąganej mocy, zapewnienie maksymalnej wielkości Tesli pomiędzy magnesami zainstalowanymi na tarczach ferromagnetyku, minimalizacja średnicy stojana w celu uniknięcia odchyleń.

TRL6 Zostanie wykonany prototyp w typoszeregu 5 i 10 kW w warunkach zbliżonych do rzeczywistych na terenie zakładu produkcyjnego Eurservise24, gdzie zostało przygotowane stanowisko na wieży 12 m. Generatory ze stojanem optymalnie sparametryzowanym zostaną zamontowane na wieży i badane w warunkach rzeczywistych.

ŁĄCZENIE 3 FAZOWYCH UZWOJEŃ "TRÓJKĄT - GWIAZDA"
TRL5 - Zostanie przygotowany model pracy generatora opartego o łączenie uzwojeń 3 fazowych trójkąt - gwiazda. Podstawą systemu jest specjalnej konstrukcji generator wolnoobrotowy sprzężony z turbiną wiatrową umożliwiający – w oparciu o dedykowany układ energoelektroniczny – oddawanie produkowanej energii do sieci elektroenergetycznej lub wykorzystanie jej lokalnie – w zależności od istniejących potrzeb. Zamierzeniem jest tutaj zamodelowanie parametrów zapewniających stabilną pracę w generatora w różnych prędkościach silnika wiatrowego oraz wyeliminowanie drgań tarczy generatora bezrdzeniowego i ustabilizowania wielkości szczeliny powietrznej.

TRL6 - zostanie sporządzony prototyp generatorów typoszeregu 5 i 10 kW opartego o łączenie uzwojeń 3 fazowych trójkąt - gwiazda. Zweryfikowane zostaną zamodelowane parametry z punktu widzenia zapewnia stabilnej pracy generatorów w różnych prędkościach silnika wiatrowego.

SPOSÓB MOCOWANIA MAGNESÓW NEODYMOWYCH NA TARCZY FERROMAGNETYKU
TRL5 Zostanie przebadany rodzaj magnesów w klasach od N35SH do N42UH pod kątem temperatury występującej w wyniku momentu obrotowego tarczy magnesów i dopasowanie optymalnej wielkości oraz klasy magnesu. Określone zostaną również ilości oraz średnica drutu nawojowego.

TRL6 zostanie przygotowany sporządzony prototyp generatorów typoszeregu 5 i 10 kW uwzględniający magnesy neodymowe oraz opartego o łączenie uzwojeń 3 fazowych trójkąt - gwiazda. Zweryfikowane zostaną zamodelowane parametry z punktu widzenia maksymalnych temperatur w różnych prędkościach silnika wiatrowego.

Skrócony opis przedmiotu zamówienia
Pożądane cechy poszukiwanych rozwiązań są następujące:
1. Osiągnięcie mocy znamionowej przy prędkości wiatru (w dwóch wariantach): 8ms/ i 10m/s;
2. Zminimalizowanie momentu zaczepowego oraz utrzymanie w ruchu obrotowym stałej odległość tarczy magnesów od cewek
3. Minimalizacja drgań
4. Optymalna budowa cewki z punktu widzenia strat, osiąganej mocy i hałasu
5. Sposób łączenia 3 fazowych uzwojeń "trójkąt - gwiazda"