Wetenschapsforum

Hallo allen,

Ik moet in het kort uitleggen hoe een PMSG en ASG werken, ik heb het wat moeilijk gehad om mijn gedachten (in het Engels) op papier te zetten. Ik hoop dat iemand het eens kan nalezen en zijn ongezouten mening hier kan spuien... Ik zet de tekst in TXC code zodat de LaTex liefhebben ze makkelijk in PDF kunnen gieten, maar ik denk dat ze zo ook wel leesbaar is.

Alvast bedankt

P.S: geen rekening houden met wat tussen rechte haken staat, er moet hier en daar nog een figuurtje/vergelijking bij

\subsection{Generator\label{generator}}

The generator converts the mechanical energy, delivered by the engine, into electrical energy. Three types of generator are taken in consideration: the permanent magnet synchronou smachine (PMSM), the asynchronous machine (ASM) and the switched reluctance machine (SRM). All of them are briefly discussed in this paragraph.

\subsubsection*{The Permanent Magnet Synchronous Machine:}

Huge progress in the permanent magnet area has lead to an increased relevance of the PMSM, increased magnet flux density has enabled high power machines (nowadays powers of several MW are achieved).\\

The PMSM consists of a stator and a rotor. The stator is built up from three coils, connected in star or delta. Each of these coils contain a number of sinusoidal winded turns connected in series. Often, per phase, several coils are connected in parallel. These parallel coils are placed in the statorhousing in such a way that they are shifted in space with a constant angle. The number of parallel coils per turn is referred to as the number of pole pairs (2$N_p$). [An example of a stator with X poles is shown in Figure.]

[FIGURE]

The rotor of a PMSM consists of several permanent magnets placed on or in the rotor. Despite the high cost the preference goes to magnets which are burried in the rotor, because of the high angular velocity of the range-extender unit.

If the rotor is being rotated the magnets describe a circular movement in the stator. This leads to a rotating magnetic field in the stator, this field is constant in magnitude but has a variable direction. Thus a voltage is induced in the stator coils. Connected to a load the generator can deliver electrical power, the power generated by a PMSM is given by [EQUATION].

The PMSM has some very attractive characteristics towards range-extenders. Not only do they needs little maintenance, due to the high energy density of the magnets they are also very compact. Furthermore they can generate power without being connected to an external source, meaning that they can work even when the battery is completely empty. They have high efficiency properties in the nominal speed domain but are characterised by lower efficiencies at higher speeds and demagnetisation of the magnets is a concern.

\subsubsection*{The Asynchronous Machine:}

There are two important types of asynchronous machines: the winded rotor type and the squirell cage type. Since the winded rotor type needs much more maintenance due to its brushes. And because it has no extra advantages to be able to change the rotor resistance a squirel cage ASM is prefered.

The stator of the ASM is equal to that of the PMSM. The rotor however lacks permanent magnets, instead a series of conductive bars forming a cilinder and short circuited with a shorting ring are added.\\

When the stator is connected to a three phase source a rotating magnetic field is induced in the stator and thus in the rotor. The stator field will induce currents in the rotor, these currents will generate their own magnetic field, the rotor field. The interaction between the stator and rotor field forces the rotor to rotate. However, for the stator magnetic field to induce currents in the rotor the rotating magnetic field has to have a relative speed towards the rotor. Meaning the rotor will always have a lower speed than the stator field. This is the motor operation. If the rotor is propelled with a speed higher than the synchronous speed (this is the stator field speed) the ASM is operated as a generator. The stator still induces currents in the squirel cage, but the rotor field now induces active currents in the stator coils. Thus electrical power is generated.

Even wat korte feedback. Ik kan niet zeggen dat ik expert ben op het gebied, maar misschien heb je wat aan mijn commentaar. Het was handig geweest als je erbij gezet had waarom je dit moet schrijven, dan had ik daar ook naar kunnen kijken.

Intro, Je spreekt hier over 3 verschillende generatoren, waarvan je er maar twee behandeld. Dit schept enige verwarring. Komt de SRM nog? Ben er erg benieuwd naar, ik had er nog niet van gehoord.

Er staat een spatie verkeerd bij the permanent magnet synchronou smachine.

PMSM

Het belangrijkst van een synchrone machine is dat hij synchroon met het net draait, ik zou dat altijd even vermelden. Persoonlijk ben ik ook altijd geïnteresseerd in wat voor toepassingen een generator gebruikt wordt en wat een gebruikelijk nominaal vermogen is. Ik weet echter niet wat je publiek is, dus misschien laat je het daarom weg.

Daarnaast ben ik nog geen generator tegengekomen met de wikkelingen in driehoek, maar als jij zegt dat ze bestaan neem ik dat graag van je aan.

Ik kan trouwens de "range-extender" niet plaatsen, ik weet niet wat je ermee bedoeld.

Each of these coils contain a number of sinusoidal winded turns connected in series.

Ik zou denken dat het normale windingen zijn. De sinus vormige spanning en stroom komt door de draaiing van het magneet veld.

The PMSM has some very attractive characteristics towards range-extenders. Not only do they needs little maintenance, due to the high energy density of the magnets they are also very compact. Furthermore they can generate power without being connected to an external source, meaning that they can work even when the battery is completely empty.

Ik zou na "not only do they" verwachten dat de tweede zin begint met iets als "they also" in plaats van "futhermore".

ASM

Belangrijkste punt van een asynchrone motor als generator vind ik dat hij niet werkt zonder netspanning. Hij is dus niet zonder meer te gebruiken als noodstroom generator of als generator op plaatsen waar geen elektrisch net aanwezig is. (De mogelijkheid is er wel, met condensatoren en remanent magnetisme, maar ik weet daar te weinig van af om je er verder mee te helpen). Misschien dat je een plaatje van een kooianker rotor kan bijvoegen. eventueel met opengewerkte stator. Ook hier zou ik graag horen wat de toepassingen van de ASM zijn.

Je zegt trouwens in de eerste alinea dat winded rotor machines ook nog veel gebruikt worden. Ik dacht dat met de komst van de frequentieregelaar dit toch een stuk minder werd. Ik ken ze persoonlijk alleen uit liften en kranen.

Algemeen

Misschien kun je de ASM en de PMSM op het eind met elkaar vergelijken en de voor en na delen van elk tegenover elkaar zetten. Waarom wordt de synchrone machine trouwens niet besproken?

Ik heb gewoon alles opgeschreven waar ik aan dacht, niet alles zal even nuttig zijn, maar kijk maar wat je er mee kunt.