Naukowcy z PG stworzyli nowy typ generatora

Zespół naukowców z WEiA pod kierownictwem dr inż. Rolanda Ryndzionka w składzie: dr inż. Krzysztof Blecharz, dr inż. Filip Kutt, dr inż. Grzegorz Kostro oraz dr inż. Michał Michna opracował prototyp nowego generatora pięciofazowego.

Jest to generator indukcyjny o wzbudzeniu wielofazowym do zastosowania w elektrowni wiatrowej, wodnej czy gazowej. Może też służyć na potrzeby wojska i być używany np. w czołgach bądź samochodach opancerzonych. Innowacyjne w prototypie jest zastosowanie pięciofazowego uzwojenia sterującego.

– Generatory z trójfazowym uzwojeniem sterującym są powszechnie dostępne na rynku, natomiast nie ma maszyn z uzwojeniem sterującym pięciofazowym. Jesteśmy pionierami w tym zakresie – podkreśla dr inż. Grzegorz Kostro. – Dotychczas nie został opracowany taki prototyp, ponieważ problem polega na tym, by opracować takie uzwojenie sterujące, które nie będzie sprzęgało się z uzwojeniem mocy bezpośrednio, tylko poprzez zwarte uzwojenie wirnika, oraz dołączyć do tego dedykowany układ sterowania. Nam się to udało.

Maszyny prądu przemiennego, a taką jest generator, do poprawnego funkcjonowania potrzebują pola magnetycznego o wirującym strumieniu. Warunkiem wytworzenia takiego rodzaju pola magnetycznego przy układzie nieruchomym jest odpowiednie rozłożenie w przestrzeni uzwojeń (gdzie występują minimum 2 fazy). Utrata zasilania w przypadku uzwojeń dwufazowych lub trójfazowych w jednej z faz od razu zatrzymuje działanie całego układu, ponieważ nie da się wtedy uzyskać pola magnetycznego o wirującym strumieniu. – Pięć faz w uzwojeniu sterującym powoduje, że generator może nadal pracować przy uszkodzeniach jednej z faz uzwojenia bądź przy uszkodzeniu jednej gałęzi falownika. Powoduje to zwiększoną niezawodność generatora i zapewnia większe bezpieczeństwo –dodaje dr inż. Filip Kutt.

– Nasz generator dzięki pięciu fazom będzie w sytuacji awaryjnej nadal pracował przy nieco zmniejszonej, na poziomie 10 – 15 proc., wydajności, ale wciąż na tyle mocno, by urządzenie, które zasila, nie przestało działać dopóki usterka nie zostanie naprawiona – wyjaśnia dr inż. Michał Michna. – Trzeba zaznaczyć, że jesteśmy jedynym zespołem, który podjął się skonstruowania takiego prototypu w Polsce. Nie spotkaliśmy się też z takimi badaniami na świecie.

Zespół przygotował już prototyp pięciofazowego generatora szczotkowego, a obecnie trwają prace nad modelem bezszczotkowym. Budowa kolejnego modelu powstaje dzięki dofinansowaniu w ramach Inkubatora Innowacyjności 4.0 w kwocie 99 200 zł. Zakończenie projektu planowane jest na październik tego roku. Kolejnym etapem może być komercjalizacja wynalazku.