Suoravetoisen tuuliturbiinin generaattorin testisegmentin testaus

Abstract

Työn tarkoituksena oli selvittää, kuinka perinteisiä standardien mukaisia kestomagneettitahtigeneraattorin koeajo- ja testausmenetelmiä voidaan soveltaa yksittäiseen kestomagneettitahtigeneraattorin segmentoituun staattorirakenteeseen pienemmässä mittakaavassa. Projektin tarkoitus The Swithin osalta oli kuitenkin enimmäkseen tutkia jäähdytysratkaisuja ja dynaamisia voimia simuloitaessa normaaleja käyttöolosuhteita segmentille.

Testien kohteena oli The Switchin valmistaman 690 V:n PMR3150-generaattorin staattorisegmentti, jolle pyrittiin tekemään samanlaiset koeajot ja testit kuin normaalille kestomagneettitahtigeneraattorille. Testaukset tehtiin The Switch Drive Systems Oy:n testilaboratorion tiloissa Lappeenrannassa. Ensisijaisena tavoitteena The Switchillä oli rakentaa segmentille testilaitteisto, testipenkki. Laitteistolla oli tarkoitus mahdollisimman hyvin simuloida generaattorin todellisia käyttöolosuhteita. Tässä työssä tehtiin käytännön mittauksia kyseisellä konstruktiolla.

Mitattavat suureet otettiin tarkoin talteen, jotta testipenkkiä voidaan kehittää mahdollisimman paljon, sillä konstruktiolla voidaan simuloida todellisen koneen toimintaa hyvinkin tarkasti tietyssä mittakaavassa. Tulevaisuutta ajatellen laitteisto sopii hyvin tuotekehityksen apuvälineeksi ja sarjatuotannossa segmenttien testilaitteistoksi.

The purpose of this study was to find out how to solve normal permanent magnet synchronous generator´s test methods, predetermined in standards, in to a single segmented stator structure of a permanent magnet synchronous generator, in a smaller scale. The purpose of the project for The Switch was mainly to study the cooling alternatives and dynamic forces while simulating normal generator circumstances to the segment.

The tested object was a stator segment of a 690 V PMR3150-generator, made by The Switch. Same kind of test runs and measurements were tried to be made to the segment as would be normally done to a permanent magnet synchronous generator. The tests were made in a test laboratory of The Switch Drive Systems Ltd in Lappeenranta. The main intention for The Switch was to build a testing hardware, a test bench, for the segment. The main function of the hardware was to simulate the real conditions of the generator as good as possible. In this study, practise measurements were made with the particular hardware.

All the measured quantities were saved properly so that the test bench could be developed as much as possible, because the construction is able to simulate the real machine´s behaviour quite precisely in a certain scale. The construction could work well as an instrument of product development in the future and as a testing hardware in series production.