"Hochkühlrotorkonstruktion" reduziert das Gewicht der Windkraftanlage um ca. 30%
Hitachi, Ltd. hat eine kompakte und leichte Technologie für Permanentmagnetgeneratoren für die Erzeugung von 2000 kW Windkraft entwickelt. Diesmal wurde eine hochkühlende Rotorkonstruktion entwickelt und eine Kühllüftungsnut am Rotor des Generators aufbewahrt, um die im Rotor vorgesehenen Permanentmagnete effizient zu kühlen. Designtechniken wurden ebenfalls entwickelt, um die Größe der Magnetanordnung und der Kühlöffnungen unter Verwendung der Analyse elektromagnetischer Felder, der Belastungsanalyse und der Analyse der Wärmeflüssigkeit zu optimieren, um ein Gleichgewicht zwischen elektrischer und mechanischer Festigkeit zu gewährleisten. Mit zunehmender Ausgangsleistung des Permanentmagnetgenerators nimmt auch der Durchmesser des Rotors zu, was zu einer Erhöhung der Fliehkraft führt. Daher muss ein Design sichergestellt werden, bei dem die elektrischen Eigenschaften mit der mechanischen Festigkeit in Einklang gebracht werden. Durch Erhöhen der Kühlleistung kann ein Paket mit höherer Dichte realisiert werden, was zu einer geringeren Größe und einem geringeren Gewicht führt.
Hitachi, Ltd. verwendete diese Technologie, um einen Permanentmagnetgenerator der 2000 kW-Klasse herzustellen. Verglichen mit den Wundeninduktionsgeneratoren des Unternehmens für die Windenergieerzeugung (2000-kW-Klasse) ist der Wirkungsgrad der Stromerzeugung (97% oder mehr) derselbe, jedoch das Gewicht um etwa 30% reduziert. In Windkraftanlagen werden heute hauptsächlich Wicklungsinduktionsgeneratoren eingesetzt.
Die Hochkühlrotorstruktur ist eine Struktur, bei der eine Kühlungsbelüftungsnut zwischen den Magnetpolen des N-Pols und dem S-Pol des Permanentmagneten vorgesehen ist, um die Kühlluftmenge zu erhöhen. Da die Kühlluft in geeigneter Weise in das Innere des Generators geleitet werden kann, können die im Rotor angeordneten Permanentmagnete effizient gekühlt werden. Zusätzlich kann die Belüftungsnut die magnetischen Kraftlinien reduzieren, um die Wärmeerzeugung des Permanentmagneten zu erhöhen (Verlust des Magneten), und ist vorteilhafter, um eine geringe Größe, ein geringes Gewicht und einen hohen Wirkungsgrad des Generators zu erreichen.
