Высокоскоростные турбогенераторы для автономных систем малой распределенной энергетики

М. Ю. Румянцев; С. И. Сигачев; А. В. Берилов; В. Г. Грибин; С. А. Серков

Высокоскоростные турбогенераторы для автономных систем малой распределенной энергетики

М. Ю. Румянцев, С. И. Сигачев, А. В. Берилов, В. Г. Грибин, С. А. Серков

Аннотация

Рассмотрены вопросы проектирования высокоскоростных турбогенераторов для микротурбинных энергетических установок, являющихся в настоящее время альтернативой установкам с газопоршневым приводом генераторов. Отмечено, что сверхвысокая частота вращения роторов микротурбин, исчисляемая десятками - сотнями тысяч об/мин, определяет особенности конструкций основных функциональных узлов энергоустановок. Описаны принципы работы лепестковых газодинамических подшипников. На основе анализа составляющих мощности потерь в высокоскоростных электрических машинах сделан вывод о целесообразности применения в микротурбинных энергоустановках высокоскоростных турбогенераторов с возбуждением от постоянных магнитов. Рассмотрены свойства постоянных магнитов и варианты конструкций роторов на их основе для таких генераторов. Приведены сведения о разработке в НИУ "МЭИ" энергоустановок с газовыми и паровыми турбинами электрической мощностью от 1 до 250 кВт с частотой вращения 30 - 150 тыс. об/мин.

Ключевые слова

малая распределенная энергетика; микротурбинная энергоустановка; паровая турбина; высокоскоростной турбогенератор; лепестковые газодинамические подшипники; мощность потерь; постоянные магниты; конструкция ротора; бандаж; small-scale distributed power generation; microturbine power plant; steam turbine; high-speed turbogenerator; gas-dynamic spade bearings; loss power; permanent magnets; rotor design; bandage