Motor-Generator For Swirl Turbine

Cílem této dizertační práce je navrhnout motor-generátor pro vírovou turbínu. Vírová turbína je poměrně nový typ turbíny vyvinutý na Odboru fluidního inženýrství Viktora Kaplana Energetického ústavu FSI VUT v Brně. Vírová turbína je navržená pro použití na malých spádech, kde mají klasické typy turbín buď špatnou účinnost anebo nejsou ekonomicky výhodné. Jako vhodná konstrukce pro motor-generátor byl vybrán synchronní stroj s permanentními magnety a axiálním tokem s bezželezným statorem. V rámci práce je proveden výpočet vlastností turbíny pro definovaný pracovní bod a vytvořen simulační model turbíny. Poté je již proveden samotný návrh motor-generátoru tak, aby optimálně splňoval vlastnosti turbíny. Celý návrh motor-generátoru je ověřen pomocí výpočtu metodu konečných prvků. Navržený stroj musí být schopen pracovat jako generátor i jako motor, pokud by bylo nutné použit turbínu jako čerpadlo.The aim of this doctoral thesis is to design a motor-generator for swirl turbine. Swirl turbine is a relatively new type of turbine developed at the Department of Fluid Engineering Viktor Kaplan Energy Institute FME BUT. Swirl turbine is designed for use on small head, where the classical types of turbines either poor efficacy or are economically disadvantaged. As suitable construction for the motor-generator was selected synchronous machine with permanent magnets and with axial magnetic flow with coreless stator. As part of the work is carried out calculating the properties of turbines for defined operating point simulation model of the turbine. After already made draft motor-generator to optimally meet the characteristics of the turbine. The complete design of the motor-generator is validated by calculating the finite element method models. Designed machine must be able to work as a generator and as a motor, if it was necessary to use a turbine as a pump.