Микро ГЭС мельничного типа – расчеты и оборудование Опции

[Гость_VadimSh_*]

Необходимо сделать микро ГЭС мельничного типа на речке, мощностью 70-80КВт.
В кратце: скорость реки примерно 2,5 м.с, с одного берега на другой проходят оси с лопастями, вращением осей через шестерни приводится в движение генераторы.
(К примеру если ось будет делать 1 оборот в секунду а большая шестеренка больше малой в 4 раза получается 1*4, малая шестеренка литая с большой, снова с большей на малую, 1*4*4, с большей на генератор и того 1*4*4*4*60=3840 об/мин)
А вот дальше возникают проблемы. Полученный эл.ток будет использоваться для нагрева водяного котла (для обогрева помещения довольно большой площади). К примеру будут использоваться 5 генераторов мощностью 15КВт = 75КВт.
Что делать дальше чтоб получить эл. ток приемлемый для работы обогревательных приборов? Как соединить генераторы? Как получить необходимую силу прямого тока и напряжение (ставить инверторы слишком дорого )? Какое оборудование нужно (по минимуму) и с какими техническими характеристиками? Как я понимаю нужен какой-то повышающий трансформатор и возможно что-то еще.
Помогите пожалуйста!

[Гость_Тимур_*]

Про регулируемые редукторы это я сказал не подумав. Слышал где-то но нигде не видел. Надо у механиков спрашивать.

Если река горная и не имеет постоянной скорости в таких случаях на ГЭС строят водохранилище.  

Теперь о мощности. Допустим электрическая мощность вашего генератора 30 кW.  Пусть КПД его будет 50%. Значит механическая мощность мельницы для того чтобы вращать генератор должна быть 60 кW. Вот теперь и нужно считать какое колличество лопастей должно быть на колесе и какие по площади и с каким профилем (серп, крыло или др.). В расчет брать скорость течения реки. Механическая мощность считается как работа по перемещению груза на расстояние. 1W=1Дж*1м (если я правильно запомнил из Физики 8 класс). Расчетная механическая система должна обеспечивать мощность 60кW.  
Теперь. Почему поотлетают лопасти. Допустим вы сделали колесо без расчетов и оно у вас крутится в воде и крутит генератор. Теперь вы подключили к генератору нагрузку (тепличные обогреватели). Нагрузка на ротор генератора резко возрастет. Колесо станет проворачиваться труднее, а поток воды остался тотже. Лопасти в воде притормозятся и набегающим потоком их может сорвать. А если мощность механической системы будет меньше электрической нагрузки на генератор (с учетом КПД), то при подключении нагрузки колесо затормозится и будет крутиться медленнее. Скорость вращения ротора снизится и упадет частота и напряжение. Все надо расчитать. Как расчитать - зависит от множества исходных данных вашей системы. Обьяснить все на пальцах немогу. Все равно что обратиться с вопросом как построить ракету, хочу в космос.
Если серьезно занялись этим вопросом надо искать профессиональные книги по этой теме.

Генераторы с возбуждением от обмотки ротора.
Внешний источник не нужен. Источником является сам генератор.
Статор имеет трехфаазную генераторную обмотку, а ротор обмотку возбуждения. Эта обмотка возбуждения питается от постоянного тока. Источником постоянного тока на роторе является дополнительная трехфазная генераторная обмотка, выходы которой через 6 диодов соединенных по схеме Илларионова запитывают обмотку возбуждения. Откуда в генераторной обмотке ротора берется ток? Наводится от обмотки управления на статоре и расположенной в пространстве как раз напротив генераторной обмотки ротора. Ну а в обмотке управления ток берется от блока управления, а тот в свою очереди запитывается от главной генераторной обмотки. Получился замкнутый круг. Системе, которая питает сама себя. Никакого вечного двигателя здесь нет. Ведь для того чтобы все это работало ротор надо механически крутить, и не хило. Ну а в начальный момент откуда возьмется электричество? Да вот так. Возьмется и все. Магнитное поле земли, намагниченность железа и т д. А если все же не возьмется, так можно на обмотку управления кратковременно от автомобильного аккумулятора подать напряжение и все заработает. Как правило принудительное возбуждение нужно при первичном пуске генератора на заводе. Затем железо неизбежно намагнитится и больше вмешиваться не потребуется.
Блок управления будет поддерживать напряжение на обмотке управления и через эту обмотку может регулировать выходным напряжением. Если выходное напряжение генератора повысится, блок управления немного снизит ток в обмотке управления и система снизит напряжение генератора. Красота генератора в том, что он не имеет токосъемных щеток. А это при больших мощностях немаловажно.

То, что Вы здесь описали, это отличный генератор, мы их используем в верряках и микро-ГЭС