"Construção de rotor de refrigeração elevada" reduz o peso da turbina eólica em aproximadamente 30%
A Hitachi, Ltd. desenvolveu uma tecnologia compacta e leve para geradores de ímanes permanentes para geração de energia eólica de 2000kW. Desta vez, uma estrutura de rotor de alto resfriamento foi desenvolvida, e uma ranhura de ventilação de resfriamento foi reservada no rotor do gerador para resfriar com eficiência os ímãs permanentes fornecidos no rotor. Técnicas de projeto de gerador também foram desenvolvidas para otimizar o tamanho do arranjo de ímãs e aberturas de ventilação usando análise de campo eletromagnético, análise de tensão e análise de fluido térmico para garantir um equilíbrio entre a resistência elétrica e mecânica. À medida que a potência de saída do gerador de ímanes permanentes aumenta, o diâmetro do rotor também aumenta, resultando num aumento da força centrífuga. Portanto, é necessário garantir um projeto no qual as características elétricas sejam equilibradas com a resistência mecânica. Ao aumentar o desempenho de refrigeração, um pacote de maior densidade pode ser realizado, resultando em um tamanho menor e menor peso.
A Hitachi, Ltd. usou essa tecnologia para produzir um gerador de ímã permanente de classe 2000kW. Em comparação com os geradores de indução tipo ferida da empresa para geração de energia eólica (classe 2000kW), a eficiência de geração de energia (97% ou mais) é a mesma, mas o peso é reduzido em cerca de 30%. Atualmente, as turbinas eólicas usam principalmente geradores de indução do tipo ferida.
A estrutura do rotor de alto resfriamento é uma estrutura na qual uma ranhura de ventilação de resfriamento é fornecida entre os pólos magnéticos do N-pólo e o polo S do ímã permanente para aumentar a quantidade de ar de resfriamento. Uma vez que o ar de arrefecimento pode ser apropriadamente enviado para o interior do gerador, os ímãs permanentes dispostos no rotor podem ser eficientemente refrigerados. Além disso, a ranhura de ventilação pode reduzir as linhas magnéticas de força para aumentar a geração de calor do ímã permanente (perda do ímã) e é mais vantajosa para obter tamanho pequeno, peso leve e alta eficiência do gerador.
