ELEKTRICITETSLÄRA

Pågående forskningsprojekt

Turbogeneratorer

Projektledare: Professor Mats Leijon, Uppsala universitet

Projektet
Så gott som all el i världen framställs genom att en roterande rörelse omvandlas till elektrisk energi i en generator. Ju högre verkningsgrad en generator har desto effektivare sker omvandlingen. Genom djupare kunskap om generatorns beteende i olika driftlägen samt hur den elektriskt och mekaniskt kopplar till omgivningen kan utvecklingen på detta område gå frammåt. Med rätt kunskap och bra enkla mätmetoder kan en generators driftskick fastställas. Förlustkällor i befintliga generatorkonstellationer kan upptäckas och åtgärdas. Förluster som kanske annars innebär en ökad förslitning av aggregatet.

En stor del av all el framställs i ångkraftanläggningar där turbinen som levererar energi till generatorn roterar väldigt snabbt, ofta kring 10 000 varv/min. För att minimera växellådsförluster mellan turbin och generator används en turbogenerator som roterar med 3000 varv/min. Ungefär 80 % av all el framställs med turbogeneratorer varvid det är av stort intresse att kunna mäta och diagnostisera en sådan.

Inriktningen i detta projekt ligger på den nya typen av synkron generatorer, PowerformerTM, som till skillnad från traditionella generatorer direkt kan generera högspänning. Just förmågan att direkt generera högspänning är något som får stora konsekvenser på prestanda och utseende av generatorn. Möjligheten att analytiskt räkna på en Powerformer och samtidigt verifiera dessa resultat mot uppmätta data ger stora möjligheter till att utforska elektromagnetiska fenomen. I samarbete med Eskilstuna Energi & Miljö (EE&M) erhålls möjlighet att mäta på en till nätet producerande 42 MVA turbopowerformer.

En turbo Powerformer erbjuder hög verkningsgrad. Djupare förståelse för fysiken bakom en generator, däribland den elektromagnetiska kopplingen mellan generator och omgivande kapsling, kan möjliggöra användandet av effektivare generatorer och medföra en uppgradering av befintliga anläggningar. Därmed påvisa potential för ökad elproduktion från bl a bioeldade kraftverk.