WWW.DIS.KONFLIB.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

 
<< HOME
Научная библиотека
CONTACTS

Pages:     || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 19 |

Параметры обмотки статора и режимы асинхронного генератора, повышающие качество электроэнергии для питания электрооборудования почвенноэкологической лаборатории

-- [ Страница 1 ] --

1

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ

УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

КУБАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

(ФГБОУ ВПО Кубанский ГАУ)

На правах рукописи

БАРАКИН Николай Сергеевич

ПАРАМЕТРЫ ОБМОТКИ СТАТОРА И РЕЖИМЫ АСИНХРОННОГО

ГЕНЕРАТОРА, ПОВЫШАЮЩИЕ КАЧЕСТВО ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ

ДЛЯ ПИТАНИЯ ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ ПОЧВЕННОЭКОЛОГИЧЕСКОЙ ЛАБОРАТОРИИ

Специальность: 05.20.02. - Электротехнологии и электрооборудование в сельском хозяйстве Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук

Научный руководитель – заслуженный изобретатель РФ, кандидат технических наук, доцент Богатырев Н.И.

Краснодар

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ……………………………………………………………………... 1 СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ………………... 1.1 Выбор электрооборудования почвенно-экологической лаборатории и анализ его установленной мощности……………………………………….. 1.2 Анализ существующих автономных источников, применяемых в АПК... 1.3 Существующие методы и схемы стабилизации напряжения асинхронных генераторов……………………………………………………... 1.4 Современный уровень развития технических и электротехнологических показателей статорных обмоток асинхронных генераторов....... 1.5 Выводы, обоснование рабочей гипотезы, цель работы и задачи исследования…………………………………………………………………….

2 РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ АСИНХРОННОГО ГЕНЕРАТОРА

С ШЕСТИЗОННОЙ ОБМОТКОЙ СТАТОРА……………………………….. 2.1 Математическая модель асинхронного генератора с серий ной обмоткой статора при включении несимметричной нагрузки………….. 2.2 Синтез схемы шестизонной обмотки статора асинхронного генератора………………………………………………………………………. 2.3 Математическая модель асинхронного генератора с шестизон ной обмоткой статора при включении несимметричной нагрузки………….. 2.4 Выводы по второй главе………………………………………………………..

3 РЕЗУЛЬТАТЫ РАСЧЕТОВ И ЛАБОРАТОРНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

АСИНХРОННОГО ГЕНЕРАТОРА С ШЕСТИЗОННОЙ ОБМОТКОЙ…...

3.1 Оценка степени стабилизации напряжения асинхронного генератора с серийной, автотрансформаторной и шестизонной обмоткой статора. 3.2 Методика и результаты испытания асинхронного ге нератора с шестизонной обмоткой статора……………………………………………. 3.3 Выводы по третьей главе……………………………………………………...

4 ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ПРИМЕНЕНИЯ АСИНХРОННОГО ГЕНЕРАТОРА С ШЕСТИЗОННОЙ ОБМОТКОЙ СТАТОРА В АВТОНОМНОМ ИСТОЧНИКЕ ПИТАНИЯ…………………

4.1 Экономическая эффективность внедрения асинхронного генератора с шестизонной обмоткой статора в автономном источнике при проведении полевого почвенного обследования…………………………….. 4.2 Выводы по четвертой главе…………………………………………………... ВЫВОДЫ……………………………………………………………………….. ЛИТЕРАТУРА…………………………………………………………………... ПРИЛОЖЕНИЯ………………………………………………………………… А Перечень электрооборудования почвенно-экологической лаборатории…. Б Технические характеристики электроагрегатов………………………….. В Результаты испытания синхронных генераторов………………………… Г Методика расчета обмоток статора для определения степени размагничивания от тока ротора…………………………………………… Д Справочные данные базового двигателя 4А100S4………………………….. Е Результаты расчета степени размагничивания генератора от тока ротора при определенном воздушном зазоре……………………..………… Ж1 Результаты исследования асинхронного генератора в двигательном режиме………………………………………………………………………….. Ж2 Результаты исследования асинхронного генератора в генераторном режиме с самовозбуждением…………………………………………………. И Регрессионный анализ внешних характеристик асинхронного генератора …………………………………………………………………………….. К Копии актов, патентов и свидетельств на программные продукты……

ВВЕДЕНИЕ

Территория Западного Предкавказья является уникальным природным объектом и крупной многоотраслевой частью Северо-Кавказского экономического района Российской Федерации. Краснодарский край, располагая лишь 3 % сельскохозяйственных угодий России, производит 16 % зерна озимой пшеницы, 40 % зерна озимого ячменя, 24 % зерна кукурузы, 50 % риса, 30 % подсолнечного масла, 25 % сахара [43].

Сохранение и увеличение показателей плодородия сельхозугодий является не только приоритетной задачей Краснодарского края, но и государственной задачей РФ. В связи с этим разработана нормативная база в виде постановлений правительства [136], [135] и концепции развития сельских территорий [137].

В этих правовых актах определена необходимость проведения комплексного государственного мониторинга сельскохозяйственных земель с целью предотвращения выбытия из севооборота земель сельскохозяйственного назначения, сохранения и вовлечения их в сельскохозяйственное производство, обеспечения всех заинтересованных структур достоверной информацией о состоянии и плодородии сельскохозяйственных земель и их фактическом использовании [81].

Использование данных агрохимического обследования полей позволяет определять потребность почв в основных элементах минерального питания, содержание гумуса по полям и другие показатели плодородия в соответствии с рекомендациями [61] по хозяйствам и в целом по району, и с учетом этого планировать потребность в минеральных удобрениях на текущий год [66].



Улучшение качества почвы, сокращение сроков проведения почвенного мониторинга, ведущего к сокращению стоимости обследования, невозможно без применения новейшего электрооборудования, электроприборов и электроустановок. Для проведения почвенного мониторинга появляются новые электронные приборы и электрооборудование, а также портативные лаборатории, которые способны существенно сократить сроки проведения почвенного анализа, а в ряде случаев, выдать предварительные результаты в течение нескольких часов. Без применения средств электромеханизации анализ почвы будет затруднен или невозможен. Возросшая оснащенность электрооборудованием почвенно-экологических лабораторий диктует новые требования к генераторам автономных источников электроэнергии. Необходимость в применении нового электрооборудования отмечалось многими учеными почвоведами [91, 93, 94].

Общеизвестно, что включение однофазных токоприемников к автономным трехфазным источникам соизмеримой мощности – это аномальный режим для генератора, требующий дополнительных исследования для определения оптимальной конструкции обмотки статора и системы возбуждения. Многими исследователями доказывались очевидные преимущества применения асинхронных генераторов в полевых условиях: ремонтопригодность, повышенные эксплуатационные характеристики в сравнении с синхронными генераторами, низкий коэффициент несинусоидальности напряжения [6, 7, 10, 16]. С учетом специфики электрооборудования почвенно-экологической лаборатории существует необходимость в разработке специального и надежного автономного источника электроэнергии с асинхронным генератором, который будет находиться в передвижной лаборатории и питать необходимое электрооборудование.

В связи с этим появляется ряд научных задач: определение режима и характера электрической нагрузки передвижной лаборатории, расчет максимальной мощности источника электроэнергии, анализа режима работы генератора, разработка схемы обмотки статора, проверка качества выходного напряжения генератора, определение системы возбуждения асинхронного генератора.

Работа выполнена по планам НИР Кубанского ГАУ ГР №01.2006.06851 – раздел 27.1 (2006 - 2010 г.); № ГР №01.2011.53641 раздел – 27.4 (2011 - 2015 г.).

Рабочая гипотеза – используя нагрузочную диаграмму подключений электрооборудования для технологического процесса анализа почвы в полевых условиях и учитывая требования к качеству электроэнергии для данного электрооборудования можно разработать асинхронный генератор автономного источника с особой конструкцией обмотки статора для электроснабжения однофазного и трехфазного электрооборудования почвенно-экологической лаборатории.

Целью работы является обоснование и разработка параметров обмотки статора асинхронного генератора, позволяющей рационально использовать габарит электрической машины и обеспечивающей максимальную загрузку асинхронного генератора с нормированным качеством электрической энергии при питании однофазного и трехфазного электрооборудования почвенно- экологической лаборатории для оперативных мониторинговых исследований почвы в полевых условиях.

Задачи исследования:

1. Определить состав электрооборудования для проведения исследования почвы в полевых условиях, смоделировать график электрических нагрузок почвенно-экологической лаборатории и обосновать параметры асинхронного генератора для автономного источника электропитания.

2. На основе современной матричной теории разработать шестизонную обмотку статора, позволяющую рационально использовать габарит электрической машины и обеспечивающую максимальную загрузку асинхронного генератора с нормированным качеством электрической энергии при питании однофазного и трехфазного электрооборудования почвенно-экологической лаборатории.

3. Разработать математическую модель асинхронного генератора и проверить ее работоспособность в пакете MathСad с серийной, автотрансформаторной и шестизонной обмоткой статора при включении несимметричной однофазной и трехфазной нагрузки.

4. Рассчитать, изготовить и провести лабораторные исследования экспериментального образца асинхронного генератора с шестизонной обмоткой и сравнить с характеристиками генератора с серийными обмотками.

5. Провести сопоставление теоретических и экспериментальных данных степени стабилизации напряжения асинхронного генератора с серийной, автотрансформаторной и шестизонной обмоткой статора.

6. Выполнить технико-экономическое обоснование эффективности применения асинхронного генератора с шестизонной обмоткой для питания электрооборудования почвенно-экологической лаборатории.

Объект исследования – электрооборудование почвенно-экологической лаборатории, графики электрических нагрузок, асинхронный генератор с шестизонной обмоткой статора с конденсаторным возбуждением, схемы регулирования и стабилизации напряжения.

Предмет исследования – внешние и регулировочные характеристики асинхронных генераторов, электромагнитные и конструктивные параметры обмоток статора и их влияние на качественные характеристики асинхронных генераторов, компьютерные модели асинхронных генераторов.

Методы исследования базируются на теории электромеханики, системного анализа, математического и компьютерного моделирования, матричной теории формирования схем обмоток статора, на учете воздействия параметров обмоток статора и ротора на магнитное состояние асинхронных генераторов.

Компьютерное моделирование выполнено в программных продуктах MathCad.

Экспериментальные исследования асинхронных генераторов выполнены на запатентованном в Кубанском ГАУ на кафедре электрических машин и электропривода специальном испытательном стенде.

Научную новизну работы составляют:

1. Математические модели асинхронного генератора с серийной, автотрансформаторной и шестизонной обмотками статора для определения внешних характеристик при несимметричном подключении однофазной и трехфазной нагрузки.



Pages:     || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 19 |
 

Похожие материалы:

«СПИРИДОНОВ АНАТОЛИЙ БОРИСОВИЧ ИССЛЕДОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА ЭЛЕКТРОФИЗИЧЕСКОЙ ТЕХНОЛОГИИ ДРАЖИРОВАНИЯ СЕМЯН ЛЬНА-ДОЛГУНЦА Специальность 05.20.02 – электротехнологии и электрооборудование в сельском хозяйстве Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук Научный руководитель: д.т.н., профессор Касаткин Владимир Вениаминович Ижевск – 2014 2 ОГЛАВЛЕНИЕ ВВЕДЕНИЕ………………………………………………………………………. 5 1 АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ВОПРОСА…………………………………………. 8 1.1 Состояние и перспективы развития льняного ...»

« ВОЛКОВ ВЛАДИМИР СЕРГЕЕВИЧ РАЗРАБОТКА РЕСУРСО- И ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩЕГО ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО СПОСОБА МЕХАНОАКТИВАЦИИ ВИТАМИНИЗИРОВАННОЙ БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНОЙ КОРМОВОЙ ДОБАВКИ Специальность: 05.20.02. – Электротехнологии и электрооборудование в сельском хозяйстве Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук Научный руководитель: д.т.н., профессор Беззубцева М.М. Санкт-Петербург 2014 2 ОГЛАВЛЕНИЕ ВВЕДЕНИЕ……………………………………………………………………………………. 4 Глава 1 АНАЛИТИЧЕСКИЙ ...»

« Еремочкин Сергей Юрьевич ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ МОБИЛЬНЫХ МАШИН В АПК НА ОСНОВЕ ВЕКТОРНО-АЛГОРИТМИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕМ Специальность 05.20.02 - Электротехнологии и электрооборудование в сельском хозяйстве Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук Научный руководитель - доктор технических наук, профессор Халина Т.М. Барнаул - 2014 2 ОГЛАВЛЕНИЕ Стр. Введение Глава 1. Обоснование выбора типа электродвигателя и анализ существующих методов ...»

« Хныкина Анна Георгиевна ОБОСНОВАНИЕ ЭЛЕКТРОТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ И РЕЖИМОВ НИЗКОВОЛЬТНОГО АКТИВАТОРА ДЛЯ ПРЕДПОСЕВНОЙ ОБРАБОТКИ СЕМЯН ЛУКА Специальность: 05.20.02 – электротехнологии и электрооборудование в сельском хозяйстве Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук Научный руководитель к.т.н., доцент кафедры физики Рубцова Елена Ивановна Ставрополь 2014 2 СОДЕРЖАНИЕ стр. ВВЕДЕНИЕ 4 АНАЛИЗ ЭЛЕКТРОТЕХНОЛОГИЙ И УСТРОЙСТВ ДЛЯ 10 1 ПРЕДПОСЕВНОЙ ...»

« ВАЛЕЕВ РУСЛАН АЛЬФРЕДОВИЧ ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ОБЛУЧЕНИЯ МЕРИСТЕМНЫХ РАСТЕНИЙ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ СВЕТОДИОДНЫХ УСТАНОВОК Специальность 05.20.02 – электротехнологии и электрооборудование в сельском хозяйстве Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук Научный руководитель: 1 Доктор технических наук, профессор Кондратьева Н.П. Ижевск 2014 2 Оглавление ВВЕДЕНИЕ 1.АНАЛИЗ ТЕХНОЛОГИИ ВЫРАЩИВАНИЯ МЕРИСТЕМНЫХ РАСТЕНИЙ И ИСТОЧНИКОВ ОПТИЧЕСКОГО ИЗЛУЧЕНИЯ ...»

« Нигматулин Ильдар Дагиевич ИССЛЕДОВАНИЕ ЭКСПЛУАТАЦИОННО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ РАБОТЫ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ ТРАКТОРОВ, ОСНАЩЕННЫХ ГАЗОБАЛЛОННЫМ ОБОРУДОВАНИЕМ Специальность 05.20.03 – Технологии и средства технического обслуживания в сельском хозяйстве ДИССЕРТАЦИЯ на соискание ученой степени кандидата технических наук. Научный руководитель: доктор технических наук, доцент Володин В.В. Саратов – 2014 2 Содержание СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ 1 1.1 Системы ...»

« Кожевников Юрий Александрович РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ УСТАНОВКИ ПРИГОТОВЛЕНИЯ КОМПОЗИТНОГО КОТЕЛЬНОГО БИОТОПЛИВА ИЗ ОТХОДОВ ЖИВОТНОВОДЧЕСКИХ ФЕРМ И НЕФТЕХОЗЯЙСТВ 05.20.01 – технологии и средства механизации сельского хозяйства Диссертация на соискание степени кандидата технических наук научный руководитель: д.т.н., профессор, академик РАСХН, заслуженный деятель науки РФ Стребков Д.С. Москва – 2014 2 СОДЕРЖАНИЕ Введение ………………………………………………………………………………………. 6 Актуальность ...»




 
© 2013 www.dis.konflib.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.