WWW.DIS.KONFLIB.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

 
<< HOME
Научная библиотека
CONTACTS

Pages:     | 1 |   ...   | 2 | 3 || 5 | 6 |   ...   | 19 |

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

-- [ Страница 4 ] --

Одним из производителей автономных источников является группа компаний «Вепрь», которая производит широкий ряд генераторных установок (приложение Б2.2). Особенностью этих установок является малая стоимость за счет низкой шумовой изоляции и степени защиты генератора, что ограничивает их использование в АПК. Генератор для однофазных электроагрегатов «Вепрь»

2 - 8 кВА синхронный, однофазный, без колец и щеток, с компаундной системой возбуждения посредством подключаемой емкости. Охлаждение обмоток статора генератора осуществляется с помощью центробежного вентилятора, расположенного со стороны привода. Частота вращения привода 3000 об/мин.

При снижении оборотов ниже 50% генератор не возбуждается, напряжение отсутствует. Генератор для трехфазных агрегатов 5 - 10 кВА синхронный с системой возбуждения с компаундированием.

При подключении однофазных электроприемников к трехфазному синхронному генератору возникает нарушение симметрии напряжения. В синхронных генераторах снижение напряжения в фазах служит сигналом системе возбуждения к увеличению тока возбуждения, при этом увеличивается напряжение во всех трех фазах, в том числе и ненагруженных (приложение В1 – В2).

Проведенные нами исследования СГ разных производителей и систем возбуждения показали следующие результаты. К СГ типа ПСГС-6,25 (Рн=5 кВт, fн=50 Гц, Iн=15,7 А, Uн=230/130 В, cos = 0,8, КПД = 80%, n=1500 об/мин, класс изоляции В, вес 135 кг) подключалась нагрузка в виде индукционного регулятора к линейным выводам АС.

Рисунок 1.7 – Изменение линейного напряжения синхронного генератора ПСГС-6,25 и коэффициента несинусоидальности напряжения от тока нагрузки В СГ с системой регулирования возбуждения при подключении нагрузки 20 А, что является 1,2Iн, наблюдалось в фазе В увеличение фазного напряжения до 155 В (рисунок 1.7) и искажение формы напряжения. В СГ без системы регулирования возбуждения при подключении нагрузки 20 А, наблюдалось уменьшение напряжения на нагрузке до 60 В и искажение формы напряжения.

Испытание синхронного генератора ГАБ–4Т/230 (Рн =5 кВт, fн=50 Гц, Iн=15,7 А, Uн=230/130 В, cos = 0,8, КПД = 80%, n=3000 об/мин, класс изоляции В, вес 78 кг) показали, что при включении однофазной активной- индуктивной нагрузки 5 А в ненагруженной фазе увеличивается напряжение до 274 В, а коэффициент несинусоидальности достигает 17 %. При дальнейшем увеличении нагрузки асимметрия напряжений возрастает, рисунок 1.8 и 1.9.

Рисунок 1.8 – Изменение линейного напряжения на выводах СГ ГАБ – 4Т/230 и коэффициента несинусоидальности напряжения от тока нагрузки с системой регулирования возбуждения Рисунок 1.9 – Осциллограммы напряжения на выводах СГ ГАБ – 4Т/230 при подключении однофазной нагрузки с системой регулирования возбуждения. Настройки осциллографа: 1 - 100 В/см, 20 мс/см.

В почвенно-экологической лаборатории НИИ Прикладной экологии КубГАУ используются преимущественно однофазные автономные источники зарубежных производителей: Endress, Eismann, Geko, мощностью 1,5 – 5 кВА открытого исполнения. Существенным недостатком однофазных генераторов является высокий коэффициент несинусоидальности напряжения, отклонение напряжения больше допустимого при подключении нагрузки. Испытания однофазного автономного источника Endress ESE 40 BS (рисунок 1.10) показали, что при подключении активно-индуктивной нагрузки 10 А (0,8 Iн) напряжение падает ниже допустимого 188 В, а коэффициент несинусоидальности напряжения выходит за пределы допустимого значения свыше 12 %.

Рисунок 1.10 – Зависимость напряжения на выводах и коэффициента несинусоидальности напряжения от тока нагрузки однофазного генератора Endress ESE Анализ существующих и перспективных автономных источников показали, что при включении однофазных электроприемников к синхронным генераторам возникает асимметрия и искажение формы напряжения, что увеличивает погрешность лабораторных приборов. Это подтверждает актуальность применения асинхронного генератора в качестве источника питания.

1.3 Существующие методы и схемы стабилизации напряжения асинхронных генераторов Обзор публикаций по современному состоянию автономных источников питания выполнялся по библиотечному фонду КубГАУ, базам научной электронной библиотеки http://elibrary.ru, ФГБУ ФИПС http://www1.fips.ru и другим доступным научным базам. Рассматривались также каталоги и паспорта производителей генераторных и сварочных установок.

Среди российских ученых наибольшее число публикаций и патентов по исследованию асинхронных генераторов в различных режимах имеют: Алюшин Г.Н., Балагуров В.А., Богатырев Н.И., Ванурин В.Н., Вронский О.В., Григораш О.В., Джендубаев А.-З.Р., Зубков Ю.Д., Екименко П.П., Кицис С.И., Кунцевич П.А, Лесник В.А., Лищенко А. И., Оськина А.С., Синицин А.С., Торопцев Н.Д., Фаренюк А.П., Фильц Р.В. и другие авторы.

В известных публикациях рассмотрены вопросы самовозбуждения и стабилизации напряжения асинхронных генераторов; их внешние характеристики;

работа с параллельной и продольной системами возбуждения; работа асинхронных генераторов на выпрямительную нагрузку и сварочную дугу [8, 16, 18, 20 - 39, 48, 62 - 64, 69 - 75, 78 - 80, 85, 86, 88 - 90, 98, 144, 148 - 152].

По своим свойствам и принципу работы АГ не может служить источником реактивной мощности, поэтому внешние характеристики его являются крутопадающими, особенно при подключении активно- индуктивных нагрузок.



Такие генераторы нуждаются в стабилизации напряжения. Стабилизация напряжения осуществляется компенсацией индуктивной мощности, как потребителей, так и самого генератора, который нуждается в реактивном токе для создания основного магнитного потока [29, 102-105, 120, 121, 125, 128] Под стабилизацией напряжения, в общем случае, понимается сохранение постоянства напряжения на зажимах нагрузки путем такого регулирования основного магнитного потока, при котором напряжение на зажимах генератора остается постоянным или изменяется в допустимых пределах.

При постоянной частоте вращения ротора АГ можно выделить два основных метода регулирования основного магнитного потока: первоначальное насыщение магнитопровода (подмагничивание спинки сердечника статора). Этот метод и схемные решения достаточно подробно изучены и представлены в публикациях [5, 80, 148, 152]. Недостатки таких схем -большие потери на холостом ходу, не удовлетворительные масса и габаритные показатели, искажение формы выходного напряжения.

Второй метод - увеличение емкостного тока конденсаторов по мере снижения напряжения асинхронного генератора. Такое направление наиболее перспективно в плане энергетических показателей и точности регулирования напряжения. Оно реализовано во многих технических решениях, например, в автономном источнике электрической энергии [1] емкостный ток конденсаторной батареи регулируется якорем ДПТ, соединенным валом с приводным двигателем. Учитывая, что емкостный ток АГ может достигать 60% от номинального тока, то в этом случае часть энергии через вал ДПТ возвращается в систему.

Достоинство – повышается КПД. Недостаток – сложная схема управления и как следствие – малая надежность.

Другое устройство для автоматического регулирования напряжения АГ предназначено для питания нагрузки соизмеримой мощности (рисунок 1.11) [102]. Здесь реализована система параллельного и последовательного возбуждения АГ. К недостаткам следует отнести сложность схемы и большую емкость пусковых конденсаторов, включаемых при запуске мощного двигателя.

При длительных перерывах в работе часто возникают проблемы самовозбуждения АГ. В автономном источнике [103] повышается надежность самовозбуждения АГ за счет принудительного возбуждения от катушки зажигания приводного двигателя. Главное преимущество предлагаемого этой схемы с АГ – возможность возбуждения генератора в любых условиях (без постороннего источника), что повышает надежность работы особенно в полевых условиях.

По конструктивным особенностям АГ стабилизация его частоты принципиально возможна двумя основными методами: регулированием скорости вращения вала АГ приводным двигателем и применением управляемых преобразователей частоты.

В регуляторе частоты электроэнергетической установки [101] реализован электромеханический способ поддержания частоты тока АГ. В приводном двигателе этой установки выход центробежного регулятора соединен с устройством подачи топлива и валом синхронного двигателя, у которого обмотка статора соединена с выходом АГ. Стабильность частоты определяет астатизм центробежного регулятора, так как он вращается со скоростью, строго пропорциональной частоте тока АГ.

Рисунок 1.11 – Схема стабилизации напряжения АГ автономного источника. GA – асинхронный генератор; C1-C3 – конденсаторы возбуждения; C7-C9 – группа пусковых конденсаторов; UZ – На рисунке 1.12 показана структурная схема устройства для стабилиза ции частоты и напряжения автономного асинхронного генератора [105].

Устройство содержит АГ 1, конденсаторы возбуждения 2, преобразователь частоты 3, выходной фильтр 4, блок трансформаторов тока 5, блок трансформаторов напряжения 6, выходные зажимы 7, блок косинусной синхронизации 8, задающий генератор частоты 9 и регулятор частоты 10, блоки формирования управляющих сигналов 11, 12, 13, каждый из которых содержит: первый, второй и третий формирователи импульсов 14, 15, 21, два логических элемента «И» 16 и 17, два распределителя импульсов 18 и 25, два усилителя импульсов 19 и 26, генератор пилообразного напряжения 22, делитель напряжения 23, датчик тока 24, генератор – формирователь типа кривой 20.

Принцип стабилизации частоты и напряжения АГ заключается в регулировании реактивной мощности, потребляемой генератором, за счет изменения угла сдвига фаз на входе преобразователя частоты. Изменение угла сдвига фаз происходит путем непрерывного смещения участков кривых выходных напряжений положительного и отрицательного типов, формирующихся преобразователем частоты, относительно полярности тока нагрузки. При этом угол сдвига фаз на входе преобразователя может изменяться от -90о до +90о.

Работа блоков формирования управляющих сигналов, обеспечивающих стабилизацию выходного напряжения АГ, подробно описана [105].

В КубГАУ совместно с автором разработаны несколько современных стабилизаторов напряжения для АГ и СГ [119 – 125, 128]. Принципиальная схема автономного источника электрической энергии со стабилизированным выходным напряжением представлена на рисунке 1.13 [121].

На статоре расположены под углом 90 электрических градусов основная и дополнительная обмотки w1 и w2. Конденсаторы возбуждения C1 – C3 подключены к основной обмотке, а конденсаторы регулирования С4 – С6 включены между одноименными фазными выводами двух обмоток. В результате рабочая обмотка и конденсаторы регулирования C4 – C6 представляют собой феррорезонансный стабилизатор напряжения. При подключении нагрузки происходит стабилизация напряжения без дополнительных элементов автоматики, что способствует повышению КПД и энергетических показателей.

Устройство для регулирования и стабилизации напряжения автономного асинхронного генератора (рисунок 1.14) [125] содержит автономный АГ 1, к фазам статора которого подключены батарея некоммутируемых конденсаторов 2, выходные контакты статора 3 (А, В, С), блок управления 4, трехфазные электронные ключи 5, 6, 7 соединены выходами с батареями коммутируемых конденсаторов 8, 9, 10, а оптронными входами 11, 12, 13, с блоком управления 4.



Pages:     | 1 |   ...   | 2 | 3 || 5 | 6 |   ...   | 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.