WWW.DIS.KONFLIB.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

 
<< HOME
Научная библиотека
CONTACTS

Pages:     | 1 |   ...   | 3 | 4 || 6 | 7 |   ...   | 19 |

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

-- [ Страница 5 ] --

Особенностью схемы является то, что при снижении напряжения трех фазные электронные ключи 5-7 по сигналу блока управления 4 подключаются при переходе коммутирующего напряжения через ноль, поэтому отсутствуют гармонические составляющие тока и напряжения, а также коммутационные перенапряжения и помехи.

Рисунок 1.14 – Схема для регулирования и стабилизации напряжения автономного асинхронного генератора Перспективным направлением наших исследований является разработка универсального автономного источника питания сварочной дуги и электротехнологических установок в АПК [122, 124]. Источник, изображенный на рисунке 1.15, содержит АГ 1 с конденсаторами возбуждения 2, от которого питается трехфазная нагрузка и выпрямитель 3 для сварочной приставки. Достоинства предлагаемого источника – за счет повышения частоты тока 30 70 кГц снижается масса разделительного трансформатора 4 сварочного инвертора, а молекулярный накопитель энергии 10 позволяет АГ устойчиво работать при коротких замыканиях сварочного электрода в процессе сварки.

Рисунок 1.15 – Автономный источник питания сварочной дуги и электротехнологических установок Устройство для регулирования и стабилизации напряжения автономного многофункционального асинхронного генератора (рисунок 1.16) имеет выводы 400/231 В, 42/24,2 В переменного и 56/28 В постоянного тока (возможны другие соотношения напряжений) [128].

Возбуждение АГ осуществляется от батареи некоммутируемых 9 и регулируемых конденсаторов 12. Стабилизация напряжения осуществляется регулируемыми конденсаторами по трем фазам посредством компаратора 15 и трехфазного ключа 11. Трехфазный электронный ключ 11 периодически подключается при переходе коммутирующего напряжения через ноль, поэтому отсутствуют высшие гармонические составляющие тока и напряжения, а также коммутационные перенапряжения и помехи. Изменяя положение ползунка потенциометра 21, изменяют момент переключения компаратора 15 и, тем самым, выходное напряжение АГ.

Различные выходные напряжения расширяют функциональные возможности генератора и источника питания с таким генератором.

При известных положительных качествах рассмотренных устройств имеются недостатки: в данных устройствах недостаточно исследован режим подключения однофазной нагрузки к АГ и рассматриваются преимущественно режимы подключения трехфазной или однофазной симметричной нагрузки.

При подключении однофазной нагрузки к данным генераторам, происходит включение дополнительной емкости на всех фазах, что приведет к включению лишней емкости и отклонению напряжения на других фазах.

1.4 Современный уровень развития технических и электротехнологических показателей статорных обмоток асинхронных генераторов В асинхронном генераторе, как в любой асинхронной машине, статорная обмотка является наиболее сложной, ответственной и технологически трудоемкой в изготовлении частью электрической машины. Статорная обмотка определяет своими электромагнитными свойствами, технологичностью и стоимостью все основные показатели АГ. В этой связи выбор наиболее рациональных схем обмоток АГ и оптимизация их электромагнитных параметров – важнейший этап разработки и создания АГ небольшой мощности для автономных источников питания.

Разработкой и исследованием статорных обмоток занимаются на протяжении более сотни лет со дня создания асинхронного двигателя. Известные обмотки переменного тока достигли достаточно высокой технологичности в изготовлении и имеют приемлемые электромагнитные параметры, но поиски новых, более совершенных и эффективных схем и конструкций трехфазных обмоток продолжаются и в настоящее время.

Анализ доступных литературных источников показал, что вопросами исследования и разработки статорных обмоток асинхронных двигателей в разное время занимались: К.И. Шенфер, М. Лившиц - Гарик, Я. Кучера, Й. Гапл, М.П.

Костенко и другие ученые.

В этих работах рассмотрены принципы построения и расчета различных обмоток и методы их анализа. В частности для обмоток машин переменного тока приведены разные способы исследования обмоточных коэффициентов, определено влияние обмоток на распределение индуцированного напряжения.

Для исследования электромагнитных свойств обмоток переменного тока применялись диаграммы магнитных напряжений – диаграммы Гергеса.

Однако эти издания уже не отражают современного состояния развития электромашиностроения, технологии и уровня обмоточного производства и изоляционных материалов. В более поздних работах А.Э. Кравчика [84], Г.К.

Жерве [67], В.И. Попова [133, 134], В.Н. Ванурина [46, 47] изложены принципы формирования трехфазных обмоток, и приведены новые схемы обмоток с улучшенным гармоническим составом МДС для АД. Показаны исследования электромагнитных параметров по многоугольникам МДС и их оптимизация для различных типов обмоток, в том числе для многоскоростных АД по условиям минимизации коэффициента дифференциального рассеяния, а также возможности матричного метода анализа обмоток. Предложенные обмотки использованы в новой серии RA АД мощностью до 100 кВт производства ЯЭМЗ [9, 133, 134].

Необходимо отметить тот фактор, что в известных изданиях приведены результаты исследований, направленные на совершенствование обмоток для асинхронных двигателей, и нет информации по усовершенствованию обмоток асинхронных генераторов.

В начале XXI века возрос интерес к автономным асинхронным генераторам для систем автономного электроснабжения. В этой связи возникла потребность в создании новых статорных обмоток для генерирования разного выходного напряжения, частоты тока и других функциональных свойств. В этом направлении определенных результатов достигли ученые ВНИПТИМЭСХ (г.



Зерноград) и КубГАУ (г. Краснодар) которые разработали более 30 новых обмоток для АГ, некоторые представлены в [106-115, 117, 118, 129-132].

В работе Вронского О.В. [50, 103, 108, 113] подробно исследованы модулированные статорные обмотки АГ на частоту тока 200 Гц для питания двигательной нагрузки и сварочной дуги. При вращении таких АГ двигателями внутреннего сгорания без мультипликаторов (с частотой вращения, близкой к об/мин) подходят 10 и 8 полюсные статорные обмотки с комбинированной схемой соединения (рисунок 1.17). При одинаковом числе витков в катушках со отношение напряжений генератора составляет Uв/Uн = 5,46/1 = 230/42 В.

Рисунок 1.17 – Схема обмотки статора и базовые диаграммы Гергеса, 2р = Рисунок 1.18 – Схема обмотки статора и базовые По мнению исследователя из разных по конструктивным признакам вариантов 10 и 8 полюсных статорных обмоток (двухслойных, цепных, двойного шага) наименьшим коэффициентом дифференциального рассеяния характеризуются обмотки двойного шага. Среди гармоник МДС от тока нагрузки присутствует и гармоника = р, оказывающая определенное влияние на магнитное состояние генератора (рисунок 1.19 и 1.20).

Рисунок 1.19 – Ориентация ЭДС обмоток на 10 и 8 полюсов, токи нагрузки в обмотках на 10 и 8 полюсов Рисунок 1.20 – Первые гармоники периода МДС от тока нагрузки обмотки двойного шага, 2р = Обмотки называются модулированными, поскольку форма их МДС от тока нагрузки отличается от формы МДС от тока возбуждения (рис. 1.22) [30].

Рисунок 1.21 – Первые гармоники периода МДС от тока нагрузки обмотки двойного шага, 2р = В работе Оськиной А.С. для питания электрифицированных инструментов, электротехнологических установок в садах и виноградниках разработан многофункциональный АГ на частоту тока 200 Гц и три уровня выходного напряжения [98]. Автор показала, что при расчете обмоток и параметров асинхронных генераторов ранее не учитывалось влияние размагничивающего реактивного тока роторной обмотки на магнитное состояние генератора при нагрузке, что, в свою очередь, заметно влияет и на определение номинальной мощности генераторов, и на вид их внешних характеристик.

Рисунок 1.22 – МДС от тока возбуждения и от тока нагрузки, 2р = 10, а); 2р = 8, б) Для указанных токоприемников в большей мере подходит разработанная восьмиполюсная модулированная обмотка [22, 38, 98] при 23 и = - 50° (рисунок 1.23). Для получения среднего напряжения ее выполняют с дополнительными выводами.

Рисунок 1.23 – Схема обмотки статора, принципиальная схема соединения обмоток с подключением конденсаторов возбуждения и указанием соотношения ЭДС на отдельных выводах Направление разработки модулированных обмоток продолжил в своих исследованиях Синицын А.В. [142]. Автор предложил двухчастотный генератор на 200/50 Гц для питания электроприводов и оборудования стригальных цехов. Обоснована схема статорной обмотки для генератора на 200/50 Гц, со схемой соединения фаз / и с соотношением витков в однослойных и двухслойных катушках равным 4/3. Для этой обмотки kоб8 = 0,883, kоб2= 0,79, д8 = 0,171, д2= 0,0057. Наличие заметных амплитуд высших гармоник (рисунок 1. и 1.25) потребовало анализа их дополнительных тормозных моментов.

По нашему мнению, рассмотренные выше комбинированные обмотки на частоту тока 200 Гц и двухчастотные не решают поставленных нами задач для питания мобильной почвенно-экологической лаборатории.

Рисунок 1.24 – Гармоники периода МДС, низшая и высшие гармоники МДС, 2р = Рисунок 1.25 –Гармоники периода МДС, низшая и высшие гармоники МДС, 2р = 1.5 Выводы, обоснование рабочей гипотезы, цель работы и задачи исследования Испытание трехфазных синхронных генераторов ПСГС и ГАБ-4 соизмеримой мощности (5 кВт) показали, что при подключении однофазной нагрузки приводит к асимметрии напряжения. На ненагруженных фазах напряжение возрастает до 268 В (ПСГС) и до 320 В (ГАБ-4), а коэффициент несинусоидальности до 17%, что недопустимо по нормам качества электрической энергии. Поэтому нами предлагается применение асинхронного генератора в качестве источника тока.

Научная проблема состоит в следующем: существующие статорные обмотки асинхронного генератора не позволяют в должной мере осуществить стабилизацию напряжения, что ведет к необходимости использования дополнительных устройств или завышать габарит генератора.

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.



Pages:     | 1 |   ...   | 3 | 4 || 6 | 7 |   ...   | 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.