WWW.DIS.KONFLIB.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

 
<< HOME
Научная библиотека
CONTACTS

Pages:     | 1 |   ...   | 5 | 6 || 8 | 9 |   ...   | 19 |

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

-- [ Страница 7 ] --

Из 2.17 имеем: i2 i3 i1, а из 2.19 получим: icСА icAВ icВС. Заменим в 2.16 третьего уравнения значение icСА и получим Выразим icАВ из первого и второго уравнения 2. Подставив icВС во второе уравнение 2.15 получим Учитывая, что из 2.17 i3 i1 i2, окончательно имеем Для тока icСА из 2.19 получим Таким образом, при равных емкостях напряжения на них можно определять с помощью дифференциальных уравнений Подставив выражения токов нагрузки через токи обмоток 2.18, основной дельно от остальных из уравнений 2.5. Преобразуем 2.15 в следующем виде После сокращений получим Продифференцировав, получим их сумму Принимаем индуктивность рассеяния половин обмоток Ls 3 Ls1 Ls 2, тогда из условия 2.17 получаем условие для потокосцеплений Откуда Подставим 2.26 и 2.27 во второе уравнение 2.25, получим И для третьего потокосцепления Аналогично получим Учитывая выражение для токов iнА, iнВ, iнС можно записать Схема «звезда» с автотрансформаторной обмоткой и соединением емко сти «треугольником» для 1-фазной нагрузки изображена на рисунке 2.8. Так как по полуобмоткам w3, w6 и w2, w5, сопротивления активные их равны Rs, проходят общие токи i3 и i2, то представим их эквивалентными обмотками, а потом будем считать, что эквивалентные обмотки ротора имеют совпадение с этими обмотками по осям и.

Рисунок 2.8 – Схема соединения «звездой» с автотрансформаторной обмоткой и включением емкостей «треугольником» для 1-фазной нагрузки, а) и преобразованная трехфазная электрическая машина в осях, и, б) Тогда система дифференциальных уравнений для обмоток статора будет иметь вид:

Напряжения на емкостях:

Величину тока нагрузки находим как:

Из ранее рассмотренного анализа известно, что:

Выразим из первого уравнения 2.32 icCA icAB icBC и подставим в первое уравнение 2. Если из 2.34 вычесть второе уравнение 2.33 получим i3 i1 3icab, откуда Подставим 2.35 во второе уравнение 2.33 получим i1 icBC (i3 i1 ), откуда Подставив 2.35 в первое уравнение 2.33 получим i3 (i3 i1 ) icCA, откуда Преобразуем 2.29 с помощью подстановки четвертого уравнения Запишем дополнительные условия для напряжений, исходя из конструктивных особенностей обмоток АГ.

Из этого выражения получим Подставим последнее в третье уравнение 2.29, имеем:

Произведем подстановку 2.41 в 2.38 и получим выражения для Если подставить 2.43 в третье уравнение 2.29 получим Из четвертого уравнения 2.29 получим Таким образом, получена полная система уравнений для всех четырех потокосцеплений обмоток статора АГ Матрица индуктивностей и взаимных индуктивностей запишется как Для расчета фазового сдвига нагруженной автотрансформаторной обмотки соединенной, «звездой» (рисунок 2.8, б) со всеми нагруженными фазами в пространстве, расчетные коэффициенты следующие:

угол сдвига трехфазных обмоток статора / Угол сдвига эквивалентных обмоток ротора и одной из обмоток статора равны. А между обмотками ротора и другими фазами статора Так как токи в полуобмотках фазы А и С такие же, то представим их эквивалентными, и по ним ориентированы эквивалентные обмотки ротора (рисунок 2.8). Для расчета фазового сдвига нагрузочной автотрансформаторной обмотки соединенной «звездой» с одной нагруженной фазой в пространстве расчетные коэффициенты следующие.

Тогда матрица индуктивностей и взаимных индуктивностей запишется Таким образом, получена полная система дифференциальных уравнений для моделирования схемы обмоток асинхронного генератора на рисунке 2.8.

Результаты математического моделирования асинхронного генератора со стандартными схемами обмоток «звездой» и автотрансформаторной «звездой»

представлены на рисунках 2.9 – 2.11. Для удобства оценки адекватности модели амплитудные значения приведены к действующим значениям. В моделях показаны процесс самовозбуждения при емкости возбуждения 18 мкФ с подключенной однофазной нагрузкой одинаковой мощностью 0,5 кВт, затем на фазе В увеличивается нагрузка до 1,1 кВт, отклонение напряжения в случае с автотрансформаторной обмоткой меньше на 4,7 %, ток якоря приводного двигателя практически одинаковый, момент на валу в связи с увеличением отбираемой мощности увеличился с 19 до 33 Н*м, а частота вращения уменьшилась.

Рисунок 2.9 – Результаты математического моделирования АГ со стандартной обмоткой статора соединенной «звездой» и автотрансформаторной «звездой»

Рисунок 2.10 – Результаты математического моделирования асинхронного генератора с серийной обмоткой статора соединенной «звездой» при трехфазной нагрузке Рисунок 2.11 – Результаты математического моделирования асинхронного генератора с автотрансформаторной обмоткой соединенной «звездой» при однофазной нагрузке 2.2 Синтез схемы шестизонной обмотки статора асинхронного генератора На внешние характеристики асинхронных генераторов существенно влияют электрические и конструктивные параметры обмоток статора. Современные приемы формирования обмоток статора позволяют расширить поиск способов для повышения энергетической эффективности асинхронных генераторов при их эксплуатации в режимах трехфазных и однофазных нагрузок, как уже было показано нами [13, 20, 32, 36].



Для уменьшения соотношения МДС от токов нагрузки и от возбуждения, следовательно, степени размагничивания тока нагрузки в асинхронных генераторах известных производителей чаще применяют автотрансформаторный вариант обмотки статора (рисунок 2.12-2.13). Конденсаторы Сст являются стартовыми и подключаются к основным конденсаторам на время пуска трехфазных асинхронных двигателей или при значительном снижении напряжения. Существенным недостатком такой обмотки статора является то, что мощность генератора с автотрансформаторной обмоткой снижается практически пропорционально коэффициенту трансформации [33].

Рисунок 2.12 – Часть обмотки с подключенной нагрузкой и емкостью возбуждения, а), ее векторная диаграмма, б) Если фазу обмотки представить в виде двух частей, сдвинутых на определенный угол и нагружать только одну часть, то размагничивающее действие от тока активной нагрузки будет меньше, что поясняет рисунок 2.12 (активные сопротивления частей обмоток не изображены на рисунке). Нагрузив часть обмотки В1 В 3 (ток нагрузки в этом случае iB1B3 ), как на рисунке 2.12, б) падение напряжения на обмотке уменьшит напряжение на конденсаторах, что в свою очередь уменьшит возбуждение генератора. Однако, если нагрузить части обмотки B1H 3 и H 3 B 3 (токи нагрузки в этом случае iB1H 3 и iB 3 H 3 ), то размагничивающее действие от тока активной нагрузки будет меньше или больше, о чем свидетельствует векторная диаграмма 2.13, б).

В асинхронных генераторах автономных электростанций применение автотрансформаторных обмоток статора дают определенные преимущества. Различное подключение конденсаторов к обмотке статора позволяет регулировать возбуждение АГ в некоторых пределах. В варианте схемы автотрансформаторной обмотки с шагом у = 15 в тех же пазах статора можно расположить проводники разного сечения катушек последовательной части и общей части обмотки.

Рисунок 2.13 – Схема электрических соединений и схема автотрансформаторной двухполюсной обмотки асинхронного генератора, - 0. На схеме: С1 – С3 - конденсаторы возбуждения; Сст - конденсаторы стартовые; KU – реле для форсирования возбуждения; ВА, ВВ, ВС – выводы для подключения конденсаторов возбуждения; НА, НВ, НС – выводы для подключения нагрузки; QF – автоматический выключатель.

Развитием теории модулированных статорных обмоток занимались ученые: Ванурин В.Н., Богатырев Н.И., Вронский О.В., Синицын А.С., Креймер А.С. [25, 30, 36, 45, 46, 50, 85, 142].

Из предложенного Вануриным В.Н. [46] матричного способа формирования обмоток статора асинхронных электрических машин вытекает, что чередование сторон катушек катушечных групп в цепном варианте совпадает с их че редованием при преобразовании МДС фазных обмоток по известному методу полюсно - амплитудной модуляции, согласно которому число катушек, приходящееся на фазную зону, пропорционально синусу угла расположения зон относительно нейтралей N (рисунок 2.14). Модуляцию МДС фазных обмоток со смещением на угол условной волной с единичной амплитудой можно представить в виде F= Fmcos px sinx sin t + cos p(x- ) sin(x - ) sin (t – 2/3) + cos p(x sink(x - 2) sin (t – 4/3).

Реализация метода осуществляется реверсированием тока в катушечных группах, охватываемых полупериодом модулирующей волны.

Рисунок 2.14 – Распределение катушек по зонам и представление модулирующей волны для фазы А Развитием пространственной модуляции МДС послужило представление условной модулирующей волны с единичной амплитудой ее составляющими (рисунок 2.15).

Если при модуляции МДС двух частей каждой фазной обмотки изменять и фазу токов во вторых частях по принципу кругового перемещения трехфазных токов, то такого рода модуляция запишется в виде ( и - смещение фазных обмоток и смещение частей в каждой фазной обмотке):

F = Fm [cospx sinx sin(t - 2/3) + cosp(x - ) sin(x - ) sint + cosp(x sin(x - ) sin(t - 4/3) + cosp(x - - ) sin(x - - ) sin(t - 2/3) + cosp(x - 2) sin(x - 2) sint + cosp(x - 2 - ) sin(x - 2 - ) sin(t - 4/3).

Для двухполюсной обмотки ввиду диаметрального расположения сторон в слое можно реализовать только фазную модуляцию МДС половин фазных обмоток в виде F = Fm[cosxsin(t - 2/3) + cos(x - ) sint + cos(x - ) sin(t - 4/3) + cos(x - - ) sin(t - 2/3) + cos(x - 2) sint + cos(x - 2 - ) sin(t - 4/3)] = Fm/2 [sin(t - 2/3 - x ) + sin(t - 2/3 + x ) + sin(t - x + ) + sin(t + x - ) + + sin(t - 4/3 + x - 2 - )].

Результат модуляции при смещении фазных обмоток на = 2/ x - ) + sin(t - 4/3 - x + 2/3) + sin(t - 4/3 + x - 2/3) + sin(t - 2/3 - x + 2/3 + ) + sin(t - 2/3 + x - 2/3 - ) + sin(t - x + 4/3) + sin(t + x - 4/3) + sin(t - 4/3 - x + 4/3 + ) + sin(t - 4/3 + x - 4/3 - )] = Fm/2 [sin(t - x sin(t + x - 2/3) + sin(t - x + ) + sin(t + x - ) + sin(t - x - 2/3) + sin(t + x) + sin(t - x + ) + sin(t + x - 4/3 - ) + sin(t - x + 4/3) + sin(t + x - 4/3) + sin(t - x + ) + sin(t + x - 2/3 - )] = Fm/2[3sin(t - x - 2/3) + 3sin(t - x + )] =3/2Fm[sin(t - x - 2/3) + sin(t - x + )] = 3Fm[sin(t - x - / + /2) · cos(- /3 - /2)] = 3Fm [sin(t - x - /3 + /2) · cos(/3 + /2)].

Результат модуляции при смещении фазных обмоток на = 4/ - ) + sin(t - 4/3 - x + 4/3) + sin(t - 4/3 + x - 4/3) + sin(t - 2/3 - x + 4/ + ) + sin(t - 2/3 + x - 4/3 - ) + sin(t - x + 2/3) + sin(t + x - 2/3) + sin(t - 4/3 - x + 2/3 + ) + sin(t - 4/3 + x - 2/3 - )] = Fm/2 [sin(t - 2/3 x) + sin(t - 2/3 + x) + sin(t - x + ) + sin(t + x - ) + sin(t - x) + sin(t + x - 2/3) + sin(t - x + 2/3 + ) + sin(t + x - ) + sin(t - x + 2/3) + sin(t + x - 2/3) + sin(t - x - 2/3 + ) + sin(t + x - )] = Fm/2 [3sin(t + x - 2/3) + 3sin(t + x - ) = 3/2 Fm [sin(t + x - 2/3) + sin(t + x - ) = 3Fm [sin(t + x - /3 - /2) · cos(- /3 + /2)] = 3Fm [sin(t - x - /3 - /2) · cos(/3 - /2)].

Модулированную обмотку статора двухполюсного асинхронного генератора можно выполнить с шириной фазной зоны 1200. При этом качество МДС обеспечивает диаметральный шаг, что возможно при выполнении фазных обмоток из двух частей вразвалку.

У двухполюсной двухслойной обмотки с шириной фазной зоны 1200 результат модуляции МДС при = -600 и = 2/3 (рисунок 2.16) 3Fm[sin(t - x - /3 + /2) · cos(/3 + /2)] = 3Fm sin(t - x + 900) cos300.



Pages:     | 1 |   ...   | 5 | 6 || 8 | 9 |   ...   | 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.