WWW.DIS.KONFLIB.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

 
<< HOME
Научная библиотека
CONTACTS

Pages:     | 1 |   ...   | 7 | 8 || 10 | 11 |   ...   | 19 |

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

-- [ Страница 9 ] --

Для серийной обмотки двигателя типа АИР112М2, используемого в каче стве асинхронного генератора, ток намагничивания равен по (Г1.2) Степень размагничивания тока ротора составит (Г1.21) При выполнении ротора без скоса пазов индуктивная составляющая х2 = 2,64 · 10-4 Ом и степень размагничивания тока ротора составит 0,125.

Выполнен расчет степени размагничивания тока ротора и потерь мощности в обмотках статора в функции изменения зазора между статором и ротором без скоса пазов и со скосом пазов на роторе (рисунок – 3.1, 3.2).

Рисунок 3.1 – Зависимость степени размагничивания АГ и потерь электрической мощности в относительных единицах от величины воздушного зазора со скосом, а) и без скоса пазов на роторе, б) (приложение Е1) Расчеты показали, что увеличение зазора с 0,6 (серийный двигатель) до 0,66 мм, увеличит потери электрические в статоре до 59,1 Вт, однако степень размагничивания уменьшится до 0,121 при роторе со скосом пазов (рисунок – 3.1, 3.2).

Если ротор выполнить без скоса пазов при увеличении воздушного зазора до 0,65, потери электрические в статоре будут составлять 61,92 Вт, а степень размагничивания – 0,112.

Вт Рэл 300 0, 100 0, Если стандартный двухполюсный асинхронный двигатель АИР112М применить в качестве асинхронного генератора, то его фазная ЭДС при холостом ходе должна быть примерно равна 240 В. При прежних витках на фазу это значение ЭДС может быть только при увеличенном магнитном потоке. Следовательно необходимо увелить индукцию в 240 В/216 В = 1,11 раза, где 216 В – ЭДС фазной обмотки двигателя. С учетом значительной степени насыщения магнитопровода стандартного двигателя (k = 1,75) и нелинейного характера кривой намагничивания индукция генератора составит 0,79 Тл и k 2,5.

Для этого варианта генератора намагничивающий ток (Г1.1.2) коэффициент проводимости рассеяния скоса пазов (Г1.1.11) Индуктивное сопротивление роторной обмотки (Г1.1.12) При практически той же степени размагничивания тока ротора намагничивающий ток при холостом ходе составит 9,25 А.

Таким образом, увеличение расчетной индукции в воздушном зазоре, следовательно, и потока позволяет уменьшить степень размагничивания от токов ротора, а также и от тока нагрузки, но при этом в большей степени возрастает намагничивающий ток, что в свою очередь увеличивает электрические по тери (рисунок 3.2). Кроме этого, при значительном насыщении магнитной цепи магнитопровод становится источником и высших гармоник потока, при этом наиболее выраженной является третья гармоника. ЭДС от третьей гармоники может быть причиной появления контурных токов в статорной обмотке (при соединении фаз обмотки в треугольник), или в определенной степени исказить симметрию фазных ЭДС (при соединении фаз обмотки в звезду).

При использовании серийной однослойной двухполюсной обмотки (рисунок 3.3) для генератора на базе двигателя АИР112М2, E = 240 В при практически той же степени размагничивания тока ротора, что и при автотрансформаторной обмотке 0,07, намагничивающий ток при холостом ходе генератора составит I 0 10,6 A. Потерям в обмотке базового двигателя (402 Вт) соответствует ток 13,8 А, активный ток нагрузки 9,6 А. Соотношение амплитуд МДС от номинального тока нагрузки и от тока возбуждения холостого хода составляет 9,6 / 10,6 = 0,91.

При однофазной нагрузке потери в двух ненагруженных фазах от тока I составляют 236 Вт. Разности потерь (402 – 236) Вт соответствует ток в общей части обмотки 15,4 А, а активный ток нагрузки 16 А.

Рисунок 3.3 – Схема подключения нагрузки к асинхронному генератору с серийной обмоткой асинхронного двигателя, а); схема однослойной обмотки серийного асинхронного двигателя, б) Уменьшить размагничивающее действие тока нагрузки можно соотношением МДС от тока нагрузки и МДС от тока возбуждения, применяя в генераторе автотрансформаторный вариант статорной обмотки, а также увеличивая воздушный зазор машины. В том и другом случае, снижается степень использования габарита электрической машины практически пропорционально коэффициенту трансформации.

Анализ автотрансформаторной обмотки. При шаге у = 15 в одних и тех же пазах статора расположены проводники катушек последовательной части обмотки с намагничивающим током и общей части обмотки с общим током.

По соотношению воздушных зазоров рассчитываемой и машины на базе двигателя АИР112М2 соотношение ЭДС Ев/Ен = 320/240 В (рисунок 3.4), со схемой обмотки (рисунок 2.13).

Рисунок 3.4 – Схемы подключения трехфазной и однофазной нагрузки к автотрансформаторной двухполюсной обмотке генератора Использование автотрансформаторной обмотки позволяет уменьшить степень размагничивания от тока ротора до 0,07 и емкость возбуждения до мкФ на фазу. Ток в общей части обмотки составит 11,01 А, а активный ток нагрузки 8,9 А. Соотношение амплитуд МДС от номинального тока нагрузки и от тока возбуждения холостого хода составляет 8,9 · 108/ (6,99 · 144) = 0,95.

При однофазной нагрузке в фазе А, потери в ненагруженных фазах В и С от тока I0 и в последовательной части фазы А от тока I составляют 142 Вт.

Разности потерь в обмотке базового двигателя (402 – 142) Вт соответствует ток в общей части обмотки 16,1 А, а активный ток нагрузки 14,7 А.



Анализ шестизонной двухслойной двухполюсной обмотки того же генератора, Ев/Ен = 474/410 В. Трехфазная нагрузка подключается на выводы В1, В2, В3. При шаге у = 15 в одних и тех же пазах статора расположены проводники катушек с разным сечением по схеме на рисунок 3.5. Двухполюсная двухслойная обмотка диаметрального шага выполнима только из двух частей, при этом в каждой части вразвалку, что в некоторой степени затрудняет ее практическую реализацию. Положительной особенностью обмотки является то, что проводники частей фаз расположены в тех же пазах статора и могут иметь разное сечение, учитывая характер изменения тока при нагрузке на выводах «Н».

Рисунок 3.5 – Схема включения нагрузки на выводы «В», а конденсаторов на выводы «Н», а); схема включения конденсаторов и векторная диаграмма ЭДС, б);

последовательность соединения фаз двухслойной двухполюсной обмотки вразвалку (, = 2/3), в) Особенностью обмотки является то, что при нагрузке на выводы «В» токи в частях обмотки разные (рисунок 3.6). При активном токе 6,4 А (ток нагрузки) во внешней цепи линейный ток равен 11,1 А. Витки с током (рисунок 3.6) IA + IA = 10,23 А выполнены из двух проводов, а витки с током IA + IВ = 3,68 А из одного провода. В пазу 18 проводников диаметром d/dиз = 0,95/1,015 м и сечением 0,708 мм2, а также 36 проводников диаметром d/dиз = 1,06/1,14 м и сечением 0,88 мм2. Активное сопротивление 108 витков каждой части равно 2,38 Ом и 0,96 Ом. Потери в обмотке равны 97 + 301 = 398 Вт, не превышают потери в обмотке базового двигателя, как было уже нами показано в [156].

Соотношение амплитуд МДС от номинального тока нагрузки и от тока возбуждения составляет 3 · 216 · 0,828 · 6,4 /((3 · 324 · 0,637) · 4,46 ) = 1,24.

Рисунок 3.6 – Векторные диаграммы токов и ЭДС в частях обмотки при активной нагрузке и характер изменения тока в частях обмотки При том же токе нагрузки, что и в автотрансформаторной обмотке 9,5 А, а в пересчете на ток внутри кольца – 5,54 А, соотношение амплитуд МДС от номинального тока нагрузки и от тока возбуждения холостого хода составляет 3 · 216 · 0,828 · 5,48/((3 · 324 · 0,637) · 4,46 = 1,02).

Особенность шестизонной обмотки состоит в том, что при однофазной нагрузке на части обмотки с меньшим активным сопротивлением из-за падения напряжения на этом участке и уменьшения ЭДС этого участка происходит выравнивание напряжений на всех участках за счет уравнительного тока в кольце.

В результате этого эффекта ток нагрузки во внешней цепи больше тока нагрузки внутри нагруженной части обмотки.

Таблица 3.1 – Результаты сравнительного анализа обмоток Автотрансформаторная Шестизонная обмотка Без учета перераспределения токов при однофазной нагрузке потери в из 6 частей обмотки составляют 160 Вт. Разности потерь (402 – 160) Вт соответствует ток в обмотке 16 А, а активный ток нагрузки 15,5 А.

Анализ экспериментального генератора на базе двигателя 4А100S4 с шестизонной обмоткой (рисунок 2.21). Параметры АД и расчетные данные АГ: D = 0,95 м; l = 0,11 м; I1н = 6,7 А; соsн = 0,82; w = 360; kоб = 0,637; B = 0, Тл; k = 1,65; = 0,3 мм; k = 1,32; Z/Z2 = 36/28; соотношение ЭДС 266/230 В;

соотношение сечения проводников в частях обмотки 2/1 (приложение Д).

Расчетное сопротивление частей обмоток 2,44 Ом и 1,22 Ом. Намагничивающий ток I 3 A и степень размагничивания от тока ротора при номинальной нагрузке равна 0,217. С учетом увеличенной индукции принимаем степень размагничивания номинального тока ротора равной 0,2. Расчетное значение емкости конденсаторов 42 мкФ.

При активном токе нагрузки Iн = 5,5 А и токах в частях обмотки IA + IA = 8,2 А и IA + IВ = 3,27 А потери в обмотках Они практически совпадают с потерями в статорной обмотке базового двигателя (паспортные данные 320 Вт). Соотношение амплитуд МДС 3 · 210 · 0,828 · 5,5 /((3 · 360 · 0,637) · 3,6 = 1,1).

Без учета перераспределения токов при однофазной нагрузке потери в из 6 частей обмотки составляют 100 Вт. Разности потерь (320 – 100) Вт соответствует ток в обмотке I1но 220 /1, 22 13,5 А.

Активный ток однофазной нагрузки Из расчетов (рисунок 3.7) видно, что увеличение зазора с 0,3 (серийный двигатель) до 0,37 мм потери электрические будут составлять 142,1 Вт, что приведет к уменьшению степени размагничивания – 0,167 при роторе со скосом пазов. При роторе без скоса пазов увеличение зазора до 0,36 даст уменьшение степени размагничивания – 0,143, потери электрические в обмотке будут составлять 144,7 Вт, как показано на рисунках 3.8 и 3.9 (приложение Е2, Е3).

Рисунок 3.7 – Зависимость степени размагничивания экспериментального генератора на базе двигателя 4А100S4 и электрические потери мощности в обмотке в ре жиме холостого хода от зазора со скосом, а) и без скоса пазов на роторе, б) Вт Рэл Рисунок 3.9 – Зависимость электрических потерь в обмотках статора асинхронного генератора на базе двигателя 4А100S4 с однофазной и трехфазной нагрузкой:

РэлС - серийная обмотка; РэлА - автотрансформаторная обмотка; РэлК - экспериментальный образец с шестизонной обмоткой Шестизонную обмотку можно выполнить на другое соотношение ЭДС.

Например, при ЭДС = 462/400 В количество витков увеличится в катушках, следовательно и активное сопротивление увеличится, но уменьшится ток в частях обмотки и характер распределения токов, степень размагничивания, потери электрической мощности сохранятся такими же.

При соотношение ЭДС 462/400 В, получим w = 630 витков. Диаметр провода d/dиз = 0,63/0,685 мм. Сечение провода 0,311 мм2. Сопротивление 210 витков частей обмотки при длине витка 0,52 м составляет 7,8 Ом и 3,9 Ом. Намагничивающий ток I 1,73 A. Напряжение на конденсаторах при соединении в звезду 482 В, емкость конденсаторов 14 мкФ, рабочее напряжение конденсаторов 682 В. Активный ток при трехфазной нагрузке Iн = 3,9 А. Активный ток однофазной нагрузки I1ноа 7,6 А.



Pages:     | 1 |   ...   | 7 | 8 || 10 | 11 |   ...   | 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.