Автономный асинхронный генератор с двумя обмотками статора и конденсаторным самовозбуждением

• Автор: Джендубаев, Абрек-Заур Рауфович
• Шифр специальности: 05.09.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1991
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 141 с.

I. Состояние вопроса и задачи исследования

1.1. Область применения автономных асинхронных генераторов

1.2. Обзор трудов и выполненых исследований АГ

1.3. Особенности работы асинхронного генератора

с самовозбуждением в режиме короткого замыкания на зажимах нагрузки

1.4. Содержание и задачи исследования

II. Вывод основных уравнений асинхронного генератора с двумя обмотками статора. Статические режимы

'2.1. Математическая модель и дифференциальные

уравнения асинхронного генератора

2.2. Уравнения генератора в установившемя режиме

2.3. Схемы замещения и векторные диаграммы АГД0С

2.4. Расчет магнитной цепи АГДОС
2.5. Влияние параметров АГДОС на установившиеся
режимы
III. Границы самовозбуждения АГДОС
3.1. Определение границ самовозбуждения АГДОС в
режиме холостого хода и КЗ
3.2. Влияние нагрузки на границы самовозбуждения
IV. Динамические режимы АГДОС
4.1. Программа расчета
4.2. Самовозбуждение
4.2. КЗ
4.3 Наброе нагрузки
Заключение

Литература
Приложение
Приложение
Приложение
Приложение
Приложение
Приложение
Приложение
Приложение

Актуальность темы.
Асинхронные генераторы (АГ) с емкостным самовозбуждением находят разнообразное применение в промышленности. Их используют в качестве источников питания автономных систем ^ автоматики и телемеханики, для питания ручного электроинструмента со встроенным электроприводом повышенной частоты . АГ находят применение в электроэнергетических установках транспортных систем ,а также в автономных возобновляемых источниках электроэнергии на базе ВЭУ и мини ГЭС. Однако,наряду с известными достоинствами, которые отличают АГ от других генераторов: простота конструкции, высокая надежность, отсутствие электрических контактов, наилучшие массо-габаритные и стоимостные показатели, АГ имеют и существенные недостатки: значительное снижение напряжения при увеличении нагрузки и развозбуж-V дение при КЗ.
Экспериментальные исследования показали, что эти недостатки отсутствуют в асинхронном генераторе, который имеет разветвленную магнитную систему и две статорные обмотки (АГДОС). Такой генератор обеспечивает требуемый уровень напряжения на нагрузке без дополнительных внешних стабилизирующих устройств.
Устойчивая работа генератора в режиме КЗ позволяет использовать его в качестве источника для питания устройств ручной дуговой электросварки, а при эксплуатации генератора в 4 автономных системах электроснабжения - значительно повысить
их надежность, поскольку наличие установившегося тока КЗ обеспечивает срабатывание устройств защиты и селективное отключение поврежденного участка сети. Однако, отсутствие теоретических исследований АГДОС и методики его проектирования яв-

Известные методы, применяемые при расчете статичеких режимов АГ обычной конструкции, не подходят, поскольку АГДОС имеет разветвленную магнитную систему и необходимо учитывать
три нелинейности Х12={(112) - • Гг^/Пгз) •
а не одну, как в обычном АГ. Для определения этих нелинейностей рассчитаем магнитную цепь АГДОС.
2.4. Расчет магнитной цепи АГДОС
На рис. 2. 8 представлен осевой разрез АГДОС, пунктиром показана средняя линия потока пары полюсов. АГДОС имеет разветвленную магнитную систему. Поток в воздушном зазоре создается в результате действия МДС двух статорных обмоток и НДС ротора, что значительно усложняет расчет магнитной цепи по сравнению с АГ обычной конструкции, поскольку необходимо учитывать три нелинейности.
Магнитная цепь АГДОС разбита на ряд участков, каждый из которых имеет простую конфигурацию и состоит из материала с заданной магнитной характеристикой. Участки 1-2 и 11-10 -зубцовые зоны конденсаторной обмотки Участки 3-2 и 12-10-- зубцовые зоны генераторной обмотки. Участки 2-4 и 10-9 -общие для статорных обмоток зоны. Воздушный зазор - 4-5 и 9-8. Участок 5-6 и 8-7 -зубцовые зоны ротора, 6-7 -ярмо ротора. Участки 1-11 и 3-12 - первое и второе ярмо статора.
Сопротивления выделенных участков магнитопровода рассчитываются по (ктмчле
где ^ -средняя длина и сечение і -го участка,
(2.13)
<і(Ц) - комплексная магнитная проницаемость участка.
Для воздушного зазора Зі—0(5^-^5 ^ <5" - воздушный зазор, /'(д-- коэффи-