Генератор в системе электроснабжения перспективного самолета с повышенным уровнем электрификации

• Автор: Кузьмичев, Роман Валерьевич
• Шифр специальности: 05.09.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 193 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Список сокращений ВВЕДЕНИЕ
(актуальность темы диссертации; цель, задачи, методы и объект исследований; научная новизна; практическая ценность; реализация и достоверность результатов; апробация и структура работы)
ГЛАВА 1. ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ АВИАЦИОННОЙ ТЕХНИКИ: РЕАЛИЗАЦИЯ КОНЦЕПЦИИ «ПОЛНОСТЬЮ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО САМОЛЕТА». ОБЗОР СОВРЕМЕННЫХ И ПЕРСПЕКТИВНЫХ СИСТЕМ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ
1.1 Основные направления и преимущества реализации концепции полностью электрического самолета
1.2 Влияние повышения степени электрификации самолета на облик его системы электроснабжения
1.3 Требования к авиационным СЭС
1.4 Авиационные СЭС постоянного и переменного тока
1.5 Основные типы современных авиационных СЭС
1.6 Современное состояние развития СЭС в отечественной и зарубежной авиации
1.7 Выводы по главе
ГЛАВА 2. АНАЛИЗ СОСТАВА ПОТРЕБИТЕЛЕЙ ПЕРСПЕКТИВНОЙ СЭС. ВЫБОР И ОБОСНОВАНИЕ ТИПА ГЕНЕРАТОРА И СХЕМЫ ВЫПРЯМИТЕЛЯ
2.1 Состав потребителей СЭС
2.2 Исходные данные для проектирования системы генерирования постоянного тока повышенного напряжения
2.3 Особенности реализации генераторов, встроенных в авиадвигатель и вынесенных на КСА

2.4 Схемы электронных преобразователей для СЭС постоянного
тока напряжением 270В
2.5 Влияние наличия стартерного режима на облик генератора
2.6 Электрические машины авиационных систем генерирования
2.7 Выводы по главе
ГЛАВА 3. АНАЛИЗ И ОБОСНОВАНИЕ ГЕОМЕТРИИ АКТИВНОЙ ЗОНЫ ГЕНЕРАТОРА. ОСОБЕННОСТИ И РЕЗУЛЬТАТЫ ВЫПОЛНЕНИЯ КОМПЛЕКСА РАСЧЕТНОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ ГЕНЕРАТОРА
3.1 Основные факторы, определяющие массогабаритные и энергетические характеристики генератора
3.2 Особенности проектирования активной зоны генератора, встраиваемого в авиадвигатель
3.3 Особенности и результаты выполнения комплекса расчетного проектирования генератора
3.3.1 Расчет главных размеров, электромагнитный расчет,
расчет массы и КПД
3.3.2 Механический расчет
3.3.3 Тепловой расчет
3.3.4. Проверка результатов электромагнитного расчета
3.4 Выводы по главе
ГЛАВА 4. ОПТИМИЗАЦИЯ АКТИВНОЙ ЗОНЫ И ПАРАМЕТРОВ ГЕНЕРАТОРА
4.1 Исходные данные для оптимизации
4.2 Порядок оптимизации параметров электрогенератора
4.2.1 Выбор конструктивных схем ротора и параметров

оптимизации
4.2.2 Определение расчетных коэффициентов
4.2.3 Определение размеров статора
4.3. Программа и результаты оптимизационного расчета
4.4 Проверка результатов оптимизационных расчетов
4.5 Решение задачи магнитного поля в активной зоне синхронной машины с радиальными ПМ и обоймой с чередующимися магнитными и немагнитными промежутками
4.6 Выводы по главе
5. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ПОДТВЕРЖДЕНИЕ
РЕЗУЛЬТАТОВ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
5.1 Моделирование канала генерирования системы
электроснабжения
5.1.1 Соотношение параметров нагрузки с выходными параметрами генератора
5.1.2 Результаты моделирования
5.2 Сопоставление расчетной внешней характеристики с экспериментальной
5.3 Выводы по главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ

9. Режимы работы:
Мощность Время Примечание
р А НОМ Длительно Во всем диапазоне рабочей частоты вращения генератора
1 Д ХР ном не более Во всем диапазоне рабочей
5 мин частоты вращения генератора
2хР„ом не более Во всем диапазоне рабочей
5 сек частоты вращения генератора
10. Номинальный КПД системы генерирования - не менее 90%.
11. Варианты конструктивного исполнения генератора:
Тип исполнения Приводящий агрегат Максимальная частота вращения, птах Система охлаждения
Вынесенный Вал коробки приводов Без ограничений Без ограничений
Встроенный Вал авиадвигателя 14000 об/мин Жидкостная
12. Диапазон частоты вращения приводного вала - (0,65... 1)хптах.
13. Сухая масса генератора - не более 36 кг.
14. Номинальный КПД генератора - не менее 95%.
15. Срок службы генератора - 40 лет.
16. Начальный срок службы - 15 лет.
17. Средняя наработка на отказ в полете - не менее 10000 час.
2.3 Особенности реализации генераторов, встроенных в авиадвигатель и вынесенных на коробку самолетных
агрегатов
В системе электроснабжения постоянного тока повышенного напряжения могут использоваться генераторы с электромагнитным возбуждением, с высокоэнергетическими постоянными магнитами, с комбинированной системой возбуждения, а также вентильно-индукторные генераторы [16-19].