Системы генерирования электрической энергии на базе магнитоэлектрического генератора и активного выпрямителя

• Автор: Стенников, Алексей Алексеевич
• Шифр специальности: 05.09.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 196 с. : ил.

1. АНАЛИЗ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ПРОЦЕССОВ В СИСТЕМЕ «МЭГ-АВ» ПО ОСНОВНОЙ ГАРМОНИКЕ
1Л. Постановка задачи. Математическая модель и методы анализа системы «МЭГ-АВ»
1.2. Электромагнитные процессы в системе «МЭГ-АВ» при единичном коэффициенте мощности относительно зажимов МЭГ
1.3. Электромагнитные процессы в системе «МЭГ-АВ» при заданном неединичном коэффициенте мощности относительно зажимов МЭГ
1.4. Электромагнитные процессы в системе «МЭГ-АВ» при заданном коэффициенте мощности относительно ЭДС холостого хода МЭГ
1.5. Электромагнитные процессы в системе «МЭГ-АВ» при заданном коэффициенте мощности относительно зажимов МЭГ без применения фильтра
1.6. Электромагнитные процессы в системе «МЭГ-АВ» с учетом Сызх при единичном коэффициенте мощности относительно зажимов МЭГ
1.7. Выводы по первому разделу
2. СПЕКТРАЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ТОКОВ И НАПРЯЖЕНИЙ В СИСТЕМЕ «МЭГ-АВ»
2.1. Постановка задачи. Спектральный анализ фазных напряжений активного выпрямителя
2.2. Спектральный анализ токов и напряжений в системе «МЭГ-АВ» без применения фильтра
2.3. Спектральный анализ токов и напряжений в системе «МЭГ-АВ» с учетом конденсатора входного фильтра
2.4. Выводы по второму разделу
3. СИСТЕМЫ ГЕНЕРИРОВАНИЯ ПЕРЕМЕННОГО ТИПА «МЭГ-АВ-ИН» ДЛЯ АВТОНОМНЫХ ОБЪЕКТОВ
3.1. Системы генерирования переменного типа «МЭГ-АВ-ИН» для летательных аппаратов
3.2. Системы «МЭГ-AB» в составе СГЭЭ для ветроэнергетических установок
3.3. Выводы по третьему разделу
4. ФИЗИЧЕСКИЙ ЭКСПЕРИМЕНТ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЯ
В настоящее время системы генерирования электрической энергии (СГЭЭ) получили широкое распространение в различных сферах человеческой жизнедеятельности. Без них не может обойтись ни один летательный аппарат, ни один надводный или подводный корабль, и вообще практически ни один вид транспорта. В подобных аппаратах электроэнергия необходима для функционирования средств связи, навигации, освещения, для сервисных нужд
и.т.д. Кроме того, некоторые средства передвижения используют в качестве тягового двигателя электрическую машину постоянного или переменного тока, энергию для которой поставляет генератор, вращаемым двигателем внутреннего сгорания.
Помимо этого, в последние годы значительно возрос интерес к так называемым альтернативным источникам энергии, которые, являясь экологически чистыми, наносят минимальный вред окружающей среде. К таким источникам энергии относят ветроэлектрические установки, топливные химические элементы, солнечные батареи, электростанции, использующие энергию приливов и отливов, малую гидроэнергетику. В этой области СГЭЭ также находят все возрастающее применение.
При всем разнообразии применений задачи СГЭЭ практически неизменны: при нестабильном внешнем источнике электрической энергии обеспечить выходное напряжение требуемой амплитуды, требуемой частоты (в СГЭЭ переменного тока) и требуемого качества в как можно более широком диапазоне изменения нагрузки и внешнего источника.
СГЭЭ можно разделить на следующие основные группы:
• СГЭЭ постоянного тока;
• СГЭЭ переменного тока.
Следует заметить, что при М=1 от генератора отнимается максимально возможная активная мощность при данной скорости п Результаты расчетов приведены на рис. 1.16. и рис. 1.17. соответственно. Полученные графики позволяют сделать следующие выводы:
• Возможна работа системы при Есгхх > —^—, то есть при п' >
2л/2 • с| <1
широком диапазоне нагрузок. При этом энергетически наиболее оптимален режим, в котором при данной скорости вращения генератора п напряжение инвертора иннор синфазно с током генератора 1сг.
• При этом алгоритме управления имеется возможность регулирования активной мощности Рсг> потребляемой от генератора при данной п, изменением глубины модуляции инвертора М. Это регулирование практически не влияет на ток генератора 1сг, который почти не изменяется с ростом п, и реактивную мощность генератора Эсг, растущую по приблизительно линейному закону с увеличением п. Эти факторы приводят к падению коэффициента мощности генератора %сг с уменьшением М.
• Увеличение с] ухудшает энергетические характеристики системы: при одних М и п с ростом ц уменьшается максимально достижимая активная мощность генератора, увеличивается его напряжение и реактивная мощность, и, как следствие, падает коэффициент мощности генератора.
Представим в описываемом режиме аналогично разделу 1.2 сигнал задания инвертора как сумму двух ортогональных сигналов - сигнала задания на мощность изадр и сигнала задания на фазу тока генератора изадф. Подобие треугольников, образованных векторами исг,ии1ЮР , и 1Гвх и изадР, и №х, исг позволяет записать:
^задР ^задф (^СГ ^задср)'
Выразив ИЗ ЭТОГО выражения ІІзадс,, с учетом (1.19) получим в относительных единицах следующую систему уравнений: