Разработка системы автономного электроснабжения на базе двухмерной электрической машины

• Автор: Самородов, Александр Валерьевич
• Шифр специальности: 05.09.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Краснодар
• Количество страниц: 148 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ с.

ВВЕДЕНИЕ

1. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1 Общие сведения

1.2 Сравнительный анализ традиционных способов и средств использования НВИЭ

1.3 Экологические и технико-экономические предпосылки комплексного использования НВИЭ

1.4 Современные способы и средства повышения

качества электроэнергии в нетрадиционной энергетике

1.5 Выводы
2. РАЗРАБОТКА ПЕРСПЕКТИВНЫХ КОНСТРУКЦИЙ ДЭМ-Г ДЛЯ СИСТЕМЫ НЕТРАДИЦИОННОЙ ЭНЕРГЕТИКИ
2.1 Общие сведения
2.2 Принцип работы и основные теоретические
соотношения в ДЭМ
2.3 Разработка конструкции цилиндрической ДЭМ-Г
2.3 Разработка методики расчета ДЭМ, установление связей
между ЭДС и токами ротора и якоря
2.5 Перспективные разработки ДЭМ-Г аксиальной конструкции
2.6 Реализация теоретических оптимальных соотношений для ЭМ аксиальной конструкции - разработка ЭМ других назначений
2.7 Выводы
3. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ДЭМА-Г
3.1 Общие сведения
3.2 Обобщенный ЭМПЭ как основа для моделирования
3.3 Выбор рациональной системы координат
3.4 Построение математической модели ДЭМА-Г

3.5 Выводы
4. РЕАЛИЗАЦИЯ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ДЭМ
4.1 Общие сведения
4.2 Реализация модели ДЭМ
4.3 Установление связей между динамическими показателями и параметрами ДЭМ
4.5 Выводы
5. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ РАЗЛИЧНЫХ КОНСТРУКЦИЙ ДЭМ
5.1 Общие сведения
5.2 Обоснование программы и методики эксперимента
5.3 Обоснование рационального экспериментального стенда
5.4 Результаты экспериментальных исследований
5.5 Выводы и рекомендации по практическому применению результатов экспериментальных исследований
5.6 Выводы
6 РАЗРАБОТКА СИСТЕМЫ АВТОНОМНОГО ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ НА БАЗЕ ДЭМ-Г
6.1 Общие сведения
6.2 Разработка схем согласования НВИЭ с потребителями
6.3 Разработка комбинированной системы автоматического электроснабжения на базе ДЭМ- Г
6.4 Разработка принципов согласования работы нескольких ДЭМ-Г параллельно с сетью
6.5 Выводы
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы. В настоящее время основным (82 %) источником получения электрической энергии в мире является ископаемое топливо и отчасти (на 16 %) - растительное топливо. Вместе с тем энергия, поступающая от Солнца на Землю, превышает современное энергопроизводство в 2-104 раз. К этому следует добавить, что около 2 % поступающей на Землю солнечной радиации превращается в энергию ветра, как результат тепловых процессов, происходящих в атмосфере.
В общем случае энергию ископаемого топлива, и даже гидроэнергию, используемую человеком для получения электрической энергии, можно рассматривать как преобразованную солнечную энергию по схеме: солнечная радиация - органический синтез (образование каменного угля, нефти, газа и т.п.) - сжигание топлива (получение тепловой энергии) - преобразование тепловой энергии сначала в механическую (в турбине), а затем - в электрическую в (генераторе); или по схеме : солнечная радиация - испарение влаги - конденсация - осадки -водоемы преобразование механической энергии водного потока в электрическую энергию. Однако коэффициент преобразования солнечной энергии, как подавляющей энергии на Земле, по приведенным (природным) схемам не превышает сотых долей процента и вместе с тем огромный её поток, поступающий на Землю, используется в незначительных количествах.
Тем не менее можно сказать, что едва начавшейся эре энергии ископаемого топлива, уже сейчас грозит закат в силу четырех следующих обстоятельств: обостряющейся экологической ситуации, возрастающего энергетического кризиса, близкого к истощению состояния ископаемого

Это достигается тем, что вокруг шихтованного якоря с обмоткой и щеточно-коллектроным аппаратом машины постоянного тока концентрически размещен кольцевой также шихтованный магнитопровод, снабженный короткозамкнутой обмоткой типа беличьей клетки ротора асинхронного двигателя, впрессованный в корпус, который имеет возможность вместе с магнитопроводом вращаться вокруг якоря, а усиливающая механическую энергию, подаваемую на вход усилителя, электрическая энергия поступает в обмотку якоря через щеточноколлекторный аппарат.
Рассмотрим принцип работы двухмерной электрической машины с короткозамкнутым ротором (т.е. нерегулируемый вариант - ДЭМ-НР) Общий вид ДЭМ - НР представлен на рис 2.1.
1 2 5 4 3
ДЭМ содержит якорь 1 машины постоянного тока общепринятой конструкции с обмоткой 2, уложенной в пазах 5, коллектор 4 с щетками 3, к