Параметры обмотки статора и режимы асинхронного генератора, повышающие качество электроэнергии для питания электрооборудования почвенно-экологической лаборатории

• Автор: Баракин, Николай Сергеевич
• Шифр специальности: 05.20.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Краснодар
• Количество страниц: 191 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

1 СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ

1.1 Выбор электрооборудования почвенно-экологической лаборатории и

анализ его установленной мощности

1.2 Анализ существующих автономных источников, применяемых в АПК

1.3 Существующие методы и схемы стабилизации напряжения асинхронных генераторов

1.4 Современный уровень развития технических и электротехпологи-

ческих показателей статорных обмоток асинхронных генераторов.

1.5 Выводы, обоснование рабочей гипотезы, цель работы и задачи исследования

2 РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ АСИНХРОННОГО ГЕНЕРА ТОРА
С ШЕСТИЗОННОЙ ОБМОТКОЙ СТА ТОРА
2.1 Математическая модель асинхронного генератора с серийной обмоткой статора при включении несимметричной нагрузки
2.2 Синтез схемы шестизонной обмотки статора асинхронного генератора
2.3 Математическая модель асинхронного генератора с шестизонной обмоткой статора при включении несимметричной нагрузки
2.4 Выводы по второй главе
3 РЕЗУЛЬТАТЫ РАСЧЕТОВ И ЛАБОРАТОРНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
А СИНХРОННОГО ГЕНЕРА ТОРА С ШЕСТИЗОННОЙ ОБМОТКОЙ.
3.1 Оценка степени стабилизации напряжения асинхронного генератора с
серийной, автотрансформаторной и шестизонной обмоткой статора.
3.2 Методика и результаты испытания асинхронного генератора с шестизонной обмоткой статора
3.3 Выводы по третьей главе
4 ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ПРИМЕНЕНИЯ АСИН-
ХРОННОГО ГЕНЕРАТОРА С ШЕСТИЗОННОЙ ОБМОТКОЙ СТАТОРА В АВТОНОМНОМ ИСТОЧНИКЕ ПИТАНИЯ
4.1 Экономическая эффективность внедрения асинхронного генератора с
шестизонной обмоткой статора в автономном источнике при проведении полевого почвенного обследования
4.2 Выводы по четвертой главе
ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЯ
А Перечень электрооборудования почвенно-экологической лаборатории
Б Технические характеристики электроагрегатов
В Результаты испытания синхронных генераторов

Г Методика расчета обмоток статора для определения степени размагничивания от тока ротора
Д Справочные данные базового двигателя 4А100Я
Е Результаты расчета степени размагничивания генератора от тока
ротора при определенном воздушном зазоре
Ж1 Результаты исследования асинхронного генератора в двигательном
режиме
Ж2 Результаты исследования асинхронного генератора в генераторном
режиме с самовозбуждением
И Регрессионный анализ внешних характеристик асинхронного генератора
К Копии актов, патентов и свидетельств на программные продукты
ВВЕДЕНИЕ
Территория Западного Предкавказья является уникальным природным объектом и крупной многоотраслевой частью Северо-Кавказского экономического района Российской Федерации. Краснодарский край, располагая лишь 3 % сельскохозяйственных угодий России, производит 16 % зерна озимой пшеницы, 40 % зерна озимого ячменя, 24 % зерна кукурузы, 50 % риса, 30 % подсолнечного масла, 25 % сахара [43].
Сохранение и увеличение показателей плодородия сельхозугодий является не только приоритетной задачей Краснодарского края, но и государственной задачей РФ. В связи с этим разработана нормативная база в виде постановлений правительства [136], [135] и концепции развития сельских территорий [137].
В этих правовых актах определена необходимость проведения комплексного государственного мониторинга сельскохозяйственных земель с целью предотвращения выбытия из севооборота земель сельскохозяйственного назначения, сохранения и вовлечения их в сельскохозяйственное производство, обеспечения всех заинтересованных структур достоверной информацией о состоянии и плодородии сельскохозяйственных земель и их фактическом использовании [81].
Использование данных агрохимического обследования полей позволяет определять потребность почв в основных элементах минерального питания, содержание гумуса по полям и другие показатели плодородия в соответствии с рекомендациями [61] по хозяйствам и в целом по району, и с учетом этого планировать потребность в минеральных удобрениях на текущий год [66].
Улучшение качества почвы, сокращение сроков проведения почвенного мониторинга, ведущего к сокращению стоимости обследования, невозможно без применения новейшего электрооборудования, электроприборов и электроустановок. Для проведения почвенного мониторинга появляются новые электронные приборы и электрооборудование, а также портативные лаборатории, которые способны существенно сократить сроки проведения почвенного анализа, а в ряде случаев, выдать предварительные результаты в течение нескольких

^wx)□^caЬSa^дcшдocпдaжшшvicq

^ЛГ~ТТКАГТГУЛГУ^ПТТТТТУГТУА/7ГУ/У^Г1АРТГЇ~Т?ГП| ^ШД^КІЮОІЗЮХШЗДЗДДСВШХШ'^^

Д-.-ГД

Рисунок 1.22 - МДС от тока возбуждения и от тока нагрузки, 2р= 10, а); 2р = 8, б)
Для указанных токоприемников в большей мере подходит разработанная восьмиполюсная модулированная обмотка [22, 38, 98] при Д= 2п!Ъ и а= - 50° (рисунок 1.23). Для получения среднего напряжения ее выполняют с дополнительными выводами.
Рисунок 1.23 - Схема обмотки статора, принципиальная схема соединения обмоток с подключением конденсаторов возбуждения и указанием соотношения ЭДС на отдельных выводах
Направление разработки модулированных обмоток продолжил в своих исследованиях Синицын A.B. [142]. Автор предложил двухчастотный генератор на 200/50 Гц для питания электроприводов и оборудования стригальных цехов. Обоснована схема статорной обмотки для генератора на 200/50 Гц, со схемой соединения фаз YY/Y и с соотношением витков в однослойных и двухслойных катушках равным 4/3. Для этой обмотки к0бз = 0,883 , к„б2~ 0,79 , те>н ~ 0,171 , rd7= 0,0057. Наличие заметных амплитуд высших гармоник (рисунок 1.24 и 1.25) потребовало анализа их дополнительных тормозных моментов.
По нашему мнению, рассмотренные выше комбинированные обмотки на частоту тока 200 Гц и двухчастотные не решают поставленных нами задач для питания мобильной почвенно-экологической лаборатории.