Энергетическая система с электродинамическими накопителями

• Автор: Коробов, Александр Сергеевич
• Шифр специальности: 05.09.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 163 с. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение
Г лава 1. Обзор и анализ схемно-конструктивных решений ЭДГ. Анализ физических процессов в ЭДН
1Л. Принцип действия и классификация ЭДГ
1.2. Типы экранов и активных зон ЭДГ
1.3. Схемы импульсного конденсаторного возбуждения ЭДГ
1.4. Общая структура ЭДН и его физическая модель
1.5. Приближенный анализ индуктивных параметров и электромагнитного момента ЭДГ
Глава 2. Математические модели процессов в ЭДГ и ЭДН
2.1. Математическая модель первого типа
2.2. Математические модели второго типа
2.3. Основные соотношения энергетического баланса в ЭДН
Глава 3. Анализ результатов математического моделирования электромеханических процессов в ЭДГ и ЭДН
3.1. Импульсный ток нагрузки и токи в обмотках ротора
3.2. Энергия импульса тока в нагрузке и КПД ЭДГ
3.3. Угловая скорость и электромагнитный момент ЭДГ в процессе генерирования и отбора кинетической энергии от МН
Глава 4. Основные положения расчета параметров ЭДН
4.1. Расчет главных размеров и массогабаритных показателей ЭДГ
4.2. Предельная энергия ЭДГ
4.3. Методика приближенной оценки теплового состояния активных частей ЭДГ
4.4. Основные типы маховиков и запасаемая кинетическая энергия
4.5. Расчетная мощность и масса разгонных двигателей
4.6. Масса электроэнергетической системы с ЭДН
4.7. Сопоставление расчета с экспериментальными данными, полученными на макете ЭДН
4.8. Рекомендации по созданию образцов ЭДГ для ЭДН
Заключение
Библиографический список использованной литературы
ВВЕДЕНИЕ

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ И ТЕРМИНОЛОГИЯ.
Системы'импульсного электропитания для ряда электрофизических и технологических установок, ускорителей масс, твердотельных оптических квантовых генераторов и других потребителей импульсной мощности в настоящее время активно разрабатываются за рубежом и у нас в стране с использованием электродинамических накопителей энергии (ЭДН).
ЭДН в общем случае содержат механический накопитель энергии (МН) и специальный генератор импульсной мощности - электродинамический генератор (ЭДГ) и систему управления и коммутации. Термин - ЭДГ -объединяет ряд названий специальных электромеханических генераторов с периодическим (циклическим) режимом работы.
Для различных конкретных модификаций таких электрических машин используются названия “ударные генераторы”, “генераторы ударной мощности”, “компульсаторы”, “компрессионные генераторы”, “импульсные электромашинные генераторы”. Так как во всех специальных электрических машинах данного класса рабочие режимы реализуются на основе нестационарных процессов с быстро изменяющимися напряжениями, токами, магнитными индукциями и электромагнитными силами (электромагнитными моментами) в активной зоне, предложенное профессором Бутом Д.А. название ЭДГ является наиболее общим и достаточно полным. Такие генераторы, основанные на периодической деформации магнитного поля, работают в циклическом неустановившемся режиме, близком к режиму внезапного короткого замыкания синхронных машин.
По сравнению с используемыми для подобных целей емкостными или индуктивными накопителями, ЭДГ обеспечивают высокую частоту следования токовых импульсов, их рациональную форму, хорошие регулировочные

требуется для ряда потребителей импульсной мощности электрофизических или технологических установок.
Поперечный экран (а=0) не имеет электрических контуров по продольной оси и не задерживает процесс начального возбуждения. Другие типы экранов, имея электрические контура по продольной оси, увеличивают время процесса возбуждения до заданного значения тока возбуждения, увеличивают время паузы между циклами генерирования импульсов и снижают максимальную частоту их следования. Снижение времени начального возбуждения при этих типах экранов достигается импульсным конденсаторным возбуждением за счет разряда предварительно заряженного конденсатора в цепи возбуждения ЭДГ.
В ЭДГ-3 (рис. 15) начальное возбуждение осуществляется через обмотку статора 1 при разомкнутых К2 и К3 замыканием К і с некоторым опережением по отношению к соосному положению обмоток 1 и 2. Затем при положении обмоток 1 и 2, близком к соосному, размыкается К] и замыкаются К2 и К3. Возбуждение на ротор со статора передается трансформаторно. Обмотка статора 1 выполняет функцию обмотки начального возбуждения и обмотки якоря, к которой замыканием К2 подключается ИН. Замкнутая накоротко посредством К3 обмотка 2 захватывает магнитный поток и при повороте ротора на 180° происходит противовключение полюсов статора и ротора, сжатие магнитного поля и генерирование импульса тока в ИН подобно тому, как это происходит в ЭДГ-1 и ЭДГ-2. Обмотки могут выполняться как идентичными, так и с разными параметрами.
Во всех типах ЭДГ стремятся снизить минимальную индуктивность обмоток при сжатии магнитного поля в момент противовключения полюсов (индуктивность рассеяния). Для этой цели часто в пазах магнитопровода устанавливают дополнительные медные пластины - экраны между проводниками основных обмоток, а лобовые части их заключают в электропроводящие капсулы.