Обоснование рациональных параметров и режимов работы генераторных установок для сельскохозяйственных машин

• Автор: Коратаев, Константин Эдуардович
• Шифр специальности: 05.20.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Барнаул
• Количество страниц: 198 с. : ил.

Содержание

ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1. Генераторная установка как элемент системы электроснабжения сельскохозяйственной техники.

1.2. Обзор систем автономного электропитания бортовых сетей тракторов

и комбайнов на два уровня напряжения

1.3. Методы исследования вентильных индукторных

генераторных установок

1.4. Особенности расчета магнитного поля электрических машин

1.5. Особенности исследования индукторных генераторов

на основе математических моделей

1.6. Цель и задачи исследования.

ГЛАВА 2. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ГЕНЕРАТОРНЫХ УСТАНОВОК ДЛЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ МАШИН
2.1. Схема замещения магнитной цепи индукторного генератора
с постоянными магнитами в пазах ротора
2.2. Математическая модель постоянного магнита в пазах ротора индукторного генератора.
2.3. Математическая модель и схема замещения ферромагнитного участка
с учетом вихревых токов.
2.4. Расчет магнитной проводимости между зубцом статора и ротора генераторной установки с переменным сечением полюсов
2.5. Разработка математической модели генератора
2.6. Описание структуры данных
2.7. Составление и решение систем уравнений электрической
и магнитной цепи генератора.
2.8. Работа на модели
Выводы.
ГЛАВА 3. ОБОСНОВАНИЕ РАСЧЕТНЫХ ПАРАМЕТРОВ ГЕНЕРАТОРОВ НА ДВА УРОВНЯ НАПРЯЖЕНИЯ
ДЛЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ МАШИН.
3.1. Основные рекомендации по конструкции и схеме генераторов
на два уровня напряжения ГДУ.
3.2. Выбор числа фаз и схемы соединения обмоток.
3.3. Основные соотношения при выпрямлении.
3.4. Исследование характеристик ГДУ
3.5. Анализ работы двухуровневой бортовой системы с ГДУ.
3.6. Расчет баланса электроэнергии в цепях с ГДУ
ГЛАВА 4. МЕТОДИКА ПРОЕКТИРОВАНИЯ ГДУ. ОЦЕНКА
ТЕХНИКОЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ.
4.1. Определение технических требований и принятие основных ограничительных решений.
4.2. Выбор параметров зубцовой зоны генераторов.
4.3. Проектирование с унификацией по базовой модели.
4.4. Описание спроектированных образцов ГДУ.
4.5. Методика исследования и проектирования ГДУ.
4.6. Расчт экономической эффективности от внедрения генераторов
двойного питания
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Эти обстоятельства усложняют проблему обеспечения высокой надёжности и долговечности генераторных установок сельскохозяйственной техники. Нетребовательность к техническому уходу и регулировкам в эксплуатации. Возможность экономичного и точного автоматического регулирования напряжения при изменении скорости вращения и нагрузки в широких пределах. Низкие начальные обороты отдачи, исключающие разряд аккумуляторной батареи на обмотку возбуждения генератора при минимальных скоростях вращения двигателя сельскохозяйственной машины. Закрытое исполнение, обеспечивающее надёжную работу при высокой загрязнённости окружающей среды. Возможность работы в широком диапазоне температур и климатических условий. Полное выпрямление мощности, возможность работы в комплексе с полупроводниковым выпрямителем. В таблице 1. Технические характеристики генераторов Таблица 1. Анализ технических характеристик генераторов (табл. В то же время богатейшее разнообразие известных типов электрических генераторов столь велико, что нет необходимости в изобретении специального генератора для тракторов и комбайнов. Основная задача заключается в обоснованном выборе из всего многообразия известных в современной технике типов электрических генераторов того, который в оптимальной степени удовлетворял бы современным требованиям к перспективным генераторам, для сельскохозяйственной техники. В то же время многообразие функций, выполняемых современными тракторами и комбайнами, разнообразие их работы, повышение требовательности к удобству эксплуатации и управлению ими, стремление к автоматизации, появление на тракторах и комбайнах электропотребителей на два уровня напряжения не может быть обеспечено современной генераторной установкой. Поэтому в настоящее время практически отсутствуют надежные и относительно недорогие генераторные установки, удовлетворяющие требованиям для сельскохозяйственных машин. Как известно, что потребление электроэнергии на комбайнах, тракторах и автомобилях за каждые лет примерно удваивается [1], появляются всё новые и новые потребители электроэнергии. Это связано с тем, что в последнее время особенно резко возросли требования к комфорту и экологическим показателям сельскохозяйственной техники. Кроме того, предъявляются дополнительные требования, обусловленные обеспечением заданного качества вырабатываемой электроэнергии с разными уровнями выходного напряжения. В настоящее время вся сельскохозяйственная техника работает на дизельном топливе. Для запуска дизельных двигателей требуются стартеры в 3-4 раза больше, чем для бензиновых. Применение системы электрооборудования на два уровня напряжения / В обусловлено тем, что при сохранении всех изделий электрооборудования бортовой сети с номинальным напряжением В применение стартера с напряжением В позволяет увеличить его мощность в 1,5 раза по сравнению со стартером В, в тех же габаритах и массе. Это наиболее актуально для сельскохозяйственных машин, работающих в районах с холодным климатом, где требуется стартер большой мощности. В настоящее время стандарты устанавливают номиналы напряжений для потребителей электроэнергии бортовых сетей тракторов и комбайнов В и В постоянного тока. Номинальные напряжения для автономных бортовых генераторов соответственно В и В. Разница обусловлена относительно высоким падением напряжения в подводящих проводах и соединительных контактах. Поминал напряжения В в основном применяется на большинстве легковых автомобилей и массовых сельскохозяйственных тракторах и комбайнах. Номинал напряжения В часто применяется на комбайнах, промышленных тракторах, грузовых автомобилях, дорожно-строительных машинах. Выбор номинала бортового напряжения в каждом конкретном случае остаётся за разработчиком комбайна, трактора или другого подвижного объекта с автономным электропитанием и в значительной мерс определяется номенклатурой электропотребителей. Номинал напряжения В появился значительно позже номинала В, но до сих пор часть электропотрсбителсй на В уступают но эксплуатационным показателям своим -вольтовым аналогам.