Разработка системы рекуперации энергии на базе асинхронного генератора

• Автор: Иванов, Александр Сергеевич
• Шифр специальности: 05.09.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 160 с. : ил.

Оглавление
Введение
Глава 1. Система рекуперации давления как решение проблемы
гидравлической разбалансированности систем тепло- и водоснабжения
Глава 2. Выбор типа электрической машины и схемы, пригодной для использования в СРД
2.1 Выбор типа электрической машины
2.1.1 Асинхронная машина
2.1.2 Синхронная машина
2.1.3 Вентильно-индукторная машина
2.1.4 Машина постоянного тока
2.2 Анализ различных структур системы рекуперации давления
2.2.1 Работа генератора параллельно с сетью
2.2.2 Работа генератора в автономном режиме
2.2.3 Работа генератора на инвертор
2.2.4 Смешанная структурная схема
2.3 Асинхронный генератор на практике и в трудах исследователей45 Глава 3. Конструкция и принцип работы СРД
3.1 Конструкция СРД
3.2 Принцип работы установки СРД
3.3 Система управления установкой СРД
3.4 Работа системы управления
Глава 4. Математическая модель асинхронной машины
4.1 Моделирование в МаЙаЬ-ЗшшНпк
4.1.1. Переходные процессы в асинхронной машине
4.1.2 Описание модели
4.1.3 Зависимость пусковых токов от скорости вращения ротора и фазы напряжения включения
4.1.4. Ограничение пусковых токов
4.1.5 Влияние внешнего ударного момента на работу асинхронного
генератора
4.2 Моделирование в среде программирования МаВаЬ
Глава 5. Работа генератора на автономную нагрузку
Глава 6. Проверка электромагнитной совместимости
Глава 7. Оценка экономической эффективности внедрения системы
рекуперации энергии
Основные выводы и результаты работы
Список литературы
ПРИЛОЖЕНИЕ 1. Модель асинхронной машины в среде
программирования МаВаЬ
ПРИЛОЖЕНИЕ 2. Технические характеристики прибора
«Энергомонитор 3.3»
ПРИЛОЖЕНИЕ 3. Расчёт себестоимости и срока окупаемости
установки по рекуперации давления
ПРИЛОЖЕНИЕ 4. Акт о внедрения результатов диссертационного исследования

Введение
Актуальность работы. Современная энергетика в РФ характеризуется направлением к повышению надежности, энергоэффективности и экологической безопасности, что соответствует основным положениям «Энергетической стратегии России на период до 2030 года» и ФЗ - 261 «Об энергосбережении и повышении энергетической эффективности».
По данным Министерства по науке и образованию РФ до 60 % резервов возможной экономии электроэнергии находится в сфере потребления.
Известно, что крупные города по всему миру потребляют огромное количество энергии. И потребление электроэнергии постоянно растет. Так, рост потребления электроэнергии в г. Москве достигает 5 % в год. При росте электропотребления растёт и дефицит мощностей. В настоящее время он оценивается в 12-15 % от общего уровня потребления. При этом потенциал энергосбережения Москвы оценивается примерно в 11 млн. т. у.т. в год, т.е. около 1 % от всего потребления первичной энергии в России. Неразумно при таком огромном потенциале энергосбережения решать проблему надежного обеспечения города энергоресурсами только за счет увеличения производства энергии.
Поисками новых нетрадиционных источников энергии занято значительное число учёных в различных областях науки и техники.
Актуальной является и проблема гидравлической разбалансированности систем теплоснабжения. Известно, что при транспортировке рабочих и технологических жидкостей (водные среды, углеводороды и др.) для преодоления гидравлического сопротивления магистральных трубопроводов мощность насосных агрегатов выбирается исходя из требуемого давления среды для обеспечения самых удалённых объектов. Все абоненты, расположенные ближе, вынуждены получать

повышает надежность и уменьшает стоимость машины. Принцип действия индукторной машины основан на реактивном взаимодействии зубцов статора и ротора. Число зубцов статора и ротора различно. В генераторном режиме возбуждение подается в момент согласованного положения зубцов статора и ротора, за которым следует отрезок времени генерирования ЭДС в фазах (в других катушках статора).
Индукторные генераторы могут выполняться одноименно- и разноименнополюсными, одно- и двухсторонним возбуждением. В одноименнополюсных индукторных машинах к якорю примыкают полюсы только одной полярности, в разноименнополюсной — различной полярности. Однако и для такой конструкции машины радиальная индукция в каждой точке рабочего воздушного зазора сохраняет свое направление неизменным.
При одном и том же значении ЭДС якорная обмотка вентильноиндукторного генератора имеет большее число витков, чем якорная обмотка классического синхронного генератора. При одинаковой мощности индукторные генераторы имеют более развитый (объемный) магнитопровод и большую массу, чем машины со знакопеременным потоком.
2.1.4 Машина постоянного тока
К существенным недостаткам генераторов постоянного тока относятся большие масса и габариты, сложность конструкции (наличие щеточно-коллекторного узла), меньшая надёжность по сравнению с другими типами электрических машин и высокая стоимость. К тому же при работе генератора постоянного параллельно с сетью, необходим инвертор, существенно увеличивающий стоимость установки. В итоге можно сделать вывод, что генератор постоянного тока не является альтернативой ни асинхронному, ни синхронному, ни вентильно-индукторному генераторам при работе в системе рекуперации энергии как при