Асинхронный генератор с улучшенными эксплуатационно-техническими характеристиками для автономных систем электроснабжения

• Автор: Попов, Андрей Юрьевич
• Шифр специальности: 05.09.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Краснодар
• Количество страниц: 157 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ОСНОВНЫЕ ПРИНЯТЫЕ СОКРАЩЕНИЯ
ВВЕДЕНИЕ
1 ГЕНЕРАТОРЫ АВТОНОМНЫХ СИСТЕМ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ: НЕДОСТАТКИ И ПЕРСПЕКТИВЫ
1.1 Структурная схема, технические характеристики и режимы работы автономных систем электроснабжения
1.2 Технические характеристики эксплуатируемых генераторов переменного тока
1.3 Автономные источники электроэнергии
1.3.1 Основные требования к автономным источникам
1.3.2 Перспективные автономные источники
1.4 Задачи исследования и выводы по первой главе
2 АНАЛИЗ И СИНТЕЗ УСТРОЙСТВ СТАБИЛИЗАЦИИ НАПРЯЖЕНИЯ АСИНХРОННЫХ ГЕНЕРАТОРОВ
2.1 Способы регулирования основного магнитного потока асинхронного генератора
2.2 Устройства стабилизации напряжения асинхронного генератора
2.3 Разработка стабилизатора напряжения для бесконтактного асинхронного генератора
2.4. Выводы по второй главе

3 РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ РАСЧЕТА СТАТОРНЫХ ОБМОТОК АСИНХРОННОГО ГЕНЕРАТОРА
3.1 Матричная теория формирования статорных обмоток
3.2 Применение диаграммы Гёргеса для анализа МДС статорных обмоток генератора
3.3 Методика расчета оптимальных статорных обмоток асинхронного генератора
3.4 Выводы по третьей главе
4 РАСЧЕТ КРИТЕРИЕВ ЭФФЕКТИВНОСТИ И ПАРАМЕТРОВ АСИНХРОННОГО ГЕНЕРАТОРА. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
4.1 Основные ограничения при проектировании бесконтактных генераторов с приводом от высокоскоростных двигателей
4.2 Потери и КПД высокоскоростных асинхронных генераторов
4.3 Удельная масса и предельная мощность бесконтактных высокоскоростных генераторов
4.4 Расчет параметров асинхронного генератора
4.5 Экспериментальные исследования
4.6 Выводы по четвертой главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
ПРИЛОЖЕНИЯ

ОСНОВНЫЕ ПРИНЯТЫЕ СОКРАЩЕНИЯ
АБ - аккумуляторная батарея;
АД - авиационный двигатель;
АГ - асинхронный генератор;
БКВ - блок конденсаторов возбуждения;
ВУ - выпрямительное устройство;
Г- генератор электроэнергии;
КПД - коэффициент полезного действия;
МГП - массогабаритные показатели;
ППЧ - непосредственный преобразователь частоты;
САЭ - система автономного электроснабжения;
СГ - синхрогенератор;
СГВВ - синхронный генератор с вращающимися выпрямителями; СУ - система управления;
СЭС - система электроснабжения самолета;
ЭМГ - электромеханический генератор;
ЭМП - электромагнитные помехи;
ЭМС - электромагнитная совместимость;
ЭТХ - эксплуатационно-технические характеристики.

Напряжение генератора при нагрузке определяют степень насыщения магнитной цепи и параметры статорной обмотки. Увеличение насыщения вызывает в большей степени рост намагничивающего тока, что отрицательно сказывается на мощности генератора, особенно с многополюсной обмоткой, целесообразность применения которой, например, в генераторах повышенной частоты тока, обусловлена приемлемой частотой вращения приводного двигателя. Влиять на напряжение генератора изменением параметров статорной обмотки возможно только за счёт её особой конструкции.
Разработка статорных обмоток с конструктивными признаками, способствующими улучшению ЭТХ АГ при нагрузке, требует анализа современных методов их формирования.
Таким образом, вернуть АГ конкурентоспособность, как автономного источника электроэнергии (АИЭ) может асинхронная машина, специально проектируемая для работы в генераторном режиме на высоких частотах вращения приводного двигателя.
1.4 Задачи исследования и выводы по первой главе
Как известно, к АИЭ предъявляются повышенные эксплуатацинно-технические характеристики. Этим требованиям в большей мере отвечают короткозамкнутые (бесконтактные) АГ с емкостным возбуждением.
Эксплуатационно-технические характеристики АГ зависят от параметров магнитной системы генератора, в том числе статорных обмоток, и от системы стабилизации напряжения. Для снижения основного недостатка АГ, связанного с ненадёжностью их работы при активно-индуктивной нагрузке, необходим поиск новых схемных решений статорных обмоток.