Обоснование параметров и режимов работы синхронного генератора в составе автономной ветроэнергетической системы электроснабжения овчарни тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.20.02, кандидат наук Деведёркин Игорь Викторович

• Деведёркин Игорь Викторович
• кандидат наук
• 2017

Оглавление диссертации кандидат наук Деведёркин Игорь Викторович

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1 АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ АВТОНОМНОГО ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ И ИСТОЧНИКОВ ГЕНЕРАЦИИ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ ДЛЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ ОБЪЕКТОВ

1.1 Современное состояние развития альтернативных источников энергии для электроснабжения сельскохозяйственных объектов

1.2 Технология содержания и характеристика электрооборудования овчарни

1.3 Схемы генерирования электроэнергии ветроустановками в автономных условиях работы на сельских территориях

1.4 Анализ электрогенераторов, используемых в ветроэнергетических установках небольшой мощности

1.5 Обоснование научной проблемы и цели исследований

2 ОБОСНОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ И РЕЖИМОВ РАБОТЫ СИНХРОННОГО ГЕНЕРАТОРА В СОСТАВЕ АВТОНОМНОЙ СИСТЕМЫ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ОВЧАРНИ

2.1 Разработка автономной ветроэнергетической системы с усовершенствованным синхронным генератором на постоянных магнитах для электроснабжения овчарни

2.2 Обоснование параметров автономной ветроэнергетической системы электроснабжения овчарни и мощности синхронного генератора

2.3 Методика расчета параметров магнитной цепи одной секции синхронного генератора с ферромагнитными вставками и треугольными магнитными полюсами в статическом режиме

2.4 Обоснование выходных характеристик синхронного генератора в динамическом режиме работы

2.5 Выводы

3 МОДЕЛИРОВАНИЕ СТАТИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ МАГНИТНОЙ СИСТЕМЫ СИНХРОННОГО ГЕНЕРАТОРА С ФЕРРОМАГНИТНЫМИ ВСТАВКАМИ И ТРЕУГОЛЬНЫМИ МАГНИТНЫМИ ПОЛЮСАМИ

3.1 Общие принципы и задачи компьютерного моделирования магнитной системы синхронного генератора

3.2 Обоснование эффективности ферромагнитных вставок, магнитных полюсов в магнитной системе синхронного генератора

3.3 Моделирование рационального размещения плоских ферромагнитных пластин и высоты обмотки в магнитной системе синхронного генератора

3.4 Выводы

4 ПРОГРАММА И МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ ПАРАМЕТРОВ И РЕЖИМОВ РАБОТЫ СИНХРОННОГО ГЕНЕРАТОРА

4.1 Программа проведения исследований по определению параметров и режимов работы синхронного генератора с ферромагнитными вставками и треугольными магнитными полюсами

4.2 Методика проведения экспериментальных исследований по выявлению эффекта ферромагнитных вставок и треугольных магнитных полюсов

в магнитной системе синхронного генератора на постоянных магнитах

5 РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

5.1 Обработка данных проводимых экспериментов

5.2 Выводы

6 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ПРИМЕНЕНИЯ ВЭУ ДЛЯ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ОВЧАРНИ

6.1 Расчет стоимости оборудования ветроустановки и синхронного генератора с ферромагнитными вставками и треугольными магнитными полюсами в составе автономной системы электроснабжения овчарни

6.2 Выводы

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЯ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Обоснование параметров и режимов работы синхронного генератора в составе автономной ветроэнергетической системы электроснабжения овчарни»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы исследования. В соответствии с федеральным законом №261 об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности и с госпрограммой "Энергоэффективность и развитие энергетики", а также «Стратегией социально-экономического развития СевероКавказского федерального округа до 2025 года» развитие отдаленных территорий связано с ограниченным подключением к электрическим сетям в связи с износом энергетического оборудования. Небольшие хозяйства удалены от систем централизованного электроснабжения, а прокладка к ним линий электропередачи (ЛЭП) обходится дорого и экономически нецелесообразна.

В настоящее время для электроснабжения удаленных от линий электропередачи маломощных объектов используются автономные системы электроснабжения (АСЭ) на основе бензо-дизельных электростанций. Основными недостатками, которыми считаются большой расход органического топлива на производство одного кВт-ч, высокая себестоимость вырабатываемой электрической энергии, а также интенсивное загрязнение окружающей среды.

Альтернативой автономных электростанций, работающих на углеводородном топливе, могут быть системы электроснабжения с использованием энергии ветра. Применение ветроэнергетических установок (ВЭУ) для электроснабжения потребителей небольшой мощности является наиболее привлекательным в связи с постоянным ростом стоимости на традиционные энергоносители. Однако современные ветроэнергетические устройства электрического снабжения имеют сложную систему автоматической подстройки под постоянные колебания ветрового потока и низкие удельные характеристики генераторов, что снижает эффективность их использования.

Входящие в состав АСЭ электрогенераторы сложны и габаритны, так как имеют системы запуска, устройства стабилизации частоты вращения (оборотов вращения) или намагничивающие обмотки с дополнительными источниками возбуждения. Более простой конструкцией обладают синхронные

генераторы на постоянных магнитах (СГПМ), предназначенные для заряда аккумуляторных батарей (АКБ). Однако магнитные системы этих генераторов до сих пор не совершенны, что приводит к большим потерям магнитной энергии в виде потоков рассеивания и выпучивания. В результате через сечения катушек генератора проходит незначительная часть магнитных силовых линий, приводящих к слабому потокосцеплению с витками обмоток, малому по величине магнитному потоку, низким значениям тока и как следствие выходной мощности. Слабая сила тока в катушке негативно сказывается на времени заряда аккумуляторных элементов и эффективности работы АСЭ с ветроустановкой при небольших скоростях ветрового потока.

Исходя из этого, следует разрабатывать автономные системы электроснабжения с синхронными генераторами на постоянных магнитах (ПМ), у которых процент магнитных потоков рассеяния и выпучивания сводится до минимума. Достижение поставленной цели возможно за счет введения в конструкцию генератора ферромагнитных элементов и дополнительных магнитных полюсов, предназначенных для усиления основного магнитного потока, проходящего через витки катушки. Предложенные конструктивные решения требуют теоретического обоснования и практического подтверждения, поэтому исследования в данной области являются актуальными и представляют научный и практический интерес для автономного электроснабжения с использованием энергии ветра для хозяйств с потребителями небольшой мощности, к которым относятся и овцеводческие фермы.

Работа выполнена в рамках государственного контракта №240/16 от 25 ноября 2016 года с Министерством сельского хозяйства Ставропольского края.

Степень разработанности темы работы. Использованию автономных систем электроснабжения сельскохозяйственных объектов на основе ветроэнергетических установок посвящены многочисленные исследования в нашей стране и за рубежом. Одним из первых русских ученных, который изучил вопросы ветротехники и использования ветродвигателей в сельском хозяйстве, является профессор Е.М. Фатеев. Он опубликовал свои труды еще

в конце 30-х годов ХХ века. В его работах [155, 156] изложены методы определения энергии ветра, приведены данные по теории и расчету ветродвигателей различных систем, а также приведены методики агрегатирования и эксплуатации ветродвигателей с различными машинами и их применение в сельском хозяйстве. Более современными и видными ученными, работающими на постсоветском пространстве, являются В.С. Кривцов, А.М. Олейников и А.И. Яковлев. В их совместной 2-х томной работе «Неисчерпаемая энергия» [83, 84] рассмотрены физические процессы аэродинамического в ветротурбинах и электромеханического в электрических генераторах преобразования энергии, описаны современные достижения в области ветроэнергетики, а для основных типов генераторов приведены примеры и результаты электромагнитных расчетов. В том числе известны работы в области ветроэнергетики таких ученных как П.П. Безруких, С.В. Грибков, В.В. Елистратов.

Природно-климатическая зона всего юга и Северного Кавказа России обладает хорошими возможностями для развития ветроэнергетики в сельском хозяйстве, поэтому на сегодняшний день в этом регионе занимаются исследованиями ветра такие ученные, как Р. А. Амерханов, С. М. Воронин, О. В. Григораш, Г. В. Никитенко, В. С. Ядыкин. Труды этих ученных в основном посвящены оптимизации автономных систем электроснабжения удаленных сельскохозяйственных объектов с преобразованием энергии ветра и солнца [6, 34, 35, 36, 44]. В том числе исследования [45, 75, 100, 101, 102, 103, 104] посвящены оценке вариантов автономного электроснабжения объектов АПК с применением различных электромеханических преобразователей и повышения их эффективности.

Глобальный подъем науки в области альтернативной энергетики затрагивает практически все регионы в мире. Например, известны работы следующих ученых: как Dr. Vadirajacharya - «Электрификация сельских районов с помощью гибридных систем солнечной и ветровой энергии» [187]; Sigarchian G. S. - «Моделирование и управление гибридной ветроэнергетической системой для обеспечения электроэнергией и питьевой водой удаленных терри-

торий» [186]; 1.Л. Siqueira - «Новое поколение ветро-солнечных установок для сельской электрификации» [185].

Применение электрических машин в автономных системах электроснабжения рассматривается в работах многих ученых нашей страны. Например, вопросами достижения предельной мощности синхронных генераторов с постоянными магнитами, а также новыми магнитными материалами в магнитоэлектрических машинах занимался В.А. Балагуров [12, 13, 14]. Об особенностях моделирования магнитной цепи синхронного генератора с постоянными магнитами посвятил свои работы В.А. Соболев [32]. В том числе Ю.А. Макаричев в более известной работе [94] рассмотрел основные типы конструкций синхронных электрических машин, также привел основные их характеристики и подошёл к вопросу грамотного электромагнитного расчета магнитной системы синхронных генераторов. Применение индукторных генераторов в маломощных ветроустановках с профессиональной точки зрения привел Н.Н. Левин в предложенной им работе [90].

В России ведущими научными организациями в области ветроэнергетики являются ВИЭСХ, НИИЦ «ВИНДЭК-энерго», ООО «ГРЦ-Вертикаль», КБ Мехатроники, ЗАО «Ветроэнергетическая компания» и др.

Анализ литературных источников показывает, что использование ВЭУ для электроснабжения потребителей малой мощности является наиболее привлекательно, однако применение ВЭУ связано с рядом проблем, снижающих эффективность их использования. Можно выделить две группы, то есть методические - связанные с недостаточной проработкой методик выбора параметров элементов системы автономного электроснабжения, технические - связанные с усовершенствованием, как конструкции ветродвигателя, так и системы генерирования электрической энергии.

Наиболее часто в системе генерирования ВЭУ используются синхронные генераторы на постоянных магнитах, однако их технико-энергетические характеристики требуют усовершенствования. Улучшение энергетических характеристик синхронных генераторов возможно за счет модификации магнитной системы, а для повышения эффективности электроснабжения необходимы техни-

ческие решения, направленные на улучшение мощностных характеристик и массогабаритных параметров, входящих в состав конструкций генераторов.

Рабочая гипотеза - повышение эффективности электрического снабжения потребителей овчарни за счет использования энергии ветра в автономной системе электроснабжения.

Научная гипотеза. Разработка синхронного генератора на постоянных магнитах с ферромагнитными вставками и дополнительными треугольными магнитными полюсами, предназначенными для перераспределения магнитных потоков в сечении секции магнитопровода, позволит повысить выходную мощность и эффективность работы автономной системы электроснабжения овчарни.

Цель работы. Обоснование параметров и режимов работы синхронного генератора на постоянных магнитах с ферромагнитными вставками и дополнительными магнитными полюсами, а также принципиальной электрической схемы автономной ветроэнергетической системы электроснабжения овчарни.

Задачи исследования.

1. Разработать принципиальную электрическую схему для автономной ветроэнергетической системы электроснабжения овчарни с учетом технических характеристик синхронного генератора на постоянных магнитах с ферромагнитными вставками и дополнительными магнитными полюсами.

2. Выявить связь между геометрическими размерами ветроколеса, выходными характеристиками синхронного генератора на постоянных магнитах, емкостью аккумуляторной батареи и скоростью воздушного потока.

3. Провести теоретическое обоснование эффективности использования ферромагнитных вставок и дополнительных треугольных полюсов в конструкции магнитопровода синхронного генератора.

4. Обосновать схему замещения одной секции магнитопровода и разработать методику расчета характеристик магнитного поля в статическом режиме, а также выявить особенности работы синхронного генератора в динамическом режиме работы.

5. Осуществить компьютерное моделирование в электронной среде EL-CUT параметров магнитного поля одной секции магнитопровода с различными элементами конструкции с целью определения степени влияния ферромагнитных вставок и треугольных полюсов на магнитные и электрические характеристики синхронного генератора. Определить рациональное размещение плоских ферромагнитных вставок, установленных за обмоткой, и эффективную высоту секционной обмотки относительно внутренней стороны постоянных магнитов.

6. Экспериментально проверить работоспособность синхронного генератора и снять основные выходные характеристики, подтверждающие теоретические положения.

7. Определить экономическую эффективность от внедрения автономной ветроэнергетической системы электроснабжения на основе синхронного генератора на постоянных магнитах в систему электроснабжения овчарни.

Объектом исследования считается конструкция синхронного генератора с ферромагнитными вставками и дополнительными магнитными полюсами и режимы его работы в составе автономной ветроэнергетической системы электроснабжения овчарни.

Предметом исследования является зависимость электрических параметров синхронного генератора с ферромагнитными вставками и дополнительными треугольными магнитными полюсами от величины магнитного потока, пронизывающего витки обмотки секции магнитопровода, работающего в составе автономной ветроэнергетической системы электроснабжения овчарни.

Методика исследований базировалась на теории магнитных полей, компьютерном моделировании, натурном эксперименте, табличной и графической интерпретации полученных результатов. Результаты математического и электронного моделирования обрабатывались на ЭВМ с использованием пакетов программ ELCUT 6.1, MathCad 14, MS Excel 2010, Coil 32, CorelDRAW X7 v. 14.

Научная новизна работы:

- разработана принципиальная электрическая схема АСЭ овчарни с ветроуста-новкой, в состав которой входит синхронный генератор на постоянных магнитах с ферромагнитными вставками и дополнительными магнитными полюсами;

- разработана методика расчета, связывающая скорость ветра, геометрические размеры ветроколеса, мощность генератора и емкость аккумуляторных батарей;

- обоснована схема замещения магнитной системы и получены аналитические уравнения для расчета параметров магнитной цепи синхронного генератора с ферромагнитными вставками и дополнительными магнитными полюсами;

- получены графические зависимости, доказывающие эффективность использования в магнитной системе электрогенератора ферромагнитных вставок и дополнительных магнитных полюсов, влияющих на повышение концентрации магнитных силовых линий в витках обмотки и как следствие на рост тока в обмотках и выходной мощности синхронного генератора;

- на основании результатов компьютерного моделирования установлена связь между характеристиками магнитного поля в объеме катушки и расстоянием между постоянным магнитом и плоской ферромагнитной вставкой

- получены результаты экспериментальных исследований, доказывающие повышение выходной мощности синхронного генератора в зависимости от конструктивных особенностей магнитной системы, а также эффективность совместной работы с накопителями энергии.

Теоретическая и практическая значимость работы:

- обоснована принципиальная электрическая схема АСЭ овчарни на основе синхронного генератора на постоянных магнитах с ферромагнитными вставками и треугольными магнитными полюсами, позволяющая преобразовывать переменное напряжение в постоянное с номиналом, необходимым для зарядки аккумуляторов, а затем снова инвертировать в переменное напряжение для подключения синусоидальной нагрузки;

- предложена методика расчета автономной ветроэнергетической системы, связывающая между собой емкость аккумуляторных батарей, геометрические размеры ветродвигателя, мощность синхронного генератора и энергетические характеристики ветрового потока;

- создана конструкция синхронного генератора на постоянных магнитах с ферромагнитными вставками и треугольными магнитными полюсами;

- предложена математическая модель расчета магнитопровода одной секции синхронного генератора на основе схемы замещения и теории магнитных цепей;

- получены рекомендации с использованием результатов компьютерного моделирования и экспериментальных исследований, устанавливающие связь между величиной магнитной индукции и конфигурацией ферромагнитных вставок, треугольных магнитных полюсов и высотой секционной обмотки;

- разработана прикладная программа расчета параметров синхронного генератора с ферромагнитными вставками и треугольными магнитными полюсами с применением электронной среды МаШсаё.

На защиту выносятся следующие положения:

- принципиальная электрическая схема автономной ветроэнергетической системы электроснабжения на основе синхронного генератора на постоянных магнитах;

- методика расчета, связывающая между собой электрические параметры синхронного генератора, емкость аккумуляторных батарей и геометрические размеры ветроколеса со скоростью ветра;

- конструкция синхронного генератора на постоянных магнитах с ферромагнитными вставками и треугольными магнитными плюсами;

- схема замещения магнитной системы и алгоритм математического описания параметров магнитной цепи, одной секции синхронного генератора в статическом режиме;

- графики функций, доказывающие повышение выходной мощности синхронного генератора в зависимости от последовательности вводимых в конструкцию ферромагнитных элементов магнитопровода и роста оборотов вращения синхронного генератора;

- кривые, показывающие связь между изменением средней магнитной индукции в обмотке и расстоянием между постоянными магнитами и плос-

кими ферромагнитными вставками, установленными за обмотками синхронного генератора;

- результаты экспериментальных исследований, подтверждающие повышение выходной мощности электрогенератора в зависимости от вводимых в магнитную систему ферромагнитных вставок и треугольных полюсов, а также доказывающие эффективность использования синхронного генератора на постоянных магнитах в составе АСЭ для заряда аккумуляторной батареи и работу на активную и активно-индуктивную нагрузку овчарни.

Степень достоверности и апробация работы подтверждается проведением экспериментов с использованием апробированных общеизвестных методик, сходимостью экспериментальных и теоретических данных, основные положения диссертационной работы и результаты исследований обсуждались на следующих мероприятиях: в финальном этапе федеральной программы «Участник молодежного научно-инновационного конкурса» (У.М.Н.И.К.) 2013 г. (победитель); на Петербургской технической ярмарке-выставке «Лучший инновационный проект и лучшая научно-техническая разработка года К-ТесЬ» (серебряная медаль, г. Санкт-Петербург, март 2014 г.); в XVI Российской агропромышленной выставке «Золотая осень 2014» (серебряная медаль, Москва ВДНХ, октябрь 2014 г.); на выставке научно-технических и инновационных достижений Ставропольского края 2014 года, проводимая в рамках Фестиваля науки 30.09.14 г. г. Ставрополь; в VI Международной научно-практической конференции «Научно - техническое творчество молодежи - путь к обществу, основанному на знаниях» в секции «Энергетика. Ресурсосберегающие технологии и глобальная энергетическая безопасность» (2-е место, г. Москва ВДНХ, июнь 2014 г.); на Всероссийской научно-технической выставке «Научно-техническое творчество молодёжи - путь к обществу, основанному на знаниях» г. Москва ВВЦ, июнь 2014 г.; в VI Международной конференции «Инновационные разработки молодых ученных - развитию агропромышленного комплекса» (г. Ставрополь, 18-19 сентября 2015 г.); на Международном научном форуме среди молодых ученных «Наука будущего - наука молодых» (г. Севастополь сентябрь 2015 г.); в конкурсе на лучшую научную работу среди студентов, ас-

пирантов и молодых ученных высших учебных заведений Министерства сельского хозяйства Российской Федерации по направлению «Технические науки» в г. Нальчик, апрель 2014 и 2015 г-х.; на 8-м Международном биотехнологическом форуме - выставке «РосБиоТех-2014», (золотая медаль, Москва, октябрь 2015 г.); в V конкурсе на соискание грантов Ставропольского государственного аграрного университета в области науки и инноваций для молодых ученных, февраль 2015 г.; на XVII Российской агропромышленной выставке «Золотая Осень» (золотая медаль, г. Москва ВДНХ, октябрь 2015 г.); на Северо-Кавказском молодежном форуме «Ма-шук-2015» (обладатель гранта 400 тыс. руб., г. Пятигорск, август 2015 г.).

Реализация и внедрение результатов исследований. Рекомендации по созданию промышленного образца синхронного генератора на постоянных магнитах с ферромагнитными вставками и треугольными магнитными полюсами в соответствии с конструкторской документацией представлены для проектирования и создания автономной ветроэнергетической установки на базе ООО «АЭРОСТАРТ». Методические рекомендации по выбору электромеханических параметров АСЭ овчарни переданы для практической реализации в крестьянское (фермерское) хозяйство «Кривошеев Сергей Сергеевич», а также использованы в учебном процессе ФГБОУ ВО «Ставропольский ГАУ».

Публикации. По материалам диссертационной работы опубликовано 22 работы, из них 6 публикаций в изданиях, рекомендованных ВАК РФ, 4-в материалах Международных научно-практических конференций, 11-в других изданиях и получен 1 патент РФ на изобретение.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, шести глав, заключения, списка литературы из 188 наименований и 9 приложений. Диссертация изложена на 178 страницах машинописного текста, включая 29 страниц приложений, содержит 55 рисунков, 19 таблиц.

Личный вклад автора состоит в обосновании структуры, параметров и режимов работы синхронного генератора на постоянных магнитах в составе автономной ветроэнергетической системы электроснабжения овчарни.

Заключение диссертации по теме «Электротехнологии и электрооборудование в сельском хозяйстве», Деведёркин Игорь Викторович

6.2 Выводы

1. Технико-экономическое обоснование проектируемого варианта показало целесообразность использования ВЭУ с синхронным генератором на постоянных магнитах с ферромагнитными вставками и треугольными магнитными полюсами для электроснабжения сельскохозяйственных потребителей удаленных от электрических сетей, вследствие повышенных удельных и стоимостных показателей автономной системы электроснабжения.

2. Проведенное технико-экономическое обоснование показало, что ЧДД зависит от разности начальных инвестиций и эксплуатационных издержек. С увеличением срока службы ВЭУ ЧДД по сравнению с базовым вариантом уменьшается в связи с отрицательным значением экономии эксплуатационных затрат. При этом ЧДД за расчетный период 10 лет составил 113800 рублей;

3. Применение ВЭУ для электроснабжения автономных объектов по сравнению с дизельной мини электростанцией также дало положительное значение ЧДД, составившее за расчетный период 10 лет - 76630 руб. С увеличением срока службы системы автономного электроснабжения с использованием ВЭУ ЧДД увеличивается. Эффективность показателей в данном случае зависит от количества потребляемого горючего, в базовом варианте выработка электрической энергии осуществляется за счет использования топлива в полном объеме, в проектируемом варианте топливо замещается энергией ветра

4. Положительный эффект использования ВЭУ за расчетный период 10 лет достигается при удалении от ЛЭП на расстояние 450 и более метров. Себестоимость энергии вырабатываемой ВЭУ составляет 34,2 руб./кВтч.

5. Капитальные затраты на приобретение и монтаж оборудования автономной системы электроснабжения на основе ВЭУ совместно с технической комплектацией овчарни окупятся в срок от 2,5 до 3 лет.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ Итоги выполненного исследования

1. Разработана принципиальная электрическая схема автономной ветроэнергетической системы, предназначенной для электроснабжения потребителей небольшой мощности овцеводческого хозяйства, в состав которой входит синхронный генератор на постоянных магнитах с ферромагнитными вставками и треугольными магнитными полюсами, отличающаяся улучшенными удельными характеристиками, а также блок контроля заряда, аккумуляторная батарея и инвертор.

2. Предложена методика расчета параметров автономной системы электроснабжения овчарни (до 1000 голов), устанавливающая связь между скоростью ветра, геометрическими размерами ветроколеса, мощностью генератора и емкостью аккумуляторных батарей, позволившая установить, что при средней скорости ветра 5 м/с и совокупном потреблении электрической энергии 5,4 кВт-ч в сутки ветроустановку можно оснастить ветроколесом с радиусом лопастей 1,58 м, синхронным генератором мощностью 0,66 кВт и блоком аккумуляторных батарей емкостью 1300 Ач.

3. Обоснована конструкция радиального синхронного генератора на постоянных магнитах с ферромагнитными вставками и треугольными полюсами, предназначенными для перераспределения магнитных потоков рассеяния и выпучивания в объем катушки, что позволяет повысить значение тока в обмотке на 48 %.

4. Предложена и обоснована схема замещения магнитопровода одной секции синхронного генератора, а также выведены уравнения с учетом конструкционных особенностей магнитной системы и разработана на основе цепных методов математическая методика расчета характеристик магнитного поля, позволяющая рассчитать магнитный поток с относительной погрешностью в 12%.

5. Получены расчетные значения потокосцепления, напряжения, силы тока обмотки, мощности и КПД, на основании которых построены графиче-

ские зависимости в функции оборотов вращения, дающие возможность выявить особенности эксплуатации синхронного генератора в динамическом режиме работы. Из графиков установлено, что с ростом оборотов фазное напряжение увеличивается линейно от 0 до 172 В, сила тока возрастает по экспоненциальной зависимости от 0 до 2,75 А, а кривая мощности изменяется полиномиально от 0 до 152 Вт с экстремумом в верхней точке 167 Вт.

6. Результаты компьютерного моделирования с помощью электронного пакета программ ELCUT показали, что введение в магнитную систему синхронного генератора ферромагнитных вставок и треугольных полюсов приводит к снижению коэффициента рассеяния магнитных силовых линий с 0,75 до 0,4, увеличению магнитного потока в катушке и магнитной индукции в 1,8 раза, по сравнению с генератором на постоянных магнитах без ферромагнитных вставок и треугольных полюсов.

7. По результатам компьютерного моделирования установлен диапазон расстояния от 10 до 15 мм между поверхностью магнитов, описывающих внутренний диаметр якоря и плоскими ферромагнитными вставками, расположенными за обмотками и служащие в качестве противоположных полюсов.

8. Изготовлен опытный образец синхронного генератора, на базе которого для подтверждения теоретических расчетов были проведены экспериментальные исследования поэтапного введения в состав его магнитной системы конструктивных элементов магнитопровода. Эмпирическим путем доказано, что выходная мощность синхронного генератора повышается: на 9,3% от установленных за катушками плоских ферромагнитных вставок; на 22,5% от размещенных на якоре за ПМ ферромагнитных пластин; на 30,2% от введения треугольных полюсов между постоянными магнитами. Совокупность предложенных ферромагнитных элементов в составе конструкции в среднем увеличивает мощность синхронного генератора на 62%, что подтверждает теоретические вычисления с расхождением в 3%.

9. Экспериментальные исследования показали, что при 120 витках катушки, каждой секции, намотанных проводом ПЭТВ-1,2 диаметром 2,12 мм,

синхронный генератор после выпрямителя подает на аккумуляторную батарею емкостью 55Ач зарядное напряжение 13,6 В, ток заряда равен 6,4 А, где активная мощность заряда составляет 87 Вт при частоте вращения 700 мин-1. Расхождение между данными теоретических расчетов и экспериментальных исследований не превышает 14%.

10. Расчеты экономической эффективности инвестиций для овцеводческого хозяйства, удаленного на 5 км от ЛЭП и имеющего суточное энергопотребление не более 3 кВтч, показали, что проект внедрения автономной системы электроснабжения на основе синхронного генератора с ферромагнитными вставками и треугольными магнитными полюсами окупится в срок до 3 лет. Себестоимость энергии, вырабатываемой ВЭУ, составляет 34,2 руб./кВтч.

Рекомендации производству. Разработанная методика расчета характеристик магнитного поля на основе схемы замещения магнитопровода секции синхронного генератора с ферромагнитными вставками и дополнительными полюсами может быть использована конструкторскими организациями при расчете моделей разной мощности и подготовки конструкторской и технологической документации. Для улучшения удельно-мощностных характеристик синхронного генератора при промышленных технологиях производства следует соблюдать рекомендуемый рабочий воздушный зазор 0,7 мм между магнитами якоря и катушками статора.

Перспективы дальнейшей разработки темы. Изготовить синхронный генератор предлагаемой конструкции с катушками, имеющими более высокий коэффициент заполнения и воздушный зазор между якорем и статором 0,7 мм. Провести экспериментальные исследования. Разработать конструкцию трехфазного синхронного генератора с ферромагнитными вставками и дополнительными полюсами и изучить его работу в автономной системе электроснабжения.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Деведёркин Игорь Викторович, 2017 год

1. Адлер, Ю.П. Введение в планирование эксперимента / Ю. П. Адлер. -М.: Металлургия, 1969. -253 с.

2. Адлер, ЮЛ. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий / Ю. П. Адлер, Е. В. Маркова, Ю. Б. Грановский. - М : Наука, 1976. -280 с.

3. Аккумуляторные батареи в Ставрополе // Яндекс-маркет URL: https://market.yandex.ru/catalog/56398/list?suggest_text=%D0%90%D0%BA%D0%B A%D 1 %83%D0%BC%D 1 %83%D0%BB%D 1 %8F%D 1 %82%D0%BE%D 1 %80%D 0%BD%D 1 %8B%D0%B5%20%D0%B 1 %D0%B0%D 1 %82%D0%B0%D 1 %80%D 0%B5%D0%B8&suggest=1&suggest_type=category&hid=6038874&page=3&deliver yincluded=0&onstock=1 (дата обращения: 15.08.2016 г.).

4. Акт правительства Российской Федерации "Государственная программа «Энергоэффективность и развитие энергетики» на 2013-2020 годы" от 13.04.2013 г. № №512-р // Правительство России. - 3 апреля 2013 г.

5. Акт правительства Российской Федерации "Стратегия социально-экономического развития Северо-Кавказского федерального округа до 2025 года" от 06.09.2010 № 1485-р // Собрание актов Президента и Правительства Российской Федерации. 2010 г.

6. Амерханов, РА Оптимизация сельскохозяйственных энергетических установок с использованием возобновляемых видов энергии / РА Амерханов. - М.: Колос, 2003.-532 с.

7. Андреев, В.Г., Зечихин, Б.С., Радько, М.С. Бесконтактные синхронные генераторы с комбинированным возбуждением / В.Г. Андреев - М.: Изд-во МАИ, 1972. - 84 с.

8. Аски, М. Введение в методы оптимизации / М. Аски - М.: Наука, 1977.

9. Астахов, Ю. Н Накопители энергии в электрических системах : учеб. пособие для вузов / Ю. Н. Астахов, В. А Веников, А Г. Тер-Газарян. - М.: Высшая школа, 1989. - 158 с.

10. Атласы ветрового и солнечного климатов России. - СПб.: Главная геофизическая обсерватория им. А. И. Воейкова, 1997. - 173 с.

11. Ашмарин, И. П. Быстрые методы статистической обработки и планирование экспериментов / И.П. Ашмарин, НН Васильев, В.А Амбросов. - Л.: Ленингр. ун-т, 1974. -76 с.

12. Балагуров, ВА Предельная мощность синхронных генераторов с постоянными магнитами. -Тр./Моск. энерг. ин-т., 1983, вып. 9, с 3-8.

13. Балагуров, В.А., Галтеев, Ф.Ф. Электрические генераторы с постоянными магнитами / А.В. Белагуров, Ф.Ф. Галтеев. - М.: Энергоатомиздат, 1988, 280 с.

14. Балагуров, В.А. Новые магнитные материалы и разработка магнитоэлектрических машин // Тр. МЭИ. Применение постоянных магнитов в электромеханических системах. -1982. вып. 562. — с.6-13.

15. Баринова, В. А., Ланьшина, Т. А. Государственная политика развивающихся стран в сфере ВИЭ: современное состояние и вызовы для России // Материалы третьего Международного форума «Возобновляемая энергетика: Пути повышения энергетической и экономической эффективности» - REENFOR-2015. - Ялта: Под ред. д.т.н. Э.А. Бекирова и к.т.н. Э.М. Перминова ООО "Форма", 2015. - С. 11-19.

16. Бекиров, Э.А., Каркач, Д.В. Численная модель динамики потока солнечного излучения и ее сравнение с экспериментом // Возобновляемая энергетика: Пути повышения энергетической и экономической эффективности // Материалы третьего Международного форума "Возобновляемая энергетика: Пути повышения энергетической и экономической эффективности " - REENFOR-2015. - Под ред. д.т.н. Э.А. Бекирова и к.т.н. Э.М. Перминова ООО "Форма", 2015. - С. 28-35.

17. Беляков, П.Ю., Панов, Р.М., Тикунов, А.В. Электрическая часть и система управления вертикально-осевой ветроэнергетической установки // Электротехнические комплексы и системы управления. - 2012. - .№1. - С. 69-76.

18. Бессонов, JI.A. Теоретические основы электротехники. Электромагнитное поле: Учебник / Л.А. Бессонов - 9-е изд., перераб. и доп. -М.: Гардарики, 2001.-317 с.

19. Бинс, К., Лоуренсон, П., Анализ и расчет электрических и магнитных полей / К. Бинс, П. Лоуренсон. - М.: Энергия, 1970.-223 с.

20. Больше не конкурент: традиционная генерация проиграла возобновляемой энергетике // Sk.ru: интернет сайт инновационного фонда "Сколково" URL: http://sk.ru/news/b/articles/archive/2015/04/22/bolshe-ne-konkurent-tradicionnaya-generaciya-proigrala-vozobnovlyaemoy-energetike.aspx (дата обращения: 10.02.2016 г.).

21. Бородулин, М. Ю., Кадомский, Д.Е. Электротехнические проблемы создания преобразовательных установок для солнечных и ветровых электростанций // Электрические станции. 1997. №3. С. 53-57.

22. Брынский, Е.А., Данилевич, Я.Б., Яковлев, В.И. Электромагнитные поля в электрических машинах / Е.А. Брынский, Я.Б. Данилевич, В.И. Яковлев. - Л.: Энергия, 1979. -176 с.

23. Брюхань, Ф. Ф. Оценка климатических ветроэнергоресурсов / Ф. Ф. Брюхань, А. Д. Дробыщев // Сб. науч. тр. Гидропроект - М., 1988. - Вып. 129: Ветроэнергетические станции. - С. 48-54.

24. Буль, Б.К. Основы теории электрических аппаратов / Б.К. Буль, Г.В. Буткевич,

A.Г. Годжелло, В.Г. Кураев, Н.Е. Лысов, П.В. Сахаров, А.Г. Сливинская и др. - М: "Высшая школа", 1970. 600 с.

25. Бут, Д.А. Бесконтактные электрические машины / Д.А. Бут. - М.: Высшая школа, 1990.

26. В Сколтехе заглянули в будущее энергетики // Sk.ru: интернет сайт инновационного фонда "Сколково" URL: http://sk.ru/news/b/articles/archive/2015/12/17/v-skoltehe-zaglyanuli-v-buduschee-energetiki.aspx (дата обращения: 04.03.2016 г.).

27. Васильев, В.В. Композиционные материалы: Справочник. / под общ. ред.

B.В. Васильева, Ю.М. Тарнопольского. М.: Машиностроение, 1990.-510 с.

28. Веденяпин, Г.В. Общая методика экспериментального исследования и обработки опытных данных / Г.В. Веденяпин. - М.: Колос, 1973. - 199 с.

29. Винтовой скважинный насос «Скважина-ГВ 33/70» // Насосы и промышленное оборудование URL: http://www.ampika.ru/oborudovanie.html?id=10523 (дата обращения: 15.02.2016).

30. Водянников, В. Т. Экономическая оценка средств электрификации и автоматизации сельскохозяйственного производства и систем сельской энергетики / В. Т. Водянников. - М.: МГАУ, 1977. - 220 с.

31. Войтенко, В.А. Метод измерения индуктивности обмотки статора явнополюсно-го синхронного двигателя по продольной и поперечным осям обмотки возбуждения // Электротехнические и компьютерные системы. - 2012. - №6. - С. 121-124.

32. Волченсков, В.И., Соболев, В.А. Об особенностях моделирования магнитной цепи синхронного генератора с постоянными магнитами // Инженерный вестник. 2013. - №9. - С. 12.

33. Вольдек, А.И. Электрические машины / А.И. Вольдек. - М: Энергия, 1978. - 728 с.

34. Воронин, С. М. Оптимизация параметров автономной ветроэнергетической системы / С. М. Воронин, А. П. Жогалев // Физико-технические проблемы создания новых технологий в агропромышленном комплексе : материалы I Российской науч.- практ. конф. - Ставрополь, 2001. - Т. 1. - С. 32-34.

35. Воронин, С. М. Повышение эффективности ветроэнергетических установок для автономного электроснабжения удаленных сельскохозяйственных потребителей / С. М. Воронин, А. П. Жоголев // Повышение надежности работы электрооборудования в сельском хозяйстве. - Зерноград, 2001. - Вып. 1. - С. 56-59.

36. Воронин, С. М. Проблемы применения возобновляемых источников энергии в сельском хозяйстве / С. М. Воронин // Совершенствование технологических процессов, машин и аппаратов в инженерной сфере АПК : материалы науч. конф. - Зерноград. 1999. - С. 84-86.

37. Воропай, Н.И., Санеев, Б.Г., Иванова, И.Ю., Тугузова, Т.Ф., Халгаева, Н.А. Многофакторные исследования оценки оптимальной мощности возобновляемого источника энергии в составе локальных комплексов // Материалы третьего Международного форума «Возобновляемая энергетика: Пути повышения энергетической и экономической эффективности» - REENF0R-2015. - Ялта: Под ред. д.т.н. Э.А. Беки-рова и к.т.н. Э.М. Перминова ООО "Форма", 2015. - С. 11-19.

38. ВЭУ 0.6 КВт // ООО Юнитор - М Альтернативная энергетика URL: http://unitor.ucoz.ru/index/vehu_06_kvt/0-49 (дата обращения: 22.05.2016 г.).

39. ГВУ 400.1 // Конструкторское бюро мехатроники URL: http://www.kbm36.ru/?id=23&r=product/view (дата обращения: 03.08.2016 г.).

40. Гмурман, В. Е. Теория вероятностей и математическая статистика / В. Е. Гмурман. - М. : Высшая школа, 1977. - 479 с.

41. Гордон, А.В., Сливинская, А.Г. Электромагниты постоянного тока / А.В. Гордон, А.Г. Сливинская. - М: Госэнергоиздат, 1960. 447 с.

42. Горьский, В. Г. Некоторые методологические ошибки при обработке результатов эксперимента / В. Г. Горьский // Всесоюзная науч. конф. по планированию и автоматизации эксперимента : тез. докл. - М., 1970.

43. ГОСТ 13109-97. Нормы качества электрической энергии в системах общего назначения // NukoN - URL: http://www.nucon.ru/dictionary/gost13109-97.php (дата обращения 28.09.2012).

44. Григораш, О.В. Системы автономного энергоснабжения / О.В. Григораш, Н.И. Богатырев, Н. Н. Курзин. - Краснодар, 2001. - 333 с.

45. Гурницкий, В.Н., Иунихин, Л.Л., Никитенко, Г. В., Атанов, И.В. Исследование асинхронной машины в качестве генератора // Методы и технические средства повышения эффективности применения электроэнергии в сельском хозяйстве : сб. науч. тр. / СГАУ. - Ставрополь, 2000. - С. 14-20.

46. Дача премиум - ветроэлектростанция Energy Wind 3 кВт // Energy Wind URL: http://energywind.ru/vetryanyie-elektrostantsii/dlya-doma/vetroelektrostanciya-energywind-dlya-dachi-3000w (дата обращения: 02.08.2016 г.).

47. Деведёркин, И.В., Желтяков, В.И. Современное состояние развития и использования альтернативных источников энергии на мировом уровне и на территории России // Методы и технические средства повышения эффективности использования электрооборудования в промышленности и сельском хозяйстве 81 научно-практическая конференция. - Ставрополь: АГРУС, 2016. - С. 320-325.

48. Деведёркин, И.В., Желтяков, В.И. Типовые схемы генерирования электрической энергии ветроустановками в автономных условиях работы на сельскохозяйственной местности // Методы и технические средства повышения эффективности использования электрооборудования в промышленности и сельском хозяйстве 81 научно-практическая конференция. - Ставрополь: АГРУС, 2016. - С. 325-335.

49. Деведеркин, И.В., Никитенко, Г.В. Синхронный генератор для ветроэнергетической установки // Аграрная наука, образование, производство: актуальные вопросы Материалы Всероссийской научно-практической конференции с международным участием. - Новосибирск: Новосибирский государственный аграрный университет, 2013. - С. 17-19.

50. Демирчан, К.С. Моделирование магнитных полей / К.С. Демирчан. - Л.: Энергия, 1974. - 285 с.

51. Демирчан, К.С., Ефимов, Ю.Н., Сапожников, Л.Б., Солнышкин, Н.И. Реализация метода конечных элементов на ЭВМ для расчета двухмерных электрических и магнитных полей // Известия АН СССР. Энергетика и транспорт, 1974, .№1, С. 142-148.

52. Дизельный генератор УГД-3000Е SKAT // Best-Generators группа инжиниринговых компаний URL: http://www.best-generators.ru/catalog/benzinovye-generatory/skat-ugb-2500-basic/ (дата обращения: 10.08.2016 г.).

53. Домбровский, В.В. Справочное пособие по расчету электромагнитных полей в электрических машинах / В.В. Домбровский. - Л.: Энергоатомиздат, 1983. - 256 с.

54. Дружинин, Г. В. Надежность автоматизированных систем / Г. В. Дружинин. -М.: Энергия, 1977. - 536 с.

55. Дьяков, А.Ф., Перминов, Э. М. К вопросу о стратегии и проблемах развития возобновляемой энергетики России // Материалы третьего Международного форума форума «Возобновляемая энергетика: Пути повышения энергетической и экономической эффективности» - REENF0R-2015. - Ялта: Под ред. д.т.н. Э.А. Бекирова и к.т.н. Э.М. Перминова ООО "Форма", 2015. - С. 81-97.

56. Жогалев, А.П. Роторная ветроэнергетическая установка для автономного электроснабжения рассредоточенных сельскохозяйственных объектов: дис. ... канд. техн. наук / А.П. Жогалев. - Зерноград, 2004. - 135 с.

57. Зайдель, Х.Э., Коген-Далин, В.В., Крымов, Электротехника / Х.Э. Зайдель, В.В. Коген-Далин, В.В. Крымов, и др. 3-е изд., перераб. и доп. изд. - М.: "Высшая школа", 1985. - 480 с.

58. Иванова, И.Ю., Тугузова, Т.Ф., Халгаева, Н.А Определение оптимальной мощности возобновляемого источника энергии для изолированного от энергосистемы потребителя // «Известия Российской академии наук. Энергетика». - 2013. - .№3. - С. 22-28.

59. Иванов-Смоленский, А.В. Универсальный метод расчета электромагнитных процессов в электрических машинах / Под ред. А.В. Иванова-Смоленского -М.: Энергоиздат, 1986. - 216 с.

60. Ивашинцов, Д. А Выбор режимов работы ветроэлектрических агрегатов / ДА Ивашинцов, МВ. Кузнецов, ТА Рекстина// Энергетическое строительство. - 1991. -№2 3. - С. 50-53.

61. Ивоботенко, Б.А. Планирование эксперимента в электромеханике / Б.А. Ивоботенко, Н.Ф. Ильинский, И.П. Копылов. - М., 1975. - 184 с.

62. Кардонов, Г.А. Курс лекций по Электрическим машинам: учебное пособие / Г.А. Кардонов - СПб.: Санкт - Петербургский государственный институт точной механики и оптики, 2002. - 145 с.

63. Каримбаев, Т. Д. Оценка стоимости электроэнергии, вырабатываемой малыми ВЭУ // Конвенция в машиностроении. - 1995. - № 5. - С. 18-20.

64. Каталог генераторов для ветроэнергетических установок и микроГЭС // НИЦ "Виндэк" (SRC Windec) URL: https://sites.google.com/site/kataloggenerator/ (дата обращения: 08.08.2016 г.).

65. Кирьянов, Д.В., MathCad 13 / Д.В. Кирьянов. - СПб.: БХВ-Петербург, 2006. - 608 с.

66. Кислицын, А.Л. Расчет магнитных полей электрических машин методом конечных элементов / А.Л. Кислицын, А.М. Крицштейн, Н.И. Солнышкин, А.Д. Эрнст. - Саратов: СГУ, 1980. 174 с.

67. Кифер И.И. Характеристики ферромагнитных сердечников / И.И. Кифер. -М: "Энергия", 1967. 168 с.

68. Кобелев, А.В. Повышение эффективности систем электроснабжения с использованием возобновляемых источников энергии: автореф. дис. ... канд. техн. наук / Кобелев. А. В. - Липецк, 2004. - 18 с.

69. Коген-Далин, В.В. Сравнительная оценка индукторов магнитоэлектрических генераторов с аксиально и радиально - поляризованными магнитами из сплавов S1T1C05. -Тр./ Моск. энерг. ин-т., 1983, вып. 9, с 8-15.

70. Коген-Далин, В.В., Кудинова, Е.Е, Рослякова, Е.И. Анализ магнитных систем магни-тоэлектрических генераторов с радиально поляризованными магнитами. —Тр./ Моск. энерг. ин-т., 1982, вып. 562, с 18-23.

71. Козырев, С.В., Маркова, Н.Ю., Русаков, A.M., Сугробов, A.M., Тыричев, П.А. Особенности проектирования термоинерционных высокоскоростных магнитоэлектрических генераторов. -Тр./ Моск. энерг. ин-т., 1987, вып. 147, с 31-37.

72. Комплектные Трансформаторные Подстанции (КТП) // Интер-Коннект URL: http://kabelmag2012.narod.ru/KTPS.html (дата обращения: 10.08.2016 г.).

73. Кононенко, А.С. Физические основы технологии изготовления высокоэнергетических магнитов из сплавов P3M-3d металлы -В.- Тр. / ВНИИЭМ. 1988 Т. 85. 11-23 с.

74. Коноплёв, Е.В. Применение ветроэнергетической установки в системах автономного электроснабжения сельскохозяйственных потребителей малой мощности : автореф. дис. ... канд. техн. наук / Коноплёв. Е. В. - Зерноград, 2007. - 19 с.

75. Коноплев, П.В. Режимы работы системы автономного электроснабжения потребителей / Г. В. Никитенко, Е. В. Коноплев, П. В. Коноплев // Сборник научных трудов по материалам 74-й научно-практической конференции СтГАУ, - Ставрополь 2010, С. 167-171.

76. Коноплев, П.В. Электроснабжение потребителей с использованием автономной ветроэнергетической установки / Г.В. Никитенко, Е.В. Коноплев, П.В. Коноплев // Сборник научных трудов по материалам 74-й научно-практической конференции СтГАУ, - Ставрополь, 2010, С. 165-167.

77. Копылов, И. П. Электрические машины : учеб. пособие для вузов / И. П. Копылов. - 1-е изд. - М. : Логос, 1986. - 420 с.

78. Копылов, И. П. Электрические машины : учебник для вузов / И. П. Копылов. -Изд. 2-е, перераб. - М. : Логос, 2000. - 607 с.

79. Копылов, И.П. Математическое моделирование электрических машин: Учеб. для вузов / И.П. Копылов. - М: - 3-е изд., перераб. и доп. Высш. Шк. 2001. - 327 с.

80. Костенко, М.П. Электрические машины / М. П. Костенко, Л. М. Пиотровский // Машины постоянного тока. Трансформаторы : учебник для студентов высш. техн. учеб. заведений. В 2-х ч. Ч. 1. -Изд. 3-е, перераб. - Л. : Энергия, 1972. - 544 с.

81. Красовский, Н.В. Ветроэнергетические ресурсы СССР и перспективы их использования. Атлас ветроэнергетических ресурсов СССР / Н. В. Красовский. -М. : Энергоатом-издат, 1935. - 200 с.

82. Креймер, А.С. Теоретические положения создания систем автономного электроснабжения сельскохозяйственных потребителей с ВЭУ малой мощности : дис. ... канд. техн. наук / А. С. Креймер. - Краснодар, 2003. - 192 с.

83. Кривцов, В.С., Олейников, А.М., Яковлев, А.И. Неисчерпаемая энергия, Кн. 2. Ветроэнергетика: Учебник / В.С. Кривцов [и д.р.] - Харьков: Нац. аэрокосм. ун-т "Харьк. авиац. ин-т", 2004. - 519 с.

84. Кривцов, В.С., Олейников, А.М., Яковлев, А.И. Неисчерпаемая энергия, Кн. 1. Ветроэлектрогенераторы: Учебник / В.С. Кривцов [и д.р.] - Харьков: Нац. аэрокосм. ун-т "Харьк. авиац. ин-т", 2003. - 400 с.

85. Крючкова, Т.Н. Сопоставление алгоритмов многокритериальной оптимизации электромеханических устройств. -Тр./ Моск. энерг. ин-т, вып. 1991. -635 с.

86. Кузнецов, В.А. Моделирование магнитных полей и процессов в электромеханических преобразователях. -Тр./ Моск. энерг. ин-т, вып. 1993. - 665 с.

87. Курбатов, П.А., Аринчин, С.А. Численный расчет электромагнитных полей / А.П. Курбатов, С.А. Аричин. - М.: Энергоатомиздат, 1984. - 168 с.

88. Лакутин, Б.В., Муравлев, И.О., Плотников, И.А. Децентрализованные системы электроснабжения с ветровыми и солнечными электростанциями: учебное пособие / Б.В. Лакутин, И.О. Муравлев, И.А. Плотников - Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2015. - 100 с.

89. Лакутин, Б.В., Сурков, М.А. Нетрадиционные способы производства электроэнергии: учебное пособие / Лакутин, Б.В., Сурков, М.А. - Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2011. - 193 с.

90. Левин, Н.Н. Индукторные генераторы в маломощных ветроэлектроустановках / Н.Н. Левин, А.Д. Серебряков // Энергетическое строительство. - 1991. - №2 3. - С. 53-55.

91. Ледовский, А.Н. Электрические машины с высококоэрцитивными постоянными магнитами / А.Н. Ледовский. - М: Энергоатомиздат, 1985. 168 с.

92. Лифанов, В.А. Расчет электрических машин малой мощности с возбуждением от постоянных магнитов: Учебное пособие / В.А. Лифанов - 2-е изд., перераб. и доп. - Челябинск: Издательский центр ЮУрГУ, 2010. - 164 с.

93. Лукманов, В.С. Теоретические основы электротехники. Часть 3. Теория элек-тромаг-нитного поля: Учебное пособие / В.С. Лукманов. - Уфа: УГАТУ, 2005. - 91 с.

94. Макаричев, Ю.А., Овсянников, В.Н. Синхронные машины: учеб. пособ. / Ю.А. Макаричев, В.Н. Овсянников. - Самара: Самар.гос.техн.ун-т, 2010. - 156 с.

95. Макарцев, Н.Г. Кормление сельскохозяйственных животных / Н.Г. Макарцев - Калуга: ГУП «Облиздат», 1999. - 646 с.

96. Мельников, А.А. Метод конечных элементов / А.А. Мельников. - М.: МГИРЭА, 2001. 76 с.

97. Менде, Ф.Ф. К вопросу об уточнении уравнений электромагнитной индукции / Ф.Ф. Менде - Харьков, депонирована в ВИНИТИ, .№774-В88 Доп. 1988. 32 с.

98. Методика определения экономической эффективности технологий и сельскохозяйственной техники. - М.: Минсельхозпрод России, 1998. - 200 с.

99. Миткевич, А.В. Стабильность постоянных магнитов / А.В. Миткевич. -Л: "Энергия" Ленинградское отделение, 1971. - 128 с.

100. Никитенко, Г.В. Ветроэнергетические установки в системах автономного электроснабжения : монография / Г. В. Никитенко, Е. В. Коноплёв ; ФГОУ ВПО Ставроп. гос. аграр. ун-т. - Ставрополь : АГРУС, 2008. - 152 с.

101. Никитенко, Г.В. Оценка вариантов снабжения сельскохозяйственных потребителей / Г.В. Никитенко, Е.В. Коноплев, П.В. Коноплев // Техника в сельском хозяйстве. - 2012. №2 1. С. 16.

102. Никитенко, Г.В., Гринченко, В.А., Деведеркин, И.В. Преимущества и принцип работы вертикально-осевых ветроэнергетических установок // Методы и технические средства повышения эффективности использования электро-оборудования в промышленности и сельском хозяйстве 77-я научно-практическая конференция. -Ставрополь: АГРУС, 2013. - С. 187-190.

103. Никитенко, Г.В., Деведёркин, И.В. Ветроэнергетическая установка для электроснабжения отдаленных овчарен с легким содержанием овец // Актуальные проблемы энергетики АПК Материалы V Международной научно-практической конференции. - Саратов: ООО "Буква", 2014. - С. 249-252.

104. Никитенко, Г.В., Деведёркин, И.В., Коноплев, Е.В. Разработка высокоэффективного синхронного генератора для ветроустановок автономного электроснабжения овцеводческих хозяйств не большой мощности // Новые технологии в сельском хозяйстве и пищевой промышленности с использованием электрофизических факторов и озона Международная научно-практическая конференция. - Ставрополь: Параграф, 2014. - С. 90-95.

105. Никитенко, Г.В., Коноплев, Е.В., Деведеркин, И.В. Высокоэффективный синхронный генератор на постоянных магнитах для ветроэнергетической установки // Вестник АПК Ставрополья. 2013. №>4(12). С. 80-84.

106. Никитенко, Г.В., Коноплев, Е.В., Деведёркин, И.В. Автономная ветроэнергетическая установка для электроснабжения отдаленных потребителей // Научно-технический прогресс в АПК: проблемы и перспективы Международная научно-практическая конференция, в рамках ХУШ Международной агропромыш-ленной выставки «Агроуниверсал - 2016». - Ставрополь: АГРУС, 2016. - С. 279-285.

107. Никитенко, Г.В., Коноплев, Е.В., Деведеркин, И.В. Ветроэнергетические установки в технологических процессах агропромышленного комплекса // Методы и технические средства повышения эффективности использования электрооборудования в промышленности и сельском хозяйстве 77-я научно-практическая конференция. - Ставрополь: АГРУС, 2013. - С. 56-60.

108. Никитенко, Г.В., Коноплев, Е.В., Деведеркин, И.В. Высокоэффективный синхронный генератор для ветроустановок // Сельский механизатор. 2014. .№4(62). С. 30-32.

109. Никитенко, Г.В., Коноплев, Е.В., Деведеркин, И.В. Негативные факторы, влияющие на эффективность синхронных генераторов на постоянных магнитах для ветроэнергетических установок // Методы и технические средства повышения эффективности использования электрооборудования в промышленности и сельском хозяйстве 77-я научно-практическая конференция - Ставрополь: АГРУС, 2013. С. 62-64.

110. Никитенко, Г.В., Коноплев, Е.В., Деведеркин, И.В. Синхронный генератор для ветроэнергетической установки // Методы и технические средства повышения эффективности использования электрооборудования в промышленности и сельском хозяйстве 77-я научно-практическая конференция - Ставрополь: АГРУС, 2013. С. 103-111.

111. Никитенко, Г.В., Коноплев, Е.В., Конопле, П.В., Бобрышев, А.В., Деведеркин, И.В. Направления и перспективы использования возобновляемых источников энергии // Методы и технические средства повышения эффективности использования электрооборудования в промышленности и сельском хозяйстве 80-я научно-практическая конференция. - Ставрополь: АГРУС, 2015. - С. 216-224.

112. Никитенко, Г.В., Коноплев, Е.В., Коноплев, П.В., Бобрышев, А.В., Деведёркин, И.В. Стабилизация выходных параметров асинхронного генератора с короткозамкнутым ротором в составе ветроэнергетической установки / Г.В. Никитенко, Е.В. Коноплев, П.В. Коноплев, А.В. Бобрышев, И.В. Деведёркин // Вестник АПК Ставрополья. 2014. № 4 (16). С. 72-74.

113. Никитенко, Г.В., Коноплев, Е.В., Коноплев, П.В., Бобрышев, А.В., Деведеркин, И.В. Ветроагрегат с электромеханическим аккумулятором // Сельский механизатор. - 2015. №6. С. 34-35.

114. Никитенко, Г.В., Коноплев, Е.В., Коноплев, П.В., Бобрышев, АВ., Деведеркин, И.В. Система автономного электроснабжения с электромеханическим аккумулятором // актуальные проблемы энергетики АПК VI Международная научно-практическая конференция. -Саратов: ООО "Центр социальных агроинноваций СГАУ", 2015. - С. 202-205.

115. Николаев, А. И. Отопление индивидуального жилого дома энергией ветра / А И. Николаев // Механизация и электрификация сельского хозяйства. - 1994. №2 4. С. 18.

116. Николаев, А.И. Ветромеханическая биогазовая установка / А. И. Николаев // Механизация и электрификация сельского хозяйства. - 1994. №2 5-6. С. 9.

117. Новожилов, Н. А. Выбор параметров ветроэнергетической установки / Н. А. Новожилов, С. В. Соломин // Электрические станции. - 1994. №2 8. С. 46-48.

118. Нормы технологического проектирования овцеводческих предприятий. НТП-АПК 1.10.03.001-00" (утв. Минсельхозом РФ 15.09.2000).

119. Обухов, С.Г., Сарсикеев, Е.Ж. Математическая модель ветротурбины малой мощности в МаШ1аЬ Simulink // Международный научный журнал Альтернативная энергетика и экология. - 2012. №2. С. 42-48.

120. Овис, Л. Г. Выбор оптимального места размещения ветроэнергетической установки / Л. Г. Овис // Энергетическое строительство. - 1992. №2 3. С. 19-22.

121. Олейников, А.М., Матвеев, Ю.В., Канов, Л.Н. Моделирование режима ветроэлектрической установки малой мощности // Електротехшка i елек-тромехашка. - 2010. - №2. - С. 16-20.

122. Олейников, А.М., Матвеев, Ю.В., Канов, Л.Н., Зарицкая, Е.И. Математическая модель автономной безредукторной ветроэлектрической установки на генераторе с постоянными магнитами // Електротехнжа i електроенергетика . - 2010. - №2. - С. 62-67.

123. Орлов, И.Н. Электромеханические системы с постоянными магнитами. -Тр./ Моск. энерг. ин-т., 1986, вып. 112, С. 3-6.

124. Осин, И.Л. Паншин Л.Л. Численный расчет магнитного поля электрических машин с постоянными магнитами. // Электротехника, .№11, 1992, С. 9-11.

125. Основные технические характеристики ветроагрегатов // Мелиорация и водное хозяйство. Сельскохозяйственное водоснабжение: справочник. - М, 1992. - Т. 7. - 148 с.

126. Открытая лекция Анатолия Чубайса в МИСиС // Видео хостинг Youtube URL: https://www.youtube.com/watch?v=ldpLjQlxttw (дата обращения: 20.07.2016).

127. Пат. 123264 Российская Федерация, МПК Н02К 55/02, 21/12, 1/27 Сверхпроводниковая синхронная электрическая машина с постоянными магнитами / Ковалев Л.К., Ковалев К.Л., Полтавец В.Н., Егошкина Л.А., Ильясов Р.И., Дежин Д.С.; заявитель и патентообладатель ФГБОУ ВПО «Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)» (МАИ). -2012128948/07; заявл. 10.07.2012; опубл. 20.12.2012, Бюл. №35.

128. Пат. 2253178 Российская Федерация, МПК Н02К 21/00, H02N 11/00 Синхронный двигатель генератор / Бихман Р.И.; заявитель и правообладатель Бихман Р.И. - №2004109526/11; заявл. 31.03.2004; опубл. 21.05.2005, Бюл. №>15.

129. Пат. 2303849 Российская Федерация, МПК Н02К 21/18, 21/14 Бесколлекторный синхронный генератор с постоянными магнитами / Шкондин В.В.; заявитель и патентообладатель Шкондин В.В. - № 2005133650/09; заявл. 01.11.2005; опубл. 27.07.2007, Бюл № 21.

130. Пат. 2406211 Российская Федерация, МПК Н02К 21/16, 1/27 Синхронный генератор / Бихман Р.И.; заявитель и патентообладатель Бихман Р.И. -№2009143921/07; заявл. 27.11.2009; опубл. 10.12.2010, Бюл. №«34.

131. Пат. 2558661 Российская Федерация, МПК Н02К 21/42 Радиальный синхронный генератор / Никитенко Г.В., Деведёркин И.В., Коноплев Е.В.; заявитель и патентообла-датель ФГБОУ ВО Ставропольский ГАУ. -№2013159087/07; заявл. 30.12.2013; опубл. 10.07.2015, Бюл. №19.

132. Пахомин, С.А. Проектирование синхронных генераторов: Учебное пособие к курсовому проектированию по электромеханике / С.А. Пахомин -Новочеркасск: ЮРГТУ, 2007. - 91 с.

133. Пашков, П.П., Покровский, Д.В. Диаграмма состояния системы Fe-Nd-B и особенности структуры ее сплавов. В кн.: Высокоэнергетические постоянные магниты и их применение в электротехнике // Тр. ВНИИЭМ. 1988 Т. 85. 93-120 с.

134. Плетнев, С.В. Магнитное поле: свойства, применение: Научное и учебно-методическое справочное пособие / С.В. Плетнев - СПб: "Гуманистка", 2004. - 624 с.

135. Постановление правительства Российской Федерации «О механизме стимулирования использования возобновляемых источников энергии на оптовом рынке электричес-кой энергии и мощности» от 28 мая 2013 года №2 .№449. // Правительство России. - 28.05.2013 г.

136. Привезенцев, В.А., Пешков И.Б. Обмоточные и монтажные провода. -4-е перераб-от. и доп изд. - М: "Энергия", 1971. - 552 с.

137. Рабинович, Ю.М., Сергеев, В.В., Потапова, Л.В., Кононенко, А.С., Афанасьева, Т.Е. Эксплуатационные характеристики постоянных магнитов из сплавов типа P3M-Fe-B. Электротехника, 1989, №11. 21-25 с.

138. Расчет многослойных катушек на прямоугольном каркасе // Coil 32 -Программа расчета индуктивности катушек URL: http://coil32.ru/calc/-rectangular-multilayer-inductor.html (дата обращения: 29.05.2016 г.).

139. Рожков, Н.М., Русаков, А.М., Сугробов А.М. Вентильные генераторы автономных систем электроснабжения / Н.М. Рожнов, A.M. Русаков, A.M. Сугробов, П.А. Тыричев; Под ред. П.А. Тыричева. - М.: Изд-во МЭИ, 1996.-280 с.

140. Сергеев, В.Д., Проскуренко, С.С., Чернышова, АС., Телешова, НС. Методика расчета высокоскоростного синхронного генератора с возбуждением от высококоэр-цитивных постоянных магнитов: методические указание / В.Д. Сергеев [и д.р.] - Владивосток: ФГАОУ ВПО "Дальневосточный федеральный университет", 2012. - 92 с.

141. Синицын, А.П. Совершенствование линейных генераторов с постоянными магнитами для автономных объектов: автореф. дис. ... канд. техн. наук: 05.09.01. - Самара, 2013. - 25 с.

142. Сливинская, А.Г. Электромагниты и постоянные магниты. М: Энергия 1972. - 247 с.

143. Сливинская, АГ., Гордон АВ. Постоянные магниты. - М.-Л.: "Энергия", 1965. - 128 с.

144. Сливинская, АГ., Гордон, АВ. Постоянные магниты / АГ. Сливинская, А.В. Гордон. М: "Энергия", 1960. 128 с.

145. Смирнов, АЮ. Расчет электрических машин с магнитоэлектрическим индуктором методом проводимостей зубцовых контуров. Электричество. 1989. .№12. С 18-24.

146. Справочник по климату СССР. Вып. 96. (Северный Кавказ, Нижнее Поволжье). Ветер. - Л. : Метеорология, 1976.

147. Справочник по электрическим машинам. В 2 т. / под ред. И. П. Копылова, Б. К. Клокова. - М. : Энергоатомиздат, 1988. - Т. 1. - 456 с.

148. Справочник по электрическим машинам. В 2 ч. / под ред. И. П. Копылова, Б. К. Клокова. - М. : Энергоатомиздат, 1988. - Т. 2. - 354 с.

149. Таранов, М. А. Определение параметров энергоустановок на возобновляемых источниках энергии / М. А. Таранов, А. С. Воронин // Совершенствование технологических процессов, машин и аппаратов в инженерной сфере АПК: Материалы научной конф. - Зерноград, 1999. - С. 86-87.

150. Таранов, М. А. Оптимизация параметров ветроэнергетической установки для фермерских хозяйств / М. А. Таранов, С. М. Воронин // Механизация и электрификация сельского хозяйства. - 2000. - №2 5. - С. 37-39.

151. Тарикулиев, И. Я. Предварительная оценка ветроэнергетических ресурсов Дагестана и перспективные районы создания ВЭУ и ВЭС / И. Я. Тарикулиев // Сб. науч. тр. / Гидропроект. - М., 1988. - Вып. 129 : Ветроэнергетические станции. - С. 79-91.

152. Татур Т.А. Основы теории электромагнитного поля: Справочн. пособие для электротехн. спец. вузов. М.: Высшая школа, 1989. 271 с.

153. Туровский, Я. Электромагнитные расчеты элементов электрических машин. М.: Энергоатомиздат, 1986. - 200 с.

154. Усольцев, А.А. Общая электротехника: учебное пособие / А.А. Усольцев -СПб: СПбГУ ИТМО, 2009. - 301 с.

155. Фатеев, Е. М. Ветродвигатели и ветроустановки / Е. М. Фатеев. - М.: Огиз-Сельхозгиз, 1948. - 544 с.

156. Фатеев, Е. М. Ветродвигатели и их применение в сельском хозяйстве / Е. М. Фатеев. - М.: Машиностроение, 1962. - 348 с.

157. Федий, К.С. Низкоскоростной торцевой синхронный генератор автономных источников электроснабжения: автореф. дис. ... канд. техн. наук: 05.09.01. - Красноярск, 2007. - 21 с.

158. Фейнман, Р., Лейтон, Р., Сэндс, М Фейнмановские лекции по физике: Электричество и магнетизм. Изд. 2-е изд. М: Мир. Редакция литературы по физике, 1977. - 349 с.

159. Флора, В.Д. Электрические машины специальных конструкций и принципов действия / под ред. Ю.С. Коробкова / В.Д. Флора - Запорожье: Информационная система iElectro, 2011. - 254 с.

160. Фортов, В.Е., Макаров, А.А. Направления инновационного развития энергетики мира и России // Успехи физических наук , 2009, т. 168, №211, С. 5-19.

161. Хорольский, В. Я. Технико-экономическое обоснование дипломных проектов / В. Я. Хорольский, М. А. Таранов, Д. В. Петров. - Ставрополь: Изд-во СтГАУ «АГРУС», 2004. - 168 с.

162. Чяпяле, Ю.М. Методы поиска изобретательских идей / Ю.М. Чяпяле -Л: "Машиностроение" Ленинградское отделение, 1990. - 96 с.

163. Шапиро, Д.Н. Электромагнитное экранирование: Научное издание / Д.Н. Шапиро - Долгопрудный: Издательский Дом "Интеллект", 2010. - 120 с.

164. Шаров, Ю.В., Хорольский, ВЯ., Таранов, В.Н., Шемякин, В.Н Электроэнергетика: учебное пособие / Ю.В. Шаров, ВЯ. Хорольский, МА Таранов, В.Н Шемякин. - Ставрополь: АГРУС, 2011. - 456 с.

165. Шенк, Х. Теория инженерного эксперимента / Х. Шенк - М : Мир, 1972. - 133 с.

166. Шерьязов, С. К. Выбор ветроэнергетической установки / С. К Шерьязов, М В. Шелубаев // Механизация и электрификация в сельском хозяйстве. - 2010. - №2 2. - С. 7.

167. Шефтер, Я. И Ветроэнергетика. Стратегия развития, новые разработки и их использование / Я. И. Шефтер // Конверсия в машиностроении. - 1995. - №2 5. - С. 5-10.

168. Яковлев, АН, Затучная, МА, Меркушев, В.Н, Пашков, В.Н Расчет и проектирование ветроэлектрических установок с горизонтально-осевой ветротурбиной и синхронным генератором на постоянных магнитах: учебное пособие по курсовому проектирова-

нию / А.И. Яковлев [и д.р.] - Харьков: Национальный аэрокосмический университет им. Н Е. Жуковского «Харьковский авиационный институт», 2003. - 125 с.

169. 2012 EEG Surcharge Increases Slightly to 3.592 ct/kWh // German Energy Blog URL: http://www.germanenergyblog.de/?p=7526 (дата обращения: 18.02.2016 г.).

170. 30 Years of Policies for Wind Energy, China // IRENA International Renewable Energy AgecyURL:http://iesourceirena.irena.org/gateway/seaich?hits=10&facetFilters=&rangeFacetFilteis =&sort=.score%3Adesc&o^et=0&q.type=advanced&q=30%20Years%20of%20Policies%20for %20Wind%20Energy (дата обращения: 25.01.2016 г.).

171. Arent, D.J., A. Wise and R. Gelman, 2011. The status and prospects of renewable energy for combating global warming. Energy Economics, 33(4): 584-593.

172. Behjat, V. and M. Hamrahi, 2014. Dynamic modeling and performance evaluation of axial flux PMSG based wind turbine system with MPPT control. Ain Shams Engineering Journal, 5: 1157-1166.

173. Bogno, В., Sali, М., and Aillerie, M, 2014. Technical and economic analysis of a wind power generation system for rural electrification in Africa // Energy Procedia, 50: 783-781.

174. Borja, M.A. and J. Lagunas, 2014. Miscalculations on the estimation of annual energy output (AEO) of wind farm projects. Energy Procedia, 57: 698-705.

175. Brihmat, F. and S. Mekhtoub, 2014. Dynamic Response of a Stand Alone DC Side Wind Energy Conversion System with Battery Energy Storage. Energy Procedia, 50: 97-104.

176. Elcut моделирование электромагнитных, тепловых и упругих полей методом конечных элементов: Версия 5.6 / Руководство пользователя. - СПб: ООО «ТОР», 2008. 318 с.

177. Fossil Fuels Just Lost the Race Against Renewables // Международный интернет сайт информационного агентства Bloomberg URL: http://www.bloomberg.com/news/articles/2015-04-14/fossil-fuels-just-lost-the-race-against-renewables. (дата обращения: 13.02.2016 г.).

178. Igba, J., K. Alemzadeh, I. Anyanwu-Ebo, P. Gibbons and J. Friis, 2013. A Systems Approach towards Reliability-Centred Maintenance (RCM) of Wind Turbines. Procedia Computer Science, 16: 814-823.

179. Keysan, O., MA Mueller, 2012. A Transverse Flux High-Temperature Superconducting Generator Topology for Large Direct Drive Wind Turbines. Physics Procedia, 36: 759-764.

180. Lui, S., S. Li and L. He, 2012. Direct-driven Permanent Magnet Synchronous Windpower Generating System with Two Three-level Converters Based on SVPWM Control. Procedia Engineering, 29: 1191-1195.

181. Luo, X., J. Wang, M. Dooner and J. Clarke, 2015. Overview of current development in electrical energy storage technologies and the application potential in power system operation. Applied Energy, 137: 511-536.

182. Pat. 1089417 Europe, EP 20000118152. An alternating current dynamo for a vehicle / Yo-shiaki, Honda, Kanazawa, Kenichiro, Matsubara, Suzuki, Kazuo Tahara, Masami, Takano.: applicant Hitachi, Ltd: ap. 29.08.2000; publ. 04.09.2001.

183. REN21 Renewables 2015 Global Status Report: Renewable Energy Integration (Webinar) // Clean energy solution centre assisting countries with clean energy policy URL:https://cleanenergysolutions.org/training/ren21-renewables-2015-global-status-report-renewable-energy-integration (дата обращения: 20.05.2016).

184. Renewables 2013. Global status report. Renewable Energy Policy Network for the 21st Centure // REN21 URL: www.ren21.net (дата обращения 06.02.2016 г.).

185. Serafim, O.J., J.A. Siqueira, F.F. Putti, L.R. Gabriel Filho and R.S. Daltin, 2014. Energetic exploitation from a hybrid pvwind power micro-generation rural electrification. Energy Procedia, 57: 1475-1484.

186. Sigarchian, S.G., A. Malmquist and T. Fransson, 2014. Modeling and control strategy of a hybrid PV/Wind/Engine/Battery system to provide electricity and drinkable water for remote applications. Energy Procedia, 57: 1401-1410.

187. Vadirajacharya, Dr. and P.K. Katti, 2012. Rural Electrification Through Solar and Wind Hybrid System: A Self Sustained Grid Free Electric Power Source. Energy Procedia, 14: 2081-2087.

188. You-Young, C., L. Ki-Doek, J. Ik-Sang, K. Mi-Jung and H. Sang-Hwan, 2012. Research on the Output Characteristics of IPMSM according to the Pole-Slot Combinations. Energy Procedia, 14: 1187-1192.