Установившиеся и переходные режимы асинхронного генератора с емкостным возбуждением для автономных энергоустановок тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.09.01, кандидат технических наук Фаренюк, Александр Прокофьевич

• Фаренюк, Александр Прокофьевич
• кандидат технических наук
• 1984

Оглавление диссертации кандидат технических наук Фаренюк, Александр Прокофьевич

ГЛАВА I. Анализ установившихся режимов автономного асинхронного генератора цри работе на активную и активно-индуктивную нагрузку.

1.1. Обзор литературы по методам расчета статических характеристик и способам стабилизации напряжения генератора. Выбор оптимальной структуры ECB.

1.2. Расчет характеристик АГ с параллельным возбуждением

1.3. Расчет характеристик АГ с емкостным компаундированием

В ы в о д ы.

ГЛАВА 2. Математическая модель и анализ переходных режимов автономного АГ .-.

2.1. Обзор литературы по анализу переходных режимов работы АГ с учетом насыщения.

2.2. Уравнения АГ в непреобразованных фазных координатах статора. Выбор координатной системы для исследования автономного АГ.

2.3. Дифференциальные уравнения АГ в преобразованной системе координат с учетом насыщения главной магнитной цепи.

2.4. Расчет переходных режимов автономного АГ

2.4.1. Самовозбуждение

2.4.2. Включение и отключение нагрузки

2.4.3. Трехфазное короткое замыкание на зажимах нагрузки

Вы в о д ы.

ГЛАВА 3. Исследование квазиустановившихся и переходных режимов асинхронного генератора при работе на выпрямительную нагрузку.

3.1. Общая характеристика работы автономного АГ на выпрямительную нагрузку.

3.2. Математическая модель и алгоритм расчета системы

АГ с ECB - полупроводниковый выпрями те ль-нагру зка. III

3.3. Анализ переходных и квазиустановившихся режимов работы системы АГ-ЕСВ-ПВ-НГ при различных схемах емкостного возбуждения.

3.3.1. Асинхронный генератор с параллельным возбуждениемJ

3.3.2. Асинхронный генератор с системой емкостного компаундирования (параллельно-последовательное возбуждение).

3.3.3. Работа АГ на управляемый полупроводниковый выпрямитель.

Выводы.

ГЛАВА 4. Особенности применения массивного ферромагнитного ротора в высокоскоростном автономном АГ.

4.1. Обоснование применения массивного ферромагнитного ротора в высокоскоростном АГ с газотурбинным приводом.

4.2. Рабочие характеристики генератора с 1®Р.

4.2.1. Определение эквивалентных параметров зубчатого

4.2.2. Характеристики генератора при активной нагрузке.

4.2.3. Характеристики генератора при выпрямительной нагрузке.

4.3. Определение добавочных потерь АГ с ЖР при работе на выпрямительную нагрузку.

Выводы

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Установившиеся и переходные режимы асинхронного генератора с емкостным возбуждением для автономных энергоустановок»

В последние годы наблюдается значительный рост потребности народного хозяйства СССР в автономных источниках электроэнергии большой единичной мощности, повышенной мобильности,надежности и экономичности. К электрическим генераторам подобных источников энергии предъявляется ряд специфических требований, характерных для автономных энергоустановок: минимальная масса и габариты, бесконтактное исполнение, определенная величина параметров генератора и его системы возбуждения, необходимых дай обеспечения заданного качества характеристик, высокая механическая прочность ротора , надежность генератора и т.д. Серийно выпускаемые в настоящее время промышленностью передвижные электростанции мощностью 1000 кВт и выше (5Э41, ЭСД-1000, ПАЭС-2500 и др.) выполняются на основе синзфонных генераторов средней быстроходности (1000+1500 об/мин) с дизельным или газотурбинным приводом через редуктор и поэтов отличаются значительными габаритами и массой, недостаточно надежны и неремонтопригодны в полевых условиях. Так, сухой вес (масса) газотурбинной электростанции 5Э41 мощностью 1000 кВт составляет 20 т, дизельной электростанции аналогичной мощности - 28 т.

Исследования, проведенные в ряде работ Ц,9,10,28| показывают, что проблема создания малогабаритных и экономичных энергоустановок может быть успешно решена на основе высокоскоростных бесконтактных генераторов переменного тока с газотурбинным безредукторным приводом ( п = 8000+15000 об/мин), работающих в блоке со статическим преобразователем частоты или полупроводниковым выпрямителем (в зависимости от характера потребляемой энергии).

Тип генератора оказывает решающее влияние на показатели проектируемой электростанции и должен определяться по всей совокупности требований, предъявляемых к автономному источнику. В тех случаях, когда источник электропитания должен обеспечить стабильный уровень выходного напряжения при изменении нагрузки в пределах статической устойчивости генератора весьма целесообразным является применение асинхронного генератора (АГ) с короткозамкнутым ротором и системой емкостного возбуждения и ре1улирования напряжения. При питании определенного вида нагрузок (высококосинусная трехфазная нагрузка, статический преобразователь частоты, полу -проводниковый выпрямитель, емкостной накопитель энергии и др.) асинхронный генератор обладает рядом преимуществ по сравнению с другими типами генераторов (синхронным или индукторным). Асинхронный генератор представляет собой бесконтактную переменно-полюсную машину с радиальным направлением магнитного потока,которая выгодно отличается простотой и прочностью конструкции, особенно при использовании массивного ферромагнитного ротора. Массивный ротор генератора не содержит обмоток и выполняется из единой стальной поковки,в которой фрезеруются пазы оптимальной геометрии и выполняются торцевые наплавки из материалов с высокой электрической проводимостью [54,55] . Конструкция генератора позволяет максимально сократить подшипниковую базу и обеспечивает ротору высокую жесткость, что дает возможность проводить непосредственное сочленение ротора АГ с приводным газотурбинным двигателем при окружных скоростях на поверхности ротора до 400 м/сек.

Минимальные параметры рассеяния контуров статора и ротора (на уровне 0,08+0,12 o.e.) составляют принципиальную особенность АГ и обеспечивают жесткую внешнюю характеристику генератора, высокие энергетические показатели машины (на уровне асинхронных машин общепромышленного назначения). Симметричный ротор обладает хорошими демпфирующими свойствами, что существенно при несимметричных режимах нагрузки.

Определенный прогресс в отечественном конденсаторостроении в последние годы привел к разработке и выпуску полипропиленовых пленочных конденсаторов типа ПТ и ЕЖ [10,24] . Эти конденсаторы при частоте 400 Гц имеют удельные показатели 0,1+0,2 кг/кМр. При этом удельный массогабаритный показатель гпуЭ высокоскоростных асинхронных генераторов с системой возбуждения в диапазоне мощности 1000+8000 кВт составляет (1,5+0,8) кг/кВт, а автономной электростанции в целом (II+5) кг/кВт (меньшие значения относятся к генераторам большей мощности). В то же время массогабаритный показатель автономной электростанции с синхронным или индукторным генератором составляет (20+12) кг/кВт, а сам генератор имеет ШуЭ = (4,5+3,0) кг/кВт.

Особенно отчетливо видны преимущества АГ при работе в блоке с полупроводниковым преобразователем частоты (выпрямителем).Как известно, преобразователь загружает высшими временными гармониками генератор и систем его возбуждения. В синхронном и индукторном генераторе эти гармоники непосредственно попадают в обмотку статора и вызывают существенные добавочные потери в машине, что требует увеличения ее габаритной мощности в 1,5+2 раза [27,103]. В асинхронном генераторе емкостная система возбуждения (ECB) выполняет роль фильтра на пути высших временных гармоник, а в сочетании со специальными дросселями, настроенными в резонанс с наиболее опасными - пятой и седьмой гармониками может снизить их уровень до 1+3 % по отношению к первой гармонике.

Сравнительно небольшие значения реактивностей рассеяния генератора создают благоприятные условия для его работы в блоке с полупроводниковым выпрямителем. Наличие емкостей на входе вы -прямителя, выполняющих роль источника реактивной мощности генератора, одновременно способствует уменьшению угла коммутации выпрямителя, что повышает жесткость внешней характеристики источника. Кроме того, исследования показали, что при работе АГ в блоке с полупроводниковым выпрямителем в системе вырабатывается дополнительная реактивная мощность, которая способствует стабилизации напряжения асинхронного генератора.

Таким образом использование автономного АГ с емкостным возбуждением, работающего в блоке с полупроводниковым выпрямителем, позволит создать регулируемый источник стабилизированного постоянного напряжения о улучшенными массогабаритными показателями,обладающий выоокой надежностью и обеспечивающий жесткую внешнюю характеристику системы в заданн ом диапазоне изменения нагрузки.Создание таких автономных бесконтактных электромашинных генераторов большой единичной мощности, обладающих минимальными габаритами и массой при высокой надежности работы представляет собой актуальную, но весьма сложную задачу.

Исследованию генераторов автономных энергоустановок посвящены работы советских ученых - И.П.Копылова,В.И.Радина,В.А.Балагу-рова,Б.А,Винокурова,А.А,Терзяна,В.В.Алексеевского,Ю.Г.Шакаряна, А.Е,Загорского,А.И.Бертинова, М.М.Красношапки,Г.А.Сипайлова и др. Теория асинхронного генератора и проблема его применения в автономной энергоустановке рассмотрена в работах С.К.Бохяна,А.В.Новикова, А. И. Скороспешкина, С. И.Кициса,А. А.Иванова,В. Д. Зубкова, Н.Д. Торопцева» С.П.Бояр-Сазоновича, Ю.Н.Шумова, В.С.Змитровича» Р.В. Фильца, А.НЛедовского, Ф.С.Амброса, А.В.Нетушила и др.

Во многих организациях проводились и ведутся в настоящее время работы по исследованию и разработке асинхронных генераторов различного назначения. Среди них Московский энергетический институт, Московский инотитут инженеров железнодорожного транспорта, ВНИИ комплексного электрооборудования (г.Ереван), Институт электродинамики АН УССР, Киевский, Томский, Кишиневский,

Куйбышевский, Одесский политехнический институты, Кубанский сельскохозяйственный институт и др.

На основании анализа литературных источников можно отметить основные результаты выполненных ранее работ по рассматриваемой проблеме:

1. Изучены основные преимущества и недостатки АГ по сравнению с генераторами других типов при активной и активно-индуктивной нагрузке последних.

2. Исследован ряд схемных и конструктивных решений как самого генератора, так и его емкостной системы возбуждения.

3. Существуют разнообразные методы расчета рабочих (статических) характеристик АГ (аналитические, графические, графо-ана-литические).

4. Разработаны методики анализа переходных режимов АГ, среди которых доминирующее положение занял анализ процесса самовоз-буадения генератора.

Однако современная тенденция создания автономных источников электропитания на базе АГ большой единичной мощности (1000 кВт и более), работающего преимущественно на полупроводниковый преобразователь, требует разработки новых методов исследования,которые с высокой степенью точности позволили бы проводить анализ как переходных, так и квазиустановившихся режимов АГ с помощью современных средств вычислительной техники, проводить оптимизацию параметров генератора и его системы возбуждения, сформулировать рекомендации по проектированию генератора и его ECB,оценить влияние массивного ферромагнитного ротора на характеристики и энергетику высокоскоростного АГ.

Как показано в[27,79,80] , работа электрических машин в блоке с преобразователем частоты или полупроводниковым выпрямителем имеет определенную специфику, которая является причиной появления новых требований к параметрам и технико-экономическим показателям электрических машин. Ввиду многообразия и противоречивости этих требований задача разработки машин для указанных систем переросла в самостоятельную проблему, включающую и круг вопросов, связанных с определением и изучением номинальных расчетных режимов, определением и оптимизацией параметров, характеристик генератора и его системы возбуждения, разработкой рекомендаций по проектированию таких машин.

В связи с этим цель настоящей диссертационной работы формулируется следующим образом: разработка универсальной методики математического моделирования переходных и установившихся режимов работы системы асинхронный генератор с емкостной системой возбуждения - управляемый или неуправляемый полупроводниковый выпрямитель (системы АГ-ЕСВ-ПВ-НГ), основанной на применении численных методов анализа и современных вычислительных средств; экспериментальное подтверждение основных результатов математического моделирования; уточненное исследование рабочих характеристик и переходных режимов АГ при обычной нагрузке (активной и активно-индуктивной); усовершенствование методик оптимизации параметров генератора и его системы возбуждения, выбор номинальных расчетных режимов системы АГ-ЕСВ-ПВ-НГ.

Основные задачи работы заключаются в следующем:

1. Усовершенствовать методику расчета статических характеристик АГ при его работе на активную или активно-индуктивную нагрузку и на основе уточненного исследования определить оптимальный диапазон параметров генератора и его системы возбуждения, обеспечивающих высокое качество рабочих характеристик.

2. Исследовать переходные и установившиеся режимы работы АГ с учетом насыщения главной магнитной цепи генератора при обычных нагрузках.

3. Разработать универсальную методам математического моделирования переходных и квазиустановившихся режимов работы системы АГ-ЕСВ-ПВ-НГ с учетом насыщения магнитной цепи генератора для различных систем емкостного возбуждения АГ и различного характера нагрузки за выпрямителем и создать на этой основе оптимизированные алгоритмы расчета переходных и квазиустановившихся режимов.

4. Разработать рекомендации по выбору номинальных расчетных режимов, оптимальных параметров ECB и типовой мощности АГ при работе генератора на полупроводниковый выпрямитель на основе детального исследования энергобаланса системы АГ-ЕСВ-ПВ-НГ.

5. Исследовать особенности применения в автономном АГ массивного ферромагнитного ротора (ШР) с оптимальной геометрией зубцовой зоны.

При решении поставленных задач автором получены следующие новые научные результаты:

1. Разработаны рекомендации по выбору степени насыщения АГ и оптимального диапазона параметров генератора и ECB различного типа, исследовано влияние названных факторов на рабочие характеристики АГ (с обычным и массивным ротором) при активной и активно-индуктивной нагрузке.

2. Разработана универсальная методика математического моделирования и расчета на ЭВМ переходных и квазиустановившихся режимов работы системы АГ-ЕСВ-ПВ-НГ с учетом насыщения магнитной цепи генератора для различных типов ECB и различного характера нагрузки за выпрямителем (активной, активно-индуктивной,активно-емкостной).

3. Исследованы особенности работы автономного асинхронного генератора на выпрямительную нагрузку, получены данные по гармоническому составу и энергобалансу системы АГ-ЕСВ-ПВ-НГ для различных типов ECB и различного характера нагрузки. Разработаны рекомендации по выбору типа и паршетров ECB, определению типовой мощности машины при работе на выпрямительную нагрузку.Сформулированы условия стабилизации напряжения источника в широком диапазоне изменения нагрузки. Исследованы энергетические свой -ства системы АГ-ЕСВ-ПВ-НГ с управляемым полупроводниковым вы -прями телем. Определены оптимальные диапазоны регулирования полупроводникового выпрямителя для получения характеристик источника заданной формы с учетом изменения перегрузочной способности генератора.

4. Исследовано влияние параметров массивного ферромагнитного ротора на рабочие характеристики высокоскоростного асинхронного генератора при обычной и выпрямительной нагрузке, определены добавочные потери на поверхности ШР от высших временных гармоник поля статора.

На защиту выносятся:

1. Методика математического моделирования переходных и ква-зиустановившихся режимов работы системы АГ-ЕСВ-ПВ-НГ с учетом насыщения магнитной цепи генератора для различных типов ECB и различного характера нагрузки за выпрямителем, подтвержденная данными экспериментальных исследований.

2. Оптимизированные алгоритмы расчета переходных и установившихся режимов автономного АГ при работе на обычную и выпря -мительную нагрузку.

3. Результаты выполненных исследований по анализу влияния выпрямительной нагрузки на переходные и квазиустановившиеся режимы работы асинхронного генератора с шихтованным короткозам -кнутым ротором обычного типа, а также зубчатым массивным ферромагнитным ротором оптимальной геометрии.

4. Методические рекомендации по выбору оптимальных параметров генератора и ECB различного типа, номинальных расчетных режимов при работе АГ на активную и активно-индуктивную нагрузку, а также полупроводниковый выпрямитель, рекомендации по выбору оптимального диапазона параметре®управления полупроводниковым выпрямителем для получения характеристик заданной формы.

В работе использованы следующие методы исследований:

1. Математические методы анализа электрических машин переменного тока - метод вращающихся магнитных полей (изображающих векторов), метод преобразования системы координат, метод пото-косцеплений с учетом насыщения главной магнитной цепи машины,метод энергетического баланса для исследования статических характеристик АГ.

2. Методы анализа электрических цепей, содержащих полупроводниковые элементы, в частности метод переключающих функций и метод переменных состояния.

3. Математические методы численного интегрирования систем

V V О t» О J дидхоеренциальных уравнении, методы решения задач линеинои алгебры, сплайн-аппроксимации нелинейных функций.

Достоверность научных положений подтверждается экспериментальными данными. Экспериментальная часть работы выполнена на модельном образце асинхронного генератора в лабораторных условиях отдела бесконтактных электрических машин Института электродинамики АН УССР.

Заключение диссертации по теме «Электромеханика и электрические аппараты», Фаренюк, Александр Прокофьевич

Выводы

I. В высокоскоростных автономных АГ большой мощности наиболее целесообразно использование зубчатого массивного ферромагнитного ротора без обмотки с оптимальной геометрией зубцовой зоны и торцевых короткозамыкающих элементов, что обеспечивает необходимые параметры и качество рабочих характеристик генератора в сочетании с высокой надежностью и термической устойчивостью конструкции.

2# Анализ результатов расчетного и экспериментального исследований показал, что АГ с ШР при параллельном емкостном возбуждении (С0 = const ) имеет сравнительно мягкую внешнюю характеристику и может быть рекомендован для применения только в тех случаях, когда простота и надежность источника являются определяющими факторами. Статизм внешней характеристики АГ в этом случае составляет 8+12 %, Изменение напряжения может быть уменьшено при снижении индуктивного сопротивления рассеяния эквивалентных контуров ШР, а также за счет более высокого насыщения магнитной цепи генератора. Так, исследования показали, что для модельного образца АГ переход с насыщения Kju= 1,8 на Kju.= 2,1 обеспечивает уменьшение статизма внешней характеристики до 6 % и увеличивает перегрузочную способность генератора в 1,3 раза.

3. Напряжение на зажимах активной нагрузки при ее питании от АГ с ШР и емкостным компаундированием изменяется в функции Р„ по сложному закону. Минимум этого напряжения Uh~0,9Uo имеет место при Рн = (0,4+0,6) Pn . При дальнейшем увеличении нагрузки напряжение возрастает и при Рн = PN Uh= (0,95+1,1) U0 , а напряжение фазы генератора- [Гг = (1,15+1,23)Un . Таким образом, путем выбора оптимального емкостного сопротивления БЕК, которое составляет в случае активной нагрузки Хск = (1,35+1,5) Х5 , можно добиться минимального статизма внешней характеристики (на уровне + 2+3 %) в области нагрузок (0,8+1,1) PN . В качестве меры, способствующей стабилизации напряжения 1Гн во всем диапазоне изменения нагрузки можно рекомендовать включение на зажимы АГ небольшого дросселя или магнитного усилителя на мощность (0,18+ 0,2) Pn , который при малых нагрузках создает определенный запас реактивной мощности, а затем будет отдавать ее генератору по мере роста нагрузки.

В связи с повышенными значениями Х$ генератора с ШР для получения удовлетворительного качества внешних характеристик в области номинальных нагрузок XQK необходимо выбирать примерно равным X s . При этом величина реактивной мощности Qck возрастает до 0,6+0,7 o.e., что более чем в два раза превышает Qck AT с ШР при тех же нагрузках и том же статизме внешней характеристики. Это явление следует учитывать при выборе конденсаторов БЕК,т.к. напряжение на них будет достаточно высоким (TJck^=0.6Uo).

4. Все особенности характеристик АГ при работе на полупроводниковый выпрямитель в равной степени относятся и к АГ с ШР. Как и у АГ с ШР также найлвдается увеличение перегрузочной способности генератора за счет фазового сдвига в опережающую область первой гармоники тока на входе ПВ относительно первой гармоники напряжения. Однако это увеличение у АГ с ШР на 15+20 % меньше, чем у АГ с ШР. В связи с этим рекомендуемый диапазон оптимальных значений Хск с учетом дополнительной реактивной мощности, вырабатываемой ПВ, составляет Хек=(1Д+1,25):зЬ» а статизм внешней характеристики АГ с МФР зависит от параметров рассеяния роторных контуров Х^ и для генератора с БЕК составляет 3*4 %. Уменьшение напряжения АГ с МФР при чисто параллельном возбуждении в области номинальных нагрузок составляет 7*8 %,

Режимы коммутации вентилей ПВ при работе от массивноротор-ного АГ несколько отличаются от тех же режимов АГ с ШР. У АГ с МФР появление немгновенной коммутации вентилей ПВ сдвигается в область больших нагрузок (у АГ с БПВ на уровень 1,5 Ры, у АГ с БЕК на уровень 0,8*1,0 Ри). Из-за повышенного суммарного сопротивления рабочей цепи на высших гармониках АГ с МФР имеет более благоприятный гармонический состав фазного тока, чем АГ с ШР.Гармонический состав других величин находится примерно на том же уровне, что у АГ с ШР.

5. Массивно-клеточная математическая модель МФР и разработанная на ее основе методика расчета полей рассеяния параметров и характеристик зубчатого массивного ферромагнитного ротора АМ может быть рекомендована для расчета добавочных потерь на поверхности МФР от ВВГ поля статора. Полученные на этой основе данные показывают, что доля потерь от ВВГ в общей сумме потерь генератора при нагрузке невелика и составляет 10*15 %. В связи с этим в высокоскоростном автономном АГ с МФР потери от ВВГ не являются определяющими в общем балансе потерь. Они могут быть рассчитаны по указанной методике при известном гармоническом составе фазного напряжения АГ и учтены при оценке теплового состояния генератора.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Основные научные результаты исследований, выполненных в работе, заключаются в следующем:

1. Анализ различных охем стабилизации напряжения показал , что для высокоскоростного автономного АГ большой единичной мощнооти (I* 5 мВт) наиболее простыми, экономичными и надежными являются схема чиото параллельного возбуждения (CQ = const ) и охема емкоот-ного компаундирования (параллельно-последовательное возбуждение), которые при рациональном выборе параметров ECB и коэффициента насыщения магнитной цепи генератора обеспечивают высокую надежность, минимальную массу и габариты батареи возбуждения.

2. Разработана методика, составлены алгоритмы и программы расчета и оптимизации статических характеристик АГ с параллельным и параллельно-последовательным емкостным возбуждением. Проведенное расчетно-теоретическое исследование показало, что надежная работа генератора с параллельным возбуждением при отатизме внешней характеристики 2+4 % и перегрузочной способности Км = 1.3*1,4 может быть обеспечена только при достаточно высокой степени насыщения магнитной цепи генератора ( Kju. = 2,5*3,5) и минимальных параметрах рассеяния обмоток АГ ( Xs * 0,2*0,25 o.e.).

3. Указанный коэффициент насыщения АГ необходимо обеопечивать за счет зубцов и ярма ротора, оставляя отепень насыщения сердечника статора минимальной. Это позволит получить достаточно высокое значение КПД генератора.

4. Стабильность напряжения АГ с параллельным возбуждением (С0 = const ) при изменении нагрузки зависит не только от величины

Kju , но и от формы кривой намагничивания, особенно от величины d-Im/cLU в зоне U-Un. Чем больше эта производная, тем выше стабильность напряжения и жестче внешняя характеристика АГ.

5, Для АГ о емкостным компаундированием при собфн = 1,0 и Хок > Х5 рекомендуемый диапазон насыщения магнитной цепи составляет К]и= 1,3+1,6. При уменьшении собфн в диапазоне 1,0+0,85 Кр. необходимо увеличивать до уровня Кщ= 2,0+2,5.

В работе получены соотношения для определения оптимальной величины компаундирующей емкооти при различной степени насыщения и различных коэффициентах мощнооти нагрузки, позволяющие ограничить отатизм внешней характеристики на уровне 1+3 % в области номинальных нагрузок. Сравнение раочетных и экспериментальных статических характеристик модельного АГ мощностью 40 кВт показывает, что расхождение между ними не превышает 3+5 %,

6. Разработана универсальная математическая модель автономного АГ с параллельным и параллельно-последовательным емкостным возбуждением для раочета всех ооновных переходных режимов генератора: самовозбуждения,наброса и оброса активной и активно-индуктивной нагрузки, трехфазного симметричного короткого замыкания на зажимах нагрузки. Модель поотроена на использовании нелинейной СДУ в преобразованной оиотеме координат л , р . Расчеты указанных режимов проведены с учетом насыщения главной магнитной цепи генератора по оптимизированному алгоритм, который за очет введения вспомогательной нелинейной функции Хт=1 (У) позволяет отказатьоя от процедуры совместного решения СДУ и СУ для определения магнитного состояния машины на каждом шаге интегрирования.

Расчетно-теоретическое исследование режимов АГ показало эффективность применения модели для оценки динамических овойств генератора на стадии проектирования. Результаты исследования позволяют проводить выбор типа и схемы защиты АГ в аварийных режимах, разработать схему испытательного стенда создаваемого генератора и т.п.

7. Установлено, что при постоянной частоте вращения ротора переходный цроцесо включения нагрузки имеет следующие особенности: время переходного процесса очень мало (1*3 периода основной частоты), посадка ореднего значения напряжения на нагрузке составляет 10*18 % в течение первого или первых двух периодов переходного процесса, отсутствуют броски тока статора при любом начальном положении вектора результирующего потокосцепления относительно оси фазы в момент наброса нагрузка, переходный процесс включения и отключения нагрузки сопровождается появлением затухающих периодических составляющих переходных токов, частота которых обусловлена параметрами колебательного контура: емкость EDB С0 - индуктивности рассеяния рабочего контура.

8.Генератор о емкостным компаундированием обладает лучшими динамическими свойствами, чем АГ с ЕПВ, однако процесс короткого замыкания на зажимах нагрузки у АГ с БЕК сопровождается резким повышением (за 0,2*0,3 Т0) фазного напряжения генератора и требует применения специальной быстродействующей защиты.

9. Разработана методика математического моделирования, а также алгоритмы и программы расчета на ЭВМ переходных и квазиустано вившихся режимов работы АГ на полупроводниковый выпрямитель (система АГ-ЕСВ-УПВ (или ПВ) -НГ). Методика использует алгебро-дифференци-альные уравнения АГ в преобразованной системе координат «с, , ß в сочетании о методом переключающих функций и, обладая необходимой универсальностью, позволяет рассматривать динамические и квазиус-тановившиеся режимы работы системы с различным характером нагрузки за выпрямителем (К , R-L.R-C , R-L -С ), проводить анализ энергетики генератора и ECB, обеспечивает высокую точнооть расчетов, дает хорошее совпадение расчетных и экспериментальных данных (на уровне 2*4 %),

10. В результате расчетно-теоретического исследования режимов системы АГ-ЕСВ-ПВ-НГ (с ECB параллельного и параллельно-последовав тельного типов) установлено: а) при работе АГ на полупроводниковый выпрямитель в пределах его статичеокой устойчивости имеет место различный характер коммутации вентилей ПВ (мгновенная и немгновенная коммутации при угле коммутации у = 0+35 эл.градусов), причем первая гармоника тока на входе ,ПВ сдвигается относительно соответствующего напряжения в сторону опережения на угол фн= 0+15 эл.градусов.При этом ПВ ведет себя по отношению к генератору, как активно-емкостная нагрузка, которая обуславливает выработку дополнительной реактивной мощности в сиотеме на уровне 25+30 % Qco БПВ (в области номинальных нагрузок) и увеличивает перегрузочную способность генератора в 2,0+2,8 раза по сравнению с АГ, работающим на чисто активную нагрузку; б) у АГ с БЕК Gboh= (0,12+0,15) ( Qco + Qck ). а перегрузочная способность генератора увеличивается в 1,6+1,8 раза цри ста-тизме внешней характеристики источника 1+3 %. В связи с наличием дополнительной реактивной мощности, вырабатываемой ПВ, рекомендуемая величина емкостного сопротивления БЕК определяется, как XQK = (0,8+0,9) Xs ; в) для оценки энергетических свойств ПВ, работающего в блоке с автономным АГ, наиболее целесообразным является использование коэффициента сдвига первых гармоник тока и напряжения на входе выпрямителя, поскольку коэффициент мощности ПВ в своем традиционном виде ^=KuKiCosip не отражает специфику работы системы с опережающим углом сдвига и не позволяет правильно рассчитать энергобаланс системы.

11. Показано, что гармоничеокий состав токов и напряжений системы АГ-ЕСВ-УБВ (ПВ)-НГ в значительной степени зависит от режима комму тащи вентилей ПВ и изменяется в функции нагрузки генератора. Добавочные потери от высших временных гармоник, которыми БВ загружает ECB и генератор, приводят к необходимости снижения уровня нагрузок или увеличения раочетной мощности генератора, при сохранении неизменным его теплового состояния. Изменения расчетной мощности необходимо оценивать отдельно по статору и по ротору с тем, что^бы в дальнейшем определять типовую мощность машины по ее наиболее нагруженной части. На основании данных гармонического анализа, проведенного для различных режимов работы сиотемы, установлено, что при работе генератора с БИВ на неуправляемый полупроводниковый выпрямитель типовая мощность АГ должна быть увеличена на 9 % и этот режим следует считать номинальным расчетным режимом генератора. При проектировании новой машины в ТЗ необходимо оговорить соответствующие запасы по току - для статора 4,5$, для ротора - 8,5+9 %,

У генератора с БЕК при использовании серийной машины ее длительная допустимая нагрузка должна быть снижена на 10 % по сравнению с номинальной из-за указанных особенностей гармонического состава тока и напряжения АГ. Такое небольшое уменьшение полезной мощности АГ по сравнению с генераторами других типов (сиюфонным или индукторным) возможно благодаря фильтрующему действию батарей ECB, потери которых, как показывают расчеты, не вызывают перегрев конденсаторов.

12. Применение управляемого ПВ в блоке с асинхронным генератором позволяет значительно расширить возможности применения АГ для питания ряда специальных потребителей. Однако влияние, которое оказывает УПВ на энергобаланс системы требует строго определенного выбора диапазона параметров управления и глубины регулирования. Так, рекомендуемый в работе диапазон изменения утла управления составляет ьС = 0*35 эл.градусов, а глубина регулирования

- 225 напряжения Ud = (I,0*0,9)Udo . Установлено,что введение угла управления «6 = 30°= const снижает перегрузочную способность генератора с БПВ в 3 раза по сравнению с режимом £ = 0,а введение угла управления dC = 60°= const - более чем в 5 раз .Это происходит из-за появления значительного (на уровне 20*22 эл.градуса) отстающего угла сдвига фаз 1рц между первыми гармониками тока и напряжения на входе УПВ.Введение угла л =45° вызывает дополнительное увеличение расчетной мощности АГ на 7 % по сравнению с режимом «¿=0.

13. На выбор типа и конструктивного исполнения высокоскоростного автономного генератора большой единичной мощности решающее влияние оказывает тип ротора, который должен одновременно обладать достаточной механической прочностью, хорошими магнитными характеристиками и электрическими параметрами. В работе показано,что для существующих типов газовых турбин с частотой вращения 12000 об/мин наиболее целесообразным является применение в АГ зубчатого массивного ферромагнитного ротора с оптимальной геометрией активной зоны и торцевыми короткозамыкающими элементами из материала с высокой электрической проводимостью. Такой ротор обеспечивает требуемую жесткость и термическую устойчивость конструкции, высокую надежность энергоблока, хорошее качество электрических параметров АГ.

В генераторе с МФР и параллельным емкостным возбуждением (CQ= =const ), даже при оптимальной геометрии ротора жесткость внешних характеристик и перегрузочная способность АГ уменьшаются примерно на 20*25 % по сравнению с АГ обычного типа, ухудшается использование габарита.

Применение емкостного компаундирования при условии, что емкостное сопротивление БЕК выбирается в пределах XQK =(I,35*I,5)Xs позволяет получить жесткость внешней характеристики АГ с МФР такую же, как у АГ с шихтованным ротором, однако при этом заметно возрастает напряжение 1Гск (до уроння 0,6+0,7 Uo^r )» а перегрузочная способность генератора уменьшается на 25+30 %.

14. Особенности работы массишороторного АГ на полупроводниковый выпрямитель заключается в том, что режим у £ 0 у такого генератора с ШВ по сравнению с генератором обычного типа сдвигается в область нагрузок, превышающих Pn , а у АГ с ЕЕК - соответствует нагрузкам Pd = 0,8+1,0 Pn . AT с ШР и параллельно-последовательным возбулодением из-за повышенного суммарного сопротивления рассеяния рабочего контура на высших гармониках и указанных особенностей режима коммутации имеет более благоприятный гармонический состав фазного тока, чем АГ с ШР.

15. Проведенный анализ добавочных потерь на поверхности массивного ротора от высших временных гармоник ВДС статора показал, что при работе АГ на ПВ их доля в общем балансе суммарных потерь генератора при нагрузке невелика и составляет 10+15 %. Эта величина должна учитываться дополнительно при определении типовой мощности АГ с ШР, работающего на полупроводниковый выпрямитель.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Фаренюк, Александр Прокофьевич, 1984 год

1. АЛЖСЕЕВСКИЙ В.В., БОХЯН С.К., СТЕПАНЯН A.A. Высокоскоростные бесконтактные генераторы для автономных источников питания. -Электротехника, 1976, Л II, с.4-7.

2. АМБРОС Ф.М. Автономный асинхронный генератор с подмагничивани-ем спинки статора: Автореф.дис. . канд.техн.наук. Москва, 1973. - 23 с.

3. АСАНЕАЕВ В.Н., САРАТОВ В.А. Методика расчета параметров и характеристик электрических машин с массивным зубчатым ротором.-Киев, 1982. 56 с. - (Препринт / Институт электродинамики АН УССР; Jb 276).

4. АСАНЕАЕВ В.Н., ВАСЬКОВСКИЙ Ю.Н. Выбор геометрических размеров аксиальных каналов массивного ротора асинхронной машины. -Пробл.техн.электродинамики, 1977, вып.63, с.32-35.

5. БАЕВ A.B., ВОЛКОВ Ю.К., ДОЛИНИН В.П., КОРНЕЕВ В.Я. Вентильные преобразователи с конденсаторами в силовых цепях. М.: Энергия, 1969. - 255 с.

6. БАЛА1УР0В В.А. Проектирование специальных электрических машин переменного тока. М.; Высш. школа, 1982. - 270 с.

7. БАЛАШОВ В.А., КЕЦАГИС A.A., ЛОХНИН В.В. Построение внешних характеристик асинхронного генератора. Электротехника, 1974, № 2, с.24-26.

8. БОХЯН С.К. Внезапное симметричное короткое замыкание самовоз-буядающегося индукционного генератора. Тр. ЕНИИКЭ /Всесоюз. н. - и. ин-т комплексного электрооборудования. - Ереван, 1971, т.4, с.54-60.

9. БОХЯН С.К. Выбор конструктивного типа сверхвысокоскоростных генераторов машинно-вентильных агрегатов. Тр. ВНИИКЭ /Всесоюз. н.-и. ин-т комплексного электрооборудования .Ереван, 1978, т. 10, с.19-32.

10. Б0ХЯН C.K., СИМОНЯН М.Ц., ЯЛАМОВ В.Ф. Высокоскоростные асинхронные генераторы в автономных специализированных источниках питания. Электротехника, 1981, J6 2, с.20-22.

11. БОХЯН С.К. Емкостное самовозбуждение асинхронного генератора. Изв. АН СССР. Энергетика и транспорт, 1977, 3 2,с. 39-47.

12. БЫКОВ Ю.М. Непосредственные преобразователи частоты с автономным источником энергии. М,: Энергия , 1977. - 144 с.

13. ВАЖНОВ А.И. Электрические.: машины. Л.: Энергия. Ленинградское отд-ние, 1969. - 768 с.

14. ВИНОКУРОВ В.А., ПАНОВ А.Н. Пути совершенствования автономных асинхронных генераторов. Тр. МИИЖТ/Моск. ин-т ж.дор.трансп., 1977, вып. 553, Электрические машины и преобразователи на железнодорожном транспорте, с.44-51.

15. ГАШЩЕВ Ю.В. Добавочные потери в асинхронных двигателях. М. : Энергия, 1981, - 184 с.

16. ШШЕР В., ГАМАТА В. Дополнительные поля, моменты и потери мощности в асинхронных машинах. Пер. с чешек. М.: Энергия, 1964. - 263 с.

17. ШИНТЕРНИК С.Р. Электромагнитные процессы и режимы мощных статических преобразователей. Л. : Наука, 1968. - 308 с.

18. ШЖВСКИЙ Л.И., КОСТИВ А.П. Расчет магнитного поля асинхронной машины с массивным ротором. Львов: Вища школа, Изд-во при Львовском университете, 1983. - 126 с.

19. ГОЛУБЦОВ В.Н. Расчет эквивалентных параметров схемы замещения компенсационного преобразователя. Вестник Киевского политехи, ин-та. Электроэнергетика, 1979. № 16, с.6-9.

20. ГОРЕВ A.A. Переходные процессы синхронной машины. Л. ; М. ;

21. Госэнергоиздат, 1950. 552 с.

22. ГРУЗОВ Л.Н. Методы математического исследования электрическихмашин. М.: Госэнергоиздат, 1953. - 268 с.

23. ДАНЖЕВШ Я.Б., КАШАРСКИЙ Э.Г. Добавочные потери в электрических машинах. М. ; Л. : Госэнергоиздат, 1963. - 214 с.

24. ДОМБРОВСКИЙ В.В. Справочное пособие по расчету электромагнитного поля в электрических машинах. Л.: Энергоатомиздат. Ленингр. отд-ние, 1983. - 256 с.

25. ЕШУРАТСКИЙ В.В., ЕШУТАТСКИЙ П.В. Конденсаторы переменного тока в тиристорных преобразователях. М. : Энергия, 1979,- 224 с.

26. ЖЕЖЕ1ЕНК0 И. В. Высшие гармоники в системах электроснабжения промпредприятий. М.: Энергия, 1974. - 184 с.

27. ЗАБРОДИН Ю.С. Промышленная электроника. М.: Высшая школа, 1982. - 495 с.

28. ЗАГОРСКИЙ А.Е. Проектирование электрических машин переменной частоты с заданными функциональными свойствами. Электротехника, 1981, ¡Ь 2, с.22-25.

29. ЗАГОРСКИЙ А.Е., 30Л0Т0В М.Б. Автономный электропривод повышенной частоты. М.: Энергия, 1973. - 183 с.

30. ЗОЗУЛИН Ю.В. Расчет токов и напряжений многофазных синхронных генераторов, нагруженных на мостовой выпрямитель. -Электротехника, 1980, të 5, с.10-13.

31. ЗУБКОВ Ю.Д. Асинхронные генераторы с конденсаторным возбуждением. Алма-Ата: Изд-во АЛ Каз.ССР, 1949. - 112 с.

32. ИВАНОВ A.A. Асинхронные генераторы для гидроэлектрических станций небольшой мощности. М.: Госэнергоиздат, 1948.-139 с.

33. ИВАНОВ A.A., ПУЛАТОВ В.Б., ТВДЕНКО A.A. Электростанции с асинхронным генератором. Киев: Техника, 1967. - 158 с.

34. КАДЕЕВ Г.Д. Дифференциальные уравнения асинхронной машины, учитывающие нелинейность магнитной цепи. Изв. вузов.Электромеханика, 1971, lê I, с. 19-22.

35. КАЗОВСКИЙ Е.Я. Переходные процессы в электрических машинах переменного тока. М.; Л.: Изд-во АН СССР, 1962. - 624 с.

36. КЕКОТ О.В., ФИЛЪЦ Р.В. Расчет характеристик трехфазной асинхронной машины с конденсаторным возбуждением . Сб.науч. трудов аспирантов Львовского политехи.ин-та, 1961,Ш,с.22-25.

37. КИТАЕВ A.B., ОРЛОВ И.Н. О физическом механизме самовозбуждения асинхронной машины.- Электричество,1978, № 4,с.47-51.

38. КИВДС С.И. Об одной форме записи уравнений асинхронной машины с параллельно включенными конденсаторами. Изв.вузов. Энергетика, 1971, & 2, с.35-41.

39. КИЦИС С.И. Переходные процессы емкостного самовозбуждения асинхронного генератора под нагрузкой. Изв.АН СССР. Энергетика и транспорт, 1977, $ 4, с.27-43.

40. КИЦИС С.И. К анализу процессов самовозбуждения асинхронного генератора. Изв. вузов. Электромеханика, 1977,$5,с.506-511.

41. КИЦИС С.И., АМБРОС Ф.М. Расчет стационарных режимов АГ с обмоткой подмагничивания, присоединенной к выводам обмотки статора. Электричество, 1978,Ж5, с.28-31.

42. КИЦИС С.И. Исследование регулировочных свойств асинхронного самовозбуждающегося генератора. Электричество,1980,с.36-41.

43. КИЦИС С.И. Переходные процессы в асинхронном самовозбуждающемся генераторе при внезапном трехфазном коротком замыкании. Электричество, 1980, № 10, с.23-29.

44. КИЦИС С.И. Математическая модель автономного асинхронного генератора с незатухшим магнитным полем. Изв.АН СССР. Энергетика и транспорт, 1981, ,№ 6, с.41-53.

45. КОВАЧ К., РАЦ П. Переходные процессы в машинах переменного тока, М.; Л.: Госэнергоиздат, 1963. - 744 с.

46. КОНЕВ Ф.Б. Моделирование вентильных преобразователей на вычислительных машинах.В кн.:Итоги науки и техники: Силовая преобразовательная техника. М., 1976, т.1. 82 с.

47. КОПЫЛОВ И.П., ЩЕДРИН О.П. Расчет на ЦВМ характеристик асинхронных машин. М.: Энергия, 1973. - 121 с.

48. КОПЫЛОВ И.П., МАМВДОВ Ф.А., БЕСПАЛОВ В.Я. Математическое моделирование асинхронных машин. М.: Энергия,1969. - 97 с.

49. К0Р0ТК0В Б.А. Математическое моделирование мостовых преобразователей. Изв. АН СССР. Энергетика и транспорт, 1977, J6 2, с.76-84.

50. КРЕМНИЕВЫЕ управляемые вентили-тиристоры. Техн. справочник. -М.; Л. : Энергия. 1964. 360 с.

51. КУЦЕВАЛОВ В.М. Асинхронные и синхронные машины с масоивными роторами. М.: Энергия, 1979. - 160 с.

52. КЮРЕЕИН С.Г., ТКАЧЕНКО A.M. Расчет рабочих характеристик автономного аоинхронного генератора. Электротехника, 1966, J£ II, с.20-22.

53. ЛАЙОН В. Анализ переходных процессов в электрических машинах переменного тока методом симметричных составляющих. М. : Госэнергоиздат, 1958. - 400 с.

54. ЛЕСНИК В.А., ФАРЕНЮК А.П., ДРУЖНИН О.Б. Расчет добавочных потерь в гладком массивном роторе электрической машины от высших гармоник напряжения статора. Техн. электродинамика, 1981, № I, с.73-77.

55. ЛИЩЕНКО А.И., ЛЕСНИК В.А. Асинхронные машины с массивным ферромагнитным ротором. Киев: Наук.думка, 1984. - 168 с.

56. ЛИЩЕНКО А.И., ЛЕСНИК В.А. Асинхронная машина с массивным ферромагнитным ротором оптимальной геометрии. Киев, 1978. -55 с - (Препринт/Институт электродинамики АН УССР; № 175).

57. ЛИЩЕНКО А,И. .ЛЕСНИК, В.А. , ФАРЕНЮК А.П. Особенности расчета режимов работы полупроводникового выпрямителя в системах возбуждения турбогенераторов.-Проблемы техн.электродинамики, 1979. вып.70, с.45-48.

58. ЛЩЕНКО А.И., ЛЕСНИК В.А., ФАРЕНЮК А.П. Метод цифрового моделирования переходных процессов в бесконтактных системах возбуждения мощных турбогенераторов. В кн.: Пробл. повышения надежности мощных турбогенераторов. Наук.думка, Киев; 1979, с.70-77.

59. ЛИЩЕНКО А.И. ЛЕСНИК В.А., ФАРЕЕШК А.П. Расчет поля рассеяния и определение параметров ферромагнитного стержня при различной частоте питающего тока. Техн.электродинамика, 1980,2, с. 50-56.

60. ЛЮТЕР P.A. Учет влияния высших гармонических в кривой тока на работу синхронных генераторов, питающих ртутные выпрямители. -В сб.: Электросила. Госэнергоиздат, 1948,№ 5, с. 49-52.

61. ММЗДЁШШШМ Л.И., ПАПАЛЕКСИ И.Д. О параметрическом возбуждении электричеоких колебаний. Журнал теоретич. физики, 1934, т.1У, вып.1, с.5-29.

62. МОГИЛЬНИКОВ B.C., ОЛЕЙНИКОВ A.M., СТРЕЛЬНИКОВ А.Н. Асинхронные двигатели с двухслойным ротором. М: Энергоатомиздат, 1983. - 120 с.

63. НЕТУШИЛ A.B. К раочету режима самовозбуждения автономного асинхронного генератора. Электричество, 1978, № 4, с.18-21.

64. НЕТУШИЛ A.B., ЛИСТВИН B.C. Автономный асинхронный генератор как нелинейная автоколебательная сиотема. Изв. вузов. Электромеханика, 1977, JS 5, с. 500-505.

65. НОВИКОВ A.B., КЮРЕГЯН С.Г. Емкостное самовозбуждение асинхронного генератора. Изв. вузов. Электромеханика, 1967,2, с.173-179.

66. НЕТУШИЛ A.B., БШР-СА30Н0ВИЧ С.П., КИТАЕВ A.B. Самовозбуждение асинхронного генератора. Изв.вузов. Электромеханика, 1981, № 6, о.618-621.

67. ОРАНСКИЙ М.И. Добавочные потери в турбогенераторах при наличии высших гармоник в кривой тока. Тр. Ленинград.индустриального ин-та, 1937, вып.1, й 2, с.28-33.

68. ОСАДЧИЙ Ю.М., КАПЛЕНКО В.К. Самовозбуждение асинхронного генератора со стабилизирупцим устройством. Электричество, 1979, № 2, с.45-48.

69. ОСАДЧИЙ Ю.М. Самовозбуждение асинхронного генератора с приводным двигателем ограниченной мощности. Электричество, 198I, Л 5, с.62-64.

70. ПАНФИЛОВ H.A. О расчете эквивалентной индуктивности трехфазного синхронного генератора без успокоительной обмотки при работе на вентильную нагрузку. Электротехника, 1973, Ш 8, с.12-15.

71. ПЛАХТИНА Е.Г., ДЯЧИП1ИН Б.В. Метод численного анализа переходных процессов в системе синхронный генератор-тиристорный преобразователь. Вестник Львовск. политехн.ин-та. Вопросы теории и регулирования электрических машин. 1978, № 125,с,. 128-134.

72. ПОСТНИКОВ И.М. Обобщенная теория и переходные процессы электрических машин. М.: Высш.школа, 1975. 319 с.

73. ПОСТНИКОВ И.М. Проектирование электрических машин. Киев; Гостехиздат УССР, i960. - 910 с.

74. ПОСТНИКОВ И.М., ВАСБКОВСКИЙ Ю.Н., 0СТА1ШУК Л.Б. Добавочные потери на поверхности ротора от высших и зубцовых гармоник статора. Киев, 1977. - 42 с. - (Препринт/Институт электродинамики АН УССР; & 149).

75. ПОСТНИКОВ И.М., ВАСБК0ВС1Ш Ю.Н. Уточненная методика расчета добавочных потерь на поверхности ротора турбогенератора. -Электричество, 1979, № 5, с.59-62.

76. ПОСТНИКОВ И.М., ОСТАПЧУК Л.Б., ПОСТНИКОВ В.И. Годограф тока и параметры массивного ротора асинхронной машины.-Электричество, 1975, ЖЕ,с.26-29.

77. ПОСТНИКОВ И.М., МАЙЕРГОЙЗ И.Д., ПОСТНИКОВ В.И. Магнитное поле и параметры схемы замещения массивнороторной машины при малых скольжениях. Электричество, 1977, № 4, с.35-39.

78. ПРОЖЖРОВАБИЕ электрических машин: Учебн. пособие для вузов /И.П.Копылов, Ф.А.Горяинов, Б.К.Клоков и др.: Под ред.И.П.Ко-пылова, М.: Энергия, 1980. - 496 с.

79. РАДИН В.И., ЗАГОРСКИЙ А.Е., ШШРЯН Ю.Г. Управляемые электрические генераторы при переменной частоте. М.:Энергия,1978.-14!

80. РАДИН В.И., ЗАГОРСКИЙ А.Е, Особенности разработки электрических машин переменного тока для автономных систем электропитания и приводов. Электричество, 1973, № 8, с.12-15.

81. РАДОН В.И. ЗАГОРСКИЙ А.Е., САФАРОВ Ю.Е. Особенности выбора и проектирования генераторов, предназначенных для работы на статичеокие преобразователи частоты. Электричество,1976,4, 0,16-23.

82. РАЗРАБОТКА конденсаторов ПТ. Пояснительная запиока. Ереван: ОЩ 089.020 /Ереванское отделение ВНИИ силового конденсаторо-строения, 1977. - 18 с,

83. РАЗРАБОТКА конденоаторов ПЖ. Пояснительная записка. Ереван: ОЩ 527.019 /Ереванское отделение ВНИИ оилового конденсаторо-сззюения, 1977. - 27 с.

84. РЕННЕ В.Т., ЕАГЛЕЙ Ю.В., ФРАУЕЕРГ И.Д. Расчет и конструирование конденсаторов, Киев: Техника, 1966. - 325 с.

85. РУДЕНКО В.С., СЕНЬКО В.И., ЧИЖЕНКО И.М. Преобразовательная техника. Киев: Высшая школа. 1978. - 421 о.

86. РЮДЕНЕЕРГ Р. Переходные процесоы в электроэнергетических системах. М.: Иностр. лит., 1955. - 714 с.

87. САЛЯК И.И., СКОКЛЮК Н.И. Определение параметров явнополюсного синхронного генератора при его работе на выпрямительную нагрузку соизмеримой мощности.-Электротехника,1981,№2,с.36-38.

88. ТЕОРИЯ И МЕТОДЫ расчета асинхронных турбогенераторов /Под ред. И.М.Постникова. Киев: Наук.душа, 1977. - 176 с.

89. ТОРОПЦЕВ Н.Д. Авиационные асинхронные генераторы. М.: Транспорт, 1970. - 204 с.

90. УВАРОВ G.H. Передвижные электрические станции большой мощности. Л.: Энергия. Ленингр.отд-ние, 1977. - 159 с.

91. ФАРЕНКК А.П., ЛЕСНИК В.А. Расчет на ЦВМ динамических характеристик выпрямительного устройства в системах возбуждения синхронных машин. В кн.: Пробл.технич.электродинамики: Тез. докл. конф. молодых ученых.Киев,1979,с.85-89.

92. ФЙЛЬЦ Р.В. Математические основы теории электромеханических преобразователей. Киев: Наук.думка, 1979. - 202 с.

93. ФРЕМКЕ A.B. Электрические измерения. М.: Высшая школа, 1980. 430 с.

94. ЦЕРАЗОВ А.Л., ЯКИМЕНКО Н.И. Исследование влияния несимметрии и несинусоидальности напряжения на работу асинхронных двигателей. М.; Л.: Госэнергоиздат, 1963. - 121 с.

95. ЧАЕАН В.И. Расчет переходных процессов неявнополюсных машин с учетом насыщения. Электричество, 1974,№ 10, с.90-91.

96. ЧАБАН В.И. Основы теории переходных процессов электромашинных систем. Львов: Вища школа, 1980. - 196 с.

97. ЧАБАН В.И., ФИЛЬЦ Р.В. Алгоритм расчета на ЦВМ симметричных электромеханических переходных процессов насыщенной неявнопо-люсной асинхронной машины.- Изв.вузов. Энергетика, 1971,МО, с.Шг-118.

98. ЧИЖЕНКО И.М., ШДОЛОБ Ю.Ф., ГОЛУБЦОВ В.Н. Характеристики мостового выпрямителя, питаемого от автономного асинхронного генератора. Пробл.технической электродинамики,1975,вып.50,с.50-53.

99. ЧИЖЕНКО И.М., ГОЛУБЦОВ В.Н. Работа асинхронного генератора на выпрямительную нагрузку. В кн.: Оптимизация преобразователей электромагнитной энергии. Киев: Hay к. дзумка, 1976, с.106-112.

100. ШУМОВ Ю.Н. К расчету внешних характеристик автономного асинхронного генератора. Изв.цузов. Электромеханика,1978, Jé 7, с.787-789.

101. ЩЕЩРИН H.H. К вопросу о емкостном самовозбуждении синхронных и асинхронных машин. Тр. Ин-та энергетики и автоматики. Ташкент, 1958, вып.II, с.5-46.

102. ЭЛЖТРОТЕХНИЖКИЙ справочник. 4-е изд., перераб. /Под ред. П.Г.Грудинского. т.1. М.: Энергия, 1971, - 880 с.

103. ЭТТИНГЕР Е.Л., GAKAEB Ф.Ш. Определение типовой мощности синхронных генераторов, работающих на вентильные преобразователи.- Электропривод, 1973, вып.1 (18), с.3-5.х я

104. A.C. 743II6 (СССР). Массивный ротор асинхронной машины /А.И. Лищенко, В.А.Лесник, А.П.Фаренюк, А.И.Заика. Опубл. в Б.И., 1980, Jé 23.

105. A.C. 807448 (СССР). Массивный ротор асинхронной машины /А.И.

106. Лищенко, В.А.Лесник, А.В.Сиваков, Г.И.Тимошенко, А.П.Фаренюк,

107. А.И.Заика, О.Б.Дружинин. Опубл. в Б.И., 1981, Jé 7.х х

108. Dorairaj K.R.,Krishnamurthy M.R. Polyphase induction machine with slitted ferromagnetic rotor.IEEE Trans. (PAS-86),1967,N 7,p.855-855.

109. Kovacs K.P. Programmirung von Asynchronmotoren für Analogrechner unter Berücksichtigung der Sättigung. "Archiv für Elektrotechnik'; 1962,47,IT 4,S.58-72.

110. Eajagopalan P.K.,Murthy V.B. Effects of axial slits on the performance of induction machines with solid iron rotors. IEEE Trans.(PAS-88),1969,N II,p.1695-1709.

111. АЛГОРИТМ РАСЧЕТА СТАТИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК АГ С ПАРАЛЛШЪНЫМ ВОЗБУЖДЕНИЕМ

112. Остальные составляющие потерь рассчитываются по известной методике 72. .13. мощнооть, подведенная к АГ и КЦЦ:1. Рм = Рн+2р; ^=Рн/Рм14. строим зависимости 1Гг, 1г, 5, соэфг, С)аг от полезной мощности Р„ , а также характеристику ТГг-НГн).

113. АЛГОРИТМ РАСЧЕТА РЕШМОВ СИСТЕМЫ АГ-ЕСВ-ПВ-НГ

114. Ниже приведен алгоритм раочета переходного режима включения выпрямительной нагрузки системы АГ о ЕСВ-ПВ-НГ:

115. Загрузка исходных данных ( п, , Ы,и ,Гн,Ьн, Е0={(и), фио, ф^о, Иио, И^о) .

116. Преобразование таблично заданной зависимости Ео^К^к виду Хт=|(У)и вычисление коэффициентов аппроксимации сплайн-функциина участках зависимости Xm-f(Y) • по (2.22).3. Печать исходных данных.

117. Интегрирование сиотем (3.23)-(3.35) или (3.7)-(3.16) для АГ с ЕПВ на основании известного решения в точке t (или t0 ) с шагом ñ .т.е. для момента времени t+fi .41. Вычисление Y по (3.34).

118. Уточнение магнитного состояния и определение Lmno Xm=f(Y) по (3.32).

119. Вычисление ф^ . ф^ по (3.31).

120. Вычисление tu,, , 1г«с, izp по (3.24).

121. Вычисление Ux¿,. Uxp по (3.25).

122. Определение фа , фб » фс по Ux¿ , Цх$ по (3.26).

123. Определение фд , по фа » фв . Фс по (3.28).

124. Определение la, ls , Le из lv> , Lip по (3.27).в

125. Вычисление Le¿ , Lep по 'lea . Lc6 , lee по (3.29).• *

126. Определение Ih¿ , 1нр по (3.30).

127. Вычисление правых частей дифференциальных уравнений систем (3.23) или (3.7) для АГ с ЕПВ.

128. Анализ состояния полупроводниковых элементов.

129. Вычисление обратных напряжений, приложенных к закрытым вентилям Ucuq и токов через открытые вентили L<i¿ на основании решения оистем уравнений (3.23)-(3.35) или (3.7)-(3.16) для АГ с БПВ в момент времени t .

130. Если число горящих вентилей равно двум, то имеет место вне-коммутационный интервал, либо возможна мгновенная коммутация вентилей и производится переход на п. 5.7. Если число горящих вентилей равно трем, оледует переход к пункту 5.3.

131. Число горящих вентилей равно трем. Определение токов через отбытые вентили , соответствующих решению систем (3.23)-(3.35) или (3.7)-(3.16) в момент времени .

132. Если знак тока I -го вентиля изменился на отрицательный,значит I -й вентиль закрывается и необходимо найти момент коммутации с заданной точностью 6 . Переход на п.5.5, если нет на п.5.7.

133. Произведена коммутация 1-го вентиля. Изменяется значение 1-го элемента вектора переключающих функций о единицы на нуль.

134. Определение обратного напряжения на закрытых вентилях Пак^, соответствующее решению систем (3.23)-(3.35) или (3.7)-(3.16) в момент времени .

135. Определение момента коммутации "Ыом^+йком , вентиля открывающегося с заданной точностью. Решение систем уравнений (3.23)-(3.35) для момента 1;ком по алгоритму блока 4.

136. Выполняется коммутация 1-го вентиля. Изменяется значение1.го элемента вектора переключающих функций с нуля на единицу.

137. Решение систем уравнений (3.23)-(3.35) или (3.7)-(3.16) для АГ с НОВ утверждается ( "Ь =±:ч-й ). Выход из блока 5 на п.6.

138. Печать полученных результатов. Проверка аргумента уравнений1;>1:#п« где конец интервала интегрирования. Если это неравенство выполняется, то осуществляется переход на п.7,иначе на п.4.7. Стоп.

139. РАСЧЕТ ПОТЕРЬ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ В КОНДЕНСАТОРАХ

140. Тогда суммарные потери активной мощности в батарее Рс определяется,1. ЕРа,- СО,СИVI > (П.3.2)где у коэффициент возрастания потерь за счет наличия высших гармоник. Величина у определяется по выражению-¿АсйВк. (П.З.З)11 ы

141. Здесь , ^^ • ^ напряжение р -й гармоники, идействующее значение несинуооидального напряжения, определяемое из выражения и-^Йи^' . "Ь^ тангенс угла потерь на частоте первой гармоники напряжения со,.