Генератор комбинированного возбуждения 20.0 кВт, 28.5 В, 1800-7800 об/мин с системой управления

АННОТАЦИЯ 4
ВВЕДЕНИЕ 6
1 АНАЛИЗ ВОЗМОЖНЫХ ВАРИАНТОВ 9
2 ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ РАСЧЕТ 12
2.1 Предварительный выбор размеров 12
2.2 Выбор основныхразмеров 14
2.3 Расчёт зубцовой
зоны Ошибка! Закладка не
определена.6
2.4 Расчёт магнитной цепи 21
2.5 Расчёт характеристики холостого хода 24
2.6 Расчёт обмотки возбуждения 26
2.7 Расчёт параметров обмотки статора 28
2.8 Расчёт параметров обмотки статора 29
2.9 Расчёт массы активных материалов 32
2.10 Потери и КПД 33
2.11 Поверочный расчёт постоянного магнита 34
2.12 Расчет рабочих характеристик 41
Вывод по разделу 48
3 ТЕПЛОВОЙ РАСЧЁТ 49
3.1 Источники тепловыделения 49
3.2 Составление тепловой схемы замещения 51
3.3 Определение тепловых сопротивлений 53
3.4 Определение тепловых потоков 55
3.5 Определение температуры активных частей машины 56
Вывод по разделу 57
4 ОСНОВАНИЯ ВЫБОРА ИЗОЛЯЦИИ КЛАССА Н 58
5 СПЕЦИАЛЬНЫЙ ВОПРОС 60
5.1 Общие сведения о Ansoft 60
5.2 Обзор пакета Ansoft Maxwell 61
5.3 Программные модули Ansys Maxwell 62
5.4 Моделирование в
Maxwell Ошибка! Закладка не
определена.3
Вывод по разделу 67
6 РАЗРАБОТКА СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ 68
6.1 Преобразование энергии в цепи управляемого трехфазного моста
реверсивного векторного выпрямителя
6.2 Активный и пассивный режимы работы синхронно-векторного
выпрямителя
6.3 Линейная непрерывная динамическая модель реверсивного
синхронно-векторного выпрямителя
Вывод по разделу
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 99
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 101
ПРИЛОЖЕНИЯ
ПРИЛОЖЕНИЕ А. ЛИСТ СТАТОРА С ОБМОТКОЙ 103
ПРИЛОЖЕНИЕ Б. ЛИСТ РОТОРА С ПОСТОЯННЫМИ МАГНИТАМИ 104
ПРИЛОЖЕНИЕ В. СХЕМА ДВУХСЛОЙНОЙ ОБМОТКИ СТАТОРА 105

Купить

Электрические машины применяются во всех отраслях промышленности, в транспорте, в сельском хозяйстве и быту. Почти вся электрическая энергия вырабатывается электрическими генераторами, а две трети ее преобразуется электрическими двигателями в механическую энергию. От правильного выбора и использования электрических машин во многом зависит технический уровень изделий многих отраслей промышленности.
Первоочередной задачей объектов социальной инфраструктуры, промышленных предприятий, транспортных узлов является организация бесперебойного электроснабжения.
Так как современное общество не может обходиться без стабильного электроснабжения, поэтому возник особый интерес у ряда служб, в частности, медицинских, аварийно-спасательных, военных к автономным источникам питания.
Особенность генераторов для автономных источников питания заключается в том, что приводные двигатели (ДВС, ветровое колесо) имеют частоту вращения, которая изменяется в широком диапазоне, что приводит к резкому изменению напряжения. Так как потребителю необходимо иметь стабильное по величине напряжение генератора, поэтому возникает проблема регулирования напряжения для этого класса машин.
Регулирование генераторов может осуществляться по якорной цепи и по цепи возбуждения [1].
При электромагнитном возбуждении величина магнитного потока зависит от площади поперечного сечения магнитопровода и площади поперечного сечения обмотки возбуждения, т. е. магнитный поток зависит от линейных размеров в 4 степени. Но при этом сохраняется возможность регулирования магнитного потока по цепи возбуждения.
При возбуждении от постоянных магнитов магнитный поток зависит от объема магнитов, т.е. от линейных размеров в третьей степени. Поэтому применение постоянных магнитов позволяет уменьшить размеры магнитной
системы. Но постоянные магниты имеют большое магнитное сопротивление для внешнего магнитного потока. Практически невозможно провести внешнее поле через объем постоянного магнита. По этой причине магнитоэлектрические машины не регулируются по цепи возбуждения. Это ограничивает их область применения.
Если часть электромагнитного возбуждения заменить возбуждением от постоянных магнитов, то уменьшатся габариты машины и при этом сохранится возможность экономичной регулировки потока по цепи возбуждения [1].
В противоречии и разрешается вопрос применения генератора комбинированного возбуждения, которые лишены недостатка регулирования основного потока.
Суть этого достоинства заключается в том, что можно регулировать основной магнитный поток, добавляя к потоку постоянных магнитов поток от обмотки возбуждения или вычитая из него, т. е. используются преимущества как электромагнитного возбуждения (с обмоткой возбуждения), так и магнитоэлектрического (с постоянными магнитами).
Также следует отметить, что бесконтактность позволила повысить надежность и ресурс. В качестве постоянных магнитов использованы мощные высококоэрцитивные магниты, что позволило повысить удельные энергетические показатели. Стабилизация напряжения осуществлена по цепи возбуждения, что существенно упростило электронику.
Применение схемы с трёхфазным выпрямителем решает проблему регулирования выходного напряжения. Синхронно-векторный выпрямитель в активном режиме позволяет снять с генератора большую активную мощность, а в пассивном - оптимально использовать силовой мост, как по току, так и по напряжению.
В процессе выполнения проекта основной решаемой задачей является разработка генератора комбинированного возбуждения с системой
управления, отвечающего современным требованиям и пригодного к эксплуатации в технике специального назначения.
Для выполнения поставленной цели был разработан генератор комбинированного возбуждения с электромагнитной мощностью 20,0 кВт, номинальным выпрямленным напряжением 28,5 В и диапазоном частоты вращения от 1800 до 7800 об/мин с системой управления для автономного источника питания. Данная разработка является экономически выгодным и эффективным проектом, что подтверждает актуальность её внедрения в производство.

Купить