Содержание к диссертации
Введение
1 Состояние вопроса и задачи исследований 9
1.1 Стационарные и мобильные средства электромеханизации на частоту тока 50 гц 9
1.2 Анализ и перспективы применения средств электромеханизации на частоту тока 200 Гц 13
1.3 Средства электромеханизации в овцеводстве 20
1.4 Электромашинные и статические преобразователи частоты для питания электроинструмента на частоту тока 200 Гц 26
2 Влияние качества электроэнергии на энергетические характеристики асинхронных приводных двигателей . 37
2.1 Анализ дополнительных потерь в асинхронных двигателях 37
2.2 Параметры обмоток и их влияние на характеристики асинхронных двигателей 42
2.3 Влияние высших гармоник на энергетические характеристики асинхронных двигателей 47
3 Исследование схем статорных обмоток и параметров асинхронного генератора 52
3.1 Анализ методов возбуждения и стабилизации напряжения автономных асинхронных генераторов 52
3.2 Анализ процесса самовозбуждения асинхронных генераторов 65
3.3 Исследование мдс трехфазных обмоток матричным методом 71
4 Методика расчета и результаты экспериментальных исследований асинхронных генераторов 100
4.1 Методика расчета характеристик асинхронных генераторов 100
4.2 Моменты и дополнительные потери от v-x гармоник 109
4.3 Методика и результаты экспериментальных исследований 118
4.4 Технико - экономические показатели 128
Литература 142
- Анализ и перспективы применения средств электромеханизации на частоту тока 200 Гц
- Параметры обмоток и их влияние на характеристики асинхронных двигателей
- Анализ процесса самовозбуждения асинхронных генераторов
- Моменты и дополнительные потери от v-x гармоник
Введение к работе
Актуальность темы исследований
В производстве сельскохозяйственной продукции преобладает сезонность работ, мобильность, территориальная рассредоточенность производственных объектов, что требует применения различного электрифицированного инструмента и средств малой механизации. В настоящее время широко используются проверенные временем стригальные и ягодоуборочные машины, чаесборочные и чаеподрезочные аппараты и других средства электромеханизации.
За последние годы разработан ряд новых электрифицированных машин, в том числе для работы на мелкоконтурных участках, теплицах, садах и огородах: рыхлители ротационного типа, почвенные буры, культиваторы, сучкорезы, кормодробилки, электронасосы, индивидуальные доильные аппараты и т.п. В качестве электрического привода в них используются асинхронные двигатели на частоту тока 50, 200, 400 Гц с единичной мощностью от 0,1 до 4,0 кВт и различным напряжением питания. Питание асинхронных двигателей повышенной частоты тока, осуществляется, чаще всего, от электромашинных и транзисторных преобразователей частоты с присущими им недостатками - наличием в выходном напряжении заметных амплитуд высших гармоник, что является причиной значительного нагрева двигателей и приводит к термическому повреждению их обмоток.
В концепции развития сельской электрификации большое внимание уделено также электроснабжению удалённых от энергосистем потребителей, в том числе и от автономных источников энергии.
Наиболее простыми по конструктивным признакам и по обслуживанию являются автономные электростанции с асинхронными генераторами. Они характеризуются малой удельной массой, малыми габаритами, отсутствием скользящих контактов, прочностью ротора.
Создание автономных источников электроэнергии промышленной и повышенной частоты тока, адаптированных к группам электрифицированной техники малой механизации и электроинструмента различного назначения, является актуальной задачей сельской электрификации.
Работа выполнена в соответствии с темами плана НИР КубГАУ «Разработка и исследование энергосберегающих технологий, оборудования и источников электропитания для АПК», 2001-2005 гг. (№ ГР 01.2001.13477); «Теоретическое обоснование и практическая реализация энергосберегающего оборудования, электротехнологий и источников электроснабжения для снижения эксплутационных затрат на производство и переработку сельскохозяйственной продукции», 2006 - 2010 гг. (ГР 01.2006.06851).
Целью работы является создание эффективного асинхронного генератора (АГ) со специальной статорной обмоткой на частоту тока 50 и 200 Гц для питания мобильных средств электромеханизации сельскохозяйственного производства.
Задачи исследования:
1. Проанализировать мобильные средства электромеханизации по установленной мощности, напряжению, частоте питающего тока и обосновать параметры асинхронного генератора на частоту тока 50 и 200 Гц.
2. Исследовать математическими методами влияние электромагнитных параметров статорных обмоток на внешние характеристики АГ при частоте тока 50 и 200 Гц и уточнить метод их формирования.
3. На основе современной теории формирования статорных обмоток асинхронных машин разработать рациональную схему обмотки для асинхронного генератора на частоту тока 50 и 200 Гц.
4. Разработать инженерную методику расчета обмоток с учётом влияния параметров короткозамкнутой обмотки ротора на магнитное состояние генератора при частоте тока 50 и 200 Гц.
5. Изготовить и провести лабораторные исследования экспериментального образца асинхронного генератора на частоту тока 50 и 200 Гц.
6. Выполнить технико-экономическое обоснование эффективности применения асинхронных генераторов на частоту тока 50 и 200 Гц для питания мо 5 бильного стригального цеха КТО-12.
Объект исследования — асинхронный генератор с конденсаторным возбуждением со специальной статорной обмоткой для получения частот тока 50 и 200 Гц.
Предмет исследования - электромагнитные и конструктивные параметры обмоток и их влияние на характеристики асинхронных генераторов на частоту тока 50 и 200 Гц.
Методы исследования базируются на теории электрических цепей, матричной теории формирования схем статорных обмоток асинхронных машин, на гармоническом анализе магнитодвижущих сил (МДС) и оценке величины коэффициента дифференциального рассеяния по диаграммам Гёргеса, на учёте воздействия параметров обмоток статора и ротора на магнитное состояние асинхронных генераторов. Экспериментальные исследования АГ на частоту тока 50/200 Гц проведены на разработанном исследовательском стенде на кафедре электрических машин и электропривода КубГАУ.
Научная новизна работы заключается в следующем:
1. Методом гармонического анализа и по диаграммам Гёргеса определены рациональные конструктивные признаки статорной обмотки, обеспечивающие минимальную величину коэффициента дифференциального рассеяния при большем числе полюсов.
2. На основе матричной теории формирования статорных обмоток асинхронных машин получена специальная схема статорной обмотки асинхронного генератора, адаптированного для питания нагрузки частотой тока 50 и 200 Гц при одинаковой частоте вращения приводного двигателя автономной электростанции.
3. Дана аналитическая оценка размагничивающего действия короткозамк-нутой роторной обмотки и её корректировка расчётной величиной ёмкости конденсаторов при работе асинхронного генератора на частоте тока 50 и 200 Гц. Практическая ценность заключается:
- в анализе средств электромеханизации по электрическим величинам и установлению требований к автономному генератору;
- в новых схемах статорных обмоток, позволяющих асинхронным генераторам автономных электростанций питать нагрузку частотой тока 50 Гц и частотой тока 200 Гц (патенты RU №2249291, RU №2263385, RU №2263386);
- в методике расчета статорных обмоток и их параметров, емкости конденсаторов возбуждения с учётом размагничивающего действия короткозамкнутой обмотки ротора АГ на частоту тока 50 и 200 Гц, позволяющей проектным организациям и службам эксплуатации изготовить новые и модернизировать существующие источники питания;
- в изготовлении работоспособного асинхронного генератора и получении внешних характеристик, пригодных для питания двигательной нагрузки.
Реализация результатов исследований. Результаты исследований реализованы в образцах АГ на частоту тока 50/200 Гц. Материалы исследований переданы в ГНУ Всероссийский научно-исследовательский проектно - технологический институт механизации и электрификации сельского хозяйства (ВНИ1ГГИМЭСХ) г. Зерноград и ГНУ Северо - Кавказский научно - исследовательский институт горного и предгорного садоводства (СКНИИГПС) г. Нальчик. Результаты исследований используются в учебном процессе ФГУ ВПО Кубанского государственного аграрного университета (КубГАУ), г. Краснодар и ФГУ ВПО Ставропольского государственного аграрного университета (СтГАУ), г. Ставрополь.
Апробация работы. Основные положения и выводы диссертации доложены и одобрены:
- на ежегодных научных конференциях КубГАУ (2004-2007);
- на международной школе-конференции «Высокие технологии энергосбережения» г. Воронеж - (8-9) декабря 2005 г.; - на 3-й Российской научно-практической конференции «Физико - технические проблемы создания новых технологий в агропромышленном комплексе», г. Ставрополь, 2005 г.;
- на 3-й межвузовской научной конференции «Электромеханические преобразователи энергии», г. Краснодар, 2004 г.;
- на 4-й Южнороссийской научной конференции «Энерго- и ресурсосберегающие технологии и установки», КВАИ, г. Краснодар, 2007 г.;
- на международной научно-технической конференции по итогам исследований 2006, г. Зерноград, 2007 г.
Материалы исследований отмечены:
- дипломом III степени, краевого конкурса на лучшую научную и творческую работу среди студентов высших учебных заведений Краснодарского края за 2003 год;
- дипломом II степени VI региональной научно-практической конференции молодых ученых «Научное обеспечение агропромышленного комплекса» Краснодар 2004 г.;
- дипломом II степени краевого конкурса на лучшую научную и творческую работу среди аспирантов (соискателей) высших учебных заведений Краснодарского края за 2004 год;
- дипломом II степени VII региональной научно-практической конференции молодых ученых «Научное обеспечение агропромышленного комплекса» 2005 год.
Публикации результатов работы. Основные положения работы опубликованы в 23 печатных работах, в том числе 3 патентах РФ на изобретения и учебном пособии «Практикум по электроприводу».
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения с обоснованием задач исследований, 4 глав, основных выводов по работе, списка литературы, включающего 184 наименования и приложения. Общий объем диссертации составляет 170 страниц машинописного текста, включая 105 рисунков, 32 таблицы, 11 страниц приложений. На защиту выносятся:
- результаты анализа электрифицированных средств электромеханизации по установленной мощности, напряжению, частоте питающего тока, действие высших гармоник на параметры приводных АД и требования к автономным источникам питания;
- результаты математического анализа МДС схем статорных обмоток применительно к АГ частоту тока 50 и 200 Гц;
- методика сравнительного анализа статорных обмоток АГ на частоту тока 50 и 200 Гц по диаграммам Гёргеса и обоснование рациональной схемы статор-ной обмотки;
- методика и результаты расчёта моментов и дополнительных потерь в обмотке ротора от высших гармоник магнитного поля;
- методика и результаты расчёта параметров обмоток и ёмкости конденсаторов с учётом размагничивающего действия реактивной составляющей тока ротора при нагрузке;
- результаты экспериментальных исследований внешних характеристик асинхронного генератора на частоту тока 50/200 Гц.
Анализ и перспективы применения средств электромеханизации на частоту тока 200 Гц
Разработке техники малой механизации повышенной частоты тока сельскохозяйственного назначения и источников для их питания большое внимание уделяли в своих работах: Листов П.Н., Бородин И.Ф., Краморов Ю.И., Шогенов А.Х., Богатырёв Н.И., Змитрович B.C., Фришман B.C., Торопцев Н.Д., другие учёные [2, 10, 12,42, 53, 106,120, 133,141 и др.]. Электропривод многих средств электромеханизации изготавливается в основном на промышленную частоту тока, что, несомненно, повышает массо-габаритные показатели. Для части устройств по обработке почвы это не является основным недостатком, так как масса инструмента способствует его заглублению в почву на требуемую глубину. Для остальной части электроинструмента снижение массы является актуальной задачей, так как, находясь в руках оператора или будучи закрепленным на его теле, устройство может вызывать преждевременную усталость и снижение производительности труда.
Наибольшей надежностью обладают асинхронные двигатели (АД), что является общепризнанным фактом. Масса, стоимость и эксплуатационные свойства АД зависят от размера магнитопровода, магнитной и линейной нагрузок. [89].
При использовании электродвигателей повышенной частоты тока для привода рабочей машины или механизма увеличивается передаточное число, и возникает необходимость в установке редуктора. При этом надо иметь в виду, что единица объема шестерни может передавать больший крутящий момент, чем единица объема ротора электродвигателя. В этом случае более низкая стоимость оборудования, так как единица объема и массы редуктора стоит значительно дешевле, чем единица объема ротора электродвигателя [117].
Для тихоходных (200-1000 об/мин) электрифицированных сельскохозяйственных машин и механизмов с точки зрения уменьшения массы системы подходят электродвигатели с частотой вращения 6000-12000 об/мин. Такие двигатели при частоте 200 Гц могут быть выполнены соответственно с двумя и с одной парой полюсов, а при 400 Гц - с четырьмя и с двумя парами полюсов [83, 84].
Конструктивное решение - высокоскоростной двигатель, редуктор, рабочий орган - заложено в вибраторе ягодоуборочной машины ЭЯМ-200-8 (рис. 1.4), в чаесборочных и чаеподрезочных аппаратах АЧР-300, РЧА-350, АШП-76 (рис. 1.5, 1.6) и других средствах электромеханизации [42].
Внешний вид аппарата РЧА-350 с асинхронным двигателем В приводе РЧА-350 используется АД типа А-200-105, а в приводе АТІЇП-76 - АД типа АП-31-600/36. Параметры этих АД: мощность 105 и 600 Вт соответственно, номинальное напряжение 36 В, частота тока 200 Гц, частота вращения ротора (синхронная) 12000 мин"1.
Рисунок 1.6 - Внешний вид аппарата АШП-76 с приводом от АД В производственной отрасли виноградарства, одной из наиболее трудоемких работ является обрезка виноградной лозы, необходимая по уходу за виноградником. На обрезку одного гектара виноградника в среднем затрачивается 27 человеко-дней, что составляет около 15 % общих трудозатрат в этой области [173]. Значительно облегчает труд резчиков при одновременном росте производительности труда электромеханизация этого процесса. Наиболее перспективными, с точки зрения повышения производительности труда, являются электромеханические секаторы с режущим механизмом ножничного типа. Для этих целей используется секатор со встроенным в рукоятку асинхронным двигателем. Питание электродвигателя осуществляется от автономного источника электроэнергии посредством гибкого кабеля. Вид одного из таких секаторов представлен на рис. 1.7.
В нашей стране увеличение сбора сортового чайного листа может быть обеспечено в основном за счет роста урожайности, так как возможности увеличения площади чайных плантаций крайне ограничены. Значительная часть связанных с этим технологических операций производится пока вручную, так как плантации чая расположены на малоконтурных и транспортно недоступных участках. Это относится, прежде всего, к сбору чайного листа и подрезке чайных кустов. Для повышения производительности труда, в этом случае, используется ряд чаесборочных и чаеподрезочных аппаратов B&D GT 25, Dolmar и Viking GB. Параметры приводных асинхронных двигателей этих аппаратов: мощность 400, 500 и 600 Вт соответственно, номинальное напряжение 230 В, частота тока 200 Гц.
Кроме традиционных сельскохозяйственных работ, в полевых условиях приходится выполнять ремонтно-восстановительные и строительные работы. Экономически целесообразно выполнить текущий ремонт в полевых условиях мобильными ремонтными бригадами с применением автономных источников, сварочных агрегатов и ручного электроинструмента. Для этих целей используют сверлилки, шлифовальные машинки, отрезные машины, отвертки, гайковерты, резьбонарезное оборудование, инструмент для резки металла, труборезы. Основные сведения о наиболее распространённых средствах малой механизации и электроинструменте повышенной частоты тока приведены в таблице 1.3 [82]. Вид некоторой техники с двигателями повышенной частоты тока показан нарис. 1.10, 1.11. Рисунок 1.10 - Машина шлифовальная электрическая ИЭ-2004 Б
Из всех отраслей сельскохозяйственного производства наиболее показательно используются мобильные средства электромеханизации в овцеводстве. По своей структуре в летний период кормление овец происходит на естественных пастбищах, которые находятся на больших расстояниях от производственных баз и центрального электроснабжения.
Развитию овцеводства в России всегда уделялось достаточное внимание. Об этом свидетельствует количественный рост и качественное улучшение поголовья овец, повышение их продуктивности, улучшение материально-технического и научного обеспечения отрасли, имевшие место в стране в период до 1990 года.
По развитию овцеводства и производству продукции этой отрасли Южный Федеральный округ занимал ведущее положение в стране. Здесь содержалось 41,0% общей численности овец в РФ, производилось 50,7% шерсти, 35,3% мяса овец [166]. Содержание овец обходится намного дешевле, чем других животных. Однако в реформенный период допущено существенное сокращение поголовья овец и производства продукции овцеводства, преодоление которого потребует, наряду с принимаемыми мерами государственной поддержки, значительного повышения внимания к развитию этой отрасли и уровня ее ведения.
Параметры обмоток и их влияние на характеристики асинхронных двигателей
Анализ публикаций по автономным источникам питания [1,3-9, 11, 23 -59, 121 - 132, 134 - 139 и др.] показал, что генераторные установки мощностью до 30 кВА преобладают с синхронными и асинхронными генераторами.
Источники, предназначаемые для сельских автономных электроустановок, должны удовлетворять требованиям простоты, прочности, надежности, удобства обслуживания, а для передвижных установок еще компактности и большими удельными энергетическими показателями (кВА / кг).
Нереализованными резервами повышения эффективности автономных источников являются: - расширение их эксплуатационных возможностей за счет совмещения в одном генераторе источников с разным уровнем частоты; - повышение перегрузочной способности генератора; - оптимизация массогабаритных показателей.
Применение АГ долгое время сдерживалось, в основном, по двум причинам: из-за отсутствия малогабаритных силовых конденсаторов, обеспечивающих возбуждение генератора и компенсацию реактивной мощности нагрузки, а так же из-за сложности стабилизации выходного напряжения и частоты.
Разработанные в последние годы неполярные конденсаторы имеют удельную массу, не превышающую 0,1 кг / кВА. С развитием устройств бесконтактного управления емкостью, с использованием полупроводниковых элементов и интегральных микросхем, практически снимаются ограничения по использованию АГ в стабилизированных по напряжению и частоте системах генерирования энергии.
АГ имеют следующие преимущества в сравнении с СГ [159 - 161]: - короткозамкнутая стержневая система ротора играет роль демпферной обмотки, вследствие чего качество электроэнергии, вырабатываемой АГ, обеспечивается на достаточно высоком уровне и в несимметричных режимах нагрузки; - для АГ повышенной частоты, у которых частота тока вырастает за счет увеличения частоты вращения ротора, более устойчивое возбуждение после замыканий. Кроме того, самовозбуждение таких генераторов происходит даже при наличии определенной нагрузки, подключенной к зажимам генератора; - включение на параллельную работу СГ - сложная операция, которая требует при одинаковом порядке чередования фаз, равенства напряжений на зажимах генераторов и частоты вырабатываемого тока. Включение АГ на параллельную работу такой же мощности носит устойчивый характер, не требует сложной дополнительной аппаратуры, а синхронизация генераторов сводится только к выравниванию их частот и напряжений [159-161].
К основным недостаткам АГ следует, прежде всего, отнести сложность схем стабилизации частоты и напряжения. Поэтому наиболее перспективным направлением использования АГ в системах генерирования энергии является разработка специальных конструкций АГ, снижающих недостатки асинхронных короткозамкнутых двигателей в генераторном режиме. Причинами, вызывающими изменение напряжения на обмотке статора короткозамкнутого генератора, являются следующие [57, 90 - 92, 95 - 99]. - Изменение основного магнитного потока и внутреннее падение напря жения; - изменение частоты тока; - изменение нагрузки. Под стабилизацией напряжения в общем случае понимается сохранение постоянства напряжения на зажимах нагрузки. Таким образом, стабилизация напряжения на зажимах нагрузки осуществляется путем такого регулирования основного магнитного потока, при котором напряжение на зажимах остается постоянным. При постоянной частоте вращения ротора можно выделить следующие методы регулирования основного магнитного потока [137]. - Подмагничиванием спинки статора генератора; - изменением напряжения на конденсаторах; - изменением емкости шунтирующих конденсаторов; - применением феррорезонансного стабилизатора напряжения; - применением управляемых реакторов; - применением конденсаторов с переменной (регулируемой) диэлектрической проницаемостью; - компаундированием возбуждения.
В случае постоянной емкости конденсаторов плавное регулирование напряжения можно осуществить подмагничиванием спинки статора. Для подмаг-ничивания используется как переменный, так и постоянный ток. Поток подмаг-ничивания замыкается по сердечнику статора; мощность подмагничивания незначительна, если сталь сердечника не насыщена. При работе генератора с насыщением магнитной цепи эта мощность существенно возрастает и может достигать до 10% мощности, развиваемой генератором [159].
Анализ процесса самовозбуждения асинхронных генераторов
При работе асинхронной машины переменного тока, к обмотке статора которой подключена емкость, может возникнуть явление непроизвольного роста тока и напряжения.
Это явление используется для преднамеренного самовозбуждения асинхронного генератора, работающего на индивидуальную сеть.
Протекание процесса при отсутствии видимых источников ЭДС, а также непродолжительность его дают возможность рассматривать самовозбуждение в системе АГ - емкость, как явление электромагнитной неустойчивости электро 67 динамической системы. В математическом, отношении самовозбуждение описывается методами теории устойчивости обобщенных движений.
Вопросы самовозбуждения АГ исследованы многими авторами (Алиев И.И., Алюшин Г.Н., Бохян С.К., Голован А.Т., Губенко Т.П., Григораш О.В., Зубков Ю.Д., Иванов А.А., Китаев А.В., Воронин СМ., Нетушил А.В. и др.) [14-16,57,76,87,91,95,99 и др.].
В автономных электростанциях источником реактивной мощности АГ служат конденсаторы. При вращении ротора ЭДС Еост от остаточного магнитного потока вызывает ток возбуждения (рис. 3.15). Установившиеся значения ЭДС Е, напряжения U и тока возбуждения 1М определяет пересечение вольтам-перной характеристики конденсатора с характеристикой намагничивания генератора [62].
Процесс самовозбуждения асинхронного генератора Как известно, существуют различные подходы к теории самовозбуждения АГ [76,85,100]. Пределы возможного изменения скольжения в (AM) при емкостном самовозбуждении и возбуждении от сети резко отличаются.
Однако эти пределы существенно отличаются в самовозбуждающейся AM, вращающейся с некоторой постоянной угловой скоростью Q при различной емкости конденсаторов.
Рассмотрим схему замещения AM на рис. 3.16 [95,100]. Значения параметров скольжения s и сопротивления магнитной индукции х0, приведенного к базисной частоте, при конкретных значениях емкостного сопротивления хс = var, также приведенного к базисной частоте, xl = const и угловой частоты вращения ротора О. = const удобно определять в относительных единицах совместным решением уравнений резонанса [9].
С другой стороны, можно задаться значением параметра г, =const и для различных s из (3.1) определить значения параметров х0 и хс в различных режимах установившегося самовозбуждения. В последнем случае в координатах хс, гх геометрическое место режимов установившегося самовозбуждения, соответствующих различному насыщению, представляет собой отрезок перпендикуляра к оси г, в пределах между точками его пересечения с границей самовозбуждения насыщенной машины [95,100].
Таким образом, любая точка на плоскости параметров хс, гх в области, очерченной границей самовозбуждения ненасыщенной AM и осью хс, соответствует какому - то конкретному режиму установившегося самовозбуждения с вполне определенным насыщенным значением сопротивления взаимной индуктивности л:0 и скольжением s, которые могут быть рассчитаны с помощью резонансных соотношений (3.1) по заданным значениям хс и хс, rx.
Определяя хс, находим координаты точки граничной прямой, соответствующей заданному значению скольжения, так как r,= const. На рис. 3.17 показано распределение скольжения в различных режимах установившегося самовозбуждения для AM, вращающейся с синхронной скоростью (Q = 1) [95,100]. Как видно из рисунка, на большей части граничной прямой скольжение мало. В некоторых публикациях [95] при расчете режима конденсаторного торможения AM учитывают влияние уменьшения частоты тока в роторе (f2 0) на его активное сопротивление. Распределение скольжения в режимах установившегося самовозбуждения на плоскости хс,гх для AM с параметрами: х,=3,4; л-, =0,19; t\ =0,065; г2 =0,068; х1 т=0,094; х1а =0,097 (Q= 1)
Теоретическую оценку значений 5 в AM под нагрузкой можно получить по изложенному выше алгоритму с помощью уравнений резонанса генератора, аналогичных (3.1) и приведенных в [90,92]. Узкие пределы изменения скольжения в AM с конденсаторным возбуждением обусловлены принципиально иной физической природой режима параметрического резонанса [13]. Он может иметь место лишь в том случае, если скорость ротора лишь немного больше скорости магнитного поля и, кроме того, частота изменения коэффициента взаимной индукции фаз обмоток статора и ротора примерно в два раза превосходит частоту свободных колебаний в статоре [14]. Поскольку в AM частота изменения взаимной индуктивности обмоток статора и ротора равна удвоенной частоте вращения ротора, то последнее из этих условий требует, чтобы отличие между угловыми частотами вращения ротора и магнитного ноля было минимальным.
Моменты и дополнительные потери от v-x гармоник
Финансовое планирование напрямую связано с планированием производственной деятельности предприятия. Все финансовые показатели базируются на показателях объёма производства, себестоимости продукции.
Планирование финансовых показателей позволяет находить внутренние резервы предприятия, соблюдать режим экономии. Получение планового размера прибыли и других финансовых показателей возможно лишь при условии соблюдения плановых норм затрат труда и материальных ресурсов. Объём финансовых ресурсов, рассчитанных на основе финансовых планов, устраняет чрезмерные запасы материальных ресурсов, непроизводительные расходы, внеплановые финансовые инвестиции. Благодаря финансовому планированию создаются необходимые условия для эффективного использования производственных мощностей, повышения качества продукции.
При расчете денежного потока в рублях в условии нестабильной экономики нужно учитывать инфляцию. Так, прогнозируемый процент инфляции на три года составит 8%, 7% и 7% соответственно. Тогда, ЧДД с учетом коэффициента инфляции составит : при норме дисконта Е = 20% ЧДД = 112,1 тыс. руб., при Е = 30% ЧДД = 98 тыс. рубг и при Е = 35% ЧДД = 92,2.
1. По соотношению индукций в воздушном зазоре для генератора с обмоткой на 8/2 полюса базовыми являются размеры четврёхполюсных двигателей основного исполнения. Методика расчета обмоток и характеристик АГ проведена на базе АИР100ІА
2. Лабораторные исследования подтвердили результаты расчетов. Так, КПД АГ составляет 0,85 (у базового АД - 0,88).
3. Момент и дополнительные потери от высших гармоник для экспериментального АГ составляют менее 10 Вт и ими можно пренебречь.
4. Экспериментальные исследования АГ при работе на сварочную дугу позволяют сделать выводы, что на базе АД АИР112М4 можно изготовить сварочный генератор и, тем самым, расширить область применения такого генератора.
5. Годовой экономический эффект от применения электростанции с АГ на 50/200 Гц составляет 139 тысяч рублей.
1. Анализ мобильных средств электромеханизации показал наличие в сельскохозяйственном производстве 291 единиц техники с единичной мощностью электропривода от 0,07 до 4 кВт. При этом для электропривода применяются: - АД на частоту тока 50 Гц в 123 случаях; — АД на частоту тока 200 Гц в 168 случаях.
2. Применение электромашинных и статических преобразователей частоты тока на 200 Гц для питания техники снижает энергетические показатели двигателей электропривода, и при этом требуется стационарная сеть или автономный источник питания.
3. Обоснована рациональная схема статорной обмотки для генератора на 50/200 Гц, которая является однодвухслойной на 8/2 полюса со схемой соединения фаз YY/Y и с соотношением витков в однослойных и двухслойных катушках равным 4/3. Для этой обмотки к0б8 = 0,883 , коб2 = 0,79 , тд8 = 0,064 , тд2 = 0,0057.
4. По оптимальной степени насыщения магнитной цепи и по степени использования габарита генератору на частоту тока 50/200 Гц отвечают базовые четырёхполюсные асинхронные двигатели типа АИР100ІА
5. Разработанная методика расчёта обмоточных данных и параметров генератора учитывает размагничивание реактивного тока ротора и действие высших и низших гармоник на энергетические показатели.
6. Расчётная величина номинальной мощности генератора на базе двигателя АИР100Ь4 для обеих частот тока близка к 5000 Вт, КПД составляет 85-87%.
7. Дополнительное тормозное действие низших и высших гармоник, а также их влияние на рост потерь в обмотке ротора практически незаметно.
8. Исследование изготовленных экспериментальных двухчастотных асинхронных генераторов подтвердили результаты расчета. Технико-экономические показатели, применительно к отрасли овцеводства, составили: сокращение затрат на стоимость установки - 43000 руб., чистый дисконтированный доход - 243454 руб., срок окупаемости два года.
