Вентильный генератор: Вентильный генератор — Энциклопедия по машиностроению XXL

Вентильный генератор — Энциклопедия по машиностроению XXL

Выпрямительные блоки вентильных генераторов  [c.4]

Селеновые и кремниевые выпрямительные блоки вентильных генераторов  [c.4]

Наиболее распространенные схемы генераторных установок с вентильными генераторами изображены на рис 1.10. Во всех этих схемах генератор содержит соединенные между собой трехфазную обмотку статора и выпрямитель, собранный по мостовой схеме, а также обмотку возбуждения. Большинство моделей генераторов имеет соединение обмоток в звезду .  [c.17]












У вентильных генераторов с самоограничением отдаваемого тока отсутствует четкое понятие номинального тока, поэтому ток, равный приблизительно (2/3)7щи, когда электромагнитный момент генератора максимальный, считается номинальным 1 .  [c.20]

Промышленность выпускает коллекторные и вентильные генераторы. Коллекторный сварочный генератор (рис. 63) с независимым возбуждением имеет литой стальной корпус I, который образует магнитную систему генератора, две пары основных полюсов 2 и 4, два дополнительных полюса (на рисунке не показаны) и якорь 3 с обмоткой W . На основных полюсах размещены намагничивающая и размагничивающая Wp обмотки генератора. Сварочный ток снимается медно-графитными щетками аи Ь с коллектора, который расположен на одном валу с якорем генератора. Вал генератора механически сопряжен с валом приводного асинхронного двигателя или с валом двигателя внутреннего сгорания. В генераторах с независимым возбуждением (рис. 64) обмотка питается независимо от выпрямительного моста Vi… V4 и дополнительного трансформатора Ti от сети через выключатель SQ и предохранители F1…F3. Обмотка размагничивания Wp последовательно соединена с обмоткой якоря Wg, образуя  [c.105]

Вентильные генераторы вырабатывают трехфазный переменный ток частотой 200 или 400 Гц, который затем преобразуется в постоянный выпрямительным блоком, входящим в конструкцию генератора. Внешняя ВАХ вентильного генератора — падающая, регулировка сварочного тока ступенчатая (две ступени) и плавная в пределах каждой ступени.  [c.106]

Различают коллекторные и вентильные генераторы. Коллекторные генераторы классифицируют в зависимости от способа возбуждения и получения необходимых ВВАХ. Вентильный генератор представляет собой комбинацию генератора переменного тока и выпрямительного блока.  [c.136]

Вентильный генератор имеет падающую ВВАХ. Регулирование режима, так же как и формирование искусственных внешних характеристик, осуществляют на стадии переменного тока. Главные  [c.140]

У вентильного генератора выше КПД — около 0,7, тогда как у коллекторного — 0,6.,.0,65 лучшие массовые характеристики — соответственно 0,37… 0,42 и 0,55… 0,58 кг/А. Преимуществом вентильного генератора можно считать его универсальность по роду тока. По сравнению с выпрямителем вентильный генератор заметными преимуществами не обладает. Он предназначен в основном для замены коллекторного генератора при отсутствии электрической сети, когда выпрямитель неприменим. Индукторный генератор имеет естественную крутопадающую характеристику, что вызвано действием магнитных потоков рассеяния и потока реакции якоря, обладающего размагничивающим действием. Получить жесткую характеристику у вентильного генератора сложнее. Регулирование режима вентильного генератора осуществляется на стадии переменного тока плавно — изменением тока обмотки возбуждения, ступенчато — изменением способа соединения силовых обмоток (звезда, треугольник, параллельное соединение). Технические характеристики сварочных генераторов, преобразователей и агрегатов приведены в табл. 5.5.  [c.141]












В выпрямительном блоке обычно применяют неуправляемые вентили — диоды. Однофазная мостовая схема используется преимущественно в маломощных генераторах (током силой до 125 А) и дополняется довольно большим дросселем для сглаживания выпрямленного тока. Выбор данной схемы оправдан и при разработке источника, универсального по роду тока. Трехфазный мостовой выпрямительный блок на кремниевых диодах обеспечивает хорошо сглаженный ток. Трехфазный генератор переменного тока меньше и легче однофазного, хотя и сложнее в изготовлении. Большая часть вентильных генераторов выполняется по этой схеме.  [c.140]

На автомобилях используется система электрооборудования постоянного тока. В качестве основных источников электроэнергии в системе электрооборудования постоянного тока применяются вентильные генераторы (синхронные генераторы, работающие на сеть постоянного тока через выпрямитель) и коллекторные генераторы постоянного тока. Современные автомобили комплектуются исключительно вентильными генераторами.  [c.46]



Рис. 3.2. Связь выпрямленных и переменных параметров вентильного генератора










КОНСТРУКЦИИ ВЕНТИЛЬНЫХ ГЕНЕРАТОРОВ  [c.49]








В соответствии со стандартом ИСО 7467-87 регламентирует размеры, необходимые для взаимозаменяемости цилиндрических концов валов и ступиц элементов привода, надеваемых на эти валы (шкивов) для вентильных генераторов грузовых автотранспортных средств и  [c.81]

Генераторные установки с вентильным генератором и регулятором напряжения. Для нормального функционирования регулятора напряжения к нему должны быть подключены бортовая электросеть н обмотка возбуждения. Напряжение (/ действует между выводами + и м генератора (у генераторов автомобилей ВАЗ соответственно 30 и 31 ). Выводы обмотки возбуждения обозначены индексом Й7 ( 67 у генераторов автомобилей ВАЗ).  [c.86]



Рис. 4.4. Варианты исполнения схем генераторных установок с вентильным генератором (в скобках обозначены выводы генераторных установок автомобилей ВАЗ)

Генератор импульсов МИГ — индукторного типа, бесколлек-торный. Его магнитная система выполнена так, что с ее помощью получается кривая напряжения несимметричного вида, причем величина амплитуды обратной полярности недостаточна, чтобы вызвать пробой межэлектродного промежутка. В результате импульсы тока и здесь являются униполярными. Для высокопроизводительной предварительной обработки можно применять вентильные генераторы импульсов, в которых переменный ток промышленной или повышенной частоты выпрямляется управляемым или неуправляемым вентилем. Импульсы большой энергии с малой частотой повторения могут быть получены применением и других схем выпрямления тока промышленной частоты.  [c.152]

Все современные автомобрши укомплектованы вентильными генераторами переменного тока, мощность которых через каждые 10 лет увеличивается примерно на 30. .. 40 % при сохранении их габаритных размеров, а удельная мощность в ближайшее время достигнет 250. .. 300 Вт / кг.  [c.4]












В вентильном генераторе переменный ток обычно вырабатывается синхронным генератором с ротором явнополюсной конструкции или индукторным генератором.  [c.140]

Другие типы вентильных генераторов имеют конструкцию, ана-.югичную рассмотренным, отличаясь от них, как правило, габаритными размерами или конфигурацией отдельных узлов. Некоторое исключение составляют генераторы Г502А и Г263А.  [c.51]

Расчет иагнитиов цепи вентильного гснеряторж. Особенностью вентильных генераторов с клювообразной магнитной системой являются значительные магнитные потоки рассеяния между полюсными половинами (рис. 3.17). которые учитывают при расчете магнитной цепи генератора.  [c.75]

У вентильных генераторов и генераторных установок проверяют рабочие характеристики в холодном и нагретом состояниях. Под холодным состоянием обычно понимается темггература окружающего воздуха (25 10) С.  [c.385]

Расчет клювообразных вентильных генераторов выполяется на аналогичных ППП IRIDA и Гек. В основу ППП положен расчет магнитной цепи генератора по участкам и выходных характеристик по векторной диаграмме.  [c.436]


Вентильные сварочные генераторы — Сварка металлов

Вентильные сварочные генераторы

Категория:

Сварка металлов

Вентильные сварочные генераторы

Вентильный генератор представляет собой трехфазный индукторный генератор переменного тока повышенной частоты со встроенным выпрямительным блоком.

На статоре генератора размещена трехфазная обмотка якоря переменного тока, соединенная звездой или треугольником. Обмотка возбуждения также размещена на статоре между двумя пакетами ротора.

Ротор представляет собой два пакета с зубцами из электротехнической стали, размещенных на валу. Вращающийся зубчатый ротор — индуктор не имеет обмоток. Каждый пакет ротора имеет восемь зубцов, между собой зубцы пакетов ротора смещены на 180.

При прохождении по обмотке возбуждения постоянного тока она создает переменный магнитный поток, который распределяется так, что один пакет ротора создает только северные полюсы, другой— южные. Магнитный поток при вращении ротора максимален, когда совмещены зубцы статора и ротора, а магнитное сопротивление на пути потока минимально. При совпадении зубца статора с впадиной (пазом) ротора магнитный поток минимален. Таким

образом, обмотка возбуждения создает переменный (пульсирующий) магнитный поток. Этот поток пронизывает трехфазную обмотку статора (якоря) и наводит в ней переменную ЭДС повышенной частоты. Переменная ЭДС обмотки якоря преобразуется при помощи выпрямительного блока в постоянную ЭДС (напряжение) вентильного сварочного генератора.

Выпрямительный блок собран из кремниевых вентилей В-200 по трехфазной мостовой схеме.

Обмотка возбуждения питается от трехфазной силовой цепи генератора через специальный блок, состоящий из трансформаторов тока и напряжения и выпрямителей. Начальное самовозбуждение генератора после запуска обеспечивается остаточным магнитным потоком.

Падающая внешняя характеристика вентильного генератора обеспечивается за счет большого индуктивного сопротивления самого генератора.

Ступенчатое регулирование сварочного тока производится изменением индуктивного сопротивления обмотки статора (якоря), состоящей из двух самостоятельных трехфазных обмоток, переключением схемы соединения этих обмоток. Плавное регулирование сварочного тока осуществляется регулировочным реостатом в цепи обмотки возбуждения.

Вентильные сварочные генераторы имеют в сравнении с коллекторными генераторами ряд преимуществ:
а) отсутствие скользящих контактов, имеющих невысокую стойкость,
б) повышенный коэффициент полезного действия,
в) меньшую массу и габариты.

Вентильные генераторы более надежны в эксплуатации, обеспечивают высокую стабильность горения и эластичность дуги. Применение таких генераторов в качестве источников питания для ручной сварки позволяет существенно уменьшить разбрызгивание металла, повысить качество сварных швов.

Сварочный преобразователь ПД-305 имеет вентильный генератор.

Реклама:

Читать далее:

Универсальные сварочные генераторы

Статьи по теме:

4.2. Вентильные генераторы

Вентильный
сварочный генератор представляют собой
электричес­кую машину переменного
тока повышенной частоты с сильноточными
по­лупроводниковыми выпрямителями.
В мировой практике встречаются вентильные
сварочные генераторы, выполненные на
базе электрических машин переменного
тока практически всех известных типов.

4.2.1 Принцип работы генератора переменного тока индукторного типа повышенной частоты

Этот
генератор выполнен по типу униполярных
индукторных машин. Принцип действия их
сводится к следующему. Между полюсами
статора 1 (рис.4.3)
вращается с постоянной скоростью ротор
2
(магнитный шунт), который изменяет
магнитное сопротивление Rм
потоку Фн
между
полюсами S
и
N
статора. Магнитный поток Фн,
создаваемый Wн
в
результате изменения Rм
при
вращении ротора, становится пульсирующим.
Он
имеет
одно направление,
но
во времени изменяет свою величину
(рис. 4.4, а). Пульсирующий поток пересекает
витки статорной обмотки Wс,
наводит в ней переменную ЭДС, рис. 4.4, б.
Пульсирующий
магнитный поток Ф можно условно
представить как сумму постоянно
составляющей Ф0
с переменной Фп
,
наложенной на постоянную
Ф0:
Ф =Ф0п
.

Рис.4.3.
Упрощенная электромагнитная схема
генератора переменного тока повышенной
частоты

Рис.
4.4. Временные диаграммы изменения
магнитного потока (а) и ЭДС (б)
генератора

Поскольку
Ф0 не
изменяется во времени, то он не участвует
в образовании
ЭДС. Поэтому пе­ременная составляющая
Фп(dФп/dt)
создает
переменную ЭДС в силовой обмотке Wс
ЭДС в силовой обмотке Wс.
При этом максимальной скорости изменения
магнитного потока, т.е. когда dФn/dt
= max
соответствует максимальной ЭДС, а
нулевое значение ЭДС соответствует
нулевому значению dФп/dt.
Несмотря на то, что постоянная составляющая
Ф0
не участвует в создании ЭДС, ее роль в
работе генератора значительна. Пронизывая
индуктор ротора, Ф0
влияет на
степень насыщения железа, а следовательно,
и на величину индуктивного сопротив­ления
статорной
обмотки
Wс
.Частота пульсации магнитного потока,
а, следовательно, и частота переменной
ЭДС определяется числом пар зубцов
ротора и частотой вращения ротора.
Таким образом, один период изменения
потока в статоре соответствует повороту
ротора на одно зубцовое давление, а
частота переменной ЭДС:

f=Xpn

где
Xp
— Число пар
зубцов ротора; n
— частота
вращения ротора, 1/с.

В
конструкциях вентильных генераторов
используются синхронные либо индукторные
генераторы переменного тока повышенной
частоты. За рубежом в составе вентильного
генератора используется в основном
синхронный с ротором явнополюсной
конструкции Он легче индукторного и
несколько проще в изготовлении, но менее
надежен из-за наличия скользящего
токоподвода. В России используется в
основном индукторный генератор повышенной
частоты
(150-400 Гц),
у которого сварочные свойства лучше,
чем у генератора на
50 Гц. Этот
генератор
(рис.4 5)
имеет зубчатый ротор — индуктор
4, а обмотка
возбуждения
3, питаемая
постоянным током, размещена на статоре
2.

Рис. 4.5. Электромагнитная система
индукторного генератора переменного
тока

Обмотка
возбуждения создает постоянную
намагничивающую силу, но поток возбуждения
Фв,
пронизывающий силовую обмотку
1, имеет
пульсирующий характер, так как магнитное
сопротивление на его пути меняется при
вращении ротора. Поток максимален при
совпадении оси силовой обмотки с зубцом
ротора и минима­лен при совпадении
со впадиной ротора. Поэтому в силовой
обмотке создается переменное напряжение
Ur
Полюса, расположенные выше горизонтали,
являются южными, а ниже
— северными,
поэтому такой ге­нератор называют
разноименно полюсными.

Характеристика
вентильного генератора существенно
зависит от типа и количества фаз
генератора переменного тока.
Отечественные вентильные сварочные
генераторы выпускаются на базе трехфазной
индукторной одноименно-полюсной
электрической машины, содержащей по
два пакета статора и ротора из тонколистовой
электротехнической стали, рис. 4.6. Оба
пакета статора запрессованы в стальную
станину 2 и, следовательно, станиной они
магнитно соединены. Пакеты железа ротора
1 запрессованы на стальную втулку,
расположенную на валу генератора, и,
следовательно, между собой также
соединены магнитно. На каждом пакете
железа ротора имеются зубцы. Зубцы
одного пакета сдвинуты по окружности
относительно зубцов второго пакета на
π электрических градусов.

Рис. 4.6. Индукторный
двухпакетный генератор

Силовая
обмотка якоря
4 уложена
в пазы пакета статора (общая для обоих
пакетов), а тороидальная обмотка
возбуждения
3 размещена
между пакетами железа ротора и жестко
прикреплена к станине. Все обмотки,
силовая и возбуждения, закреплены на
статоре и при работе неподвижны. Поэтому
в генераторах полностью отсутствует
скользящие контактные кольца. Такое
исполнение вентильных генера­торов
обеспечивает высокую надежность в
эксплуатации.

Выпрямительный
блок вентильных генераторов выполняется
по трехфазной мостовой схеме из
неуправляемых вентилей
– диодов
(рис. 4.7.). Напряжение холостого хода
такого генератора определяется линейным
напряжением Uга,
которое, в свою очередь, зависит от
фазного напряжения Ur
и схемы соединения обмоток: U0=1,35
Uгл.
Поскольку генератор переменного тока
обычно имеет значительное внутреннее
сопротивление фазы за счет повышенной
само- и взаимоиндукции, то естествен­ная
внешняя характеристика вентильного
генератора

падающая. Настройка режима и формирование
внешних характеристик осуществляются
на стадии переменного тока. Поэтому
основное внима­ние уделено конструкции
и работе индукторного генератора.

Рис. 4.7. Принципиальная
схема трехфазного вентильного генератора

Достоинства
вентильных генераторов заключается в
относительной простоте их конструкции,
связанной с тем, что генераторы переменного
тока имеют неподвижную силовую обмотку,
а индукторные к тому же
— и обмотку
возбуждения, расположенную на статоре.
Вентильные генераторы не имеют коллектора
и скользящих контактов. КПД у вентильного
генератора около 0,7, тогда как у
коллекторного
— 0,6 — 0,65;
лучше весовые характеристики:
соответственно 0,37 – 0,42 и
0,55 — 0,58
кг/А. По сравнению с выпрямителями
вентильные генераторы заметных
преимуществ не имеют, и поэтому они
предназначаются в основном для замены
коллекторных генераторов, в составе
сварочных агрегатов.

вентильный генератор — это… Что такое вентильный генератор?

вентильный генератор

вентильный генератор
Электромашинный генератор постоянного тока, вентильное постоянного тока коммутирующее устройство которого представляет собой выпрямитель.
[ГОСТ 27471-87]

Тематики

  • машины электрические вращающиеся в целом

Справочник технического переводчика. – Интент.
2009-2013.

  • вентильный блок
  • вентильный генератор переменного тока

Смотреть что такое «вентильный генератор» в других словарях:

  • вентильный генератор переменного тока — [ГОСТ 27471 87] Тематики машины электрические вращающиеся в целом …   Справочник технического переводчика

  • Вентильный электродвигатель — Принцип работы трёхфазного вентильного двигателя Вентильный электродвигатель  это синхронный двигатель, основанный на принципе частотного регулирования с самосинхронизацией, суть которого заключается в управлении вектором магнитного поля статора… …   Википедия

  • Синхронная машина — …   Википедия

  • Коллектор — (Collector) Определение коллектора, виды коллекторов, примененеие Информация об определении коллектора, виды коллекторов, примененеие Содержание Содержание Определение В технике Финансовое Прочее канализационный Коллектор (электротехника)… …   Энциклопедия инвестора

  • Постоянного тока машина — Машина постоянного тока  электрическая машина для преобразования механической энергии в электрическую постоянного тока (генератор) или для обратного преобразования (двигатель). Машина постоянного тока обратима. Машины постоянного тока могут быть… …   Википедия

  • Машина постоянного тока — Машина постоянного тока  электрическая машина, предназначенная для преобразования механической энергии в электрическую постоянного тока (генератор) или для обратного преобразования (двигатель). Машин …   Википедия

  • Электродвигатель постоянного тока — Рис. 1 Устройство простейшего коллекторного двигателя постоянного тока с двухполюсным статором и с двухполюсным ротором Двигатель постоянного тока  электрическая машина, ма …   Википедия

  • Щёточно-коллекторный узел — узел электрической машины, обеспечивающий электрическое соединение цепи ротора с цепями, расположенными в неподвижной части машины. Состоит из коллектора (набора контактов, расположенных на роторе) и щёток (скользящих контактов, расположенных вне …   Википедия

  • ДПТ — Рис. 1 Устройство простейшего коллекторного двигателя постоянного тока с двухполюсным статором и с двухполюсным ротором Двигатель постоянного тока электрическая машина, машина постоянного тока, преобразующая электрическую энергию постоянного тока …   Википедия

  • Двигатель постоянного тока — Рис. 1 Устройство простейшего коллекторного двигателя постоянного тока с двухполюсным статором и с двухполюсным ротором Двигатель постоянного тока электрическая машина, машина постоянного тока, преобразующая электрическую энергию постоянного тока …   Википедия

автореферат диссертации по электротехнике, 05.09.03, диссертация на тему:Первичные вентильные системы генерирования электроэнергии летательных аппаратов

Библиография Мазен Шейх Аль-Кассабин, диссертация по теме Электротехнические комплексы и системы

1. Кулебакин B.C., Морозовский В.Т., Синдеев И.М.

2. Электроснабжение самолетов. Производство, преобразование и распределение электрической энергии на самолетах. М.: Оборонгиз, 1956.

3. Морозовский В.Т., Синдеев И.М., Рунов К.Д. Системы электроснабжения летательных аппаратов. М.: Машиностроение, 1973.

4. Синдеев И.М. Электроснабжение летательных аппаратов. М.: Транспорт, 1982.

5. Синдеев И.М., Савелов A.A. Системы электроснабжения воздушных судов. М.: Транспорт, 1990.

6. Барвинский А.П., Козлова Ф.Г. Электрооборудование самолетов. М.: Транспорт, 1990.

7. Электроснабжение летательных аппаратов / В.А. Балагуров, И.М. Беседин, Ф.Ф. Галтеев и др. Под ред. Н.Т. Коробана. М.: Машиностроение, 1975.

8. Основы Электрооборудования летательных аппаратов. Под ред. Д.Э. Брускина. Ч. 1 и 2. М.: Высшая школа, 1978.

9. Брускин Д.Э., Синдеев И.М. Электроснабжение летательных аппаратов. М.: Высшая школа, 1988.

10. Брускин Д.Э., Зубакнн С.И. Самолеты с полностью электрифицированным оборудованием. Итоги науки и техники. Электрооборудование транспорта. Т. 6. М.: ВИНИТИ, 1986.

11. Бут Д.А., Мизюрин С.Р. Системы генерирования электроэнергии летательных аппаратов. М.: Изд-воМАИ, 1982.

12. Злочевский B.C. Системы электроснабжения пассажирских самолетов. М.: Машиностроение, 1971.

13. Валсов Г.Д. Проектирование систем электроснабжения летательных аппаратов. М.: Машиностроение, 1967.-21213. Лукин И.И., Любимов В.В. Системы электроснабжения самолетов и вертолетов. М.: Транспорт, 1970.

14. Элетроэнергетическне установки и системы генерирования: Учеб. пособие / Б.Л. Алиевский, В.Н. Базаров, Б.С. Зечихин и др. Под ред. Б.Л. Алиевского. М.: Изд-во МАИ, 1995.

15. Андреев В.В. Лекции по курсу » Системы электроснабжения летательных аппаратов». М.: Изд-во МАИ, 1971.

16. Истратов В.Н. Цепи и устройства систем электрооборудования летательных аппаратов. М.: Машиностроение, 1983.

17. Бут Д.А. Бесконтактные электрические машины. М.: Высшая школа, 1990.

18. Иванов Смоленский А. В. Электрические машины. М.: Энергия, 1980.

19. Бертинов А.И. Авиационные электрические генераторы. М.: Оборонгиз, 1959.

20. Костенко М. П., Пиотровский Л.М, Электрические машины, Ч. 1 и 2. М.: Энергия, 1973.

21. Вольдек А.И. Электрические машины. Л.: Энергия, 1978.

22. Винокуров В.А., Попов Д.А. Электрические машины железнодорожного транспорта. М.: Транспорт, 1986.

23. Бертинов А.И. Электрические машины авиационной автоматики. М.: Оборонгиз, 1961.

24. Брускин Д.Э., Зорохович А.Е., Хвостов В.С. Электрические машины. Ч. 1 и 2. М.: Высшая школа, 1979.

25. Мююрин С.Р. Синхронные электрические машины летательных аппарпатов. М.: Изд-во МАИ, 1972.

26. Алиевский Б.Л. Электрические машины постоянного тока. М.: Изд-во МАИ, 1971.-21327. Бертинов А.И., Лотоцкий B.JI. Бесконтактные электрические машины постояьшого тока. М.: Информстандарт электро, 1967.

27. Бут Д.А. Основы электромеханики. М.: Изд-во МАИ, 1996.

28. Специальные электрические машины. Источники и преобразователи энергии / А.И. Бертинов, Д.А. Бут, С.Р. Мизюрин, Б.Л. Алиевский, Н.В. Синева. Под ред. Б.Л. Алиевского. Кн. 1 и 2 М.: Энергоатомиздат, 1993.

29. Накопители энергии / Д.А. Бут, Б.Л. Алиевский, С.Р. Мизюрин, П.В. Васюкевич; Под ред. Д.А. Бута. М.: Энергоатомиздат, 1991.

30. Осин И.Л., Шакарян Ю.Г. Электрические машины. Синхронные машины. Под ред. И.П. Копылова. М.: Высшая школа, 1990.

31. Балагуров В.А., Галтеев Ф.Ф., Ларионов А.Н. Электрические машины с постоянными магнитами. М.: Энергия, 1964.

32. Балагуров В.А., Галтеев Ф.Ф. Авиационные генераторы переменного тока комбинированного возбуждения. М.: Машиностроение, 1977.

33. Балагуров В.А., Галтеев Ф.Ф. Электрические генераторы с постоянными магнитами. М.: Энергоатомиздат, 1988.

34. Балагуров В.А. Проектирование специальных электрических машин переменного тока. М.: Высшая школа, 1982.

35. Панфилов H.A. Вентильные генераторы постоянного тока. М.: Информстандартэлектро, 1968.

36. Панфилов H.A. О расчете эквивалентной индуктивности трехфазного синхронного генератора без успокоительной обмотки при работе на вентильную нагрузку. Электротехника, 1973, № 5. — С. 15-17.

37. Рожнов И.М., Русаков A.M., Сугробов А.М., Тыричев П.А. Вентильные генераторы автономных систем электроснабжения. Под ред. П.А. Тыричева. М.: Изд-во МЭИ, 1996.

38. Сипайлов Г.А., Кононенко Е.В., Хорьков К.А. Электрические машины (специальный курс). М.: Высшая школа, 1987.-21440. Василевский В.И., Купеев Ю.А. Автомобильные генераторы. М.: Транспорт, 1978.

39. Акимов C.B., Акимов A.B. Автомобильные генераторные установки. М.: Транспорт, 1995.

40. Акимов A.B., Акимов C.B., Лейкин Л.П. Генераторы зарубежных автомобилей. М.: Изд-во » За рулем 1997.

41. Глебов И.А. Научные основы проектирования систем возбуждения мощных синхронных машин. Л.: Наука, 1988.

42. Глебов И.А. Системы возбуждения мощных синхронных машин. JL: Наука, 1979.

43. Гольдберг О. Д., Гурии Я. С., Свириденко И.С. Проектирование электрических машин. М.: Высшая школа, 2001.

44. Мизюрин С.Р., Резников С.Б., Сериков В.А., Бочаров В.В. Расчет синхронных генераторов и трансформаторов при импульсной нагрузке на емкостный накопитель энергии. М.: Изд-во МАИ, 1974.

45. Бут Д.А., Богданович Е.Г. Электромеханические преобразователи энергии для энергетических установок летательных аппаратов. М.: Изд-во МАИ, 1989.

46. Ледовский А.Н. Электрические машины с высококоэрцитивными постоянными магнитами. М.: Энергоатомиздат, 1985.

47. Радии В.И., Загорский А.Е., Шакарян Ю.Г. Управляемые электрические генераторы при переменной частоте. М.: Энергия, 1978.

48. Электрические машины в тяговом автономном электроприводе. Под ред. А.П. Пролыгина. М.: Энергия, 1979.

49. Паластин Л.М. Электрические машины автономных источников питания. М.: Энергия, 1972.

50. Нейман Л.Р., Демирчян К.С. Теоретические основы электротехники. Т. 1 и 2. JL: Энергоиздат, 1981.-21553. Аветисян Д.А., Мизюрин С.Р. Переходные процессы в авиационных генераторах и трансформаторах. М.: Изд-во МАИ, 1972.

51. Постоянные магниты. Справочник / А.Б. Альтман, Э.Е. Берниковский, А.Н. Герберг и др. Под ред. Ю.М. Пятина. М.: Энергия, 1980.

52. Поспелов Л.И. Конструкции авиационных электрических машин. М.: Энергоиздат, 1982.

53. Гольдберг О.Д. Испытания электрических машин. М.: Высшая школа, 2000.

54. Толстое Ю.Г., Мосткова Г.П., Ковалев Ф.И. Трехфазные силовые полупроводниковые выпрямители. М.: Изд-во АН СССР, 1963.

55. Полупроводниковые выпрямители / Е.И. Беркович, В.Н. Ковалев, Ф.И. Ковалев и др. М.: Энергия, 1978.

56. Преображенский В.И. Полупроводниковые выпрямители. М.: Энергия, 1976.

57. Здрок А.Г., Салютин А.А. Выпрямителные устройства электропитания и управления. М.: Энергия, 1975.

58. Розанов Ю.К. Основы силовой электроники. М.: Энергоатомиздат, 1992.

59. Электрические и электронные аппараты. Под ред. Ю.К. Розанова. М.: Энергоатомиздат, 1998.

60. Кукеков Г.А., Васерина К.Н., Лунин В.П. Полупроводниковые электрические аппараты. Л.: Энергоатомиздат, 1991.

61. Управляемый выпрямитель в системах автоматического управления. Под ред. А.Д. Поздеева. Л.: Энергоатомиздат, 1984,

62. Глннтерннк С.Р. Электромагнитные процессы и режимы мощных статических преобразователей. Л.: Наука, 1970.

63. Руденко B.C., Сенько В.И., Чиженко И.М. Основы преобразовательной техники. М.: Высшая школа, 1980.-21667. Справочник по преобразовательной технике. Под ред. И.М. Чюкенко . Киев: Техника, 1978.

64. Уильяме Б. Силовая электроника: приборы, применение, управление: Справочное пособие. М.: Энергоатомиздат, 1993.

65. Лабунцов В.А., Ривкин Г.А., Шевченко Г.И. Автономные тиристорные инверторы. М.: Энергия, 1967.

66. Джюджи JI., Пелли Б. Силовые полупроводниковые преобразователи частоты. М.: Энергоатомиздат, 1983.

67. Белопольский И.И., Каретиникова Е.И., Пикалова Л.Г. Расчет трансформаторов и дросселей малой мощности. М.: Энергия, 1973.

68. Глух Е.М., Зеленое В.Е. Защита полупроводниковых преобразователей. М.: Энергоиздат, 1982.

69. Электротехнический справочник. Т. 2. Под общ. ред. профессоров МЭИ В.Г. Герасимова, П.Г. Грудинского, В.А. Лабунцова и др. М.: Энергоатомиздат, 1986.

70. Электротехнический справочник. Т. 2. Под общ. ред. профессоров МЭИ В.Г. Герасимова, А.Ф. Дьякова, Н.Ф. Ильинского, В.А. Лабунцова и др. М.: Изд-во МЭИ, 1998.

71. Воронов A.A. Основы теории автоматического регулирования. М.: Энергия, 1970.

72. Теория автоматического управления. Под ред. A.B. Нетушила. М.: Высшая школа, 1976.

73. Цыпкин Я.З. Основы теории автоматических систем. М.: Энергоатомиздат, 1992.

74. Чебовский О.Г., Моисеев Л.Г., Недошивин Р.П. Силовые полупроводниковые приборы. Справочник. М.: Энергоатомиздат, 1985.

75. Моин B.C., Лаптев H.H. Стабилизированные транзисторные преобразователи. М.: Энергия, 1972.-21780. Моин B.C. Стабилизированные транзисторные преобразователи. М.: Энергоатомиздат, 1986.

76. Северне Р., Блум Г. Импульсные преобразователи постоянного напряжения для систем вторичного электропитания. М.: Энергоатомиздат, 1988.

77. Четти П. Проектирование ключевых источников электропитания. М.: Энергоатомиздат, 1990.

78. Щербаков С. А., Ал невский Б. Л. О повышении эксплуатационной надежности транзисторов и расширении области их применения. Электричество, 1997. № 6. С.50 — 55.

79. Бертинов А.И., Андреев В.Г. Определение параметров магнитоэлектрических генераторов с ротором типа «звездочка». В сб. «Исследование специальных авиационных электрических машин». Труды МАИ, вып. 133. М.: Оборонгиз, 1961. — С. 5 — 35.

80. Бронштейн И.Н. Семендяев К.А, Справочник по математике для инженеров и учащихся ВТУЗов. М.: Наука, 1981.

81. Алиевский Б.Л., Мизюрин С.Р., Кассабин М.Ш. Анализ коммутационного процесса и расчет внешних характеристик многофазных вентильных генераторов. Электричество, 2001, № 11. — С. 20 — 29.

82. Кассабин М.Ш. Сопоставление ВГПТ для автономных систем электропитания. — Тез. докл. VII международной научно-технической конф. студентов и аспирантов » Радиоэлектроника, электротехника и энергетика «, том 2.-М.: Изд-во МЭИ, 2001. С. 13.

83. Алиевский Б.Л., Кассабин М.Ш. Учет активного сопротивления обмотки якоря при анализе коммутационного процесса вентильных генераторов. Сб. материалов конф. «Самолетное электрооборудование». М.: ОАО «Аэроэлектромаш», 2001. — С. 72.

84. Алиевский Б.Л., Щербаков С.А., Мизюрин С.Р., Сериков В.А., Кован Ю.И, Кассабин М.Ш. Вентильный генератор для автономных систем электроснабжения постоянного тока. Электричество, 2003, № 1. — С. 27-33.

Пульсации выпрямленной ЭДС вентильного генератора Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

Электромеханические системы

УДК 621.313.17 DOI: 10.14529/power190211

ПУЛЬСАЦИИ ВЫПРЯМЛЕННОЙ ЭДС ВЕНТИЛЬНОГО ГЕНЕРАТОРА

Б.Н. Гомберг1, А.И. Согрин2, Н.Н. Мехваник1

1 АО «НПО «Электромашина», г. Челябинск, Россия,

2 Южно-Уральский государственный университет, г. Челябинск, Россия

Рассмотрены способы снижения пульсаций выпрямленного напряжения вентильных генераторов, построенных на базе синхронных электрических машин, широко применяемых в автономных системах электрооборудования. Произведена систематизация понятий, характеризующих пульсации, выявлены величины, позволяющие получить их количественную оценку. Для этого выполнено сравнение вентильных генераторов, различающихся числом фаз и схемой полупроводникового выпрямителя. Процессы выпрямления рассматривались в режиме холостого хода генераторов. В рассмотрение принимались вентильные генераторы с четным и нечетным числом фаз, якорные обмотки которых образованы трехфазными группами. Рассмотрены однополупериодные и двухполупериодные схемы выпрямления. В качестве параметров, характеризующих пульсации, выбраны: относительный размах значений выпрямленной ЭДС, пульсность и коэффициент пульсации схемы выпрямления, определяемые по общепринятым методикам и соотношениям. По результатам проведенного анализа показано, что качество выпрямленного напряжения при двухполупериодных схемах выпрямления зависит как от количества фаз генератора, так и от того, четным или нечетным является их число, в то время как при однополупериодных схемах выпрямления качество выходного напряжения определяется только количеством фаз генератора. Сделано заключение о том, что наилучшие показатели при сравнительно небольшом числе фаз могут быть получены при использовании агрегатированного генератора, обмотка якоря которого разделена на две части, смещенные на 30 эл. град. друг относительно друга и соединенные с раздельными мостовыми выпрямителями, включенными последовательно или параллельно относительно нагрузки. Такой генератор может рассматриваться как один из приемлемых вариантов обеспечения высоких требований по ограничению пульсаций выпрямленного напряжения энергоустановки.

Ключевые слова: вентильный генератор, якорная обмотка, выпрямитель, пульсации выпрямленного напряжения, коэффициент пульсаций.

Введение

Синхронные генераторы, работающие в автономных системах электрооборудования постоянного тока в качестве основного источника электроэнергии, в настоящее время широко применяются в авиации, на автомобильном транспорте и специальных электроустановках, где они постепенно вытеснили ранее применявшиеся генераторы постоянного тока. Основными причинами этой тенденции являются: простота конструкции синхронных генераторов, их высокие удельные характеристики и во многих случаях главное — высокая надежность, обусловленная отсутствием у них механического выпрямителя — коллектора. Этот непременный конструктивный элемент машины постоянного тока в рассматриваемых случаях заменяется силовым полупроводниковым выпрямительным блоком (далее будем называть его выпрямителем), в связи с чем синхронные генераторы, работающие на выпрямленную нагрузку и содержащие собственно электрическую машину и выпрямитель, называют также вентильными.

Важнейшим функциональным требованием, предъявляемым к вентильному генератору, явля-

ется обеспечение низкого уровня пульсаций (изменений) выпрямленного напряжения. Для авиационных генераторов этот показатель обычно не должен превышать 12 %. Значения пульсаций выпрямленного напряжения зависят от обмоточных данных генератора, в первую очередь от числа фаз, и схемы выпрямления. Амплитуды пульсаций выпрямленного напряжения при холостом ходе меньше, чем при нагрузке, и уменьшаются с увеличением числа фаз. В некоторых случаях, как будет показано ниже, имеет значение, является ли число фаз нечетным или четным, меньшие амплитуды получаются при нечетном числе фаз. Наиболее широкое практическое применение в выпрямителе вентильного генератора нашли мостовые (двухполупериодные) схемы выпрямления. Они позволяют получить хорошее использование мощности генератора (теоретически в идеальном случае эта мощность лишь на 4,5 % превышает выпрямленную мощность) и обеспечивают пульсации на допустимом уровне при числе фаз т = 5-7 для диапазона мощностей генератора до 20-50 кВА, а иногда и большей мощности.

Проблемы конструирования и проектирования генераторов автономных объектов обсуждаются, например, в работах [1-6], где, в частности, рассматриваются вопросы выбора числа фаз генератора и схемы его выпрямителя с учетом качества выходного напряжения, рассмотрены многофазные вентильные генераторы и приведены основные показатели некоторых из них. Проблемы выбора числа фаз вентильных машин освещены в работах [7-10]. В работах [11, 12] рассматриваются вопросы математического моделирования электрических машин с многофазной обмоткой, соединенной по схеме «двойная звезда». В работе [13] обсуждается целесообразность использования двенадцатифазного генератора. В статье [14] рассмотрены некоторые конструкции и схемотехнические решения вентильных генераторов с многофазной замкнутой обмоткой якоря. Ряд работ посвящен дополнительным возможностям, появляющимся при использовании многофазных якорных обмоток. Так, в работе [15] показано, что включение якорной обмотки по схеме двойной звезды позволяет повысить надежность электрического генератора за счет резервирования фазных обмоток. В работах [16-18] предложено использование сдвоенной обмотки якоря для снижения требований к силовым вентилям выпрямителя.

Однако и в указанной выше литературе, и в других многочисленных работах по вентильным генераторам вопрос об уровне пульсаций выпрямленного напряжения рассматривается вскользь, в самом общем виде. Более того, оцениваемые параметры у разных авторов не совпадают и даже обозначения применяемых терминов различаются. А между тем факт наличия проблем с обеспечением заданного уровня пульсаций нередко выясняется только при испытаниях готовых образцов, после чего, как правило, требуется серьезная переработка конструкции машины. Настоящая работа не претендует на полноту освещения всех возможных решений этой проблемы. Авторы стремились систематизировать и закрепить понятия, характеризующие пульсации, а также величины, позволяющие получить их количественную оценку, показать, что кроме общеизвестного пути -увеличения числа фаз генератора существует еще целый ряд других решений. В качестве одного из таких перспективных предложений в работе рассмотрено выполнение вентильного генератора с относительно небольшим числом фаз, но с якорной обмоткой, состоящей из двух трехфазных групп [19].

Постановка задачи

Для целей нашего исследования и большей наглядности обоснований выводов и предложений ограничимся рассмотрением процессов выпрямления при холостом ходе генератора. Поэтому далее будем оперировать не с напряжениями, а с ЭДС

обмоток. Только в некоторых случаях в целях сохранения общепринятых обозначений будем использовать термин «напряжение». Второе допущение состоит в том, что форму кривых фазных ЭДС будем считать синусоидальной. Третье допущение: выпрямитель состоит из идеальных неуправляемых вентилей (силовых диодов), то есть таких приборов, падением напряжения на которых при протекании прямого тока можно пренебречь, а ток, протекающий по диоду при приложении к нему обратного напряжения, не учитывать. Другими словами, будем считать, что при протекании прямого тока анод с катодом диода замкнуты накоротко, а для обратного напряжения на диоде -цепь разомкнута.

Выпрямленная ЭДС кроме постоянной по величине полезной составляющей Ed, равной среднему значению выпрямленной ЭДС, содержит и периодическую составляющую еп — ЭДС пульсаций. Однозначного (стандартизованного) определения понятия «пульсация» в настоящее время не существует. Наиболее распространен подход, предполагающий, что этот термин является синонимом слова «изменение», а в качестве количественной характеристики пульсации принят размах, то есть разность между наибольшим и наименьшим значениями измеряемой величины. Такое толкование термина «пульсация» представляется весьма наглядным, и поэтому оно используется в данной работе.

Тогда величина пульсации Aed выпрямленной ЭДС ed, определяется как

= ed таx~ed min, (1)

где ed max и ed min — соответственно наибольшее и наименьшее мгновенные значения выпрямленной ЭДС (рис. 1).

■о t

<

-а iu

cot

Рис. 1. Кривая выпрямленной ЭДС

Сравнительный анализ выпрямительных систем удобно проводить не по абсолютным значениям пульсации Aed, получаемым из (1), а по относительным значениям Aed/ , в процентах от постоянной составляющей (среднего значения) Ed выпрямленной ЭДС.

Значение Ed зависит от числа фаз обмотки генератора и схемы выпрямителя. Поэтому относительные значения пульсаций описываются формулами структурно подобными, но различными для четного и нечетного числа фаз т. При двухполу-

периодной (мостовой) схеме выпрямления значение пульсаций определяется формулами [1]:

а) для нечетного числа фаз

Де* = ^100 = ^1-C0S (я/2т) 100; (2) » % Ed 2т sin (я/2т) ‘ v ‘

б) для четного числа фаз

Де* = ^100 = ^1-cos (n/m)100. (3)

» % Ed 2т sin (я/m) v ‘

При расчетах по формулам (2) и (3) получается, что при нечетных числах фаз т =3, 5, 7 пульсации составляют 14; 4 и 2,5 % соответственно, а при четном числе фаз т = 6 пульсация равна 14 %.

Расчет пульсаций по формулам (2) и (3) не учитывает такого важного параметра выпрямленного напряжения, как частота пульсаций, который существенно отражается на необходимости и, при наличии, на габаритах сглаживающего фильтра [2]. Поэтому кроме рассмотренного выше параметра Ae¿% для наиболее общей оценки степени пульсации и качества процесса выпрямления введена еще одна специальная величина — коэффициент пульсации выпрямленной ЭДС. Обычно коэффициент пульсации обозначают буквой q, но чтобы не путать это обозначение с символом числа пазов на полюс и фазу, будем обозначать его близкой по начертанию буквой g.

Кривая ЭДС еп, как любая периодическая кривая, может быть разложена по методу Фурье на гармоники первого и более высоких порядков. Коэффициент пульсаци g подсчитывают как отношение амплитуды гармонической первого порядка (основной) Еп1т ЭДС пульсаций еп к среднему значению выпрямленной ЭДС Ed:

g=Enlm/Ed. (4)

Численное значение коэффициента пульсаций находят по формуле [11]:

В = ¡fe (5)

где ¡ — пульсность выпрямителя, определяемая как отношение частоты ЭДС пульсации еп к частоте ЭДС генератора.

Таким образом, для сравнения пульсационных свойств различных схем вентильных генераторов в

данной работе используются два критерия — размах выпрямленного напряжения и коэффициент пульсации g, являющиеся достаточно информативными. В качестве «частотного» критерия g некоторые авторы применяют величину «пульсность» д, но, по нашему мнению, этот термин менее понятен и привычен для отечественной терминологии. Объектом исследования являются вентильные генераторы, имеющие якорную обмотку, состоящую из одной-двух трехфазных групп. Для рассматриваемой мощности генератора порядка 30-50 кВт дальнейшее увеличение числа обмоточных групп не целесообразно.

Трехфазный генератор

с однополупериодным выпрямителем

В качестве простейшего вентильного генератора из ряда электрических машин, для которых регламентированы пульсационные характеристики, принят, что наиболее удобно и логично, трехфазный генератор с однополупериодным выпрямителем (рис. 2).

Схема электрических соединений этого генератора показана на рис. 2а, кривая выпрямленной ЭДС е¿ — сплошной линией на рис. 2б. Эта кривая состоит, с учетом принятых допущений, из отрезков синусоид фазных ЭДС, имеющих на данном интервале наиболее положительный потенциал.т30°)Ят = 0,5Ят, (6)

где Ет — амплитуда фазной ЭДС.

Кривая еа пульсирует с частотой в 3 раза большей, чем частота фазной ЭДС, а период пульсации составляет 120 эл. град. Следовательно, д = 3 и коэффициент пульсации, подсчитанный по формуле (5), g = 0,25.

е W Е. е и ву

/ \ и N / 1 \

ЗАО 33« /е 30 60ч 90 /121) 150 180 210 .240 270 300

\ / \ /

/ ч V / ч V / У Ч Ч

cot

а)

б)

Рис. 2. Трехфазный вентильный генератор с однополупериодным выпрямителем (а) и кривая его выпрямленной ЭДС (сплошная линия) (б)

Среднее значение выпрямленной ЭДС Ed равно [11]:

1 г2л/3+л/6

Е = — Г

d 2п/3 Гп/6

Ет sin rat dt =

= 0,83Ят = 1,17Еф. (7)

Здесь Еф — эффективное значение фазной ЭДС.

Относительная пульсация согласно формуле (2) будет равна

= (Дей/Ей) • 100 = = (0,5/0,83) • 100 = 60,1 %. (8)

Полученные результаты показывают, что у трехфазного генератора с однополупериодным выпрямителем пульсационные характеристики намного хуже обычно требуемых.

Трехфазный генератор с двухполупериодным выпрямителем

Схема электрических соединений генератора показана на рис. 3 а, кривые положительного фкк и отрицательного фаа потенциалов на диодах его выпрямителя — на рис. 3б. Отметим, что потенциальные кривые имеют относительный сдвиг, равный половине периода пульсации.

В мостовых схемах выпрямления мгновенное значение ЭДС еа равно разности потенциалов (фкк — фаа) вентилей катодной и анодной групп., являющиеся частями синусоид линейных ЭДС, показаны на рис. 3б сплошными линиями. Построенная таким методом кривая выпрямленной ЭДС еа трехфазного вентильного генератора с мостовым выпрямителем

представлена на рис. 4. Можно заметить, что в этом случае период пульсации составляет 60 эл. град. и частота пульсаций в 6 раз больше частоты ЭДС генератора.

Следовательно, у генератора по рис. 3 пульс-ность д = 6 и коэффициент пульсации g = 0,06.

Таким образом, замена однополупериодного выпрямителя мостовым при нечетном числе фаз позволила увеличить частоту пульсаций в 2 раза. По рис. 3 можно определить, что еа тах = 1,73 Ет, еатт = 1,50 Ет, следовательно, Леа = 0,23 Ет. Среднее значение выпрямленной ЭДС, подсчитанное по формуле, аналогичной (7), получается равным Еа = 1,66 Ет = 2,34 Еф, то есть оно в два раза больше, чем при однополупериодном выпрямлении. Объясняется такой результат тем, что в мостовой схеме на нагрузке складываются выходные ЭДС двух однополупериодных выпрямителей. Величина Аеа% для данного генератора получается равной 13,9 %, то есть формула (3) достаточно точно описывает процесс при принятых допущениях.

Таким образом, при нечетном числе фаз применение двухполупериодного (мостового) выпрямителя вместо однополупериодного приводит к резкому (более чем в 4 раза) уменьшению коэффициента пульсации.

Шестифазный генератор

с однополупериодным выпрямителем

Теперь рассмотрим машину, имеющую обмотку якоря с четным числом фаз. На рис. 5а показана схема электрических соединений вентильного

а)

б)

Рис. 3. Трехфазный вентильный генератор с двухполупериодным выпрямителем (а) и потенциальные кривые катодной и анодной групп его выпрямителя (б)

Рис. 4. Кривая выпрямленной ЭДС трехфазного вентильного генератора с двухполупериодным выпрямителем

а)

б)

Рис. 5. Шестифазный вентильный генератор с однополупериодным выпрямителем (а) и кривая его выпрямленной ЭДС (сплошная линия) (б)

генератора, состоящего из синхронной машины с шестифазной обмоткой якоря (т = 6) и однополупериодным выпрямителем. На рис. 5б сплошной линией, образованной отрезками синусоид фазных ЭДС, изображена кривая мгновенных значений выпрямленной ЭДС этого генератора. По рис. 5б видно, что в такой машине частота пульсаций выпрямленной ЭДС в 6 раз превышает частоту фазной ЭДС, а период пульсации равен 60 эл. град. Следовательно, д = 6, g = 0,06.

Шестифазный генератор

с двухполупериодным выпрямителем

Схема электрических соединений вентильного генератора, имеющего обмотку якоря с четным числом фаз (т = 6) и двухполупериодный (мостовой) выпрямитель, показана на рис. 6а. На рис. 6б сплошными линиями изображены потенциальные кривые его выпрямителя. По рис. 6б видно, что у шестифазного вентильного генератора, а также у генератора с любым другим четным числом фаз частота пульсации выпрямленной ЭДС при мостовом и однополупериодном выпрямителе имеет одно и то же значение. В данном случае кратность частоты пульсации по отношению к частоте ЭДС равна д = 6, следовательно, коэффициент пульсации g = 0,06. Таким образом, параметры пульсации остались такими же, как и у генератора с однополупе-риодным выпрямителем (см. рис. 5).

Рассчитанный указанным выше методом размах значений выпрямленной ЭДС (в долях амплитуды ЭДС) получается равным Деа = 0,268£’т.) • 100 =

= —100 = 14,1%. (10)

1,907 4 ‘

Из рис. 6б видно, что при четном числе фаз потенциальные кривые симметричны относительно оси ю/. Сравнивая рис. 3 и 6, убеждаемся, что при четном числе фаз амплитуда пульсации больше, а частота пульсации меньше.

Установленные закономерности имеют общий характер, что позволяет дать следующие рекомендации: для уменьшения пульсации выпрямленной ЭДС (напряжения) вентильного генератора при двухполупериодном выпрямителе число фаз генератора должно быть нечетным и наибольшим из возможных. Очевидно, что реализация предложения об увеличении числа фаз имеет ограничения, связанные с повышением трудоемкости изготовления машины и предъявленными к ней конкретными условиями и требованиями.

а)

б)

Рис. 6. Шестифазный генератор с двухполупериодным выпрямителем (а) и потенциальные кривые его выпрямителя (б)

Рассмотрение потенциальных кривых (см. рис. 2б и 5б) показывает, что при однополупери-одном выпрямителе выбор нечетного числа фаз обмотки не позволяет улучшить пульсационные характеристики вентильного генератора. Дело в том, что в этом случае у генераторов существует только одна, а именно верхняя (положительная) потенциальная кривая. Роль нижней потенциальной кривой при однополупериодном выпрямителе выполняет ось абсцисс Ш, а пульсационная характеристика машины тогда зависит лишь от мгновенных положительных значений фазных ЭДС.

Общий вывод — при однополупериодном выпрямителе коэффициент пульсации тем меньше, чем больше число фаз обмотки, и не зависит от того, четное или нечетное это число.

Шестифазный агрегатированный

генератор

Шестифазная обмотка, как любая обмотка с четным числом фаз, при мостовом выпрямителе обладает повышенными пульсациями выпрямленной ЭДС. Вместе с тем такая обмотка имеет дополнительные возможности уменьшения амплитуды и повышения частоты пульсации за счет того, что она разделяется на две одинаковые трехфазные обмоточные группы, обозначим их 1 UVW и 2 UVW. Группы взаимно смещены в пространстве на 1/6 полюсного деления машины, а токи в них сдвинуты во времени на 1/12 периода. Как будет видно далее, эти свойства шестифазной обмотки в сочетании с 12-пульсным выпрямителем позволяют значительно улучшить пульсационные характеристики вентильного генератора. Это же позволяет рассматривать шестифазный генератор как агрегат, состоящий из двух трехфазных вентильных генераторов, расположенных на одном валу и питающих составной выпрямитель, образованный двумя однополупериодными или мостовыми трехфазными выпрямителями. Соединение выпрямителей друг с другом может быть последовательным или параллельным, благодаря чему расширяются эксплуатационные характеристики агрегатированной машины [15-17]. Понятно, что в обоих случаях соединение выпрямителей должно обеспечивать их согласованную работу. Вентильный генератор, выполненный по такой схеме, далее будем называть агрегатированным, а якорную обмотку такого генератора — сдвоенной трехфазной.

Пульсационные характеристики агрегатиро-ванного генератора улучшаются за счет создания временного сдвига между выпрямленными (выходными) ЭДС трехфазных групп, равного половине периода пульсации и составляющего 30 эл. град., обеспечиваемого сдвоенной трехфазной обмоткой якоря электрической машины. Это позволяет в 2 раза повысить частоту и существенно уменьшить коэффициент пульсации выпрямленной ЭДС.

Дополнительные возможности улучшения характеристик синхронной машины при использовании шестифазной обмотки как сдвоенной трехфазной не остались незамеченными инженерным сообществом. Так, например, в 1965 году было предложено применить такой метод для улучшения гармонического состава выходного напряжения трехфазного генератора переменного тока [20]. Этот же подход положен в основу классической теории шестифазной обмотки [19]. Однако до настоящего времени шестифазная обмотка изучена довольно поверхностно. Данная работа является попыткой продолжить исследование возможностей, предоставляемых такой обмоткой.

Сдвоенная трехфазная обмотка может быть подключена к 12-пульсному (д = 12) выпрямителю. Для этого нужно каждую трехфазную группу соединить с мостовым выпрямителем. Относительный временно й сдвиг между выходными (выпрямленными) ЭДС выпрямителей, равный 30 эл. град., получается за счет пространственного сдвига трехфазных групп относительно друг друга на статоре машины. Отметим, что количественные значения пульсации генератора одинаковы при последовательном и параллельном соединении выпрямителей. При этом для нормальной работы генератора при параллельном соединении выпрямителей необходимо дополнительное устройство -уравнительный реактор Lур, предназначенный для компенсации разницы мгновенных значений выпрямленных ЭДС трехфазных групп. и еа2 показа-нына рис. 7б, при этом, как указано выше, между ними есть относительный временной сдвиг, равный 30 эл. град.

Процессы, происходящие в вентильном генераторе по рис. 7, можно пояснить следующим образом. В данном случае имеет место двухступенчатое повышение качества выпрямления. На первой ступени применение мостового выпрямителя в трехфазном вентильном генераторе в два раза повышает частоту выпрямленной ЭДС обмоточной группы относительно частоты линейной ЭДС. При этом параметры пульсаций становятся равными д = 6 и g = 0,06. Затем, на второй ступени, за счет относительного временного сдвига выпрямленных ЭДС выпрямителей на половину периода пульса-

Рис. 7. Агрегатированный вентильный генератор со сдвоенной трехфазной обмоткой и последовательно соединенными мостовыми выпрямителями (а) и кривые выпрямленных ЭДС его обмоточных групп (б)

Таблица 1

о1 0 15 30 45 60

e¿1/Еm, еа2/Ет 1,50 1,67 1,73 1,67 1,50

ций частота этих пульсаций еще раз удваивается. Одновременно в два этапа уменьшается период пульсации, который на первом этапе составляет 60 эл. град. и на втором этапе — 30 эл. град.

Кривая результирующей выпрямленной ЭДС еа (ЭДС агрегатированного генератора) показана на рис. 8. Она имеет частоту пульсаций в 12 раз большую, чем частота линейных ЭДС (д = 12), и коэффициент пульсаций генератора принимает значение g = 0,014.

Из-за фазового сдвига между выпрямленными ЭДС «машин», составляющих агрегатированный генератор, мгновенное значение суммарной ЭДС еа равно полусумме выпрямленных ЭДС обмоточных групп (табл. 2).

Значения остальных пульсационных параметров генератора по рис. 7 находим, используя рис. 8 и данные табл. 2.

Аеа = (1,67- 1,61)Ет = 0,06Ет. (11)

Кривая еЛ не описывается простым аналитическим выражением.100 = 3,68 < 4 %. (12)

Обратим внимание на то, что между обмоточными группами отсутствует непосредственная гальваническая связь. Электрическое соединение (последовательное или параллельное) осуществляют только между выпрямителями. Напомним, что если выпрямитель имеет мостовую схему, то под выходной ЭДС следует понимать линейную ЭДС обмоточной группы.

Представленные выше материалы показывают,

Рис. 8. Кривая выпрямленной ЭДС вентильного генератора по рис. 7

Таблица 2

Ш 0 15 30 45 60

ед 1,50 1,67 1,73 1,67 1,5

e¿2 1,73 1,67 1,50 1,67 1,73

(ел + ец)/2 1,61 1,67 1,61 1,67 1,61

Примечания:

1. Величины Леа и Еа даны в долях амплитуды фазной ЭДС Ет.

2. В обмотке «двойная трехфазная звезда» сдвиг между обмоточными группами равен 60 эл. град.

3. В сдвоенной трехфазной обмотке сдвиг между обмоточными группами равен 30 эл. град.

Таблица 3

Тип и число фаз обмотки, тип выпрямителя № рис. Aеd Ed Д g

Простая трехфазная, однополупериодный 2 0,5 0,83 60,2 3 0,25

Простая трехфазная, мостовой 3 0,23 1,66 13,9 6 0,06

Обычная шестифазная, однополупериодный 5 — — — 6 0,06

Обычная шестифазная, мостовой 6 0,27 1,91 14,1 6 0,06

Сдвоенная трехфазная звезда, мостовой 8 0,06 1,63 < 4 12 0,014

что вентильный генератор со сдвоенной трехфазной обмоткой и составным мостовым выпрямителем можно рассматривать как один из приемлемых вариантов при необходимости обеспечения высоких требований по ограничению пульсаций выпрямленного напряжения синхронных генераторов.

Результаты работы

Численные значения пульсационных параметров рассмотренных генераторов сведены в табл. 3.

Выводы

1. В работе проведен сравнительный анализ пульсационных характеристик вентильных генераторов с трех- и шестифазной обмоткой якоря и 3-12-пульсносными выпрямителями. В качестве параметров, характеризующих пульсации, рассмотрены: относительный размах значений выпрямленной ЭДС, пульсность и коэффициент пульсации схемы выпрямления, определяемые по общепринятым методикам и соотношениям.

2. Показано, что при использовании двухпо-лупериодного выпрямителя качество выпрямления зависит от того, четным или нечетным является число фаз якорной обмотки генератора. При одно-полупериодном выпрямителе четность (или нечетность) числа фаз не отражается на пульсационных характеристиках машины.

3. Существенно повысить качество выходного напряжения удается при использовании шести-фазного агрегатированного вентильного генератора, якорная обмотка которого состоит из двух трехфазных групп, смещенных друг относительно друга на 30 эл. град. и подключенных к двум мостовым выпрямителям. Кроме того, такая конструкция позволяет дополнительно увеличить эксплуатационные свойства генератора за счет возможности соединения выпрямителей на выходе в последовательную или параллельную схему.

Литература

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

2. Ahmad Saad Aladsani. Design of a Multiphase Hybrid Permanent Magnet Generator for Series Hybrid EV/Ahmad Saad Aladsani, Omid Beik // IEEE Transactions on Energy Conversion. — 2018. — Vol. 33, iss. 3. -P. 1499-1507. DOI: 10.1109/TEC.2018.2828027

3. Brown, G. Aviation Electricity and Electronics — Power Generation and Distribution / G. Brown, L. Bovender. — Naval Education and Training Professional Development, 2002. — 68 p.

4. Duran, M. Recent advances in the design, modeling and control of multiphase machines — Part 2 / M. Duran, F. Barrero // IEEE Transactions on Industrial Electronics. — 2016. -Vol. 63, no. 1. — P. 459468. DOI: 10.1109/TIE.2015.2448211

5. Al-Adsani, A.S. Comparison of three- and nine-phase hybrid permanent magnet generator / A.S. Al-Adsani, N. Schofield // IEEE Transactions on Industrial Electronics. — 2009. — P. 3880-3885. DOI: 10.1109/IEC0N.2009.5415351

6. Соловьев, В.А. Моделирование тягового генератора и стенда для его испытания / В.А. Соловьев // Наука и образование. — 2013. — № 3. -С. 385-412.

7. Siavash Sadeghi. Wide operational speed range of five-phase permanent magnet machines by using different stator winding configurations / Siavash Sadeghi, L. Guo, H.A. Toliyat, L. Parsa // IEEE Transactions on Industrial Electronics. -2012. — Vol. 59, no. 6. — P. 2621-2631. DOI: 10.1109/TIE.2011.2164771

8. Jordan, S. Winding Configurations for Five-Phase Synchronous Generators with Diode Rectifiers / S. Jordan, D. Manolopoulos Charalampos, J.M. Ap-sley // IEEE Transactions on Industrial Electronics. -2016. — Vol. 63, no. 1. — P. 517-525. DOI: 10.1109/TIE. 2015.2493507

9. Jordan, S. Diode Rectification of Multiphase Synchronous Generators for Aircraft Applications / S. Jordan, J.M. Apsley // Transactions of Energy Conversion Congress and Exposition. — 2011. — P. 32083215. DOI: 10.1109/ECCE.2011.6064201

10. Comparison of conventional and unconventional 5-phase PM motor structures for naval applications / F. Scuiller, E. Semail, J.F. Charpentier, S. Cle-net // IASME Transfctions. — 2004. -Vol. 1, no. 2. -P. 365-371.

11. Levi, E. Multiphase electric machines for variable-speed applications / E. Levi //IEEE Transactions on Industrial Electronics. — 2008. — Vol. 55. -P. 1893-1909. DOI: 10.1109/TIE.2008.918488

12. Xing-yuan, Li. Performance of a Double-Star Synchronous Generator with Bridge Rectified Output / Li Xing-yuan, O.P. Malik // IEEE Transactions on Energy Conversion. — 1994. — Vol. 9, no 3. — P. 613619. DOI: 10.1109/60.326482

13. Development of a New Permanent-Magnet BLDC Generator Using 12-Phase Half-Wave Rectifier / Z.R. Zhang, Y.G.Yan, S.S.Yang, B.Zhou //IEEE Transactions on Industrial Electronics. — 2009. -Vol. 56, no. 6. — P. 2023-2029. DOI: 10.1109/TIE.2009.2016511

14. Методика сопоставительной оценки вариантов вентильного генератора / С.И. Маслов, Г.С. Мыцык, Хлаинг Мин У, Ян Наинг Мьинт // Вестник МЭИ. — 2014. — № 1. — С. 50-58.

15. Shamsi-Nejad M.A., Nahid-Mobarakeh B., Pierfederici S., Meibody-Tabar F. Fault Tolerant and Minimum Loss Control of Double-Star Synchronous Machines Under Open Phase Conditions / M.A. Shamsi-Nejad, B. Nahid-Mobarakeh, S. Pierfederici, F. Mei-body-Tabar // IEEE Transactions on Industrial Elec-

tronics. — 2008. — Vol. 55, no. 5. — P. 1956-1965. DOI: 10.1109/tie.2008.918485

16. Investigation on Multi-Star Structures For Large Power Direct-Drive Wind Generator / D. Vizi-reanu, S. Brisset, X. Kestelyn et al. // Electric Power Components and Systems. — 2007. — Vol. 35, no. 2. -P. 135-152. DOI: 10.1080/15325000600891093

17. Polyphased modular direct-drive wind turbine generator / D. Vizireanu, X. Klestelyn, S. Brisset et al. // Transactions on 2005 European Conference on Power Electronics and Applications. — 2005. -P. 1-9. DOI: 10.1109/EPE.2005.219658

18. A starter-generator for a diesel power plant / S.G. Voronin, A.I. Sogrin, P.O. Shaburov, B.D. Shumakov //Russian Electrical Engineering. -2013. — Vol. 84, iss. 10. — P. 556-559. DOI: 10.3103/s1068371213100118

19. Жерве, Г.К. Обмотки электрических машин / Г.К. Жерве. — Л.: Энергоатомиздат. Ленинград. отд., 1989. — 400 с.

20. А. с. 79623 СССР. М. кл.3/28. Трехфазный генератор / М.В. Липковский. — № 375375; заявл. 16.02.1948; опубл. 1965 г. Бюл. № 18. — 2 с.: ил.

Гомберг Борис Наумович, канд. техн. наук, ученый секретарь Научно-технического совета, АО «НПО «Электромашина», г. Челябинск.

Согрин Андрей Игоревич, канд. техн. наук, доцент кафедры «Летательные аппараты», ЮжноУральский государственный университет, г. Челябинск; [email protected]

Мехваник Наталья Николаевна, начальник бюро сборочного производства отдела технологического сопровождения производства (ОТСП) блока главного технолога (БГТ), АО «НПО «Электромашина», г. Челябинск; [email protected]

Поступила в редакцию 20 марта 2019 г.

DOI: 10.14529/power190211

RIPPLE OF RECTIFIED EMF IN ALTERNATORS

B.N. Gomberg1,

A.I. Sogrin2, [email protected],

N.N. Mehvanik1, [email protected]

1 JSC NPO Electromashina, Chelyabinsk, Russian Federation,

2 South Ural State University, Chelyabinsk, Russian Federation

The article discusses ways to reduce the ripple of rectified voltage in alternators based on synchronous electrical machines. To that end, the paper compares alternators that differ in the number of phases as well as in the circuitry of the semiconductor rectifier. The authors consider odd- and even-phased alternators with armature windings made of three-phase groups. Half-wave and full-wave rectifying circuits are considered. The ripple coefficient was used as the comparison criterion. Analysis reveals the performance with a relatively small number of phases can be maximized using an aggregated generator, the armature winding of which is divided into two parts offset by 30 electrical degrees against each other and connected to separate bridge rectifiers connected in series or parallel to the load.

Keywords: alternator, armature winding, rectifier, rectified voltage ripple, ripple coefficient.

References

1. Balagurov V.A., Galteev F.F. Elektricheskie generatory s postoyannymi magnitami [Permanent Magnet Electric Generators]. Moscow, Energoatomizdat Publ., 1988. 280 p.

2. Ahmad Saad Aladsani, Omid Beik. Design of a Multiphase Hybrid Permanent Magnet Generator for Series Hybrid EV. IEEE Transactions on Energy Conversion, 2018, vol. 33, iss. 3, pp. 1499-1507. DOI: 10.1109/TEC.2018.2828027

3. Brown G., Bovender L. Aviation Electricity and Electronics — Power Generation and Distribution. Naval Education and Training Professional Development, 2002. 68 p.

4. Duran M., Barrero F. Recent Advances in the Design, Modeling and Control of Multiphase Machines — Part 2. IEEE Transactions on Industrial Electronics, 2016, vol. 63, no. 1, pp. 459-468. DOI: 10.1109/TIE.2015.2448211

5. Al-Adsani A.S., Schofield N. Comparison of Three- and Nine-Phase Hybrid Permanent Magnet Generators. IEEE Transactions on Industrial Electronics, 2009, pp. 3880-3885. DOI: 10.1109/IEC0N.2009.5415351

6. Solov’ev V.A. Simulation of a Traction Generator and Its Test Bench. Science and Education, 2013, no. 3, pp. 385-412. DOI: 10.7463/0313.0542271

7. Siavash Sadeghi, Guo L., H. Toliyat A., Parsa L., Wide Operational Speed Range of Five-Phase Permanent Magnet Machines by Using Different Stator Winding Configurations. IEEE Transactions on Industrial Electronics, 2012, vol. 59, no. 6, pp. 2621-2631. DOI: 10.1109/TIE.2011.2164771

8. Jordan S., Manolopoulos Charalampos D., Apsley J. M. Winding Configurations for Five-Phase Synchronous Generators with Diode Rectifiers. IEEE Transactions on Industrial Electronics, 2016, vol. 63, no. 1, pp. 517-525. DOI: 10.1109/TIE.2015.2493507

9. Jordan S., Apsley J. M. Diode Rectification of Multiphase Synchronous Generators for Aircraft Applications. Transactions of Energy Conversion Congress and Exposition, 2011, pp. 3208-3215. DOI: 10.1109/ECCE.2011.6064201

10. Scuiller F., Semail E., Charpentier J.F., Clenet S. Comparison of Conventional and Unconventional 5-Phase PM Motor Structures for Naval Applications, IASME Transfctions, 2004, vol. 1, no. 2, pp. 365-371.

11. Levi E. Multiphase Electric Machines for Variable-Speed Applications. IEEE Transactions on Industrial Electronics, 2008, vol. 55, pp. 1893-1909. DOI: 10.1109/TIE.2008.918488

12. Xing-yuan Li, Malik O.P. Performance of a Double-Star Synchronous Generator with Bridge Rectified Output. IEEE Transactions on Energy Conversion, 1994, vol. 9, no 3, pp. 613-619. DOI: 10.1109/60.326482

13. Zhang Z.R., Yan Y.G., Yang S.S., Zhou B. Development of a New Permanent-Magnet BLDC Generator Using 12-Phase Half-Wave Rectifier. IEEE Transactions on Industrial Electronics, 2009, vol. 56, no. 6, pp. 20232029. DOI: 10.1109/TIE.2009.2016511

14. Maslov S.I., Mytsyk G.S., Khlaing Min U, Yan Naing M’int [Methodology of Comparative Assessment of the Variant Types of Contactless Direct Current Generator]. Bulletin of the MPEI, 2014, no 1, pp. 50-58. (in Russ.)

15. Shamsi-Nejad M.A., Nahid-Mobarakeh B., Pierfederici S., Meibody-Tabar F. Fault Tolerant and Minimum Loss Control of Double-Star Synchronous Machines Under Open Phase Conditions. IEEE Transactions on Industrial Electronics, 2008, vol. 55, no. 5, pp. 1956-1965. DOI: 10.1109/TIE.2008.918485

16. Vizireanu D., Brisset S., Kestelyn X., Brochet P., Milet Y., Laloy D. Investigation on Multi-Star Structures for Large Power Direct-Drive Wind Generator. Electric Power Components and Systems, 2007, vol. 35, no. 2, pp. 135-152. DOI: 10.1080/15325000600891093

17. Vizireanu D., KIestelyn X., Brisset S., Brochet P., Milet Y., Laloy D. Polyphased Modular Direct-Drive Wind Turbine Generator. Transactions on 2005 European Conference on Power Electronics and Applications, 2005, pp. 1-9. DOI: 10.1109/EPE.2005.219658

18. Voronin S.G., Sogrin A.I., Shaburov P.O., Shumakov B.D. A Sarter-Generator for a Diesel Power Plant. Russian Electrical Engineering, 2013, vol. 84, issue 10, pp. 556-559. DOI: 10.3103/S1068371213100118

19. Zherve G.K. Obmotki elektricheskikh mashin [Windings of Electrical Machines]. Leningrad, Energoatomizdat Publ., 1989. 400 p.

20. Lipkovskiy M.V. Trekhfaznyygenerator [Three Phase Generator]. Patent of the USSR, no. 79623, 1965.

Received 20 March 2019

ОБРАЗЕЦ ЦИТИРОВАНИЯ

Гомберг, Б.Н. Пульсации выпрямленного напряжения вентильного генератора / Б.Н. Гомберг, А.И. Согрин, Н.Н. Мехваник // Вестник ЮУрГУ. Серия «Энергетика». — 2019. — Т. 19, № 2. — С. 97-106. DOI: 10.14529/power190211

FOR CITATION

Gomberg B.N., Sogrin A.I., Mehvanik N.N. Ripple of Rectified EMF in Alternators. Bulletin of the South Ural State University. Ser. Power Engineering, 2019, vol. 19, no. 2, pp. 97-106. (in Russ.) DOI: 10.14529/power190211

СУДОВАЯ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЯ С ВЕНТИЛЬНЫМИ ДИЗЕЛЬ-ГЕНЕРАТОРАМИ ПЕРЕМЕННОЙ ЧАСТОТЫ ВРАЩЕНИЯ

Полная библиографическая ссылка:
Григорьев А. В. СУДОВАЯ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЯ С ВЕНТИЛЬНЫМИ ДИЗЕЛЬ-ГЕНЕРАТОРАМИ ПЕРЕМЕННОЙ ЧАСТОТЫ ВРАЩЕНИЯ / Андрей Владимирович Григорьев, Сергей Михайлович Малышев, Руслан Ринатович Зайнуллин // Вестник Государственного университета морского и речного флота имени адмирала С. О. Макарова. — 2019. — №1(53). — C. 193-201. DOI: 10.21821/2309-5180-2019-11-1-193-201

СУДОВАЯ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЯ С ВЕНТИЛЬНЫМИ ДИЗЕЛЬ-ГЕНЕРАТОРАМИ ПЕРЕМЕННОЙ ЧАСТОТЫ ВРАЩЕНИЯ

Аннотация

Рассмотрены дизель-генераторы (ДГ) в автономных судовых электростанциях (СЭС), работающие по регуляторной характеристике с постоянством частоты вращения. Подтверждено, что эксплуатация ДГ при постоянной частоте вращения в широком диапазоне изменения нагрузок имеет ряд негативных последствий. Выбор количества и мощности ДГ СЭС при условии обеспечения их работы с нагрузкой, близкой к номинальной во всех режимах эксплуатации судна, является весьма сложной и на практике практически нереализуемой задачей. Доказано, что традиционным способом решения проблемы является увеличение количества ДГ или использование генераторов разной мощности, что приводит к увеличению стоимости оборудования и снижению массо-габаритных показателей. Отмечается, что современное решение проблемы связано с регулированием ДГ по оптимальной (с точки зрения расхода горюче-смазочных материалов) характеристике, когда частота вращения изменяется в функции нагрузки. Реализация работы ДГ с переменной частотой вращения возможна при комплектации генератора полупроводниковым преобразователем (ПП) и реализации вентильного режима эксплуатации. Использование в составе СЭС вентильных ДГ позволяет использовать генераторные агрегаты одинаковой мощности, при этом сократить их количество. Целесообразно для уменьшения мощности, а, соответственно, и стоимости ПП реализовать два режима эксплуатации ДГ: традиционный — с постоянством частоты вращения при нагрузке, близкой к номинальной, и вентильный — с изменяющейся частотой вращения ДГ. Принципиально по-новому целесообразно реализовать и режим параллельной работы двух ДГ, один из которых может работать в режиме традиционного, а второй — в режиме вентильного генератора. В статье представлены результаты экспериментальных исследований работы ДГ с переменной частотой вращения и предложена структурная схема СЭС с вентильными ДГ нового поколения.

Ключевые слова

генераторный агрегат, дизель-генератор, переменная частота вращения, вентильные генераторы, судовая электростанция, полупроводниковые преобразователи, качество электроэнергии, расход топлива, экспериментальные исследования, структурная схема, quality of electric power

Читать полный текст статьи:  PDF

Список литературы

Куколев А. А. Классификационные требования, предъявляемые к судовым дизель-генераторам / А. А. Куколев // Вестник государственного морского университета имени адмирала Ф. Ф. Ушакова. — 2017. — № 2 (19). — С. 24-26.
Григорьев А. В. Повышение эффективности эксплуатации судовых дизельных электростанций / А. В. Григорьев, В. Ю. Колесниченко // Вестник Государственного университета морского и речного флота имени адмирала С. О. Макарова. — 2014. — № 6 (28). — C. 39-43.
Бурмакин О. А. Имитационная модель судовой электростанции / О. А. Бурмакин, М. П. Шилов, Ю. С. Малышев, С. В. Попов // Вестник Волжской государственной академии водного транспорта. — 2016. — № 48. — С. 273-280.
Вишневский Л. В. Включение синхронных генераторов в многоагрегатную судовую электростанцию / Л. В. Вишневский, А. М. Веретенник, И. П. Козырев, И. Е. Войтецкий // Электромашиностроение и электрооборудование. — 2007. — № 68. — С. 26-29.
Григорьев А. В. Перспективы внедрения вентильных газотурбогенераторов на морском флоте / А. В. Григорьев, Р. Р. Зайнуллин, С. М. Малышев // Вестник Государственного университета морского и речного флота имени адмирала С. О. Макарова — 2016. — № 1 (35). — С. 165-169. DOI: 10.21821/2309-5180-2016-8-1-165-169.
Коробко Г. И. Разработка и моделирование дизель-генератора с изменяемой частотой вращения в судовой единой электроэнергетической системе / Г. И. Коробко, О. С. Хватов, И. Г. Коробко // Вестник Ивановского государственного энергетического университета. — 2017. — № 1. — С. 55-61.
Григорьев А. В. Оптимальная регулировочная характеристика дизель-генераторного агрегата / А. В. Григорьев // Электросистемы. — 2006. — № 1 (13). — С. 23-25.
Сугаков В. Г. Внешняя форсировка систем возбуждения судовых синхронных генераторов / В. Г. Сугаков, О. С. Хватов, Ю. С. Малышев [и др.] // Вестник Астраханского государственного технического университета. Серия: Морская техника и технология. — 2015. — № 3. — С. 103-111.
Григорьев А. Первый отечественный судовой вентильный дизель-генераторный агрегат переменного тока / А. Григорьев, В. Фатов, С. Малышев // Морской флот. — 2018. — № 5 (1539). — С. 40-42.
Алаев А. В. Распределение реактивной мощности при параллельной работе судовых синхронных генераторов / А. В. Алаев, П. А. Дараган, Р. А. Байбаков // Эксплуатация морского транспорта. — 2016. — № 2 (79). — С. 70-74.
Baldi F. Optimal load allocation of complex ship power plants / F. Baldi, F. Ahlgren, F. Melino, C. Gabrielii, K. Andersson // Energy Conversion and Management. — 2016. — Vol. 124. — Pp. 344-356. DOI: 10.1016/j.enconman.2016.07.009.
Ancona M.A. Efficiency improvement on a cruise ship: Load allocation optimization / M.A. Ancona, F. Baldi, M. Bianchi, L. Branchini, F. Melino, A. Peretto, J. Rosati // Energy Conversion and Management 164 (2018): 42-58. DOI: 10.1016/j.enconman.2018.02.080.
Zahedia B. Optimized efficiency of all-electric ships by dc hybrid power systems / B. Zahedia, L. E. Norum, K. B. Ludvigsen // Journal of Power Sources. — 2014. — Vol. 255. — Pp. 341-354. DOI: 10.1016/j.jpowsour.2014.01.031.

Об авторах

Григорьев Андрей Владимирович — кандидат технических наук, доцент

[email protected] [email protected]

ФГБОУ ВО «ГУМРФ имени адмирала С. О. Макарова»; СПбГЭТУ «ЛЭТИ»

Малышев Сергей Михайлович — ассистент, начальник отдела

[email protected]

СПбГЭТУ «ЛЭТИ»; АО «НПЦ «Электродвижение судов»

Зайнуллин Руслан Ринатович — начальник отдела

[email protected]

АО «НПЦ «Электродвижение судов»

Почему топливный клапан важен для небольших газовых двигателей

Защитите свой двигатель, выключите топливо

Вы только что закончили работу, используя воздушный компрессор с газовым приводом, и собираетесь ехать на следующую работу. Вы не забыли закрыть топливный кран? В этой статье мы объясним, почему вам следует это сделать.

Большинство небольших газовых двигателей имеют топливный клапан, который должен перекрываться, когда двигатель не используется. Об этом легко забыть, особенно при использовании пульта дистанционного управления.

Отключение подачи топлива становится важным при перемещении оборудования, поскольку вибрация может привести к перемещению игольчатого клапана карбюратора, позволяя топливу просачиваться в карбюратор, поплавковую камеру и вниз по впускному клапану. Это может вызвать:

  1. Двигатель затоплен, вызывая простои в ожидании устранения затопления.
  2. Разбавление, когда топливо проходит мимо поршневых колец и смешивается с маслом, вызывая повреждение двигателя.
  3. Гидравлическая блокировка, когда несжимаемая жидкость вызывает повреждение или отказ двигателя.
Передовой опыт для небольших газовых двигателей — убедитесь, что оборудование находится на ровной поверхности, а топливный клапан закрыт при заправке топливом и когда оборудование не используется.
Почему заливает двигатель?

Каждый раз, когда вибрация вызывает опускание поплавка карбюратора в поплавковой камере, давление на игольчатый клапан снижается. Пониженное давление на игольчатый клапан позволяет топливу под давлением из топливного бака проходить через клапан.

Если это происходит часто, топливо будет переполнять поплавковую камеру, вытечь через горловину карбюратора и потечет в цилиндр через открытый впускной клапан.

Топливо в цилиндре может затопить камеру сгорания над поршнем, создавая гидравлическую блокировку, предотвращающую вращение двигателя. Это топливо также будет медленно стекать мимо поршневых колец, разбавляя масло в картере. Если двигатель запустится с разбавленным маслом, это приведет к серьезному и преждевременному повреждению двигателя.

Как работает поплавок?

Поплавковая камера расположена под корпусом карбюратора. Благодаря работе поплавка и игольчатого клапана поплавковая камера поддерживает постоянный уровень топлива во время работы двигателя.Топливо перетекает из бака в поплавковую камеру через игольчатый клапан. Когда уровень топлива поднимается до определенного уровня, поплавок поднимается. Когда плавучесть поплавка уравновешивается давлением топлива, игольчатый клапан перекрывает топливный канал, тем самым поддерживая топливо на заданном уровне.

Есть другие причины?

Перекрытие топливного клапана не только предотвращает затопление двигателя во время транспортировки, но и предотвращает затопление из-за загрязнения поплавкового клапана и продлевает срок службы поплавкового клапана за счет снижения давления на него.

Является ли это уникальным для двигателей Honda?

У большинства производителей малых газовых двигателей есть такая же проблема. Подобно двигателям Honda, используемым в воздушных компрессорах VMAC G30 с газовым приводом, двигатели Subaru и Kohler, используемые в воздушных компрессорах других производителей, заявляют в своей документации, что топливные клапаны должны быть закрыты, когда они не используются, в том числе во время транспортировки.

Воздушные компрессоры с газовым приводом VMAC G30 приводятся в действие четырехтактным двигателем с воздушным охлаждением Honda GX390. Модель G30 одобрена компанией Honda.Двигатель имеет возможность электрического запуска, соответствует требованиям EPA и CARB и поставляется с трехлетней гарантией Honda.

У вас есть вопросы о воздушном компрессоре VMAC G30 с газовым приводом? Пожалуйста, позвоните нам по телефону 1 888 514 6656 или напишите нам по адресу [email protected].

Если у вас есть какие-либо вопросы по этой статье или по поводу мобильных компрессоров, свяжитесь с нами.

14431ZE1000 Рычаг, коромысло клапана для портативного генератора GA25H от Multiquip

14431ZE1000 Рычаг, коромысло клапана для портативного генератора GA25H от Multiquip

Danse #: 14431ZE1000

Номер производителя: 14431ZE1000

В наличии

Доступность продуктов Dropship и стоимость доставки являются приблизительными и могут быть изменены после окончательного подтверждения заказа.

Добавить в корзину

Описание

Оригинальные детали для портативных генераторов с трубной рамой Multiquip от официального дилера.Перейдите в нужную категорию, чтобы просмотреть подробную схему деталей и определить правильные детали для портативного генератора с трубной рамой от Multiquip. Вы можете получить доступ к различным категориям запчастей, щелкнув ЗАПЧАСТИ в заголовке, чтобы перейти к различным маркам. Закажите 14431ZE1000 Arm, Valve Rocker для портативного генератора GA25H от Multiquip Arm, Valve Rocker и другие детали генератора у нас. Некоторые товары могут быть доставлены напрямую от производителя. Перед заказом убедитесь в правильности деталей.Не стесняйтесь обращаться к нам и сообщать модель или серийный номер машины, чтобы получить помощь в идентификации нужных деталей. За определенные возвращенные детали может взиматься плата за возврат в соответствии с политикой производителя.

Отзывы (0)

0

0 Отзывы

Написать рецензию

100%

респондентов
порекомендовали бы это другу

Почему вашему производству ацетилена может потребоваться модернизированный предохранительный клапан генератора?

Почему вашему производству ацетилена может потребоваться модернизированный предохранительный клапан генератора?

Сосуды под давлением служат для разных целей и используются в различных отраслях промышленности.Эти сосуды могут подвергаться сжатию с различными типами промышленных газов. Некоторые распространенные газы включают воздух, ацетилен, гелий, кислород или азот. Ацетилен, который является популярным промышленным газом, вырабатывается в резервуарах, используемых во всем мире. Как и в случае с любым другим сосудом, избыточное давление создает потенциальную проблему.

Итак, эти генераторы и их операторы должны быть защищены от избыточного давления. Установка предохранительных клапанов на ацетиленовых генераторах с мощностью, достаточной для сброса избыточного давления, очень важна.

С момента производства многие генераторы были изменены для увеличения их мощности. Мы настоятельно рекомендуем вам проверить фактическое производство генераторов. Некоторые из них могут работать со скоростью, равной или превышающей пропускную способность предохранительных клапанов по выпуску ацетилена. Производители ацетиленовых генераторов модернизировали свои конструкции, чтобы обеспечить повышенную разгрузочную способность. Это позволяет оказывать помощь сверх того, что когда-то считалось лучшей практикой. У Rexarc есть комплекты модернизации для разгрузки ацетиленового генератора.Вы заинтригованы, узнав, как это обновление может сделать ваш генератор ацетилена более безопасным? Прочтите сообщение, чтобы узнать больше.

Характеристики комплекта предохранительного клапана генератора Rexarc

Следующие особенности предохранительных клапанов генератора способствовали их легкому принятию на рынке.

1. Расход с большой пропускной способностью: Эти клапаны имеют установленное давление, которое всегда меньше максимально допустимого рабочего давления (МДРД) генератора. Предохранительный клапан, поставляемый Rexarc, рассчитан на производительность 15 000 стандартных кубических футов в час (SCFH), что обеспечивает лучшую защиту генератора.

Генераторы ацетилена Rexarc, построенные до 1990 года, были оснащены четырьмя предохранительными клапанами. Два из этих клапанов были установлены на баке генератора, а два — на жидкостных пламегасителях. Клапаны были спроектированы так, чтобы обеспечивать отвод избыточного давления со скоростью до 13 200 стандартных кубических футов в час при давлении на 3 фунта на кв. Дюйм выше начального давления сброса. Теперь Rexarc рекомендует предприятиям с производительностью генератора более 8000 кубических футов в час использовать пятый и самый последний предохранительный клапан. Сюда входят модели ATX 2400, 5000 и 10,000.

2. Повышенная разгрузочная способность: представьте себе такой сценарий: генератор наполняется водой до самого верха. Вода проходит через седло винтового клапана подачи и начинает реагировать с карбидом в винтовой системе подачи. В таких случаях давление увеличивается сверх того, что было в старой конструкции. Фактически, у старых генераторов не было предохранительных клапанов на бункерах, в результате чего крышка снималась. Это также привело к значительному выбросу ацетиленового газа, что стало еще одной проблемой для безопасности операторов и нанесением ущерба производственной деятельности.Здесь вступают в силу комплекты предохранительных клапанов генератора Rexarc. Они сбрасывают давление до 14 фунтов на квадратный дюйм и позволяют увеличить пропускную способность и точки сброса с добавлением бака генератора и бункеров. Обновления помогают обеспечить безопасность судна, операторов и объекта.

Rexarc заботится о безопасности своего оборудования и пользователей. Вот почему компания постоянно инвестирует в механизмы безопасности, которые помогают повысить безопасность, эффективность и производительность ее заводов по производству ацетиленового газа.

Metso представляет бесплатный генератор моделей клапанов RapidDraw3D

  • 28 августа 2012 г.
  • Metso Automation
  • Новости

Сводка

    RapidDraw3D Valve Model Generator позволяет пользователям создавать реалистичные, масштабируемые, трехмерные сборки клапанов и экспортировать их в любую программу САПР для использования в схемах трубопроводов завода.

, 28 августа 2012 г. — Metso RapidDraw3D Valve Model Generator — это бесплатный автоматический генератор моделей клапанных сборок, который позволяет пользователям быстро создавать реалистичные, масштабируемые трехмерные сборки клапанов и экспортировать их в любую программу САПР для использования в схемах трубопроводов завода.

По словам Брюса Везерби, старшего технического менеджера Metso, «рисование простых рамок для представления сложных клапанных узлов в программе САПР оставляет много вопросов без ответа, таких как: Какие компоненты? Каковы масштабы? Где электрические, воздушные или пневматические? RapidDraw3D — лучшее решение, обеспечивающее четкие ответы на эти важные вопросы.»

RapidDraw3D прост в использовании — просто выберите нужный клапан и привод Metso. RapidDraw3D автоматически отображает связь, доступную для этой комбинации, позволяя пользователю затем указать ориентацию привода и комплектующих, таких как позиционеры, соленоиды и т. Д.

Последним шагом является выбор соответствующего выходного файла на основе программы CAD пользователя (PDF, AutoCAD, SolidWorks 2D, SolidWorks 3D, DXF, STEP, IGES, Parasolids и т. Д.). Затем реалистичный 3D-рендеринг можно загрузить из Интернета для импортировать в выбранную программу САПР.Эти 3D-файлы хранятся на сервере RapidDraw3D в течение 90 дней, поэтому их можно легко изменять и извлекать.

Для бесплатного доступа к RapidDraw3D: http://www.RapidDraw3D.com, чтобы зарегистрироваться и сразу начать использовать программу.

О Metso
Metso — глобальный поставщик технологий и услуг для клиентов в обрабатывающих отраслях, включая горнодобывающую, строительную, целлюлозно-бумажную, энергетическую, нефтегазовую. Наши 30 000 профессионалов из более чем 50 стран обеспечивают устойчивость и прибыльность для клиентов по всему миру.

Учить больше


Вам понравилась эта замечательная статья?

Ознакомьтесь с нашими бесплатными электронными информационными бюллетенями, чтобы прочитать больше замечательных статей ..

Подписаться


Впускной клапан генератора вихрей и система его использования (Патент)


Кирби, Р. А.Впускной клапан генератора вихрей и система его использования. США: Н. П., 1988.
Интернет.


Кирби, Р. А. Впускной клапан генератора вихрей и система его использования. Соединенные Штаты.


Кирби, Р. А. Вт.
«Впускной клапан вихревого генератора и система его использования».Соединенные Штаты.

@article {osti_7007428,
title = {Впускной клапан генератора вихрей и система его использования},
author = {Кирби, Р. А},
abstractNote = {Описан впускной клапан для использования с двигателем внутреннего сгорания или тому подобное, типа воспламеняющего топливно-воздушную смесь в камере сгорания двигателя, содержащий: a.удлиненный стержень клапана; б. в целом цилиндрическую головку клапана без фланца, имеющую промежуток между верхней и нижней гранями; и c. разнесенные рабочие колеса, верхний край которых жестко прикреплен к нижней поверхности клапана и проходит радиально от штока до посадочной поверхности. Каждая из крыльчаток содержит тонкий дугообразный лопаточный элемент, изогнутый в одном направлении от штока к посадочной поверхности и сужающийся по высоте от штока до самого дальнего конца крыльчатки, чтобы переходить в нижнюю поверхность клапана. головка рядом с седлом клапана.Кривизна, расстояние и высота крыльчаток сконфигурированы таким образом, чтобы отводить поступающую топливно-воздушную смесь от клапана путем создания вихрей в камере сгорания двигателя.},
doi = {},
url = {https://www.osti.gov/biblio/7007428},
journal = {},
number =,
объем =,
place = {United States},
год = {1988},
месяц = ​​{5}
}

Генераторы Honda | Работа генератора

  • Используйте неэтилированный бензин с октановым числом насоса 86 или выше.

    Двигатели Honda спроектированы и предназначены для работы на неэтилированном топливе. Это уменьшит образование отложений на клапанах, искрогасителе, глушителе и свечах зажигания.

    Топливо может содержать до 10% этанола по объему. Смесь 15% этанола (E15) или выше может повредить компоненты двигателя и не покрывается гарантией.

  • Никогда не используйте устаревший или загрязненный бензин или смесь масла с газом.

  • Избегайте попадания грязи или воды в топливный бак.

  • Обязательно заправляйте топливо, когда двигатель выключен, а генератор находится в хорошо вентилируемом месте.

    Бензин легко воспламеняется и при определенных условиях взрывоопасен. Не переливайте и перед запуском генератора убедитесь, что вытерто пролитое топливо.Если двигатель работал, дайте ему остыть перед заправкой.

  • Храните генератор в хорошо вентилируемом месте.

    Крышка топливного бака обеспечивает вентиляцию бака. Поскольку пары бензина могут собираться и воспламеняться, необходима соответствующая вентиляция. Например, не храните генератор под палубой лодки.

  • Генератор продуктов

    — Ventil

    1Что вы ищете?

    Сделайте свой выбор здесьОборудование для испытания клапановОборудование для ремонта клапанов (шлифовка и притирка) Контейнеры для мастерскихДругое

    2Какие клапаны вам нужно проверить?

    Сделайте свой выбор здесь Запорные клапаны (запорные, шаровые, обратные, шаровые, бабочки и т. Д.)..)
    Предохранительные клапаны, стационарные (в цехе) Предохранительные клапаны, In-situ — в процессе Сбросные клапаны резервуара (давление / вакуум) Регулирующие клапаныВсе виды клапанов, трубопроводов, насосов и цилиндровДругое

    3 В каком положении вы хотите зажать и проверить клапан?

    Сделайте свой выбор здесь Горизонтальное положение (шток клапана вертикальный) Вертикальное положение (шток клапана горизонтально) Наклон (горизонтальный зажим и вертикальное испытание)

    3Как / где вы хотите проверить регулирующие клапаны?

    Сделайте свой выбор здесьВ магазине, стационарныйНа месте — в процессе

    2Какие клапаны нужно ремонтировать?

    Сделайте свой выбор здесь Задвижки, Проходные, Обратные и Предохранительные клапаны Шлифование клина задвижек Форсунки и диски предохранительных клапанов, с автоматическим управлением Форсунки и диски предохранительных клапанов, ручные Шариковые клапаны Регулирующие клапаныВсе резка седла клапана и облицовка фланцаДругое

    3 Какое у вас приложение?

    Сделайте свой выбор здесь Малые клапаны в магазине и на объекте На месте и переносные Стационарные, в магазине

    .