Введение........................................................................................................................... 5
Глава 1 Аналитический обзор современной научно-технической, нормативной,
методической литературы, выбор типа электрической машины............................. 11
1.1 Уровень технологического развития в области проектирования и
производства микро-ГТУ .......................................................................................... 12
1.2 Особенности проектирования высокооборотных электрогенераторов для
микро-ГТУ .................................................................................................................. 14
1.3 Выбор типа электрической машины............................................................... 16
1.4 Выводы по первому разделу............................................................................ 19
Глава 2 Проектирование высокооборотного электрогенератора для микро-ГТУ . 20
2.1 Проектный расчет экспериментального образца высокооборотного
электрогенератора для микро-ГТУ .......................................................................... 21
2.1.1 Механический расчет ротора .................................................................... 21
2.1.2 Электромагнитный расчет электрогенератора........................................ 23
2.2 Конструкция асинхронной электрической машины с массивным ротором
………………………………………………………………………………………..27
2.2.1 Статор высокооборотного электрогенератора для микро-ГТУ............. 28
2.3 Использование отечественных материалов для проектирования
конструкции электрогенератора............................................................................... 31
2.4 Исследование влияния неравномерности воздушного зазора между
магнитопроводами статора и ротора на величину радиальных усилий............... 33
2.4.1 Определение смещения ротора с оси вращения ..................................... 34
2.4.2 Расчет радиальных усилий действующих на ротор при неравномерном
воздушном зазоре.................................................................................................... 35
2.5 Выводы по второму разделу............................................................................ 40
Глава 3 Система управления высокооборотным электрогенератором для микроГТУ.................................................................................................................................. 42
3.1 Система автоматического регулирования высокооборотной асинхронной
электрической машины ............................................................................................. 43
3
3.2 Определение параметров схемы замещения асинхронной электрической
машины с массивным ротором................................................................................. 51
3.3 Математическая модель асинхронной электрической машины с массивным
ротором........................................................................................................................ 62
3.4 Наблюдатель состояния высокооборотного асинхронного
электрогенератора с массивным ротором ............................................................... 70
3.5 Результаты математического моделирования процессов в системе силовой
преобразователь-высокооборотная электрическая машина .................................. 75
3.6 Выводы по третьему разделу........................................................................... 78
Глава 4 Устройство сопряжения с электрической сетью высокооборотного
электрогенератора для микро-ГТУ.............................................................................. 81
4.1 Разработка системы управления сетевым инвертором................................. 82
4.2 Схемные решения синхронизированного с сетью инвертора...................... 83
4.3 Синхронизация инвертора с сетью................................................................. 86
4.4 Принципы построения системы регулирования инвертора ведомого сетью
………………………………………………………………………………………..88
4.5 Математическое моделирование процессов в системе электроснабжения с
инверторами синхронизированными с сетью ......................................................... 90
4.6 Выводы по четвертому разделу ...................................................................... 92
Глава 5 Экспериментальные исследования экспериментального образца
высокооборотного электрогенератора с системой управления и анализ
результатов для микро-ГТУ......................................................................................... 94
5.1 Цели и задачи эксперимента ........................................................................... 94
5.2 Предварительные экспериментальные исследования высокооборотного
электрогенератора для работы с микро-ГТУ .......................................................... 97
5.2.1 Определение момента инерции ротора экспериментальной
электрической машины .......................................................................................... 98
5.2.2 Проверка значений сопротивления обмоток постоянному току........... 98
5.2.3 Определение тока и потерь короткого замыкания при неподвижном
роторе ……………………………………………………………………………101
4
5.2.4 Определение потерь методом холостого хода ...................................... 103
5.2.5 Работа в номинальном режиме ............................................................... 111
5.3 Экспериментальные исследования высокооборотного электрогенератора
для микро-ГТУ при работе под нагрузкой ............................................................ 117
5.3.1 Испытание на повышенной нагрузке ..................................................... 117
5.3.2 Испытание при различной частоте работы экспериментальной
электрической машины ........................................................................................ 132
5.4 Анализ и обобщение результатов исследовательских испытаний
экспериментального образца высокооборотного электрогенератора с системой
управления для микро-ГТУ..................................................................................... 135
5.5 Выводы по пятому разделу............................................................................ 139
ЗАКЛЮЧЕНИЕ ........................................................................................................... 141
Список использованных источников ........................................................................ 145
ПРИЛОЖЕНИЕ А ....................................................................................................... 157
ПРИЛОЖЕНИЕ Б........................................................................................................ 161
ПРИЛОЖЕНИЕ В ....................................................................................................... 165
ПРИЛОЖЕНИЕ Г........................................................................................................ 220
ПРИЛОЖЕНИЕ Д ....................................................................................................... 227
