Введение
Глава 1. Проблемы электрооборудования для автономных электроэнергетических систем сельскохозяйственного назначения 11
1.1. Существующие автономные электроэнергетические системы сельскохозяйственного назначения 11
1.2. Состояние и перспективы развития АЭЭС 14
1.2.1. Вариант АЭЭС с питанием от электрических сетей через трансформатор ограниченной мощности 14
1.2.2. Вариант АЭЭС с питанием от дизель-электрических источников 15
1.2.3. Вариант АЭЭС в составе электрифицированного мобильного технологического агрегата.. 16
1.2.3.1. Предпосылки электрификации мобильных процессов в растениеводстве 16
1.2.3.2. Технические и технологические предпосылки создания системы электрооборудования для мобильных агрегатов с автономными источниками энергии 20
1.2.3.3. Технические и технологические предпосылки выбора параметров силового электрооборудования электрифицированных МТА 22
1.2.3.4. Особенности электрифицированных МТА и требования к электрооборудованию 31
1.3. Сравнение вариантов АЭЭС и выбор направлений исследования 32
1.4. Научные и технические задачи по совершенствованию электрооборудования АЭЭС 33
1.5. Цель и задачи исследований. 36
Глава 2. Совершенствование и разработка новых модификаций синхронных генераторов для АЭЭС 37
2.1. Существующие электрогенераторные установки сельскохозяйственного назначения 37
2.2. Резервы и пути улучшения технико-экономических показателей дизельных генераторов „. 39
2.3. Обоснование и выбор величины воздушного зазора, индуктивных сопротивлений и статической перегружаемости генераторов для автономных дизельных электроагрегатов 40
2.3.1. Взаимосвязь воздушного зазора с индуктивными сопротивлениями синхронного генератора 40
2.3.2. Обоснование допустимой величины синхронного индуктивного сопротивления по критерию статической перегружаемости генератора 42
2.3.3. Влияние величины воздушного зазора на характеристики генератора 45
2.4. Разработка новых модификаций синхронных генераторов 52
2.4.1. Синхронные генераторы с дискретным изменением частоты... 52
2.4.2. Синхронные генераторы с крутопадающей внешней характеристикой в зоне рабочих токов 61
2.4.2.1. Синхронные генераторы для дуговой сварки выпрямленным током ,. 62
2.4.2.2. Универсальный синхронный генератор (УСГ) с приводом от ВОМ сельскохозяйственных тракторов 74
2.5. Совершенствование генераторов автономных источников с учетом вероятностных показателей режимов работы 84
2.6. Выводы по главе 91
Глава 3. Совершенствование тиристорных преобразователей для АЭЭС 93
3.1. Научно-технические задачи по совершенствованию тиристорных преобразователей для АЭЭС 93
3.2. Обоснование и выбор силовой схемы преобразователя частоты 96
3.3. Повышение устойчивости и работоспособности системы управления , 112
3.3.1. Особенности работы систем управления импульсно-фазового управления от источника энергии с нестабильными параметрами 112
3.3.2. Разработка ФСУ для условий источника питания с нестабильными параметрами 114
3.3.3. Система импульсно-фазового управления тиристорными преобразователями, питающаяся от источника энергии с нестабильным по частоте напряжением 122
3.4. Обоснование конструктивно-компоновочного исполнения тиристорного преобразователя частоты с непосредственной связью 124
3.4.1. Конструктивное исполнение унифицированного силового модуля 124
3.4.2. Температурные режимы тиристоров. Допустимые токи. Защита с помощью автоматических выключателей 125
3.4.3. Тиристорные преобразователи на основе унифицированного силового модуля 128
3.5. Результаты теоретических исследований ТПЧН при питании от
источника ограниченной мощности 128
3.5.1. Режимы работы ТПЧН в схеме с нулевым проводом при активной и активно-индуктивной нагрузках 132
3.5.2. Режимы работы ТПЧН в схеме без нулевого провода при активной и активно-индуктивной нагрузках... 134
3.5.3. Электромагнитные процессы при инвертировании на спадаю щем участке тока ,. 136
і 3.5.4. Режимы работы ТПЧН при нагрузке, содержащей противо Ъ>, эдс 137
3.6. Экспериментальные исследования ТПЧН 138
3.6.1. Температура перегрева полупроводниковой структуры тиристоров 139
3.6.2. Максимально допустимый ударный ток тиристора 142
3.6.3. Исследование работоспособности системы управления ТПЧН при работе от источника энергии с нестабильными параметрами электрической энергии 144
3.6.4. Результаты исследования режимов работы ТПЧН с активно-индуктивной нагрузкой, не содержащей противо ЭДС 146
3.6.5. Результаты исследований режимов работы ТПЧН с активно-индуктивной нагрузкой, содержащей противо ЭДС (асинхронный двигатель) 146
3.6.6. Производственные испытания :: 148
3.7. Выводы по главе... 149
Глава 4. Повышение коммутационной надежности двигателей постоянного тока при питании от вентильных преобразователей 152
4.1. Обоснование вопроса 152
4.2. Индуктивность цепи якоря машин постоянного тока 154
4.2.1. Существующие способы расчета индуктивности цепи якоря 154
4.2.2. Расчет индуктивности цепи якоря и ее составляющих с учетом взаимоиндукции между обмотками 156
4.2.3. Распределение индуктивности обмотки якоря на полюсном делении 161
4.2.4. Результаты экспериментальных исследований 164
4.3. Потенциальные условия на коллекторе двигателей постоянного тока при питании от вентильных преобразователей 169
4.3.1. Величина амплитудного напряжения на выводах и на коллекторе двигателей при питании от вентильных преобразователей 170
4.3.2. Распределение переменной составляющей выпрямленного напряжения по коллектору 174
4.3.3. Сравнение показателей потенциальной напряженности на коллекторе при питании двигателей от генераторов и вентильных преобразователей 175
4.3.4. Результаты экспериментальных изменений потенциальной напряженности на коллекторе 181
4.4. Влияние пульсаций тока якоря на уменьшение коммутационной надежности двигателей 186
4.4.1. Особенности коммутации при пульсирующем токе якоря 186
4.4.2. Уравнение тока разрыва в коммутируемом контуре 189
4.4.3. Решение уравнения (4.38) 192
4.4.4. Использование уравнения тока разрыва для определения влияния пульсаций тока якоря на коммутационную надежность 198
4.5. Влияние вентильных возбудителей на коммутацию машин по
стоянного тока 201
4.5.1. Трансформаторные ЭДС в секциях якоря при возбуждении от вентильных возбудителей 202
4.5.2. Влияние трансформаторной ЭДС в секции на коммутации 203
4.6. Выводы по главе 208
Глава 5. Повышение использования мощности АЭЭС на электрифицированных МТА 213
5.1. Постановка задачи 213
5.2. Теоретические исследования динамики электрифицированных МТА с автономным источником энергии 214
5.2.1. Динамика МТА при гармонических колебаниях нагрузки 214
5.2.2. Динамика МТА при случайном характере изменения нагрузки 221
5.2.3. Методика расчета активной мощности энергетической установки с учетом переменной нагрузки 225
5.3. Новые научно-технические разработки для электрифицированных МТА 226
5.4. Выводы по главе 230
Глава. 6. Технико-экономические показатели новых модификаций электрооборудования для аээс и вариантов их применения 232
6.1. Технико-экономические показатели новых модификаций элек трооборудования для АЭЭС 233
6.1.1. Технико-экономические показатели синхронных генераторов 233
6.1.2. Технико-экономические показатели ТПЧН 234
6.1.3. Технико-экономические показатели установок «вентильный преобразователь - двигатель постоянного тока» 234
6.2. Экономическая эффективность новых разработок электрообо рудования в зависимости от вариантов их применения 235
6.2.1. Экономическая эффективность применения генераторных установок с дискретным изменением частоты при резервном электроснабжении сельскохозяйственных объектов 235
6.2.2. Экономическая эффективность применения УСГ в составе автономного электроагрегата 236
6.2.3. Экономическая эффективность применения ТПЧН в электротехнологии приготовления кормов 239
6.2.4. Экономическая эффективность применения регулятора активной мощности на электрифицированном мобильном технологическом агрегате 240
6.3. Выводы по главе 241
Основные выводы 242
Литература
