книги / Применение постоянных магнитов в электромеханических системах

/= (В! 4, +В2 42 +83 43)/(Г-&) =

У- В1(-ВВ)+В2АА+5(В1$, +В28г +334)/(/~4) =

X = Су/ В/ / В{2 82 /■С/3 8 3 •

В результате выражения (1 2 ), (14) и (16) образуют замкнутую систему уравнений (В ).

Таким образом, псе преобразован;; , совершенные в ( I ) - (1Ь),

составляют общий алгоритм решения, который служит основой.прог­ раммы для ЭВМ и осуществления преобразования системы трех исход­ ных аргументов э систему трех функций, что равносильно операции преобразования системы координат.

Реализация такой программы на языка ФОРТРАН, где все исход­ ные коэффициенты при X. , У и / являются ненулевыми, двэ? одно­ значное решзние. Однако при появлении в исходных коэффициентах

X • У • Я хотя бы одного нулевого коэффициента возникает хо­ тя бы одна операция деления на нуль. В связи с этим необходимо предусмотреть дополнительные мероприятия, которые, позволят исклю­ чить такие сбои. При совершенствовании программы в этом направ­ лении можно добиться снижения погрешности решения до любого уровня,.

Л И Т. Е > А Т У Р д

1 , Моделирование магнитных систем пассивных магнитных опор по раэчерносгпм физических величин/Е.М.Вударина, Ю.А.Заболоцкий,

Ю.В.Деныпина и др./М оск .энерг.ин-т. У .,1966. Деп. в Информэлектро, 2 4 .X I.66. №594-Эт.

На современных-автономных объектах весьма широко применяют­ ся турбогенераторные источники (ТГИ) электроэнергии. Способность работы в широком диапазоне температур., высокие массогабаритные

показатели, реализация большого количества каналов электропитания с:разным уровнем напряжения, возможности использования помимо ос­ новного рабочего тела сжатого воздуха, длительный срок хранения обусловливают перспективность ТГИ в различных областях техники.

Появление на автономных объектах потребителей энергии с высо­ кодинамичным и реверсивным характером при сохранении заданного ка­ чества напряжения иа клеммах: источника требует особого подхода к проектированию системы электроснабжения в целом. Наличие таких нагрузок заставляет по-иному подходить к формированию стг *ктуры системы: вводить дополнительные'элементы, например накопители энергии, а в рядо случаев и менять связи между элементами, преду­ сматривая дополнительные регуляторы.

Б общем случае ТГИ (рис.Х) содержит энергетический канал, со ­ стоящий из газогенератора ГГ, турбины Т, генератора Г, напряжение которого подводится к нагрузке, и информационно-управляшей си­ стемы ЙУС.

Рис. I.. Структурная схема ТГИ

Присутствие в структуре ТГИ таких элементов, как электричес­ кая машина с ее электрическими и механическими инерционностями; турбина, быстродействие которой определяется газовыми объемами и моментами инерции, а также регулирующие элементы, чрезвычайно за­ трудняет анализ Т1И„

Естественно, что быстродействие системы в целом зависит от

ним сопротивлением генератора. Так, генераторы на основе'цилиндри-1 ческих редкоземельных магнитов с относительно большими воздушны-

нератора на другую характеристику (ри с.2 , линия 2 ), соответству­ ющую уменьшению частой вращения ротора турбогенератора (ТГ) на

в основном определяется А1?ши зависит от системы регулирования ТГИ^ Б подобных системах дальнейшая стабилизация напряжения может

обусловленное приложением импульса нагрузки приращение тормозяще­

Тф=1тр&о/М0 - постоянная времени полного разгона ротора турбо­ генератора' моментом инерции Хтг на разность частот Си0 под дейст­

При относительной амплитуде одиночного импульса нагрузки Ьнмп * ОД и Тимп/ТфЪ ОД частоте уменьшается на I %. Опыт экс­ плуатации реализованных систем регулирования частоты вращения тур­

бин показывает, что использование в этом случае скстегы с простей­

ния приемлемого качества переходных процессов следует приблизи­ тельно в 2 раза уменьшить относительную постоянную времени серво­ мотора и довести ее до ^ ^ / ^ = 0 , 0 5 , а также ввести корректирую-' щее воздействие по. производной регулируемого параметра или релей­ ный сигнал, фор!Л1руемый при появлении импульсов нагрузки. Если данные мероприятия трудно осуществимы или не приводят к желаемому эффекту, то рекомендуется ввести дополнительный регулятор напряже­ ния в электромашинную часть.

Вод оптимальных структур в системе автономного объекта с ТШ зависит от конкретного содержания технического радения, и его вы­ явление требует проведения детальных исследований.

ЛИ Т Е Р А Т У Р А

1, Бут Д.А. Бесконтактные электрические машины. М.: Высш.шк.,

1985.

2. Дедовский А.И. Электрические машины с высококоэрцитивными постоянными магнитами. М .: онерратомиэдат, 1985;

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ. ВЕНТИЛЬНОЙ ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ С ФОРМИРОВАНИЕМ ПРЕРЫВИСТОГО ТОКА В ОБМОТКАХ

МАГНИТОЗЛЕКТРИЧ’ЕСКОЙ СИНХРОННОЙ ш и н ы

Канд.техн.наук ст.науч. сотр.Н.Н.МЕЛИХОВ, асп. О.Е.РУМЯНЦЕБА

Увеличение мощности вентильных электромеханических систем (ВЭМС) автономных объектов.до 16 кВт и более, повышение требова­ ний к их надежности при ограниченных возможностях элементной базы

в различных режимах работы определяются не только структурой сило­ вой части (СЧ) [1 3 » но и алгоритмом формирования тока в обмотках

СМ методой широтно-импульсного управления транзисторными ключами

РВП. Формирование непрерывных токов в обмотках СМ внутри так на­ зываемого межкоммутационного интервала приводит к увеличению ча­ стоты коммутации транзисторных ключей и зынуедает использовать специальные элементы [ I ] для обеспечения надежного функционирова­ ния биполярных транзисторов и дмодов и снижения мощности динами­ ческих потерь в СЧ РВП. Такой принцип построения СЧ РВП для ВЭМС

повышенного напряжения 200-300 В нельзя признать обоснованным из-# ее недостаточно высокого-КПД.

Формирование прерывистых токов в обм олах СМ, хотя и .вызывает увеличение, мощности статических потерь а активных сопротивлениях' СЧ РВП и обмоток СМ, позволяет существенно улучшить энергетические и массогабаритные показатели ВЭМС за счет резкого снижения мощно­

сти динамических потерь в СЧ РВП [ 2 ] . Широтно-импульсное формиро­ вание' прерывистого тока осуществляется путем, чередования трех эта­ пов: на первом этапе обмотки СМ трехфаэной ВЭМС подключены к исто* нику питания посредством двух транзисторов инвертора, на втором

Р ис.1 . Принципиальная схема СЧ РВП

ЭД*епе отключав' ся один из транзисторов, а на третьем - другой.

Повторное включение обоих транзисторов происходит тогда, когда ток э обмотках СМ уменьшится до нуля.

жну. быть получены зависимости выходных хар хтеристик ВЭМС от ее внутренних параметров.

М.тематическая модель СЧ ВЗМС на данном этапе исследования строится с учетом только статических потерь в полупроводниковых элементах.-Наряду с параметрами ключевых элементов СЧ РВП в ма­ тематическую модель Б5МС вводятся параметры СМ. Последняя пред­ ставляет собой систему с периодически изменяющимися параметрами. В общем случае электромагнитные процессы в' ней описываются сис­ темой дио^еренциельных уравнений с периодически изменяющимися

вать беззубцовую конструкцию якоря. Для этого случая потокосцеп-

+ 4 Чу/йЪ. (у -Я , Ь, с) , получим Ра - 1„Га + < /<% бв +МаЬ ъь +Мае 6С) /<П;

фаз1от угла поворота ротора, запишем

напряжения ня открытом диоде и сопротивление открытого диоде, соот ­

л ш и * =а ( ь) к *)+ р ( ъ) .

На наедем, шагерасчета вычисляются мгновенные значения токов в фазах СМ, а также .мгновенное значение тока в шине постоянного

тока :

=Л(11а +ЫЬ1Ь + Ые С{ ,

Расчет предельных характеристик ВЭМС при работе ее в генераторном режиме проводится с целью определения еескстремальных энергети­

ческих показателей при различных значениях внутренних параметров* •частотывращения ротора, 'индуктивности фаз СМ, амплитуды ЭДС вра­ щения фаз и т .д . Математическая модель СЧ ВЭМС для расчета пре­ дельных характеристик составляется при условии постоянства напря­

мощности с неодинаковыми внутренними параметрами. Например, зави­

симость показывает, что существует область оптимальньрс

значений индуктивностей фаз СМ, при которых выходная мощность ВЭМС максимальна. При заданной выходной мощности можно опреде­ лить -оптимальное значение индуктивности фаз, при котором уровень токоограничения в фазах 1тах минимален, а следовательно, мини­

мальны статические потери в ВЭМС. На основе анализа множества рас-^.

считанных предельных характеристик установлено, что при отноейтелът ном индуктивном сопротивлении фазы X* < С»7 {/„)

знходная мощность практически не зависит от коэффициента взаимоин­ дукции обмоток СМ. При Х *> 0,7 увеличение коэффициента вэаимоин-

внутренних параметров ВЭМС и тем самым ограничить число вариантов, рассматриваемых при проектировании СМ. С привлечением математи­ ческой модели СЧ^ЭМС подобные исследования могут быть проведены и для двигательного режима работы ВЭМС,