Учебное пособие. — Екатеринбург : Издательство Уральского
университета, 2016. — 320 с. — ISBN 978-5-7996-1794-3.
Рассмотрены вопросы синтеза структур аддитивного подмножества
бесщеточных совмещенных возбудительных устройств синхронных машин.
Разработаны нетрадиционные приемы магнитного, электрического и
конструктивного совмещения в одной магнитной системе нескольких
электромеханических преобразователей энергии. Разработаны и описаны
принципиальные технические решения бесщеточных нетрадиционно
совмещенных возбудительных устройств аддитивного и эмерджентного
подмножеств синхронных машин и методы их расчета. Приведены
основные результаты экспериментального исследования возбудительных
устройств аддитивного и эмерджентного подмножеств. Определена
область применения бесщеточных совмещенных возбудительных
устройств. Приведены фотографии генераторов с бесщеточными
нетрадиционно совмещенными возбудительными устройствами. Указаны
мощности разработанных устройств и страны, в которых они работают.
Пособие предназначено для студентов, обучающихся по направлению
13.04.02 «Электроэнергетика и электротехника» и по магистерской
программе «Общая теория электромеханического преобразования
энергии» при изучении дисциплин «Современные проблемы науки и
техники (раздел — электромеханика)», «Системы возбуждения
синхронных машин», «Электромеханические устройства с
нетрадиционными методами формирования электромагнитных полей».
Пособие будет полезно аспирантам и специалистам, занимающимся
разработкой и проектированием бесщеточных нетрадиционно совмещенных
возбудительных устройств.
Оглавление
Сокращения
Введение. Анализ состояния в области разработки бесщеточных возбудительных устройств синхронных машин
Исполнение, особенности и тенденции развития бесщеточных систем возбуждения
Обзор работ по анализу электромагнитных процессов и совершенствованию структур бесщеточных возбудительных устройств Синтез структур аддитивного подмножества бесщеточных возбудительных устройств
Оценка множества технических решений бесщеточных возбудительных устройств
Анализ возможности исследования поля технических решений бесщеточных возбудительных устройств современными методами оптимизации и синтеза отдельных структур. Постановка задачи на разработку метода направленного формирования свойств возбудительных устройств
Математическая модель обобщенного возбудительного устройства аддитивного подмножества
Математическая модель идеального возбудительного устройства
Критерии оптимизации структур возбудительных устройств
Математические модели простейших возбудительных устройств
Математическая модель возбудительного устройства — вращающийся трансформатор
Математическая модель асинхронного возбудителя
Математическая модель синхронного возбудителя неявнополюсного исполнения
Анализ влияния внутреннего и внешнего факторов на работу простейших возбудительных устройств
Математическая модель самовозбуждающегося возбудительного устройства, построенного по принципу параллельной структуры. Упрощенный анализ переходного процесса
Математическая модель самовозбуждающегося возбудительного устройства, построенного по принципу последовательного возбуждения
Математическая модель возбудительного устройства первого уровня. Время процесса восстановления напряжения
Анализ свойств последовательной, параллельной и первого уровня структур
Магнитное и электрическое совмещение как инструмент синтеза при физической реализации возбудительных устройств Основы теории работы совмещенных гармонических возбудительных устройств
Совмещенное возбудительное устройство последовательной структуры. Гармонический возбудитель
Параметры обмоток физической модели. Выбор номера рабочей гармоники
Уравнения состояния, расчетная математическая модель и схема замещения гармонического возбудителя неявнополюсного исполнения
Магнитное поле гармонического возбудителя явнополюсного исполнения. Определение ширины полюсного наконечника
Магнитные поля высших гармоник гармонического возбудителя
Магнитное поле реакции якоря подвозбудителя
Параметры и схема замещения явнополюсного гармонического возбудителя
Бигармонический возбудитель
ЭДС холостого хода якорной обмотки совмещенного подвозбудителя. Общий случай
Амплитудно-фазовые характеристики ЭДС в проводнике якорной обмотки совмещенного подвозбудителя Особенности работы возбудительных устройств, совмещенных с возбуждаемой синхронной машиной
Проблемы конструктивного, магнитного и электрического совмещения возбудительного устройства с возбуждаемой синхронной машиной
Оценка влияния токов демпферной обмотки на величину зубцовой составляющей магнитного поля в воздушном зазоре
Оценка влияния неравномерности воздушного зазора и локальной неуравновешенности магнитодвижущих сил, созданных токами обмотки возбуждения и токами якорной обмотки возбуждаемой СМ, на величину ЭДС холостого хода индукторного возбудителя
Особенности совместной работы совмещенного индукторного возбудительного устройства с возбуждаемой СМ
Исследование на физической модели влияния полей, созданных вихревыми токами массива индуктора, на величину ЭДС витка фазы совмещенного с возбуждаемой синхронной машиной индукторного возбудителя, якорная обмотка которого размещена в пазах полюсного наконечника возбуждаемой СМ
Область применения индукторной системы возбуждения Основы теории и особенности работы возбудительного устройства эмерджентного подмножества
Основы теории работы каскадного асинхронно-синхронного возбудителя с трехфазным якорем
Линейные и координатные преобразования. Условия совместной синхронной работы асинхронного и синхронного возбудителей. Эмерджентное свойство каскадного возбудителя
Схема замещения. Векторные диаграммы Вопросы расчета и проектирования традиционно и нетрадиционно совмещенных возбудительных устройств
Объем электромагнитного ядра совмещенного возбудительного устройства
Особенности проектирования каскадных возбудительных устройств эмерджентного подмножества, совмещенных в одной магнитной системе
Расчетные мощности многофазного каскадного асинхронносинхронного возбудителясинхронного генератора
Расчетные мощности однофазного каскадного асинхронносинхронного возбудителя синхронного генератора (КАСВО)
Сравнение возбудительных устройств с синхронным, асинхронным и каскадным возбудителями
Особенности конструкции, расчета и проектирования гармонических возбудителей
Особенности конструкции магнитных систем гармонических возбудителей
Расчетные мощности асинхронного и индукторного подвозбудителей. Энергетические соотношения
Особенности проектирования нетрадиционно совмещенных в одной магнитной системе синхронного и индукторного электромеханических преобразователей энергии
Особенности конструктивного исполнения якорной обмотки индукторного возбудителя магнитно-совмещенного с пусковой клеткой на полюсном наконечнике возбуждаемой синхронной машиной
ЭДС фазы якорной обмотки индукторного возбудителя при работе на холостом ходу возбуждаемой синхронной машины
Особенности проектирования нетрадиционно совмещенных возбудительных устройств на основе возбудительного устройства типа Би-ГОС для генераторов дизельных и газотурбинных энергетических установок и гидрогенераторов малых ГЭС объектов малой энергетики
Упрощенная математическая модель расчета скорости нарастания напряжения на обмотке возбуждения возбуждаемой синхронной машины и кратности форсировки по току ротора генератора в системе бесщеточного возбуждения синхронных машин с нетрадиционно совмещенным возбудителем типа БиГОС Экспериментальные исследования возбудительных устройств эмерджентного и аддитивного подмножеств
Физические модели и основные задачи экспериментальных исследований
Экспериментальные исследования возбудительных устройств эмерджентного подмножества
Экспериментальная проверка зависимости выходного напряжения возбудительного устройства типа КАСВ в функции рабочего угла θ возбуждаемой синхронной машины
Экспериментальные исследования каскадного возбудителя с однофазным якорем
Экспериментальные исследования возбудительных устройств аддитивного подмножества
Гармонические возбудители явнополюсного исполнения типа ГОС и БиГОС
Экспериментальные исследования особенностей работы совмещенного индуктора возбудителя. Основные результаты Промышленные и опытно-промышленные образцы бесщеточных нетрадиционно совмещенных возбудительных устройств
Области применения нетрадиционно совмещенных возбудительных устройств
Оценка эффективности использования нетрадиционно совмещенных бесщеточных возбудителей
Оценка эффективности использования нетрадиционно совмещенных диодных бесщеточных возбудителей типа ВВБ и ВБ для гидрогенераторов малых ГЭС
Оценка эффективности использования нетрадиционно совмещенных тиристорных бесщеточных возбудителей типа БиГОС-400 Заключение
Библиографический список
Сокращения
Введение. Анализ состояния в области разработки бесщеточных возбудительных устройств синхронных машин
Исполнение, особенности и тенденции развития бесщеточных систем возбуждения
Обзор работ по анализу электромагнитных процессов и совершенствованию структур бесщеточных возбудительных устройств Синтез структур аддитивного подмножества бесщеточных возбудительных устройств
Оценка множества технических решений бесщеточных возбудительных устройств
Анализ возможности исследования поля технических решений бесщеточных возбудительных устройств современными методами оптимизации и синтеза отдельных структур. Постановка задачи на разработку метода направленного формирования свойств возбудительных устройств
Математическая модель обобщенного возбудительного устройства аддитивного подмножества
Математическая модель идеального возбудительного устройства
Критерии оптимизации структур возбудительных устройств
Математические модели простейших возбудительных устройств
Математическая модель возбудительного устройства — вращающийся трансформатор
Математическая модель асинхронного возбудителя
Математическая модель синхронного возбудителя неявнополюсного исполнения
Анализ влияния внутреннего и внешнего факторов на работу простейших возбудительных устройств
Математическая модель самовозбуждающегося возбудительного устройства, построенного по принципу параллельной структуры. Упрощенный анализ переходного процесса
Математическая модель самовозбуждающегося возбудительного устройства, построенного по принципу последовательного возбуждения
Математическая модель возбудительного устройства первого уровня. Время процесса восстановления напряжения
Анализ свойств последовательной, параллельной и первого уровня структур
Магнитное и электрическое совмещение как инструмент синтеза при физической реализации возбудительных устройств Основы теории работы совмещенных гармонических возбудительных устройств
Совмещенное возбудительное устройство последовательной структуры. Гармонический возбудитель
Параметры обмоток физической модели. Выбор номера рабочей гармоники
Уравнения состояния, расчетная математическая модель и схема замещения гармонического возбудителя неявнополюсного исполнения
Магнитное поле гармонического возбудителя явнополюсного исполнения. Определение ширины полюсного наконечника
Магнитные поля высших гармоник гармонического возбудителя
Магнитное поле реакции якоря подвозбудителя
Параметры и схема замещения явнополюсного гармонического возбудителя
Бигармонический возбудитель
ЭДС холостого хода якорной обмотки совмещенного подвозбудителя. Общий случай
Амплитудно-фазовые характеристики ЭДС в проводнике якорной обмотки совмещенного подвозбудителя Особенности работы возбудительных устройств, совмещенных с возбуждаемой синхронной машиной
Проблемы конструктивного, магнитного и электрического совмещения возбудительного устройства с возбуждаемой синхронной машиной
Оценка влияния токов демпферной обмотки на величину зубцовой составляющей магнитного поля в воздушном зазоре
Оценка влияния неравномерности воздушного зазора и локальной неуравновешенности магнитодвижущих сил, созданных токами обмотки возбуждения и токами якорной обмотки возбуждаемой СМ, на величину ЭДС холостого хода индукторного возбудителя
Особенности совместной работы совмещенного индукторного возбудительного устройства с возбуждаемой СМ
Исследование на физической модели влияния полей, созданных вихревыми токами массива индуктора, на величину ЭДС витка фазы совмещенного с возбуждаемой синхронной машиной индукторного возбудителя, якорная обмотка которого размещена в пазах полюсного наконечника возбуждаемой СМ
Область применения индукторной системы возбуждения Основы теории и особенности работы возбудительного устройства эмерджентного подмножества
Основы теории работы каскадного асинхронно-синхронного возбудителя с трехфазным якорем
Линейные и координатные преобразования. Условия совместной синхронной работы асинхронного и синхронного возбудителей. Эмерджентное свойство каскадного возбудителя
Схема замещения. Векторные диаграммы Вопросы расчета и проектирования традиционно и нетрадиционно совмещенных возбудительных устройств
Объем электромагнитного ядра совмещенного возбудительного устройства
Особенности проектирования каскадных возбудительных устройств эмерджентного подмножества, совмещенных в одной магнитной системе
Расчетные мощности многофазного каскадного асинхронносинхронного возбудителясинхронного генератора
Расчетные мощности однофазного каскадного асинхронносинхронного возбудителя синхронного генератора (КАСВО)
Сравнение возбудительных устройств с синхронным, асинхронным и каскадным возбудителями
Особенности конструкции, расчета и проектирования гармонических возбудителей
Особенности конструкции магнитных систем гармонических возбудителей
Расчетные мощности асинхронного и индукторного подвозбудителей. Энергетические соотношения
Особенности проектирования нетрадиционно совмещенных в одной магнитной системе синхронного и индукторного электромеханических преобразователей энергии
Особенности конструктивного исполнения якорной обмотки индукторного возбудителя магнитно-совмещенного с пусковой клеткой на полюсном наконечнике возбуждаемой синхронной машиной
ЭДС фазы якорной обмотки индукторного возбудителя при работе на холостом ходу возбуждаемой синхронной машины
Особенности проектирования нетрадиционно совмещенных возбудительных устройств на основе возбудительного устройства типа Би-ГОС для генераторов дизельных и газотурбинных энергетических установок и гидрогенераторов малых ГЭС объектов малой энергетики
Упрощенная математическая модель расчета скорости нарастания напряжения на обмотке возбуждения возбуждаемой синхронной машины и кратности форсировки по току ротора генератора в системе бесщеточного возбуждения синхронных машин с нетрадиционно совмещенным возбудителем типа БиГОС Экспериментальные исследования возбудительных устройств эмерджентного и аддитивного подмножеств
Физические модели и основные задачи экспериментальных исследований
Экспериментальные исследования возбудительных устройств эмерджентного подмножества
Экспериментальная проверка зависимости выходного напряжения возбудительного устройства типа КАСВ в функции рабочего угла θ возбуждаемой синхронной машины
Экспериментальные исследования каскадного возбудителя с однофазным якорем
Экспериментальные исследования возбудительных устройств аддитивного подмножества
Гармонические возбудители явнополюсного исполнения типа ГОС и БиГОС
Экспериментальные исследования особенностей работы совмещенного индуктора возбудителя. Основные результаты Промышленные и опытно-промышленные образцы бесщеточных нетрадиционно совмещенных возбудительных устройств
Области применения нетрадиционно совмещенных возбудительных устройств
Оценка эффективности использования нетрадиционно совмещенных бесщеточных возбудителей
Оценка эффективности использования нетрадиционно совмещенных диодных бесщеточных возбудителей типа ВВБ и ВБ для гидрогенераторов малых ГЭС
Оценка эффективности использования нетрадиционно совмещенных тиристорных бесщеточных возбудителей типа БиГОС-400 Заключение
Библиографический список