Результаты математического моделирования
На средних скоростях вращения ЭДС генератора вызывает нарастание тока фазы после прекращения возбуждения (точке окончания возбуждения соответствует точка с током 100А рис.12). На рис. 12 представлена энергетическая диаграмма для скорости вращения 5000 об/мин и, для сравнения, для скорости 1000 об/мин. Возбуждение при этом производится до значений тока, значительно меньшего, чем при низких скоростях. Стрелками показано направление изменения потокосцепления в течение цикла коммутации фазы. Энергетическая диаграмма позволяет также определить среднее значение момента, который пропорционален площади, охватываемой годографом ,I.
На рис.13 представлены статические характеристики генератора в зависимости от скорости, и мощность возбуждения, необходимая для работы генератора. Как видно из приведенных зависимостей, на низких скоростях вращения генератор потребляет мощность возбуждения, превышающую полезную выходную мощность в 3 раза. Это связано с режимом поддержания тока фазы на определенном уровне. Несмотря на это, КПД генератора составляет около 70%, вследствие того, что мощность возбуждения, запасенная в электромагнитном поле, расходуется только на потери в сопротивлениях фаз и перекачивается между фазами ВИСГ. Потери на возбуждение обусловлены исключительно потерями в обмотках статора и потерями в стали.
При снижении скорости ниже критической скорости, генератор не способен обеспечить выходную мощность даже при высокой мощности возбуждения, что вызвано низким значением ЭДС генератора. Ниже скорости вращения 2000 об/мин мощность генератора становиться менее заданных 4 кВт (рис.13). Таким образом, преобразователь частоты и генератор необходимо проектировать с учетом того, что проходная мощность может в несколько раз превышать номинальную мощность генератора, если он предназначен для эксплуатации на низких скоростях вращения.
С ростом скорости вращения, ЭДС генератора, вызванная перемещением зубцов ротора относительно зубцов статора, возрастает пропорционально скорости вращения. Требуемая мощность возбуждения при этом уменьшается.
Свыше скорости 6500 об/мин (рис.13) выходная мощность генератора имеет тенденцию к снижению, что вызвано невозможностью создания требуемого потока возбуждения катушки. Рост скорости вращения уменьшает время коммутации, вследствие чего ток возбуждения не успевает достичь требуемого значения. Скорость возрастания тока ограничивается ЭДС, вызванной изменением тока в обмотке. Для преодоления данного ограничения, начало подачи импульса возбуждения смещают в область двигательного режима, однако в данной области быстрому нарастанию тока препятствует значительная ЭДС вращения. Другим способом повышения мощности генератора на высоких скоростях может служить увеличение напряжения возбуждения, аналогично стартерному режиму (рис.7).
Рис.11 Зависимость тока, потокосцепления и индуктивности фазы от времени (1000 об/мин 4кВт)
Рис.12 Энергетическая диаграмма генераторного режима на частоте вращения 1000 и 5000 об/мин (нагрузка 4 кВт)
Немного больше о технологиях >>>
Разработка интегрированного стартер-генератора на основе вентильно-индукторной машины
Рассматриваются
принципы работы стартер-генераторного устройства автономного объекта на базе
вентильно-индукторной машины. Проведено исследование режимов работы
вентильно-индукторного стартер-генератора на основе математического
моделирования. Предложено решение проблем расшире ...
Вода - энергоноситель, способный заменить нефть.
Нефть, уголь и природный газ являются
основными энергоносителями, заменитель которым еще не найден. Все они являются
продуктами Солнца, за миллионы лет накопившиеся на Земле. Сжигание этих
энергоносителей с целью получения энергии является основным фактором
загрязнения окружающ ...
