Повышение эффективности модульных магнитокоммутируемых генераторов ветроэнергетических установок - Шайтор, Николай Михайлович (Интеллектуальные системы в производстве, 2024)
Вследствие простоты конструкции и высокой надежности модульные индукторные генераторы имеют хорошие перспективы для применения в аэродинамических энергетических установках возобновляемой энергетики и могут составить альтернативу синхронным и асинхронным электрическим машинам, которые используются в настоящее время. Целью исследования является повышение эффективности преобразования энергии путем решения задач установления причинно-следственных связей и оптимальных соотношений между магнитным потоком, ЭДС, геометрией электрических и магнитных цепей, структурным расположением электрических обмоток и схемными решениями системы автоматического электромагнитного возбуждения генераторов нового типа. Рассмотрены актуальные вопросы эффективного использования возбуждающего магнитного потока для регулирования напряжения в системах электроснабжения, получающих питание от энергетических установок, главные генераторы которых содержат распределенную магнитную систему при сосредоточенных электрических обмотках. Оптимальные структурные композиции и геометрия соотношений электрических и магнитных контуров определяются из основного расчетного уравнения машины, полученного по условию максимального магнитного потока. Установлены причины наведения переменных ЭДС в обмотках возбуждения постоянного тока, которые препятствуют эффективному намагничиванию машины. Предложена локация электрических обмоток, позволяющая ослабить или полностью компенсировать пульсации магнитного потока, сцепленного с возбуждающими контурами. Установлено, что для устранения паразитных ЭДС в возбуждающих обмотках необходимо применять двухконтурные схемы поочередной коммутации магнитного потока в контурах, при последовательном включении секций обмоток возбуждающих контуров. Для полного исключения этих ЭДС двухконтурные схемы коммутации магнитного потока целесообразно выполнять с общей возбуждающей обмоткой. Рассмотрены способы и особенности схемной реализации условий электромагнитного возбуждения и поддержания постоянства напряжения на выходе генераторов нового типа. Для стабилизации ЭДС рекомендуется применять систему АРВ по отклонению мгновенного значения от опорного напряжения применением высокочастотного возбуждающего генератора.