Перспективы развития электромашинных генераторов

 

1. Повышение напряжения, т.к. это уменьшает потери энергии

 

.

 

2. Применение новых магнитных редкоземельных материалов (РЗМ) – самария и кобальта.

 

3. Применение криогенной техники – использование эффекта сверхпроводимости

 

, .

.

Вторичные источники энергии

 

Рисунок 1.26 – Вторичные источники энергии.

;

.

 

До электроэнергии идет без преобразования.

Трансформаторы

 

Трансформаторы – это устройства, преобразующие переменный ток одного напряжения в переменный ток другого напряжения.

Рисунок 1.27 – Принципиальная схема трансформатора.

 

, , где

 

- коэффициент трансформатора;

- соответственно напряжение и магнитный поток первичной катушки;

- соответственно напряжение и магнитный поток вторичной катушки.

 

Сердечник трансформатора выполнен из электротехнической стали, если частота тока , либо из феррит а, если частота тока .

Сердечник трансформатора состоит из тонких пластин, толщина которых определяется по формуле

.

КПД трансформатора определяется формулой

 

.

 

Погрешность по мощности равна

 

, где

 

- общая погрешность из-за меди;

- погрешность сердечника из-за стали.

Выпрямители

 

Выпрямители – это полупроводниковые или электровакуумные устройства, обладающие свойством односторонней проводимости.

 

Рисунок 1.28 – График зависимости .

 

КПД выпрямителя составляет .

 

;

.

 

Выпрямители, как правило, применяются совместно с трансформаторами – трансформаторно-выпрямительные блоки (ТВБ).

 

Рисунок 1.29 – Принципиальная схема Рисунок 1.30 – Принципиальная схема

однополупериодного выпрямителя. двухполупериодного выпрямителя.

 

Рисунок 1.31 – Графики сглаживания пульсаций.

Коэффициент пульсации определяется формулой

 

.

 

Для сглаживания пульсаций применяются фильтры .

Рисунок 1.32 – Принципиальная схема для Рисунок 1.33 – Графики сглаживания

сглаживания пульсаций с фильтрами . пульсаций.

 

Постоянная времени фильтра, характеризующая спад, рассчитывается по формуле

 

.

.

 

Более эффективен дроссельный фильтр .

Инверторы

 

Инверторы – это преобразователи постоянного тока в переменный ток.

 

Инверторы делятся на:

 

• электромашинные;

• статические.

а) электромашинные инверторы

 

Примеры электромашинных инверторов:

 

• ПО-750 – преобразователь однофазный; 750 – номинальная выходная мощность по переменному току ;

• ПТ-1000 – преобразователь трехфазный; 1000 – номинальная выходная мощность по переменному току ;

• ПТО-300/500 – преобразователь трехфазный однофазный (комбинированный); 300/500 – соответственно, номинальные выходные мощности ПТ и ПО .

Недостатки электромашинных инверторов:

1. большой удельный вес

;

2. низкий КПД ;

3. ограниченный срок эксплуатации, ввиду того, что они не обслуживаются в процессе эксплуатации;

4. ограниченная высотность применения;

5. повышенные радио- и магнитные помехи.

 

Рисунок 1.34 – Принципиальная схема электромашинного инвертора

 

Максимальная выходная мощность до .

б) статические инверторы

Достоинства статических инверторов:

1. меньший удельный вес по сравнению с электромашинными инверторами

;

2. высокий КПД ;

3. нет вращающихся частей, поэтому они более эксплуатационно-пригодны;

4. нет скользящих контактов, а, следовательно, не ограничения по высоте применения;

5. меньший уровень радио- и магнитных помех.

Недостатки статических инверторов:

• чувствителен к радиационному фону.

Примеры статических инверторов:

 

• ПОС-750 – преобразователь однофазный статический; 750 – номинальная выходная мощность по переменному току ;

• ПТС-1000 – преобразователь трехфазный статический; 1000 – номинальная выходная мощность по переменному току .

 

Статические инверторы бывают на:

 

• транзисторах, если ;

• тиристорах, если .

 

Статические инверторы на транзисторах – это усилители с глубокой положительной обратной связью, приводящей его к самовозбуждению, работающие в режиме переключения.

 

Рисунок 1.35 – График зависимости .