Лужнев А.И.,Мнускин Ю.В.
В настоящее время идёт процесс разработки и внедрения вентильных реактивных машин (ВРМ) взамен широко используемых коллекторных двигателей постоянного тока. Предполагается также успешное использование ВРМ в качестве стартёр-генераторов для двигателей внутреннего сгорания и ветроэлектростанций. Для решения этих задач, в частности, необходимо обеспечить эффективную работу ВРМ как в двигательном, так генераторном режимах.
В [1] приведены результаты численного расчёта переходных процессов стартёр-генератора на основе ВРМ в генераторном режиме, но они не дают детального представления об особенностях этих процессов. В [2] исследована работа ВРМ для тягового электропривода в двигательном и тормозном режимах, однако не рассматривается генераторный режим
В связи с малым количеством исследований, посвященных данной проблеме, необходимо дальнейшее изучение и выявление особенностей работы ВРМ в генераторных режимах.
В электромеханической системе с ВРМ (рисунок 1) в дополнение к датчику тока (ДТ) необходим датчик напряжения (ДН), с помощью которого измеряется напряжение аккумуляторной батареи (АБ). В двигательном режиме ВРМ и другие потребители электроэнергии получают питание от аккумуляторной батареи, при этом контролируется разряд АБ и учитывается ее напряжение при определении угла опережающего включения фаз. В генераторном режиме выходное напряжение ВРМ3 поддерживается на заданном уровне, достаточном для подзарядки АБ и питания всех потребителей (Н). Функционирование ВРМ в том или ином режиме определяется программным обеспечением микропроцессорного устройства управления (МУУ).
Для возбуждения ВРМ на участке с максимальной индуктивностью фазы формируется начальный ток (ток возбуждения), величина которого определяет выходное напряжение в генераторном режиме и измеряется датчиком тока (ДТ). При вращении ротора на участке с убывающей индуктивностью фазы производится ее переключение для генерации электроэнергии, причем с помощью ДН измеряется выходное напряжение ВРМ. Также контролируется фазный ток, при значительном снижении которого происходит «довозбуждение» фазы. Генерация прекращается при снижении фазного тока до нуля или при окончании участка с убывающей индуктивностью фазы. При вращении ротора ВРМ процессы повторяются последовательно для каждой фазы.
Анализ переходных процессов ВРМ в генераторном режиме выявляет проблему формирования начального тока возбуждения при максимальной индуктивности фазы. При увеличении частоты вращения ротора потребуется опережающее включение фаз, которое приведет к чрезмерным потерям мощности на возбуждение. Выключение фаз производится при минимальной индуктивности, поэтому протекает при благоприятных условиях.
Библиографический список
1. Николаев В.В., Рыбников В.А. Разработка интегрированного стартер-генератора на основе вентильно-индукторной машины. // Электричество. 2005. №5. - С. 32-38.
2. Мнускин Ю.В. Вентильный реактивный двигатель с программным формированием выходных характеристик. Диссертация на соискание учёной степени кандидата технических наук. Донецк, 2005.- 221 с.