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 феррита, 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 .