DOI: https://doi.org/10.15407/publishing2019.54.063

УДК 621.313

ЕЛЕКТРОМЕХАНІЧНІ ПЕРЕТВОРЮВАЧІ ЕНЕРГІЇ ДЛЯ СИСТЕМ ЕЛЕКТРОГЕНЕРАЦІЇ ТА ЕЛЕКТРОПРИВОДА

Л.І. Мазуренко*, докт. техн. наук, В.В. Гребеніков**, докт. техн. наук, О.В. Джура***, канд. техн. наук, О.В. Бібік****, канд. техн. наук, Р.В. Гамалія, канд. фіз.-мат. наук, М.О. Шихненко*****
Інститут електродинаміки НАН України,
пр. Перемоги, 56, Київ-57, 03680, Україна,
e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів, Вам потрібно включити JavaScript для перегляду
* ORCID ID : http://orcid.org/0000-0002-7059-249X
** ORCID ID : http://orcid.org/0000-0002-1114-1218
*** ORCID ID : http://orcid.org/0000-0002-0224-3351
**** ORCID ID : http://orcid.org/0000-0002-6236-6732
***** ORCID ID : http://orcid.org/0000-0003-4012-1731

Представлено основні наукові і практичні результати, які отримано при виконанні науково-дослідних робіт. Проведено порівняльний аналіз модифікації магнітної системи електрогенератора з постійними магнітами. За результатами математичного моделювання сформовано механічну характеристику вентильно-індукторного двигуна тягового електропривода за максимальним значенням ККД. Обґрунтовано можливості стабілізації частоти обертання дослідного зразка вентильно-індукторного двигуна та розроблено рекомендації щодо вибору моменту інерції привода одноциліндрових компресорів на його основі із забезпеченням регламентованого рівня пульсацій частоти обертання ротора для діапазону регулювання 1:4. Розроблено моделі та алгоритми керування системи розподіленої генерації з вітроелектричними установками на основі асинхронних генераторів у процесі паралельної роботи з мережею, досліджено вплив установок розподіленої генерації на втрати в тупиковій гілці мережі. Запропоновано технічне рішення, проведено розрахунки, розроблено робочу конструкторську документацію, виготовлено дослідний зразок багатофункціонального автономного електроагрегата однофазного струму підвищеної якості електроенергії. Бібл. 16, рис. 10, табл. 1.
Ключові слова: електрогенератор з постійними магнітами, вентильно-індукторний двигун, імітаційна модель, асинхронний генератор, автономний електроагрегат, пуско-зарядний пристрій, розподілена генерація, вітроелектричні установки.

ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ ЭНЕРГИИ ДЛЯ СИСТЕМ ЭЛЕКТРОГЕНЕРАЦИИ И ЭЛЕКТРОПРИВОДА

Л.И. Мазуренко, докт. техн. наук, В.В. Гребеников, докт. техн. наук, А.В. Джура, канд. техн. наук, Е.В. Бибик, канд. техн. наук, Р.В. Гамалея, канд. физ.-мат. наук, М.О. Шихненко
Институт электродинамики НАН Украины,
пр. Победы, 56, Киев-57, 03680, Украина,
e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів, Вам потрібно включити JavaScript для перегляду

Представлены основные научные и практические результаты, которые получены при выполнении научно-исследовательских робот. Проведен сравнительный анализ модификации магнитной системы электрогенератора с постоянными магнитами. По результатам математического моделирования сформирована механическая характеристика вентильно-индукторного двигателя тягового электропривода по максимальному значению КПД. Обоснованы возможности стабилизации частоты вращения опытного образца ВИД и разработаны рекомендации для выбора момента инерции привода одноцилиндрических компрессоров на его основе для обеспечения регламентированного уровня пульсаций частоты вращения ротора для диапазона регулирования 1:4. Разработаны модели и алгоритмы управления системой распределенной генерации с ветроэлектрическими установками на основе асинхронных генераторов при параллельной работе с сетью, исследовано влияние установок распределенной генерации на потери в тупиковой ветке сети. Предложено техническое решение, проведены расчеты, разработана рабочая конструкторская документация, изготовлен экспериментальный образец многофункционального автономного электроагрегата однофазного тока повышенного качества электроэнергии. Библ. 16, рис. 10, табл. 1.
Ключевые слова: электрогенератор с постоянными магнитами, вентильно-индукторный двигатель, имитационная модель, асинхронный генератор, электрогенерирующий агрегат, пуско-зарядное устройство, система распределенной генерации, ветроэлектрическая установка.

Фінансується за держбюджетними темами: «Розвиток наукових засад та розробка структур і моделей електромеханотронних перетворювачів енергії явнополюсної і зубцево-пазової конфігурації з постійними магнітами» (шифр "МАГНІТ"), що виконувалася за Постановою Бюро ВФТПЕ від 18.01.2014 р., протокол № 16. Державний реєстраційний номер роботи 0115U002609; "Провести дослідження та розробити технічні рішення для підвищення надійності електромеханічного обладнання електричних станцій" (шифр "АГРЕГАТ"), що виконувалася за Постановою Бюро ВФТПЕ від 07.07.2015 р., протокол № 11. Державний реєстраційний номер роботи 0115U004399; "Розроблення моделей та алгоритмів керування системи розподіленої генерації з вітроелектричними установками на основі асинхронних генераторів при паралельній роботі з мережею" (шифр "ОБ'ЄДНАННЯ – 3"), що виконувалася за розпорядженням Президії НАН України від 01.02.2018 р., протокол № 69. Державний реєстраційний номер роботи 0116U006586; “Розроблення багатофункціонального автономного електроагрегата” («БЕНЗОГЕН»), що виконувалася за розпорядженням Кабінету міністрів України від 26.07.2018 р., протокол №543-р. Державний реєстраційний номер роботи 0117U007337.

Література
1. Гребеніков В.В., Приймак М.В. Вплив конфігурації магнітної системи на характеристики електричної машини з постійними магнітами. V Міжн. науково-техн. конф. Проблеми сучасної енергетики і автоматики в системі природокористування. Київ, 14-18 листопада 2016 р. С. 109–111.
2. Гребеников В.В. Сравнительный анализ электродвигателей с различной конфигурацией магнитных систем. Вісник Національного технічного університету «ХПІ». Вип. 1 (1223). Серія: Електричні машини та електромеханічне перетворення енергії. 2017. С. 119–124.
3. Гребеников В.В., Прыймак М.В. Электрогенератор на постоянных магнитах с цилиндрическим магнитным редуктором для ветроустановки. Гідроенергетика України. 2017. № 3–4. С. 70–74.
4. Dobzhanskyi O., Eklas Hossain, Ebrahim Amiri, Gouws R., Grebenikov V., Mazurenko L., Pryjmak M., Gamaliia R. Axial-Flux PM Disk Generator With Magnetic Gear for Oceanic Wave Energy Harvesting. IEEE Access. 2019. Vol. 7. Pp. 44813–44822. DOI: https://doi.org/10.1109/ACCESS.2019.2908348 .
5. Мазуренко Л.І., Бібік О.В., Білик О.А, Шихненко М.О. Моделювання режимів та регулювання частоти обертання вентильно-індукторного двигуна з перетворювачем із С-скиданням і коливальним поверненням енергії при зміні кутів комутації. Вісник Національного технічного університету «ХПІ». Серія: Електричні машини та електромеханічне перетворення енергії. Харків, Україна. 2016. № 11 (1183). С. 64–69.
6. Бібік О.В. Вентильно-індукторний привод насосної установки багатоповерхового будинку. Праці Інституту електродинаміки НАН України. 2016. № 45. С. 3–45.
7. Мазуренко Л.І., Бібік О.В., Шихненко М.О. Оцінка можливості використання вентильно-реактивного двигуна у складі верстат-гойдалки. Вісник Національного технічного університету «ХПІ». Серія: Електричні машини та електромеханічне перетворення енергії. Харків, Україна. 2017. № 1 (1223). С. 97–100.
8. Бібік О.В., Гребеніков В.В. Аналіз впливу магнітних систем на характеристики вентильно–реактивних та синхронно-реактивних двигунів. Гідроенергетика України. 2016. № 3. С. 47–50.
9. Мазуренко Л.І., Бібік О.В., Білик О. А., Шихненко М.О., Клименко В.Г. Спосіб стабілізації частоти обертання вентильно-індукторного двигуна. Пат. на корисну модель № 107247 Україна, МПК H02P 6/08, H02P 8/12, H02K 19/06.
10. Мазуренко Л.І., Джура О.В. Математична модель автономного електрогенеруючого комплексу з асинхронними генераторами та єдиним напівпровідниковим перетворювачем збудження. Праці Інституту електродинаміки НАН України. 2016. № 44. С. 69–78.
11. Мазуренко Л.І., Василів К.М. Закономірності електромагнітних процесів безконтактної системи збудження автономного асинхронного генератора на базі каскадного трифазно-трифазного модулятора напруги. Технічна електродинаміка. 2018. № 6. С. 46–49. DOI: https://doi.org/10.15407/techned2018.06.046
12. Мазуренко Л.І., Джура О.В. Математична модель та алгоритм керування автономної нерегульованої вітроустановки з асинхронним вентильним генератором. Електромеханічні і енергозберігаючі системи. 2018. Вип. 3(43). С. 24–30. DOI: https://doi.org/10.30929/2072-2052.2018.3.43.24-30
13. Джура О.В., Муравинець Н.В. Асинхронний генератор з вентильним збудженням з приводом від турбодетандера. Наук.-техн. конф. Проблеми сучасної енергетики і автоматики в системі природокористування. Київ, Україна. 10–14 травня 2016 р. 
14. Мазуренко Л.І., Джура О.В. Математичне моделювання трифазних трансформаторів на основі еквівалентної схеми заміщення однофазного трансформатора. ХVІІІ міжн. науково-практ. конф. Відновлювана енергетика та енергоефективність у ХХІ столітті. Київ, Україна, 27 –29 вересня 2017 р. С. 156–160.
15. Popovych O.M., Golovan I.V. Study of changed main flux reactance of squirrel-cage induction motors using field analysis of their starting characteristics. Tехнічна електродинаміка. 2018. № 5. С. 69–72. DOI: https://doi.org/10.15407/techned2018.05.069
16. Mazurenko L.I., Dzhura O.V., Shevchuk S.P. Transients in a transistor-switched capacitor regulator of a stand-alone induction generator supplying a single-phase load. International Conference on Modern Electrical and Energy Systems (MEES). Kremenchuk, Ukraine. 2017. Рp. 244–247.  DOI: https://doi.org/10.1109/MEES.2017.8248901

Надійшла 12.06.2019

PDF