Розроблення стенду для експериментального дослідження синхронних машин
Автор: Тейкало Мар'ян Андрійович
Кваліфікаційний рівень: магістр
Спеціальність: Електроенергетика, електротехніка та електромеханіка
Інститут: Інститут енергетики та систем керування
Форма навчання: денна
Навчальний рік: 2024-2025 н.р.
Мова захисту: українська
Анотація: На сьогодні існує велика кількість випробувальних стендів синхронних машин, яка залишилась ще з 60-70-х років 20 століття або з дослідницьких лабораторій інститутів та університетів. Розроблення експериментального стенду для дослідження синхронних генераторів та двигунів необхідна для перевірки паспортних даних та характеристик спроектованої та змонтованої синхронної машини або машини, яка вже перебувала в роботі або після ремонту та відновлення. У першому розділі проведено літературний пошук та аналіз за темою магістерської кваліфікаційної роботи у результаті якого було виявлено проблему із застарілою матеріально-технічною базою вищих навчальних закладів та потребою оновлення методів дослідження синхронних машин. У зв’язку зі збільшення вартості електричної енергії, є досить не розумним виконувати застарілі дослідницькі стенди великої потужності та необхідно використовувати стенди для дослідження синхронних машин невеликої потужності для покращення габаритних та енергетичних показників. Проведений аналіз конструктивних виконань синхронних машин невеликої потужності показав, що усі доступні синхронні машини виконанні зі збудженням від постійних магнітів та їх вартість починається від 200 $. Для розроблення експериментального стенду потрібна синхронна машина невеликої потужності з електромагнітним збудженням так як вона має можливість регулювати струм збудження, який необхідно для отримання повної характеристики синхронної машини. На даний час немає стенду для дослідження синхронних машин невеликої потужності, який обладнаний сучасними елементами живлення, 5 регулювання, системами керування та вимірювальних приладів. Відсутні також системи для плавного регулювання моменту навантаження. Основною проблемою у даному питанні виступає вартість стенду для досліджень. Актуальною ціною на даний час є від 150 тис. грн. і при цьому у даних зразках немає суттєвих переваг, які б оправдовували таку ціну. Провівши патентний пошук, обраний прототип на основі якого було розроблено концепцію експериментального стенду для дослідження синхронних машин невеликої потужності. Збудовано структурну схем, у якій вказано усі необхідні компоненти для забезпечення керуванням стенду без виконання комутацій, а також задовольнити потребу у можливості плавного регулювання синхронної машини. Для плавного регулювання моменту навантаження синхронної машини було використано безконтактну багато фрикційну електромагнітну муфту, яка забезпечує необхідний гальмівний момент та має простий спосіб керування. Дослідним двигуном використаний синхронний генератор з електромагнітним збудженням від бензинового автономного генератора. Дослідний стенд дозволяє досліджувати синхронну машину у режимах двигуна та генератора та проводити наступне: ? зняття робочих характеристик; ? зняття V-подібних характеристик; ? дослід короткого замикання; ? дослід холостого ходу. Метою магістерської роботи є розробка експериментального стенду дослідження синхронних машин із застосуванням сучасного обладнання. Для досягнення даної мети поставлено такі завдання: ? огляд конструктивних особливостей сучасних синхронних машин; ? виконати огляд існуючих стендів для дослідження характеристик синхронних машин; 6 ? вибір оптимальної конфігурації стенду дослідження характеристик; ? розроблення можливості плавного регулювання навантаження; ? вибір прототипу синхронної машини для розроблення експериментального стенду; ? забезпечення малих енергетичних та габаритних показників; ? зняття експериментальних характеристик та порівняння з теоретичними даними; Об’єкт дослідження – явнополюсна синхронна машина невеликої потужності. Предмет дослідження – характеристики та параметри синхронної машини за різних режимів роботи. Практична новизна отриманих результатів полягає у розробленні: ? експериментального стенда дослідження характеристик та параметрів явнополюсної синхронної машини невеликої потужності; ? системи керування безконтактною електромагнітною муфтою. Перелік використаних літературних джерел: 1. Грабко В.В. Розводюк М.П «Експериментальні дослідження електричних машин. Частина ІV синхронні машини» м.Вінниця ДК№746 від 25.12.2001р - 38 с. 2. Попічко В.В., Хай М.В. Конструкція явнополюсних синхронних машин. Навч. посібник. - Львів: НУЛП, 2002. — 112 с 3. Правила улаштування електроустановок. – Видання офіційне. Міненерговугілля України. Харків: Видавництво «Форт», 2017. – 760 с. 4. Електричні машини. Навчальний посібник / Г.Г.Півняк, Ф.П.Шкрабець, В.П.Довгань. - Дніпропетровськ, Видавництво Національного гірничого університету, 2003.