автореферат диссертации по энергетике, 05.14.08, диссертация на тему:Автономная ветроэлектрическая установка

российская академия сельскохозяйственных наук

всероссийский научно-исследовательский институт электрификации сельского хозяйства (виэсх)

На правах рукописи

рг6. од

ЧЕРНОВ с

Роман Олегович

и Г.-М / )

автономная ветроэлектрическая установка.

Специальность 05.14.08- преобразование возобновляемых видов энергии, установки и комплексы на их основе.

автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва 2000

Работа выполнена в Московском институте коммунального хозяйства н строительства (МИКХиС).

Научный руководитель - член-корреспондент Академии электротехнических наук, кандидат технических наук, профессор Алиев И.И.

Научный консультант - кандидат технических наук, старший научный сотрудник, эксперт ООН но использованию возобновляемых источников энергии в сельском хозяйстве Муругов В.П.

Официальные оппоненты - действительный член Академии

электротехнических наук, доктор технических наук, профессор Мамедов Ф.А. - кандидат технических наук, старший научный сотрудник, лауреат премии Правительства РФ Сокольский А.К.

Ведущая организация: Московский энергетический институт (Технический университет).

Защита состоится " а "мая 2000г. в /О часов на заседании диссертационного совета Д.020.15.01 Всероссийского научно-исследовательского института электрификации сельского хозяйства по адресу: 109456, 1-й Вешняковский проезд, д2, ВИЭСХ.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ВИЭСХ. Автореферат разослан "_"апреля 2000г.

Отзывы на автореферат, заверенные печатью (в двух экземплярах) просим направлять по указанному адресу.

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат технических наук, старший научный сотрудник

А.И. Некрасов

Л Г. I НС Л

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ.

Актуальность темы.

Использование энергии ветра в нашей стране имеет давние традиции. Оценка ветроэнергетических ресурсов страны показывает, что для энергетического использования пригодны 8 млн.кв.км. территории где среднегодовая скорость ветра превышает 5м/сек. Известно, что 70% территории страны с постоянно проживающим населением примерно 22 млн. человек не могут получать энергоресурсы по системе централизованного энергоснабжения и вынуждены их завозить, 20% процентов сельского населения проживает в условиях частых аварийных и плановых отключений. В сложившихся экономических условиях энергоснабжение рассредоточенных объектов (оленеводческие, чабанские бригады, индивидуальные хозяйства, полевые станы) можно рационально решать за счет использования энергии ветра.

. Ветроэлектроустановки (ВЭУ) в широком диапазоне мощностей выпускаются за рубежом. В России в ЦНИИИ "Электроприбор" и на Рыбинском заводе приборостроения освоено серийное производство ВЭУ мощностью до 1 кВт. Серийное производство ВЭУ большей мощности пока не налажено.

Широкое применение находят ВЭУ, в которых используются быстроходное ветроколесо с автоматическим регулированием скорости вращения и асинхронный генератор. Традиционный центробежный механизм автоматического регулирования скорости ветроколеса является уязвимым звеном ветроэлектроустановки и снижает ее надежность. Что касается асинхронного генератора, то одним из его недостатков является зависимость процесса самовозбуждения от потока остаточного магнетизма, значение которого имеет случайный характер. Поэтому остается актуальной проблема разработки ветроэлектрических установок, отличающихся при прочих равных условиях более высокой эффективностью использования ветроэнергетического потенциала.

Работа выполнена в соответствии с госбюджетной темой "Разработка экологических чистых источников электроснабжения для автономных потребителей" (код темы по ГРНТИ 67.53.31) Московского института коммунального хозяйства и строительства.

Цель работы.

Целькэ'работы является создание ВЭУ, обеспечивающих эффективное использование низкопотенциалыюго диапазона малых скоростей ветра для -электроснабжения потребителей в агропромышленном комплексе.

Для достижения поставленной цели в работе был рассмотрен комплекс взаимосвязанных задач:

разработка асинхронного генератора с гарантированным самовозбуждением (АГГС), разработка математической модели АГГС и

программы расчета, позволяющих исследовать при помощи ЭВМ статические и динамические режимы АГГС;

- исследование и расчет динамических режимов АГГС при его работе под нагрузкой в симметричных режимах;

- исследование распределения стационарного магнитного поля АГГС в невозбужденном состоянии и его параметров в различных сечениях магнитопровода;

- разработка ветроколеса с внутренним центробежным регулятором, отличающегося от известных простотой и технологичностью;

- решить задачу настройки ветроколеса на заданное значение скорости вращения при переменной скорости ветра.

Методы исследования.

Исследования проводились:

1. Методом математического моделирования асинхронного генератора с гарантированным самовозбуждением и ветроколеса с внутренним центробежным регулятором и численного решения дифференциальных уравнений методом Рунге-Кутга на персональном компьютере с использованием разработанных программ.

2. Методом конечных элементов посредством программной системы ЕЬСиТ.

3. Путем стендовых испытаний макетного образца АГГС.

Научная новизна.

1. Предложен и исследован новый асинхронный генератор с гарантированным самовозбуждением.

2. Разработана математическая модель АГГС.

3. Предложена программа решения дифференциальных уравнений АГГС на персональном компьютере и получены результаты расчета АГГС в симметричных динамических режимах, показывающие стабильность самовозбуждения АГГС.

4. Исследовано распределение стационарных магнитных полей АГГС и определены параметры поля в различных сечениях магнитопровода. Показана достоверность этих параметров для обеспечения гарантированного самовозбуждения.

5. Предложено и исследовано ветроколесо с внутренним центробежным регулятором для ВЭУ. Предложены аналитические соотношения, являющиеся решением задачи настройки ветроколеса с внутренним центробежным регулятором на постоянную скорость вращения при произвольной скорости ветра.

Практическая ценность работы.

Практическая ценность работы заключается в следующем: теоретически и экспериментально доказана возможность стабильного самовозбуждения АГГС, не зависящая от случайных факторов; предложена схема автоматического регулирования напряжения АГТС путем его

подмагничивания; разработана конструкция ВЭУ с асинхронным генератором с гарантированным самовозбуждением и ветроколесом с внутренним центробежным регулятором, предложена методика настройки ветроколеса на заданное значение его скорости вращения при произвольной скорости ветра; разработано и внедрено программное обеспечение для расчета АГТС в динамических режимах.

Реализация результатов работы.

Результаты работы были использованы на горном предприятии "Алибек" (г.Карачаевск) при проектировании и изготовлении опытных образцов ВЭУ с саморегулирующимся ветроколесом и асинхронным генератором с гарантированным самовозбуждением мощностью до 2 кВт.

Программа расчета переходных режимов АГГС используется в учебном процессе Московского института коммунального хозяйства и строительства.

Апробация работы.

Основные результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на: 21-й научно-технической, методической конференции «Наука и высшее обрззование-96», Москва, 1996г.; 22-й научно-технической, методической конференции «Студенческая наука - 97», Москва, 1997г.; Международной научно-технической конференции «Энергосбережение в сельском хозяйстве», Москва, 1998г., Всемирном электротехническом конгрессе, Москва, 1999.

Публикации результатов исследований. По материалам диссертации опубликовано 8 печатных работ.

На защиту выносятся следующие результаты и положения.

1. Математическая . модель асинхронного генератора с гарантированным самовозбуждением.

2. Программа и методы расчета процесса самовозбуждения асинхронного генератора.

3. Результаты исследования распределения стационарных магнитных полей в невозбужденном асинхронном генераторе с гарантированным самовозбуждением.

4. Математическая модель нового типа ветроколеса с внутренним центробежным ре1-улятором.

Структура и объем диссертации. Диссертация содержит 185 страниц машинописного текста, 100 рисунков, 8 таблиц и состоит из введения, 4 глав, выводов, библиографического списка из 108 наименований и приложения.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы, сформулированы цели и задачи исследований, определены научная новизна, практическая ценность, приведена структура работы.

В первой главе дан обзор развития малой энергетики на базе ВЭУ за рубежом и в нашей стране. Приведены статистические данные по использованию энергии ветра, эксплутационные показатели ВЭУ. Указаны -основные типы ветроприемных устройств с горизонтальной и вертикальной осью вращения, проблемы выбора генератора и схем генерирования напряжения в ветроэнергетике.

Эксплуатационные показатели ВЭУ - коэффициенты использования установленной мощности и удельной выработки, т.е. выработанной энергии, отнесенной к площади ометаемой поверхности вегроколеса, относятся к основным критериям. У ВЭУ, коэффициент использования установленной мощности может находиться в пределах от 20 до 30 процентов, в зависимости от установленной мощности ВЭУ, скорости и постоянства ветра. Второй эксплуатационный показатель является обобщенной характеристикой ВЭУ, условий его работы и эксплуатации. Кроме того, он позволяет оценить с большой степенью точности какую выработку может иметь покупатель ветроэлектроустановки и оценить качество предварительных расчетов. При этом нужно знать только один параметр ВЭУ - диаметр ветроколеса.

Генератор обычно специально разрабатывается для - ВЭУ. Специфические особенности ветроэнергетики определяют дополнительные требования к генераторам для ВЭУ.

Во-первых, изменение мощности на валу ветродвигателя (ВД) носит случайный характер, а средняя выработка ВЭУ существенно зависит от возможностей использования энергии слабых ветров. В связи с этим требуется обеспечить высокую прочность и надежность подшипниковых узлов машины и возможность управления ее магнитным потоком.

Во-вторых, ВД имеет низкую номинальную частоту вращения вала, которая определяется оптимальной расчётной скоростью ветра и конструктивными параметрами ветроколеса (ВК). Уже при расчетной скорости ветра 10 м/с и диаметре ВК б м трудно получить номинальную частоту вращения вала ВД свыше 350 об/мин. Поэтому при выборе генератора для ВЭУ следует идти по пути снижения номинальной частоты вращения ротора генератора с учётом оптимизации схемы преобразования энергии по массе, КПД, стоимости.

В-третьих, в диапазоне скоростей ветра, ниже расчетной, механическая характеристика ВД мягче соответствующей характеристики генератора любого типа. Поэтому при частотах вращения ВД, ниже номинальной, система "ВД - генератор - статическая нагрузка" неустойчива. Устойчивость

такой системы достигается за счет регулирования нагрузки ВД. Проще всего это можно осуществить посредством регулирования возбуждения генератора.

Во второй главе приводится описание конструкции АГГС, разработана математическая модель АГГС, проведено исследование и расчет динамических режимов, представлены экспериментальные зависимости АГГС.

Процесс самовозбуждения асинхронного генератора (АГ) исследован многими авторами. Однако в литературе приводятся различные толкования механизма этого физического процесса.

В существующих работах по самовозбуждению АГ Копылова И.П., Нетушила A.B., Китаева A.B., Бохяна С.К., Иванова A.A., Харкевича A.A. и других ученых просматриваются три основных трактовки этого явления.

Согласно первой из них, которая считается классической, возникновение самовозбуждения обусловлено наличием остаточной намагниченности ротора, лавинообразно усиливаемой емкостным током статора. Логика рассуждений, принятая в этой трактовке процесса самовозбуждения, не отрицает способности к самовозбуждению АГ, ротор которого выполнен в виде сплошных шихтованных стальных колец и не имеет обмотки, а также определяет необходимость увеличения магнитного потока Фист и тока I в обмотке статора по мере повышения скорости вращения ротора ор от нуля до нижней критической. Результаты экспериментов показали, что асинхронная машина с шихтованным стальным ротором, не самовозбуждается даже при наличии значительных остаточных магнитных потоков. К тому же асинхронный генератор со специально намагниченным, а затем размагниченным ротором возбуждался и давал одинаковые показатели самовозбуждения по частоте колебаний ® скорости вращения ротора. Из этого делается вывод , что остаточная намагниченность ротора не является решающим фактором начата возбуждения, поскольку АГ возбуждается и при Фост=0, а самовозбуждающаяся машина представляет собой систему динамически неустойчивую в состоянии покоя , не требующую начального толчка конечной величины, т.е. систему с мягким возбуждением. Ясно, что первоначальный импульс может появиться как со стороны статора, так и со стороны ротора. В последнем случае будет полезной и остаточная намагниченность ротора.

Сторонники второй трактовки явления считают, что самовозбуждение асинхронной машины есть не что иное, как параметрический резонанс. Согласно теории параметрического резонанса толчком к возникновению колебаний АГ могут служить любые флуктуации не зависящие от свойств материала.

Возникновения колебаний здесь усматривается в образовании в переходном процессе при нарастании тока так называемой "динамической

явнополюсности". Считается, что по мере развития самовозбуждения "реактивный момент переходной явнополюсности " уменьшается, но возникшие колебания поддерживаются уже за счет генераторного асинхронного момента. Объяснение механизма самовозбуждения параметрическим резонансом находится в противоречии с экспериментами, проведёнными на АГ с полым, гладким, немагнитным и с массивным стальным роторами, поскольку здесь колебания значений эквивалентной индуктивности при пространственном изменении положения ротора исключены.

Сторонники третьей трактовки явления дают убедительный с количественной стороны анализ процессов самовозбуждения , используя физически корректное положение о том, что величина вносимой в контур энергии не должна быть меньше теряемой . Но каким способом в контур вносится энергия, почему колебания нарастают и устанавливаются только при наличии ёмкости, сторонники энергетической точки зрения не объясняют.

Таким образом, теоретически процесс самовозбуждения прояснен не в полной мере, а с точки зрения практической одним из основных отрицательных качеств АГ является зависимость процесса самовозбуждения от потока остаточного магнетизма и прочих явлений, величины которых имеют случайный характер.

Этого недостатка лишен АГГС. Конструктивно АГГС представляет собой асинхронную машину с короткозамкнутым ротором, в магнитопровод которого определенным образом вмонтированы небольшие постоянные магниты прямоугольной формы из высококоэрцитивного сплава. Каждый магнит может быть помещен в оболочку из медной или алюминиевой фольги, предохраняющей его от размагничивания основным полем машины. Магниты могут размещаться в небольших специальных пазах в зубцах ротора в непосредственной близости к рабочему воздушному зазору. Следует заметить, что магнит с высокой коэрцитивной силой не требует защитных оболочек и не размагничивается основным магнитным потоком.

Источником реактивной мощности являются конденсаторы, включенные в цепь обмотки статора. При вращении ротора в обмотке статора наводится ЭДС от поля магнитов. ЭДС обуславливает появление реактивных токов, протекающих через конденсаторы АГ, что, намагничивая машину, влечёт за собой дальнейшее увеличение ЭДС. Для такой машины в принципе перестают быть актуальными упомянутые выше проблемы самовозбуждения АГ, т.к. самовозбуждение такого генератора не зависит от величины остаточного потока даже в шихтованном магнитопроводе. Расчеты и экспериментальные исследования показали стабильное возбуждение генератора в течение 13-20 периодов в зависимости от характера нагрузки.

Для анализа процессов в различных динамических режимах работы АГГС была разработана математическая модель, на основе методов теории

цепей. Она представляет собой систему дифференциальных уравнений в системе ортогональных координат а,р, которая записана с учетом обычных в теории электрических машин допущений:

где 1а,1ф,1га\1ф~-хш\\ в контурах статора и ротора по осям а,р; у/ а\у/у/потокосцепления статора и ротора по осям а.Р;

индуктивность рассеивания статора, ротора; Ш - потокосцепление намагничивания;

' т

потокосцепление рассеивания.

В этом случае необходимо аппроксимировать кривую М - /(у/„,). Однако в большинстве случаев приводится кривая аппроксимации М - /(/„,), где 1т - ток намагничивания. Тогда токи статора и ротора, выраженные через потокосцепления, в общем виде имеют вид:

IX-М' ' IX,-мг " ЬХ-М1 ' ЬЛг-М2 ' }

= М\ ь = м,

где - полные индуктивности контуров ротора и статора,

М - взаимная индуктивность. Уравнения для полных потокосцеплений имеют вид:

ру^-и*-Ял*;

= (3)

где - Р = - оператор дифференцирования.

Намагничивающий ток /'„, определяется по формуле:

/ = 7 +i ;

l та 1 i * ra'

/», ~ yíiaa +imp-

Используя зависимость M = f (¡J, определяем для каждого jm соответствующую взаимоиндуктивность М:

095

Здесь Мбаз ~ взаимная индуктивность при номинальном токе намагничивания 1цаз определяется из расчета мощности цепи или по данным каталога (паспортным данным генератора):

(

1баз ~ ¡н

snl<P„OM-

ми + li? - 1 " V к

Уравнение движения:

р

Pú)r = -y{Mc-мэо, (6)

где wr- мгновенное значение частоты вращения ротора; Мс - момент ветроколеса; А/э- - электромагнитный момент генератора; J- момент инерции вращающихся частей генератора. Электромагнитный момент:

3

Mj^-JbtVspVra-VsaVrfiliLsLr-M1). (7)

Уравнения нагрузки. Уравнение внешней цели должны учитывать как нагрузку, так и систему регулирования напряжения:

= 1/_- v

Plisa Q ^ /va lna' '

Plltp J^

i

Pir^-j-iu^-Kj,,/),

JUi,

где > L,r параметры нагрузки (потребители); iна- i„p - токи нагрузки;

С - емкость конденсаторных батарей, используемых для самовозбуждения и регулирования напряжения;

- сопротивление балластной нагрузки, используемая для стабилизации частоты напряжения.

Для решения предложенной системы дифференциальных уравнений составлена программа расчета для ЭВМ на алгоритмическом языке Турбо-Паскаль 7.

На рис.1, 2 представлены результаты расчета переходного процесса самовозбуждения АГГС. При этом предполагалось, что начальная скорость вращения ветроколеса составляет 150 об/мин, сопротивление нагрузки является симметричным и носит индуктивно-активный характер. При этом R, -67 Ом, Хн =37,8 Ом.

Напряжение генератора и ток генератора, как видно из рис. 1, нарастая апериодически, достигает номинального значения через 12-14 периодов после начала процесса самовозбуждения. Негармонический характер изменения напряжения в течение первого периода обусловлен неравномерностью магнитной проводимости воздушного зазора. В процессе самовозбуждения нарастает до номинального значения и частота.

Характер изменения тока нагрузки и тока ротора приведен на рис.2. Влияние неравномерности магнитной проводимости воздушного зазора особенно наглядно проявляется на кривых тока статора на начальной стадии. На кривой тока нагрузки гармонический состав токов заметно меньше по причине сглаживающего влияния индуктивного характера нагрузки. Последнее обстоятельство также определяет отстающий по отношению к кривой напряжения характер кривой тока статора и тока нагрузки.

Расчеты показывают, что длительность самовозбуждения АГГС зависит от начальной скорости вращения генератора и от характера нагрузки. Если нагрузка имеет выраженный индуктивный характер, то процесс самовозбуждения затягивается и, наоборот, если доля индуктивного характера нагрузки не велика то самовозбуждение АГГС завершается в течении 9-10 периодов.

На рис. 3 изображена зависимость амплитуды первой полуволны напряжений АГГС от различных скоростей вращения ротора. Как видно из рисунка уже при скорости ротора в 1-2 рад/с в обмотке статора генерируется ЭДС порядка 6-8 вольт. По мере увеличения скорости амплитуда первой полуволны напряжений АГГС растет, достигая значений в несколько десятков вольт при номинальной скорости. Таким образом, АГГС в отличие от асинхронного генератора (АГ) возбуждается и генерирует электроэнергию даже при скоростях ветра значительно ниже расчетной. Это обстоятельство является принципиальным отличием АГГС от обычного АГ.

Рис. 2. Графики изменения тока ротора и тока нагрузки (г,„,,/,/)•

V* (рад/с)

О ■ ■ - -— - ..........- -.....

1 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

Рис.3. Зависимость амплитуды первой полуволны ЭДС от скорости вращения ротора генератора под нагрузкой.

На макетном образце АГГС, выполненном на базе серийной асинхронной машины 4А мощность 2,2 кВт, были получены результаты, качественно подтверждающие приведенные расчеты.

На рис. 4, 5 приведены экспериментальные зависимости полученные при исследовании обычного асинхронного генератора и генератора с гарантированным самовозбуждением.

Из графика представленного на рис. 4 следует, что генератор с гарантированным самовозбуждением намагничивается и возбуждается при несколько меньших значениях емкостей и токах намагничивания. Это обстоятельство особенно четко просматривается на начальном - важнейшем с точки зрения процесса возбуждения - участке характеристики холостого хода.

В то же время , как следует из графика представленного из рис 5, при одних и тех же значениях возбуждающих емкостей и одинаковом напряжении, генератор с гарантированным самовозбуждением имеет меньшие значения скоростей. Справедливо и обратное: равным значениям скоростей вращения генераторов при равных напряжениях соответствуют разные значения возбуждающих емкостей, причем при снижении скорости вращения генераторов эта разность возрастает, составляя в области номинальных расчетных значений емкостей (24 мкФ) около 5 мкф, т.е. 20%.

1)>Г»!5( = 38М

2-АГГС 1-АГ

С

Рис. 4. График зависимости ЭДС ЛГ и АГГС от емкости используемых конденсаторов и тока намагничивания.

Рис. 5. График зависимости скорости вращения АГ и АГГС от емкости возбуждающих конденсаторов при одинаковом напряжении (11=3 80в).

В третьей главе представлен расчет стационарного магнитного поля асинхронного генератора с гарантированным самовозбуждением. Расчет выполнен с помощью программной системы ЕЬСЦГ для постоянного магнита, выполненного из высококоэрцитивного магнитного сплава КСП-37 с Нс =800000 А/м. Для стали марки 2013 было принято //„, = 7200, для постоянного магнита цмаг = 1 .

Как отмечалось, АГГС отличается от обычного АГ наличием небольшого магнита, впрессованного в зубец ротора. Число магнитов может также соответствовать числу полюсов машины. Магниты создают в магнитопроводе и воздушном зазоре машины стационарное магнитное поле. При вращении АГГС в обмотке статора наводится ЭДС, причем ЭДС наводится при произвольной скорости вращения. В главе исследуются распределение стационарного магнитного поля по магнитопроводу машины и параметры поля имеющие решающее значение для самовозбуждения.

Программа расчета магнитного поля постоянных магнитов методом конечных элементов позволяет найти картину распределения магнитного поля постоянных магнитов в поперечном сечении (рис. 6,7), изучить влияние материала, формы и места расположения магнитов на картину поля, найти

потокосцепдение вторичной обмотки машины с полем магнитов и определить ЭДС, наводимую в обмотке статора, вращающимся вместе с ротором полем постоянных магнитов. Исследование двухмерного распределения поля проводилось не только во всем поперечном сечении машины, но и более детально в расчетной области, равной зубцовому делению (рис. 8).

/х^-'х" I"л;

.' ✓ >" \ ■ . . ...

'¿ЫЦГ.....^УроМ м !|| ¡1

' н Ж п

Ш / ж \ У '

/1

^¿Ш^Л1

Рис. 6. Распределение Рис. 7. Распределение Рис. 8. Распределение

магнитного поля магнитного поля магнитного поля в

постоянных магнитов в постоянных магнитов в расчетной области

поперечном сечении от поперечном сечении от равной зубцовому

6 магнитов, 1 магнита. делению машины.

На рис.9 представлена диаграмма распределения магнитной индукции в воздушном зазоре. Расчетное значение индукции непосредственно под зубцами, соседствующими с постоянным магнитом, составляет 0,2 Тесла. Затем по мере приближения к щелям пазов значение магнитной индукции уменьшается. Далее в воздушном зазоре непосредственно под зубом, содержащим постоянный магнит, индукция растет, достигая наибольшего значения 0,47 Тл под торцом магнита в воздушном зазоре. Такая индукция, хотя и в очень ограниченной зоне, соизмерима с величиной индукции рабочего поля машины.

На рис. 10 представлена диаграмма распределения магнитной индукции вдоль оси 2-2 зубцов статора и ротора. Величина магнитной индукции нарастает по мере продвижения вдоль оси от ярма статора к его зубцу. Расчётная величина индукции в теле зубца статора, расположенного напротив магнита, составляет 0,65-0,75 Тл, в пределах воздушного зазора величина магнитной индукции уменьшается до 0,3 Тл, а на поверхности ротора претерпевает разрыв и скачком увеличивается до 0,8 Тл. Магнитная индукция внутри магнита неизменна и равна 1 Тл. При выходе из магнита кривая индукции вдоль оси вновь претерпевает разрыв, уменьшаясь скачком до 0,2 Тл, а затем уменьшаясь к периферии ярма ротора до нуля.

Рис. 10. Диаграмма распределения магнитной индукции по оси 2-2.

Анализ распределения стационарных магнитных полей в асинхронном генераторе с гарантированным самовозбуждением показывает, что в воздушном зазоре машины в зоне расположения магнитов создаются поля, магнитная индукция которых соизмерима с величиной индукции рабочего поля машины. Таким образом эти поля обеспечивают наведение ЭДС Е0, токов конденсаторов и стабильное самовозбуждение.

Методы исследования, используемые для расчета АГГС выполненного на базе асинхронной машины мощностью 2.2 кВт могут быть трансформированы для расчета более мощных асинхронных машин.

В четвертой главе представлены результаты исследований ВЭУ на базе асинхронного генератора с гарантированным самовозбуждением и ветроколеса с внутренним центробежным регулятором. Разработана математическая модель ветроколеса, приведена методика расчета ВЭУ. Дала оценка экономической эффективности использования ВЭУ.

Эскиз ступицы ветроколеса с внутренним центробежным регулятором представлен на рис. 11. Который поясняет его устройство и принцип действия.

Ветроколесо включает ступицу 1, расположенную на валу, связывающем его с генератором. В полостях ступицы расположены корни маха 2, имеющие винтовые прорези 3, аналогичные прорези выполнены-в полости ступицы. Совмещенные прорези ступицы и корни маха заполнены стальными шариками. К маху жестко прикреплены лопасти. Корни махов прижимаются к дну ступицы пружинами 4, усилие которых регулируется крышками 5, которые фиксируются контргайками 6.

Рис. 11 Эскиз ступицы саморегулирующего устройства ветроколеса.

Принцип действия ветроколеса с внутренним центробежным регулятором, настроенного на заданную скорость вращения, сводится к

!

следующему. Корни маха лопасти, например, при увеличении скорости ветра под действием центробежных сил выдвигаются из полости ступицы. При этом благодаря винтовым прорезям, заполненным шариками, лопасти одновременно поворачиваются в сторону уменьшения угла атаки, что приводит к стабилизации скорости вращения.

При уменьшении скорости ветра, наоборот, центробежные силы уменьшаются, под воздействием упругой силы пружины корни маха вдвигаются в полости, одновременно поворачиваясь и увеличивая угол атаки, Таким образом ветрЬколесо представляет собой динамическую систему, в которой имеет место непрерывное аксиальное перемещение лопастей и их поворот вокруг своей оси. При этом с непрерывным изменением угла атаки непрерывно изменяется и расстояние центра тяжести этих лопастей относительно оси вращения ветроколеса.

Зависимости стабильной работы ветроколеса (со = const) получены при следующих данных, соответствующих построенному опытному образцу ветроколеса:

/,=2x103 н/м - коэффициент упругости пружины; сйп —20 с'1 - угловая скорость ветроколеса; \о =4, 8, 12, 16,20, 24 м/с- скорость ветра; f(r lO-f-12 - начальный угол поворота лопасти; т= 15 кг - масса ветроколеса;

R4o=0.9 м - расстояние до центра тяжести лопастей в пусковом состоянии; Rrn 1.8 м - размах (длина лопасти в начальном состоянии); у0=1.29х1О°кг/м3 - плотность воздуха; С=0.1- коэффициент крутящего момента; 5 =10.18 - площадь, ометаемая ветроколесом.

Задача настройки ветроколеса на постоянную скорость вращения сводится к регулировке усилия пружин с учетом их упругости, масс лопастей и размеров ветроколеса. Для приведенных условий в цилиндрической системе координат получены уравнения являющиеся решением задачи настройки ветроколеса с внутренним центробежным регулятором на постоянную скорость вращения при переменной скорости ветра:

fypvlScosp \ JT (Т

л = Тп-у, I—ту ^ 4Й(\—0 + . а 1 \

4п)й)ДД + Д) dl .

и>= Arccosf-5--Н ■

cPV]S{R0+X)dt

Выполнен расчет на ЭВМ значений X (длина, на которую следует затянуть пружину) при заданной скорости ветра у0 и угле атаки <р. Значение параметров для пускового угла атаки (,% -12" практически совпадает со случаем <р0 =10".

Экспериментально установлено, что АГГС с одним постоянным магнитом, мощностью 2.2 кВт генерирует на 4-6% больше электроэнергии, чем АГ аналогичной мощности при небольших скоростях ветра (3м/с- 6м/с), что обеспечит экономическую целесообразность использования ВЭУ в регионах со средней годовой скоростью ветра 3-6 м/с.

ВЫВОДЫ

1. Одним из путей увеличения выработки электроэнергии ВЭУ является разработка нового типа генератора, способного генерировать электроэнергию при малых скоростях ветра (3 м/с).

2. Традиционные системы центробежно-аэродинамического регулирования скорости вращения ветроколеса являются технически сложными и дорогими в изготовлении.

3. Разработана ВЭУ, включающая в себя асинхронный генератор с гарантированным самовозбуждением (АГГС) и ветроколесо с внутренним центробежным регулятором.

4. Наличие постоянных магнитов в АГГС устраняет статистический характер самовозбуждения и позволяет генерировать электроэнергии на 6% больше, чем асинхронный генератор аналогичной мощности при малых скоростях ветра.

5. Исследован характер распределения магнитных полей в генераторе для одного из шести постоянных магнитов, которые показывают, что величина магнитной индукции в воздушном зазоре АГГС в особенности под зубцом содержащим магнит составляет 0.3-0.45 Тл, что соизмеримо с величинами магнитной индукции рабочего поля машины. Постоянные магниты обеспечивают наведение в витках обмотки статора первоначальной ЭДС, вызывающие появление намагничивающего тока и гарантированное самовозбуждение генератора.

6. Разработана методика расчета и предложена математическая модель АГГС, позволяющая исследовать его динамические режимы на холостом ходу, симметричные и несимметричные динамические режимы под нагрузкой.

7. Проведены стендовые экспериментальные исследования динамических режимов макетного образца АГГС. Расхождение расчетных и экспериментальных данных не превышают 7%.

8. Разработан алгоритм и решена задача настройки центробежного регулятора ветроколеса, обеспечивающая постоянную частоту вращения ветроколеса в широком диапазоне скоростей ветра (от 7 до 25 м/с).

9. Экономическая эффективность разработки обеспечивается за счет увеличения выработки электроэнергии ВЭУ и снижения себестоимости вырабатываемой электроэнергии до 8 % при использовании низкопотенциального диапазона малых скоростей ветра.

Основное содержание работы опубликовано в следующих работах.

1. Алиев И.И., Беспалов В.Я., Клоков Ю.Б., Чернов P.O. Программа расчета распределения магнитных полей в асинхронном генераторе для ПК типа IBM PC. М„ МЭИ, 1996 г.

2. Алиев И.И., Беспалов В.Я., Клоков Ю.Б., Чернов P.O. Программа расчета динамических режимов асинхронного генератора с гарантированным самовозбуждением для ПК типа IBM PC. М., МЭИ, 1996г.

3. Алиев И.И., Чернов P.O. Асинхронный генератор для ветроэлектростанции и микроГЭС. Тезисы трудов 21 научно-технической и научно-методической конференции "Наука и высшее образование 96". М„ 1996.

4. Алиев И.И., Беспалов В.Я., Клоков Ю.Б., Чернов P.O. Гарантированное самовозбуждение асинхронных генераторов. Сб. научн. тр. УГТУ. Екатеринбург, 1997.

5. Алиев И.И., Чернов P.O. Математическая модель асинхронного ветрогенератора с гарантированным возбуждением. Сб. научн. трудов 21 научно-технической и научно-методической конференции "Студенческая наука 97" М., 1997.

6. Алиев И.И., Чернов P.O. Ветроэлектростанция с использованием асинхронного генератора с гарантированным самовозбуждением и саморегулирующегося ветроколеса. Тезисы трудов Московской научно-практической конференции "Потенциал московских вузов и его использование в интересах города". М, 1999.

7. Алиев И.И., Чернов P.O. Асинхронный генератор с гарантированным возбуждением для ВЭС. Тезисы докладов ВЭЛК. М., МЭИ, 1999 г.

8. Алиев И.И., Беспалов В.Я., Чернов P.O. Переходные режимы асинхронного генератора с гарантированным самовозбуждением при симметричной нагрузке. Электротехника, №9, 1999.

1.1 1.2 1.

Глава

Глава

СОДЕРЖАНИЕ.

СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ИССЛЕДОВА- 9 НИЙ В ОБЛАСТИ ВЕТРОЭНЕРГЕТИКИ. Проблемы развития малой энергетики на базе

ВЭУ за рубежом и в нашей стране. Общественное мнение и экологические пробле- 17 мы ВЭУ.

Основные типы ветроприемных устройств используемых для ВЭС.

Проблемы выбора генератора и схем генериро- 23 вания напряжения в ветроэнергетике. Выводы.

АСИНХРОННЫЙ ГЕНЕРАТОР С ГАРАНТИ- 33 РОВАННЫМ САМОВОЗБУЖДЕНИЕМ ДЛЯ ВЭУ

Асинхронный генератор с гарантированным са- 33 мовозбуждением.

Основные уравнения асинхронного генератора в 36 установившемся режиме.

Частота генерируемых колебаний.

Изменение напряжения асинхронного генерато- 44 ра. Принципы стабилизации напряжения. Динамические режимы асинхронного генерато- 50 ра с гарантированным самовозбуждением для ветроэлектрических станций.

Экспериментальные исследования асинхронно- 58 го генератора с гарантированным самовозбуждением.

Выводы

ИССЛЕДОВАНИЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ НАЧАЛЬНЫХ МАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ ОТ ПОСТОЯННЫХ МАГНИТОВ В АСИНХРОННОМ ГЕНЕРАТОРЕ С ГАРАНТИРОВАННЫМ САМОВОЗБУЖДЕНИЕМ. 3.1 Расчет магнитного поля от постоянных магни- 66 тов в поперечном сечении машины.

3 .2 Расчет магнитного поля от постоянного магнита в расчетной области равной зубцовому делению машины. 3.3 Выводы

Глава 4 РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ МЕХАНИ- 118 ЧЕСКИХ УЗЛОВ ВЭС С САМОРЕГУЛИРУЮЩИМ ВЕТРОКОЛЕСОМ.

4.1 Описание ВЭУ.

4.2 Методика выбора типа ветроколеса.

4.3 Устройство и принцип действия ветроколеса с 124 внутренним центробежным регулятором для

4.4 Задача настройки ветроколеса с внутренним 128 центробежным регулятором.

4.5 Методика расчета ветроколеса с внутренним 130 центробежным регулятором.

4.6 Методика расчета вспомогательных узлов ВЭУ.

4.7 Экономические перспективы применения ВЭУ.

4.8 Технико-экономические характеристики ВЭУ.

4.9 Выводы 153 Заключение 154 Литература 156 Приложения

Использование энергии ветра в нашей стране имеет давние традиции. Оценка ветроэнергетических ресурсов страны показывает, что для энергетического использования пригодны 8 млн. кв. км. территории где среднегодовая скорость ветра превышает 5м/сек. Известно, что 70% территории страны с постоянно проживающим населением примерно 22 млн. человек не могут получать энергоресурсы по системе централизованного энергоснабжения и вынуждены их завозить, 20% процентов сельского населения проживает в условиях частых аварийных и ограничительных отключений. В сложившихся экономических условиях энергоснабжение рассредоточенных объектов (оленеводческие, чабанские бригады, индивидуальные хозяйства, полевые станы) можно рационально решать за счет использования энергии ветра.

Требуют решения стремительно нарастающие экологические проблемы. Повышение температуры в результате накопления в атмосфере газов (парниковый эффект), загрязнение окружающей среды, по мнению экспертов ООН, уже не в столь отдаленной перспективе может привести к таянию полярных льдов, затоплению обширных прибрежных зон, наступлению пустынь. По данным Метрологического управления Великобритании 1997 год оказался самым теплым в истории человечества с тех пор, как с 1860г. ведется глобальное метеонаблюдение. Температура года на 0.43 градуса Цельсия превышает среднюю температуру на планете в течение нескольких последних десятилетий.

Ветроэлектроустановки (ВЭУ) в широком диапазоне мощностей выпускаются за рубежом. В России освоено производство ВЭУ мощностью до 1 кВт в ЦНИИИ "Электроприбор" и на Рыбинском заводе приборостроения. Массовое производство ВЭУ большой мощности пока не налажено.

Широкое применение находят ВЭУ, в которых используются традиционное быстроходное ветроколесо с автоматическим регулированием скорости вращения и асинхронный генератор. Традиционный центробежный механизм автоматического регулирования скорости ветроколеса является уязвимым звеном ВЭУ и снижает ее надежность. Что касается асинхронного генератора, то одним из его недостатков является зависимость процесса самовозбуждения от потока остаточного магнетизма, значение которого имеет случайный характер. По изложенным причинам остается актуальной проблема разработки ветроэлектрических установок отличающихся при прочих равных условиях простотой и высокой надежностью.

Работа выполнена в соответствии с госбюджетной темой "Разработка экологических чистых источников электроснабжения для автономных потребителей" (код темы по ГРНТИ 67.53.31) Московского института коммунального хозяйства и строительства.

Цель работы.

Целью работы является разработка автономной ветроэлектрической установки (ВЭУ), обеспечивающей эффективное использование низкопотенциального диапазона энергии малых скоростей ветра, для электроснабжения удаленных потребителей не подключенных к электросети или экономии электроэнергии, полученной от других источников в агропромышленном комплексе. Для достижения поставленной цели в работе был рассмотрен комплекс взаимосвязанных задач:

- разработка математической модели АГГС и программы расчета, позволяющие исследовать при помощи ЭВМ статические и динамические режимы АГГС.

- исследование динамических режимов АГГС при его работе под нагрузкой;

- исследование распределения стационарного магнитного поля АГГС в невозбужденном состоянии и показать распределение магнитного поля и его параметров в различных сечениях магнитопровода;

- разработка ветроколеса с внутренним центробежным регулятором, отличающееся от известных простотой и технологичностью;

- разработка математической модели ветроколеса и его настройки на заданное значение скорости его вращения при переменной скорости ветра.

Методы исследования.

Исследования проводились:

1. Методом математического моделирования АГГС и ветроколеса с внутренним центробежным регулятором и численного решения дифференциальных уравнений на персональном компьютере с использованием разработанных программ.

2. Методом конечных элементов посредством программной системой ЕЬСиТ.

3. Путем экспериментальных исследований.

Научная новизна.

1. Разработан и предложен новый асинхронный генератор с гарантированным самовозбуждением.

2. Разработана математическая модель АГГС.

3. Предложена программа решения дифференциальных уравнений АГГС на персональном компьютере и получены результаты расчета АГГС в симметричных динамических режимах, показывающие стабильность самовозбуждения АГГС.

4. Исследовано распределение стационарных магнитных полей АГГС и определены параметры поля в различных сечениях магнитопровода. Показана достаточность этих параметров для обеспечения гарантированного самовозбуждения.

5. Предложено и исследовано саморегулирующееся ветроколесо для ВЭУ. Разработана его математическая модель, описывающая регулировку ветроколеса и его настройку на заданную скорость вращения при произвольной допустимой скорости ветра.

Практическая ценность работы.

Практическая ценность работы заключается в следующем: разработано и внедрено программное обеспечение для расчета АГГС в динамических режимах; предложена методика настройки ветроколеса на заданное значение его скорости вращения при произвольной скорости ветра; теоретически и практически доказана возможность стабильного самовозбуждения АГГС, не зависящая от случайных факторов; предложена конструкция ВЭУ с саморегулирующимся ветроколесом и асинхронным генератором с гарантированным самовозбуждением, предложена схема автоматического регулирования напряжения АГГС путем его подмагничивания.

Реализация результатов работы.

Результаты работы были использованы на горном предприятии "Алибек" (г. Карачаевск) при проектировании и изготовлении модели ВЭУ с саморегулирующимся ветроколесом и асинхронным генератором с гарантированным самовозбуждении мощностью до 2 кВт.

Программа расчета переходных режимов АГГС используется в учебном процессе Московского института коммунального хозяйства и строительства.

Апробация работы.

Основные результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на: 21-й научно-технической, методической конференции «Наука и высшее образование-96», Москва, 1996г.; 22-й научно-технической, методической конференции «Студенческая наука - 97», Москва, 1997г.; Международной научно-технической конференции «Энергосбережение в сельском хозяйстве», Москва, 1998г., Всемирном электротехническом конгрессе, Москва, 1999.

Публикации результатов исследований. По материалам диссертации опубликовано 8 печатных работ.

На защиту выносятся следующие результаты и положения.

1. Математическая модель асинхронного генератора с гарантированным самовозбуждением.

2. Программа и результаты расчета процесса самовозбуждения асинхронного генератора.

3. Результаты исследования распределения стационарных магнитных полей в невозбужденном асинхронном генераторе с гарантированным самовозбуждением.

4. Математическая модель и метод расчета ветроколеса с внутренним центробежным регулятором.

4.9 Выводы

1. Осуществлена разработка, исследование и проектирование ветроэлектрической станции на основе самонастраивающегося ветроколеса.

2. Предложены аналитические соотношения, являющиеся решением задачи настройки саморегулирующегося ветроколеса на постоянную скорость при переменной скорости ветра.

3. Предложены аналитические соотношения, являющиеся решением задачи настройки ветроколеса с внутренним центробежным регулятором на постоянную скорость вращения при переменной скорости ветра.

4. Выполнено исследование и конструирование ветроколеса с внутренним центробежным регулятором, основных узлов и блоков ВЭУ, в соответствии с которыми изготовлены опытные образцы.

5. Показано, что использование АГГС в ВЭУ может снизить себестоимость генерируемой электроэнергии примерно на 8%, что наряду с повышением надежности что уменьшит срок окупаемости ВЭУ.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ по диссертационной работе получены следующие основные результаты.

1. Обзор технологии использования энергии ветра, в том числе и в агропромышленном комплексе в различных странах мира, показал актуальность проблемы дальнейшего совершенствования ВЭУ и их активных элементов: электрического генератора и ветроколеса.

2. Разработана и исследована ВЭУ, включающая в себя асинхронный генератор с гарантированным самовозбуждением (АГГС) и ветроколесо с внутренним центробежным регулятором, которые обеспечивают возможность ее работы в широком диапазоне скоростей ветра.

3. АГГС занимает промежуточное положение между асинхронным генератором и синхронным генератором с постоянными магнитами, при этом он свободен от недостатков асинхронного и синхронного генераторов. АГГС генерирует электрическую энергию в широком диапазоне скоростей ветра и тем самым расширяет возможности ВЭУ.

4. Показано, что в АГГС обеспечивается стабильное, гарантированное самовозбуждение, при котором исключается случайности, связанные с наличием или отсутствием остаточной намагниченности и иными вероятностными явлениями в асинхронном генераторе.

5. Выполнены исследования и расчет методом конечных элементов распределения магнитных полей от постоянного магнита в АГГС, которые показывают, что величина магнитной индукции в воздушном зазоре АГГС в особенности под зубцом содержащим магнит, соизмерима с величинами магнитной рабочего поля машины, что обеспечивает наведение в витках обмотки статора первоначальной ЭДС и появление намагничивающего тока и безусловное самовозбуждение генератора.

6. Разработана методика расчета и предложена математическая модель АГГС, позволяющая исследовать его динамические режимы на холостом ходу и симметричные и несимметричные динамические режимы под нагрузкой.

7. Разработаны алгоритм и программа для расчета АГГС, выполнено исследование и расчет процесса самовозбуждения АГГС в симметричных режимах под нагрузкой. Результаты расчетов подтверждены экспериментальными исследованиями.

8. Предложены аналитические соотношения, являющиеся решением задачи настройки ветроколеса с внутренним центробежным регулятором на постоянную скорость вращения при переменной скорости ветра.

9. Показано, что использование АГГС в ВЭУ снизит себестоимость генерируемой электроэнергии на 8%, что наряду с повышением надежности уменьшит срок окупаемости ВЭУ.

1. Алиев И.И., Беспалов В.Я., Клоков Ю.Б., Чернов P.O. Программа расчета распределения магнитных полей в асинхронном генераторе для ПК типа 1.M PC. Москва, МЭИ, 1996 г.

2. Алиев И.И., Беспалов В.Я., Клоков Ю.Б., Чернов P.O. Программа расчета динамических режимов асинхронного генератора с гарантированным самовозбуждением для ПК типа ЮМ PC. Москва МЭИ, 1996г.

3. Алиев И.И., Чернов P.O. Асинхронный генератор для ветроэлектростанции и МикроГЭС. Тезисы трудов 21 научно-технической и научно-методической конференции "Наука и высшее образование 96" М., 1996,с.57.

4. Алиев И.И., Беспалов В.Я., Клоков Ю.Б., Чернов P.O. Гарантированное самовозбуждение асинхронных генераторов. Сб. науч. тр. УГТУ. Екатеринбург: 1997, с. 184-191.

5. Алиев И.И., Чернов P.O. Математическая модель асинхронного ветрогенератора с гарантированным возбуждением Тезисы трудов 21 научно-технической и научно-методической конференции "Студенческая наука 97" Москва, 1997,с.35.

6. Алиев И. И. и др. Разработка и исследование ветроэлектрических станций. Per. №09-К МЦ «Политехник», г. Черкесск, 1990 г.

7. Алиев И.И., Чернов P.O. Асинхронный генератор с гарантированным возбуждением для ВЭС. Тезисы докладов ВЭЛК. М. 1999 г.

8. Алиев И.И., Беспалов В.Я., Клоков Ю.Б. Асинхронный генератор. АС РФ №2474. Бюлл. №7 16.07.96 / авт

9. Алиев И.И., Беспалов В.Я., Чернов P.O. Переходные режимы асинхронного генератора с гарантированным самовозбуждением при симметричной нагрузки. Электротехника 1999, №9, с. 53

10. Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя в 3-х томах, 5-е изд., М: Машиностроение, 1979-1980.

11. Алюшин Г.Н. Система стабилизации напряжения асинхронного генератора(учебное пособие). Киев: Киевское высшее авиационное училище ВВС, 1969. - 39 с.

12. Амброс Ф.С. Автономный асинхронный генератор с подмагничиванием спинки статора: Автореферат на соискание ученой степени канд. техн. наук. -М., 1973. -18 с.

13. А с. 113315 (СССР). Устройство для автоматического регулирования напряжения асинхронного генератора / B.C. Загорский. Опубл. в Б.И., 1966, №8; МКИ Н02Р 9/32.

14. А с, 188350 (СССР). Устройство для автоматической стабилизации напряжения автономного асинхронного генератора / С.К. Бохян. Опубл. в Б.И., 1966, №18; МКИ Н02Р 9/32.

15. A.c. 443443 (СССР). Асинхронный генератор с конденсаторным возбуждением /Ю.Н. Шумов,- Опубл. в Б.И., 1974, №34; МКИ Н02Р 9/00

16. A.c. 469200 (СССР). Устройство для автоматической стабилизации напряжения автономного асинхронного генератора / В.А. Симатов, М.П. Галкин. Опубл. в БЛ„ 1975, № 16; МКИ Н02Р 9/46.

17. A.c. 477512 (СССР). Устройство для регулирования напряжения асинхронного генератора / A.B. Арчаков, Л.И. Гутенмахер. -Опубл. в Б.И., 1976, №21; МКИ Н02Р 9/46.

18. A.c. 558359 (СССР). Асинхронный вентильный генератор / М.Л. Костырев, В.Н. Кудояров и др.- Опубл. в Б.И„ 1977, № 18, Н02Р 9/42.

19. A.c. 760382 (СССР). Регулятор напряжения для асинхронного генератора /Т.Н. Алюшин. Опубл. в Б.И., 1980, №32; МКИ Н02Р 9/46.

20. A.c. 896737 (СССР). Способ управления асинхронным вентильным генератором / П.Ю. Грачев, П.А. Кунцевич и др. Опубл. в Б.И., 1982, №1; МКИ Н02Р 9/42.

21. A.c. 877773 (СССР). Устройство для автоматического регулирования напряжения асинхронного генератора /В.М. Рыжков и др. Опубл. в Б.И., 1981, №40; МКИ Н02Р 9/46.

22. А.о. 957405 (СССР). Устройство для стабилизации напряжения асинхронного генератора / Н.И. Богатырев, Б.И. Жидков и др. Опубл. в Б.И., 1982, №33; МКИ Н02Р 9/46.

23. A.c. 1078574 (СССР). Способ управления асинхронным вентильным генератором / П.А. Кунцевич и др.- Опубл. в Б.И., 1984, №9; МКИ Н02Р 9/42.

24. A.c. 1136297 (СССР). Способ управления асинхронным-генератором с конденсаторным возбуждением и устройство для его осуществления / П.А. Кунцевич, В.П. Харитонов. Опубл. -в Б.И., 1985, №3; МКИ Н02Р 9/46.

25. A.c. 1343537 (СССР). Система автономного электроснабжения / П.А. Кунцевич. Опубл. в Б.И, 1987, № 37, МКИ Н02Р 9/46.

26. A.c. 1366688 (СССР). Ветроустановка / П.А. Кунцевич, В.П. Пивнев. -Опубл. в Б.И., 1988, №2, МКИ Р 0309/02.

27. Бабешко В.А., Глушков Е.В., Зинченко Ж.Ф. Динамика неоднородных линейно-упругих сред. -М.; Наука.-344 с.

28. Балагуров В.А. Проектирование специальных электрических машин переменного тока. М: Высшая школа, 1982. - 272 с.

29. Бертинов А.И. Электрические машины авиационной автоматики. -М: Оборонгиз, 1961. -429 с.

30. БессекерскийВ.А., Попов Е.П. Теория систем автоматического регулирования. М.: Наука, 1972. - 768 с.

31. Богословский Ю.М. Исследование автономных асинхронных генераторов с учетом насыщения магнитной цепи.: Автореферат дисс. на соискание ученой степени канд. техн. наук. Киев, 1975. - 20 с.

32. Ботвинник М.М., Шакарян Ю.Г. Управляемая машина переменного тока. -М.: Наука, 1969. 142 с.

33. Болотин З.В. О плотности частот собственных колебаний тонких упругих оболочек//ПММ. -1963. -Т. 27.-Вып. 2.-С. 362-364.

34. Бохян С.К. Емкостное самовозбуждение асинхронного генератора. Изв. АН СССР Энергетика и транспорт, 1977, №2.

35. В.Брускин Д.Э. Генераторы, возбуждаемые переменным током. М.: Высшая школа, 1974. 128 с.

36. Бут Д.А. Электрические генераторы для летательных аппаратов. М. -МАИ, 1976.-63 с.

37. Васильев Д.Г., Гольденвейзер A.JL Распределение частот свободных колебаний двумерных и трехмерных упругих тел// Механика и научно-технический прогресс. ТЗ. Механика деформируемого твердого тела. -М. наука.-1988.-С. 223-236.

38. Виссарионов В.И, Золотов J1.A. Экологические аспекты возобновляемых источников энергии. Издательство МЭИ Москва 1996г.

39. Весницкий А.И. Обратная задача для одномерного резонатора, изменяющего во времени свои размеры// Изв. вузов о Радиофизика. -1971.-№ 10.-С. 1538-1542.

40. Веников В.А. Переходные электромеханические процессы в электрических системах. М,: Энергия, 1964. - 472 с.

41. Веников В.А., Иванов-Смоленский A.B., Физическое моделирование электрических систем. M.-JL: Госэнергоиздат, 1956, -560 с.

42. Ветроэнергетика / Под ред. Д. де Рензо; Пер. с англ.; В 39 / Под. ред. Я.И. Шефтера. М.: Энергоатомиздат, 1982. - 271 с.

43. Голован А.Т., Барабаш И.П. Работа асинхронного генератора в режиме с самовозбуждением. Электричество, 1944, №3, с. 24-26.

44. Горев A.A. Переходные про.цессы в машинах переменного тока -Д.: Госэнергоиздат, 1950. 552 с.

45. Грузов Л.И. Методы математического исследования электрических машин. M.-JL: Госэнергоиздат, 1953.-612с.

46. Гольденвейзер А.Д., Лидский В.Б., Товстик П.Е. Свободные колебания тонких упругих оболочек наука.-1979.-384 с.

47. Горошко O.A., Савин Г.Н. Введение в механику деформируемых одномерных тел переменной длины. -Киев: Наук. думка.-1971.-270 с.

48. Джюджи Д., Пелли Б. Силовые полупроводниковые преобразователи частоты: Теория, характеристики, применение. Пер. с англ. -M«: Энергоиздат, 1983. 400с.

49. Долгинов А.И. К теории параметрического самовозбуждения электрических машин. Электричество, 1935, №12.

50. Ежеквартальный информационный бюллетень "Возобновляемая Энергия" №1 1997г.

51. Ежеквартальный информационный бюллетень "Возобновляемая Энергия" №2 1998г.

52. Заявка 3967168/06 (СССР). Способ управления ветроэлектрическим агрегатом с ветроколесом Дарье и устройство для его осуществления /П.А. Кунцевич и др. Приоритет. 8«10.1985; МКИ 03 D 7/00.

53. Заявка 1415376 (Англия). Бесщеточный синхронный генератор. -Опубл. 26.11.76. НКИН2А; МКИ Н02К 19/38.

54. Заявка 2283575 (Франция). Бесщеточное устройство возбуждения для синхронного генератора переменного тока, вращаемого с переменной скоростью. Опубл. 30.04.76. МКИН02К 19/26.

55. Зубков Ю.Д. Асинхронные генераторы с конденсаторным возбуждением. Изд. АН Каз.ССР, Алма-Ата 1949,112с.

56. Зубков Ю.Д. Условия возбуждения и работы асинхронной машины, возбужденной от конденсаторов в генераторном режиме. Изв. Казахского филиала АН СССР, вып. 1/25/, 1946, с. 110-121.

57. Иванов A.A. Асинхронные генераторы для ГЭС малой мощности. -М.: Госэнергоиздат, 1948. 128 с.

58. Исследование и разработка вентильной системы электроснабжения с асинхронным генератором для транспортных машин: Отчет / МИИТ; Руководитель работы В.А. Винокуров. -№ ГР Б803943. М., 1979

59. Исследование возможности применения асинхронного генератора для автономных ветроэнергетических установок «гарантированного электроснабжения; Отчет / НПО "Ветроэн"; Руководитель работы П.А. Кунцевич. №ГР 01.86.0 105097. - М., 1986. -44 с.

60. Казачков И.В. Параметрическое возбуждение и подавление колебаний на границах раздела сплошных сред//Автореферат дне. . д-ра физ.мат. наук,-Ленинград. ЛГТ,У.-1990.-38 с.

61. Келдыш М.В. избранные труды. Механика.-М.: Наука. -1985.-568 с.

62. Китаев A.B., Орлов И.Н. О физическом механизме самовозбуждения асинхронной машины. Электричество, 1978, №4, с. 47-51.

63. Кицис С.И. К расчету-симметричных режимов асинхронной машины с конденсаторным возбуждением. -Изв. ВУЗов, Энергетика, 1967, №9.-с. 33-40.

64. Кицис С.И. Переходные процессы емкостного самовозбуждения асинхронного генератора под нагрузкой. Известия АН СССР, Энергетика и транспорт, 1977, №4. - с. 27-42.

65. Кицис С.И. Исследование регулировочных свойств асинхронного самовозбуждающегося генератора. -Электричество, 1980, №2. -с. 36

66. Копылов И.П. Электромеханическое преобразование энергии. -М.: Энергия, 1973, -400 с.

67. Костырев M.JI. Асинхронные генераторы с вентильным возбуждением для автономных объектов: Автореферат дисс. на соискание ученой степени доктора техн. наук. М., 1985. - 40 с.

68. Костырев M.JI. Уравнения и параметры многообмоточного асинхронного вентильного генератора с короткозамкнутым ротором. -Электричество, 1979, №4, с. 25-29.

69. Ковач К.П., Рац И. Переходные процессы в машинах переменного тока; Пер. с англ. М.: Госэнергоиздат, 1963. - о. 744.

70. Казовский Е.Я. Переходные процессы в машинах переменного тока. М,-Л.: Из-во АН СССР, 1962. - 624 с.

71. Колосова Н«А. Структура приземных ветров Антарктиды. -JL: Гидрометеоиздат, 1983. 208 с.

72. Конторович М.И. Операционное исчисление и процессы в электрических цепях. Изд. 4-е переработанное и дополненное. -М.: Советское радио, 1975. - 319 с.

73. Костенко М.П., Пиатровский ЛЛ. Электрические машины. В 2-х ч. Ч. 2. Машины переменного тока. Изд. 3-е. Л.: Энергия, 1973. - 648 с.

74. Крылов А.Н. О некоторых дифференциальных уравнениях математической физики, имеющих приложения в технических вопросах. -М,: Академкнига, 1949. 268 с.

75. Кузин Л.Т. Основы кибернетики. -М.Энергия.-1970.

76. Кунцевич П.А. диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук "Асинхронный резонансный генератор как автоперестраиваемая автоколебательная система".

77. Кюрегян С.Г., Ткаченко A.M. Расчет рабочих характеристик трехфазного асинхронного генератора. Электротехника, 1966, №1.-с. 25-30.

78. Мандельштам Л.И., Папалекси Н.Д. О параметрическом возбуждении электрических колебаний. ЯТФ, 1934, т. 1У, вып. 1, с. 5-20.

79. Мандельштам ЛЛ., Папалекси Н.Д. К теории асинхронного возбуждения. -ЖТФ, Т. 1У, вып. 1. 1934. с. 98-121.

80. Меликян ВЛ. Бесконтактный индукционный генератор повышенной частоты: Автореферат диссертации на соискание ученой степени к.т.н. -Куйбышев, 1973, 18 с.

81. Мизюрин С.Р. Синхронные электрические машины летательных аппаратов. МАИ, 1972. 179 с.

82. Мищенко Е.Ф., Розов Н.Х. Дифференциальные уравнения с малым параметром и релаксационные колебания. М.: Наука, 1975. -247 с.

83. Морозовский В.Т., Синдеев И.М., Рунов К.Д. Системы электроснабжения летательных аппаратов. М.: Машиностроение, 1973. -270 с.

84. Мустафаев Рауф Исмаил оглы. Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук "Динамические режимы электромеханических преобразователей ветроэлектрических установок, работающих на электрическую сеть".

85. Нвахненко А.Г., Зайченко Ю.П., Дмитров В.,11. Принятие решений на основе самоорганизации. -М.: Сов. радио.-1976.-280 с.

86. Невольниченко В.Н. Исследование режимов самовозбуждения и конденсаторного торможения асинхронных электроприводов: Диссертация на соискание ученой степени к.т.н. / Одесский ПИ. Одесса, 1974.

87. Нетушил A.B., Листвин B.C. Автономный асинхронный генератор как нелинейная автоколебательная система. Известия ВУЗов, Электромеханика, 1971, №5, с. 531-536.

88. Нетушил A.B. К расчету режимов самовозбуждения автономного асинхронного генератора. Электричество, 1978, №4, 0.52-54.

89. Нетушил A.B., Бояр-Созонович С.П., Китаев A.B. Самовозбуждение асинхронного генератора. Электромеханика. 1981, №6, с.612-617.

90. Поляк H.A. Инженерный метод расчета зоны асинхронного самовозбуждения электрической машины. Электричество, 1956, №11 с.23-29.

91. Прохорова Г.А. Математическое моделирование процессов самовозбуждения асинхронных генераторов: Автореферат диссертации на соискание ученой степени к «т.н. (специальность 05.09.01). -Новочеркасск, 1985 г.-16 с.

92. Радин В.И., Загорский А.Е., Шакарян Ю.Г. Управляемые электрические генераторы при переменной частоте. М.; Энергия, 1978. - 151 с,

93. Сабинин Г.Х. Теория и аэродинамический расчет ветряных двигателей. Труды ЦАГИ. вып. 104. М.: 1931.

94. Самовозбуждение и самораскачивание в электрических системах-В.А.Веников, Н.Д. Анисимова, А.И. Долгинов, Д.А. Федоров. М.: Высшая школа, 1964. 198 с.

95. Самарин Ю.П., Анисимов В.Н. Вынужденные поперечные колебания гибкого звена при разгоне // Изв. вузов. Машиностроение.-1986. №12. С. 17-21

96. Сипайлов Г.А„ Романов Ю.А., Перездиров Ю.И. Конденсаторное самовозбуждение асинхронного генератора»- Электричество, 1972, №4.с. 43-46.

97. Скороспешкин А.И. и др. Автономные системы генерирования электроэнергии для ветро- и гидроэнергетических установок: Тезисы докладов Республиканская научно-практическая конференция. Фрунзе: 1982, с. 22-25.

98. Сорочан A.A. Исследование и разработка устройства автоматического управления напряжением и частотой асинхронного генератора двойноговращения: Диссертация на соискание ученой степени к .т.н. Одесса: 1981.

99. Твайдел Дж., Уэйр А. Возобновляемые источники энергии., Энергоатомиздат.-1990.-392 с.

100. Теодорчик К.Ф. Автоколебательные системы. М.: Т. Т.Д., 1959. - 431

101. Токарев Б.Ф. Электрические машины. М.: Энергоатомиздат. -1990.

102. Торопцев Н.Д. Авиационные асинхронные генераторы. М. Транспорт, 1970. - 204 с.

103. Торопцев Н.Д. Асинхронные генераторы автономных систем. -М "Знак"

104. Харкевич А.А. Автоколебания. М.: Изд-во технико-теоретической литературы. 1953, 253с.

105. Шефтер Я.И. Ветроэнергетические агрегаты. Изд-во машиностроение М. 1972.

106. Шефтер Я.И., Рождественский И.В. Ветронасосные и ветроэлектрические агрегаты. М. Колос. 1967.

107. Ресурсы глобальной компьютерной сети Интернет.

108. Ching-Hueil Lee, Li Wang. A novel analysis of parallel operated self-excited induction generators. IEEE Transactions on Energy Conversion, vol. 13, №2, June 1998/