автореферат диссертации по электротехнике, 05.09.01, диссертация на тему:Исследование магнитных полей, параметров и характеристик криорезистивного турбогенератора

кандидата технических наук
Матвейчук, Петр Алексеевич
город
Москва
год
1993
специальность ВАК РФ
05.09.01
Автореферат по электротехнике на тему «Исследование магнитных полей, параметров и характеристик криорезистивного турбогенератора»

Автореферат диссертации по теме "Исследование магнитных полей, параметров и характеристик криорезистивного турбогенератора"

НПП ВСЕРОССИЙСКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ЭЛЕКТРОМЕХАНИКИ*

(НИИ ВНИИЭМ)

На правах рукописи УДК 621.313.322-61

Матвейчук Петр Алексеевич

ИССЛЕДОВАНИЕ МАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ, ПАРАМЕТРОВ И ХАРАКТЕРИСТИК КРИ0РЕЗИСТИВН0Г0 ТУРБОГЕНЕРАТОРА.

Специальность 05. 09. 01 - электрические машины.

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук.

Москва-1993 г.

/

*

Работа выполнена в Научно-ПроизЕолстЕенном Предприятии ВНИИЭМ

Научный руководитель: локтор технических наук А. М. Рубинраут

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Копылов Л п.

кандидат технических наук, доцент Ковалев Л. К

Ведущее предприятие: ШО "Электросила", г. Санкт-Петербург

Зашита состоится "-2У " _• 1993 года в "^часов

на заседании специализированного совета при Научно-Производственном Предприятии ВНИИЭМ по адресу: Шсква, Хоромный тупик, д. 4, НПП ВНИИЭМ.'

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке НПП ВНИИЭМ. Автореферат разослан 1993г.

Ученый секретарь специализированного совета, кандидат технических наук Рыженская Б. М.

' ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Создание автономных энергетических систем для различных видов транспорта является одной из важных задач народного хозяйства.

Актуальной является проблема создания мощных автономных источников энергии космических летательных аппаратов (KJIA).

С начала развития космической техники мощность энергетических комплексов КЛА возросла с нескольких ватт до десятка киловатт. В ближайшее время ожидается увеличение мощности до десятков МВт. Это связано с усложнением бортового оборудования и совершенствованием KJIA, а также созданием межорбитальных KJIA.

Анализ и сопоставление характеристик энергетических установок (ЭУ) различного типа на мощности от нескольких десятков мегаватт до 100 МВт, проведенный как у нас в стране, так и за рубежом, показывает, что.лучшими энергетическими и массогабаритными характеристиками обладают ЭУ с турбогенератором.

Эффективность использования этих ЭУ определяется простотой конструкции, большой удельной мощностью и возможностью использования для их охлаждения криоагента, находящегося на борту КЛА в качестве энергоносителя, что не требует дополнительного оборудования для системы охлаждения.

Существующие конструкции турбогенераторов не позволяют получить низкую удельную массу ЭУ.

Одним из путей решения этой задачи является разработка и создание криорезистивного турбогенератора

Используя криоагент, находящийся на борту KJIA в качестве топлива основной ЭУ, для охлаждения турбогенератора, возможно увеличение линейной нагрузки ТГ и снижение массогабаритных характеристик ЭУ.

Данная работа посвящена созданию нового типа турбогенератора, отличительной особенностью которого является обмотка

возбуждения из криорезистивного проводника (сверхчистого алюминия), обладающего большой токонесущей способностью.

Существенное'влияние на токонесущую способность сверх- -чистого алюминия оказывает величина магнитного поля и температура хладоагента, в которых он находится.

Низкая температура и механические напряжения, возникающие в роторе при ваботе криорезистивного турбогенератора (КРТГ), требуют применения новых материалов, обладающих достаточной механической прочностью и улучшенными магнитными свойствами. '

Существующие методики электромагнитного расчета турбогенераторов не позволяют учесть особенности электромагнитных процессов, происходящих в КРТГ, связанных с влиянием магнитного поля и температуры хладоагента на величину активного сопротивления обмотки возбуждения.

При сильном насыщении магнитопровода величина магнитной индукции достигает ЗТл, что оказывает влияние на величину индуктивных сопротивлений КРТГ.

Все вышеперечисленные особенности требуют исследования магнитных полей КРТГ, его параметров и характеристик. Работа

выполнялась в соответствии с планом научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ НПП ВНИИэлектро-механики, проводимых согласно Государственной научно-технической программе ВГСП Миннауки РФ.

Целью работы является исследование магнитных полей, параметров и характеристик криорезистивного турбогенератора, разработка методики электромагнитного расчета и основ оптимально^ го проектирования.

Основные задачи, решаемые в работе: -формирование конструктивного облика КРТГ и выбор оптимальной геометрической формы сильнонасыщенного магнитопровода ротора КРТГ, влияющей на величину магнитного поля в зоне обмотки якоря; -исследование влияния формы магнитопровода и степени его насыщения на величину потерь в обмотке возбуждения, зависящих от криомагнитного эффекта сверхчистого алюминия; исследование влияния насыщения магнитной системы КРТГ на его

параметры и характеристики; -

- разработка математической модели КРТГ с учетом сильного насыщения магнитопровода*,

- разработка алгоритма и программы оптимального проектирования КРТГ: : -•определение оптимальных значений основных размеров, параметров'•' . и характеристик КРТГ.

Методы исследований. Для исследования КРТГ использовались аналитический и численный метод расчета магнитных полей, метод конечных элементов (МКЭ).

Разработанные расчетные методики проверялись по результатам испытаний физических моделей узлов КРТГ.

Новые научные результаты состоят в следующем:

- определен конструктивный облик КРТГ и оптимальная геометрическая форма его магнитопровода;

- определено влияние сильного насыщения магнитопровода ротора на величину магнитной индукции в рабочей зоне КРТГ;

- определено влияние сильного насыщения магнитопровода ротора ' на индуктивные сопротивления КРТГ и получены зависимости, позволяющие учитывать это влияние; :

- определено влияние формы магнитопровода и степени его насыщения на величину активного сопротивления криорезистивной обмотки Еозбулщения;

- разработана методика электромагнитного расчета КРТГ с учетом сильного насыщения ротора;

- разработана структурная схема и программа оптимального проектирования КРТГ, учитывающая взаимосвязь электромагнитных,тепловых и механических процессов.

Практическая ценность работы:.

- определен конструктивный облик КРТГ;

- разработанная методика и алгоритм оптимального проектиро- ; вания позволяют определить основные размеры, параметры и ха- . ! рактеристики КРТГ на стадии проектирования;

- определены оптимальные геометрические соотношения ротора КРТГ;

- даны практические рекомендации по Еыбо{зу геометрических размеров КРТГ.

Реализаций результатов работы. Математическая модель' и алгоритм оптимального проектирования КРТГ,' а также раеЧетно ' -теоретически*, исследования, использовались при разработке ряда автономных энергетических систем КЛА.-

Апробация работы. Основные положения и результаты работы докладывались на X Всесоюзной конференции по автономным источникам энергии (г. Куйбышев,1989 г.)

Публикаций По результатам выполненных исследований опубликовано четыре работы.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти1 глав, заключения и списка литературы из 94 наименований. Работа содержит 104 страницы машинописного текста, 51 иллюстрацию и 3 таблицы.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ.

Во введении, на основании анализа опубликованных работ, показана актуальность темы диссертации, сформулированы цели и задачи исследования, приведены основные положения, выносимые , на защиту.

В первой главе представлены результаты исследований по формированию конструктивной схемы КРТГ.

Анализ раз!аичных конструктивных схем проводился на основе, расчета магнитного поля методом конечных элементов, позволяю- . щего учесть сложность геометрической формы магнитной системы и ее насыщение. 4

В соответствии с требованиями по мощности и режиму работы ЭУ, рассмотрены варианты конструкций КРТГ с различными типами магнитопроводов статора и ротора: с обмоткой якоря, уложенной в пазы, и обмоткой якоря, вынесенной в зазор.

Исследования ТГ с обмоткой якоря, уложенной в пазы,- показали, что использование магнитной системы такой конфигурации, дает возможность создать ТГ мощностью не более 20МВт и удельным показателем 6=0.08кг/кВт.

Ограничивающим фактором увеличения мощности и напряжения

является толщина и свойство изоляции. Увеличение толщины изоляции приводит к снижению.коэффициента заполнения паза медью. Эффективным путем увеличения мощности и напряжения ТГ яЕЛяет-ся создание, статора с обмоткой, расположенной в немагнитном, изоляционном зубцовом слое.

Применение высоковольтной обмотки якоря,уложенной в изоляционные пазы, приводит к увеличению эквивалентного воздушного заэора между ротором и спинкой статора. Намагничивание такого зазора требует дополнительных ампервитков обмотки возбуждения (ОБ). При максимально допустимой плотности тока, дальнейшее увеличение ампервитков ОВ возможно за счет уменьшения сечения магнитопровода ротора. Уменьшение сечения приводит к насыщению зуба ротора. В то же время, увеличение воздушного зазора позволяет повысить линейную нагрузку якоря ТГ.

Конструктивная схема КРТГ с увеличенными ампервитками ОВ и насыщенным зубом ротора приведена на рис. 1

Анализ проведенных исследований показал, что такая конструктивная схема является наилучшей с точки зрения массога-баритных характеристик ЭУ.

Использование немагнитного бандажа, изготовленного из титана, позволяет повысить частоту вращения ротора.

Существенное увеличение ампервитков ОВ приводит к сильному насыщению ротора и, в тоже время, к увеличению магнитной индукции в рабочей зоне КРТГ.

.Во второй главе проведено исследование процесса намагничивания магнитной системы КРТГ с целью определения влияния сильного насыщения ротора на величину первой гармонической магнитной индукции Вбвв рабочей зоне. Осуществлен выбор оптимальной формы сильнонасыщенного магнитопровода ротора, а. также исследоЕано влияние насыщения на индуктивные и активное сопротивления КРТГ.

Рассмотрен случай плоскопараллельного магнитостатического поля, описываемого уравнением (1) в декартовой системе координат:

Рис.1. Магнитное поле ТГ с криорегистивной обмоткой возбуждения.

где : А- векторный потенциал; .1- плотность тока;

магнитная проницаемость среды.

Используя МКЭ, в основе которого лежит поиск минимума энергетического функционала вида:

строилась картина распределения магнитного поля и определялась величина магнитной индукции в рабочей зоне КРТГ.

Геометрическая и магнитная симметрия ТГ в поперечном сечении позволяет представить область распределения магнитного поля в виде половины полюсного деления (рис.1) с граничными условиями Дирихле (А=0) на внешней стороне статора и <1А/<Зп-0 на оси магнитной симметрии.

Обобщение результатов исследований и распространение их на другие геометрически: и физически.-: подобные КРТГ осуществлялось на основе теории подобия.

На первом этапе исследования процесса намагничивания ТГ решена задача по выбору оптимальных соотношений размеров ротора. Исследование проведено для различных значений тока возбуждения. Ток возбуждения изменялся в диопазоне от 0 до 14

При максимальном токе возбуждения величина магнитной индукции в роторе достигает 2-^ЗТл (индукция насыщения стали ротора Вн-1Тл)

Изменяя отношение ширины зуба ротора к полюсному делению ротора, (^-Ьг/г^ и анализируя его влияние на величину магнитного поля в рабочей зоне, определялось максимальное значение первой гармонической магнитного поля В8^в этой зоне КРТГ.

В качестве базисной величины, при переходе к относительным единицам, принята намагничивающая сила ОВ, соответствующая началу процесса насыщения магнитной системы КРТГ.

На втором этапе, для различных отношений величины воздуш-

( 2 )

ного зазора к полюсному делению обмотки якоря исследо-

ван процесс намагничивания магнитопровода КРТГ. Путем сравнения кривой, полученной в результате расчетов, и спрямленной характеристики намагничивания без учета влияния насыщения, (рис.2) определен коэффициент К^=В<5н/б5о ( рис. 31.

где: Б5н-индукция в рабочей зоне с учетом реального распределения магнитного поля; -индукция в рабочей зоне, определяемая по спрямленной характеристике намагничивания.

Коэффициент позволяет учесть влияние насыщения ротора ка величину магнитной индукции в зоне обмотки якоря КРТГ.

Исследования показали, что коэффициент насыщения Кр КРТГ изменяется в пределах от 0.35 до 0.5.

На математической модели исследовано влияние насыщения на индуктивные сопротивления КРТГ. Область распределения магнитного поля представляется в виде сегмента, охватывающего полюсное деление, с граничными условиями Дирихле (А=0). При решении задачи рассматривались различные состояния магнитной системы машины. Сначала проводится расчет магнитного поля при заданном номинальном токе якоря и токе возбуждения разном нулю. В результате этого расчета определяется поток якоря ФЗ, соответствующий ненасыщенному значению индуктивного сопротивления хс1. Далее определяется поток, создаваемый обмоткой возбуждения ФГ при токе якоря равным нулю, т. е. намагничивание ТГ осуществляется со стороны ротора. Ток возбуждения изменялся от нуля до значения, соответствующего четырнадцати относительным единицам.

Путем расчета магнитного поля при номинальном токе якоря и изменении тока возбуждения , определяется суммарный поток Фс1Г по продольной оси ТГ. Затем, путем вычитания потока ФГ из суммарного потока определяется результирующий поток Фс1н, соответствующий потоку обмотки якоря при насыщении ротора ТГ:

Фс1к-$с1Г-ФГ" ( 3 )

Отношение <Мн к И показывает степень влияния насыщения на поток по оси <1:

-и-

08

8

V

\

—>—

кк К^ос 1

1

М \6 о.е.

Рис. 4. Коэффициенты насыщения КРТГ по осям <3 и я.

8 М -16 20 о.е.

гъх

Л т= 20К

/

/ -

/

Рис. 5. Коэффициенты влияния тока возбуждения на активное сопротивление ОЕ

КцЛ-Ин/Фс!

( 4 )

. Аналогичным образом определены коэффициенты К^.К^.К К^Г. Параметры КРТГ находятся как отношение соответствующего потокосцепления к току якоря:

где: к-а,с!,ас1,я,ая,Г

О учетом полученных коэффициентов параметры сильнонасыщенного явнополюсного КРТГ определяются по (6):

Зависимость коэффициентов насыщения от тока возбуждения приведена на рис, 4.

Изменение магнитного поля и температуры хладоагента оказывает существенное влияние на величину удельного сопротивления криорезистивного провода 03, что необходимо учитывать при определении потерь.

Для учета влияния магнитного поля на величину удельного сопротивления провода, проведено исследование по определению величины магнитной индукции в зоне ОВ для различной Форш ротора и различных значений ампервитков ОВ КРТГ .

Исследование влияния насыщения на величину активного сопротивления ротора показало (рис. 5), что в режиме сильного насыщения (ТГ-12 о.е), сопротивление ОВ в три раза больше, чем у турбогенератора, работающего в ненасыщенном режиме.

В третьей главе приведена разработанная математическая модель и алгоритм оптимального проектирования КРТГ с учетом особенностей, связанных с использованием проводника, обладающего крирмагнитным эффектом, для ОВ.

Основным требованием, предъявляемым к автономным источни-

( 5 )

Хк- Н^Лк

Хс1н=ХсЗ*Кр<1 Хас1н-Хас1*К}час1

Хон-Х<Зн-Ха<}р ХГн-ХГ*К^Г

( 6 )

кам энергии, является минимум занимаемого объема и веса, поэтому при проектировании КРТГ возникает необходимость создания единой структурной схемы оптимизации.

Для решения поставленных задач была разработана математическая модель и алгоритм оптимального расчета КРТГ (рис. б), включающий в себя математическую модель электромагнитного, теплового, механического расчетов и программу поиска оптимального варианта. Исходными данными для проектирования являются: мощность, напряжение, СобФ, частота f, число фаз, коэффициенты и константы, отражающие свойства материалов. В качестве варьируемых переменных принимаются: высота ОВ и обмотки якоря, активная длина ротора, плотность тока обмотки якоря и возбуждения. !

Для проведения поиска оптимального варианта разработана методика электромагнитного расчета КРТГ на основе исследований, описанных в главах II и III.

Основное внимание при проведении механического расчета уделено ротору, как узлу, элементы которого несут наибольшие механические нагрузки. При частотах вращения выше 12000об/мин. определяющими, становятся вопросы прочности бандажа, гиперпроводника ОВ и критических скоростей вращения ротора. Напряжения в элементах конструкции и скорость вращения ротора, определенные в результате механического расчета, сравниваются с предельно допустимыми значениями, превышение которых требует • изменения исходных данных и пересчета нового варианта КРТГ.

В основу теплового расчета положена математическая модель, полученная в результате решения системы дифференциальных уравнений теплового баланса.

Нормальная, работа криорезистивной ОВ обеспечивается выбором необходимого температурного режима. Существенное влияние на температуру хладоагенТа оказывает его внутреннее давление, имеющее квадратичную зависимость от частоты вращения ротора и геометрических размеров. При превышении критического значения давления происходит.повышение температуры хладоагента и переход его в неустойчивое состояние. В этом случае, как и при механическом расчете, осуществляется изменение исходных данных для проведения новых, электромагнитного, механического и теплового

Рис. 6. Алгоритм оптимизационного расчета КРТТ.

расчетов.

Выходными параметрами теплового расчета является время захолаживания'и расход хладоагента.

Разработанный алгоритм и программа оптимального проектирования КРТГ учитывают связь электромагнитного, механического и теплового расчетов. Главное взаимодействие между ними осуществляется путем изменения основных размеров КРТГ. Связь и взаимное влияние основных параметров и характеристик электромагнитного и механического расчетов учитывается при определении механической прочности КРТГ в режиме внезапного короткого замыкания.

С определением потерь, выделяемых в обмотках КРТГ и элементах его конструкции, связано взаимодействие теплового и электромагнитного расчетов.

В результате взаимосвязанных расчетов формируется целевая функция, которая вводится в программу оптимизации, фи решении задачи оптимизации применен модифицированный градиентный метод. Критерием оптимизации является минимум удельного показателя, характеризующего отношение массы КРТГ к мощности:-g=( кг/КВг).

В четвертой главе, путем численного эксперимента,на основе разработанной математической модели, проведено исследование по определению оптимальных геометрических размеров и параметров КРТГ.

Результаты исследования влияния длины активной части че-тырехполюсных турбогенераторов, с частотой вращения n-бОООоб/мин -и 12000об/мин, показывают, что увеличение длины активной части якоря позволяет снизить удельный показатель. Однако ограничением активной длины является" жесткость ротора. Так как одним¡из основных требований, предъявляемых к турбогенератору энергетической установки KJIA, является работа с частотой вращения, не превышающей первую критическую.

Анализ влияния высоты паза обмотки якоря ТГ на удельный показатель g- показьвает, что оптимальной высотой'паза четырех-полюсного турбогенератора с п=12000об/мин и Lln-О. 4м, является hln=0. 04м. При уменьшении высоты паза от 0.04м до 0.015м происходит увеличение удельного показателя g. Это объясняется

уменьшением напряжения генератора, зависящего от числа витков 'в фазе. В соответствии с этим уменьшается мощность и удельный показатель g. При увеличении глубины nasa, происходит увеличение эквивалентного воздушного зазора между магнитопронодом ротора и магнитопроЕодом статора. Это приводи? к снижению магнитной индукции в рабочей зоне, а также к увеличению диаметра и веса магнитопровода статора, что ухудшает удельный показатель -g.

Исследование зависимости удельного показателя от высоты обмотки возбуждения показывает, что для турбогенератора с частотой вращения ротора п-12000об/мин, оптимальной высотой обмотки возбуждения принято hoB-О. 04м так как при увеличении еы-соты обмотки свыше 0.04м, существенного изменения удельного показателя не происходит. Увеличение высоты обмотки возбуждения приводит к уменьшению сечения корня зуба ротора. Поэтому одним из ограничивающих факторов на пути увеличения высоты обмотки является механическая прочность зуба, которая зависит от сечения зуба и частоты вращения ротора.

Другим ограничивавшим фактором является механическая прочность алюминиевой обмотки, давление между витками которой зависит также от высоты обмотки и квадрата частоты вращения ротора.

Существенное Елияние на работоспособность КРТГ оказывает температура обмотки якоря. Большое влияние на величину потерь в обмотке якоря оказывает температура водорода.

о

Повышение темпетатуры водорода до 40т45К приводит к снижению добавочных потерь, которые обратно пропорциональны величине удельного сопротивления. Дальнейшее увеличение температуры хладоагента приводит к росту основных потерь в обмотке якоря.

На основании расчетных исследований даны рекомендации по выбору основных размеров и параметров ряда КРТГ в диапазоне мощностей от 2 до 25 МВт и частотой вращения от бОООоб/мин до 24000об/мин.

В пятой главе приведены результаты экспериментальных исследований узлов КРТГ и сопоставление их с результатами расчетов (испытания проведены в НЛП ВКИИЗлектромеханики и ВНИИ Тепловых процессов).

а

Рис. 7. Расположение датчика Холла на физической модели ОВ.

Ва;Тл.

0.8 0.7 06

О.А 0.3 0.2 0.1

г

у У У

/ ж7'

/ \ у

/

к

>

20

ао

Ъ(ЧГ

60

80

400

■120x10

Рис. 8. Зависимость магнитной индукции на поверхности ОВ, 1-е магнитным сердечником, 2-без сердечника, — эксперимент, Д А* - расчет.

- 15» ~

Разработана технология, изготовлены и испытаны элементы обмотки якоря. При исследовании обмотки якоря, изготовленной из провола типа "литиа", с диаметром элементарного проводника 0.2мм, максимальная плотность тока составила ЗбА/мм?

Проведено исследование токонесущей способности ОВ. изгб-' тоЕленной из алюминиевой шины размером 4x2мм, уложенной в стеклотекстолитовый корпус, имеющий систему каналов для охлаждения боковых поверхностей обмотки. В конструкции предусмотрена возможность испытания как с ферромагнитным сердечником, так и без сердечника. Исследования показали, что использование магнитного сердечника позволяет увеличить величину магнитного поля в 1.5 раза. Расположение датчика Холла, а также результаты сравнения расчетных и экспериментальных исследований приведены на рис. 7 и рис. 8.

Максимальная плотность тока в обмотке, при токе возбуждения 1000А составила 125А/мм?

При больших частотах вращения ротора, под действием центробежных сил возникает опасность пластической деформации проводников ОВ и выхода ее из строя.--'Для исследования влияния центробежных сил на прочность обмотки разработана и испытана модель ротора ТГ. Максимальная■частота вращения ротора"при испытаниях составила 22000об/мин. После испытаний, из ротора были извлечены элементы ОВ, исследование которых показало отсутствие деформации витков обмотки.

Проведенные экспериментальные исследования подтвердили правильность конструкторско-технологических решений и хорошую сходимость расчетных и экспериментальных данных.

Основные результаты работы;

1. Определен конструктивный облик криорезистивного ТГ, отличительной особенностью которого является обмотка возбуждения из сверхчистого алюминия, охлаждаемая жидким водородом, и обмотка якоря, размещенная в воздушном зазоре. Такая конструкция ТГ позволяет значительно увеличить линейную нагрузку обмотки якоря и, тем самым, снизить удельную массу.

Исследования показали, что при оптимальном конструктивном.

• -20-

решении криорезистивного ТГ магнитопроЕод ротора находится в сильнонасытенном 'состоянии.

2. Исследования и анализ распределения магнитного поля в сильнонасышенной магнитной системе турбогенератора, позволили определить оптимальную геометрическую форму магнитопровода ротора Получены оптимальные соотношения высоты и ширины зуба ■ ротора

; 3. На основе анашза расчетного распределения магнитного поля, определен коэффициент, позволяющий учитывать, сильное насыщение магнитопровода при проведении аналитических расчетов ТГ.

4. Получены зависимости коэффициентов насыщения индуктивных сопротивлений обмоток криорезистивного ТГ от тока возбуждения. '

'5. Получена зависимость влияния насыщения ротора ТГ на величину активного сопротивления обмотки возбуждения.

Работа криорезистивного ТГ в режиме сильного насыщения приводит к увеличению активного сопротивления ОВ в Зт4 раза, по отношению к сопротивлению ТГ, при отсутствии тока возбуждения.

.6. Разработана математическая модель криорезистивного ТГ. Математическая модель включает в себя электромагнитный расчет, позволяющий определить основные-параметры и характеристики криорезистивного ТГ с учетом сильного насыщения, а также тепловой и механический расчеты, учитывающие особенности, связанные с использованием сверхчистого алюминия для ОВ.

7. Разработан и реализован на ЭВМ алгоритм оптимизационного расчета криорезистивного ТГ, учитывающий взаимосвязь электромагнитного, теплового и механического расчетов.

8. Определены основные размеры, параметры и характеристики для ряда криорезистивных ТГ в диапозоне мощностей от 2 до 25МВт, с частотой вращения ротора от 6000 до 24000об/мин.

9. Проведены экспериментальные исследования моделей узлов криорезистивного ТГ. Максимально достигнутая плотность тока в

л л

обмотке якоря составила 35А/мм, в обмотке возбуждения 125А/мм. Испытания динамической модели ротора подтверждают работоспособность ОВ из сверхчистого алюминия при работе ТГ' с большой частотой врашения' ротора.

Основное содержание диссертации изложено в следующих работах:

1. Рубинраут A.M., Розенкноп В. Л., Матвейчук П. А., Оптимальное проектирование криогенных электрических машин. "Электротехника" N5, 1989г. с.25-29.

2. Барбашев Э. В. . Крутлин В. А. , Матвейчук П. А. , Рубинраут А. М. , Вопросы создания криорезистивного турбогенератора. Труды 10 Всесоюзной конференции КуАИ, 1989г.

3. Матвейчук П. А. Индуктивные сопротивления яьнополюсного синхронного турбогенератора с сильнонасыщенным ротором и без-зубцовым статором. "Электротехническое производство" И9%. 1991 г,

4. Матвейчук И А. Рубинраут А. 11 Магнитное псле турбогене-раторатора с насыщенным яенополюсным роторов "Электротехника" N7-8, 1992г.

Формат 60 X 48 1/16 Объем ^,75" п. t\.

Бумага типографская N2 Заказ N33

Научно-репрографическая лаборатория