Разработка энергосберегающей экологически чистой электротехнологии борьбы с нежелательной растительностью, страница 18

В [106, 107, 111] показано, что наиболее перс­пективным ИЭЭ является бесконтактная электрическая машина на базе синхрон­ных и асинхронных генераторов (СГ и АГ). Основное ее пре­имущество - отсутствие щеточного кон­такта, что значительно повышает срок службы МЭСХМ, надежность работы в полевых условиях. СГ с постоянными магнитами из редкоземельных материалов имеют наимень­шую удельную массу (0,3-0,4 кг/кВА). Удельная масса АГ выше, чем у СГ, но АГ обладает рядом преимуществ, основное из них - относительно простое включение в работу. Кроме того, при­менение новых типов конденсаторов позволяет существенно снизить массу системы возбужде­ния, а, следовательно, и массу АГ в целом.

До недавнего времени ЭТК выпол­нялась преимущественно на основе применения СГ единой серии. Однако по мере совершенствования СПП и средств управления, повышения их надежности все больше проявляется тенденция к ориентации на АГ. Созданы перспективные АГ, а стоимость АГ значительно ниже стоимости СГ. Применение в качестве ИЭЭ асинхронных двигателей открыло возможность увеличения мощности и улучше­ния перегрузочной способности, недостижимых при использовании генераторов единой серии вследствие ограничений по условиям коммутации. От­сутствие коллектора, кроме того, значительно расши­ряет области применения АГ и обеспечивает эконо­мию меди. Тем не менее, еще нельзя однозначно сказать, что АГ доминирует в новых разработках.

Анализ современных разработок в области элементной базы МЭСХМ [105] показал, что в области полупроводниковых преобразова­телей доминирующей тенденцией явля­ется повышение рабочих частот силовых элек­тронных устройств. Силовая часть практически всех преобразователей содержит трансформато­ры, дроссели и конденсаторы. Повышение ра­бочей частоты является важнейшим фактором улучшения массогабаритных показателей этих устройств и МЭСХМ в целом. Опираясь на известные исследования при разработке подобного электрооборудования авиационных систем и космических электроэнергетических установок [106, 107], в качестве ключей целесообразно применение мощных биполярных транзисторов с изолированным затвором. Такие ключи обеспечивают высокое быстродей­ствие, надежность и относительно небольшую массу. Регулирование формы выходного напря­жения в таких схемах осуществляется, как пра­вило, по способу широтно-импульсной моду­ляции. Использование полностью уп­равляемых силовых электронных ключей позво­ляет расширить область схемотех­нических вариантов и режимов работы преоб­разователей. Кроме того, в обзорах по силовой электроники отмечается: принципиальное улучшении энергетических показателей уст­ройств - КПД, качества входных и выходных параметров; облегченное обеспечение электро­магнитной совместимости с ИЭЭ. Быстродействие ключа и параметры его вольтамперной харак­теристики приводят к снижению мощности уп­равления ключом, что позволяет исключить каскады мощных драйверов и промежуточных усилителей систем управления. Это позволяет не только снизить массу систем управления, но и более эффективно обеспечить ее электромаг­нитную совместимость с силовой частью за счет оптимизации монтажа функциональных узлов управления. В качестве основного элемента системы управления перспективным является также применение специализированного мик­роконтроллера, в котором интегрирован целый спектр периферийных устройств. Особым дос­тоинством такой системы управления является возможность организации программного управ­ления оборудованием благодаря применению новейших достижений в области использования БИС энергонезависимой памяти.