Эл двигатель стд: Электродвигатели СТД, СТДП, СТДМ
alexxlab | 29.10.2018 | 0 | Разное
Технические данные двигателей серии СТД (турбодвигателей) общего назначения
Синхронные двигатели серии СТДП (табл. 1.13), продуваемые под избыточным давлением, выпускаются на мощности 1250–5000 кВт и предназначены для привода насосов и компрессоров во взрывоопасных помещениях всех классов.
Типоразмер двигателя | Мощность активная, кВт | Мощность полная, кВА | КПД при напряжении | Масса, т | ||
6 кВ | 10 кВ | замкнутый цикл вентиляции | разомкнутый цикл вентиляции | |||
СТД-630-2УХЛ4 | 630 | 735 | 95,8 | 95,6 | 4,96 | 4,25 |
СТД-800-2УХЛ4 | 800 | 935 | 96 | 95,8 | 5,13 | 4,45 |
СТД-1000-2УХЛ4 | 1000 | 1160 | 96,3 | 96 | 5,56 | 5 |
СТД-1000-2ЗУ5 | 1000 | 1160 | 96,3 | 96 | 5,56 | – |
СТД-1250-2УХЛ4 | 1250 | 1450 | 96,8 | 96,5 | 6,98 | 6,49 |
СТД-1600-2УХЛ4 | 1600 | 1850 | 96,9 | 96,6 | 7,58 | 6,7 |
СТД-1600-2ЗУ5 | 1600 | 1850 | 96,9 | 96,6 | 7,58 | – |
СТД-2000-2УХЛ4 | 2000 | 2300 | 96,9 | 96,8 | 7,88 | 7 |
СТД-2500-2УХЛ4 | 2500 | 2870 | 97,2 | 97 | 11,1 | 10 |
СТД-3150-2УХЛ4 | 3150 | 3680 | 97,3 | 97,2 | 12,3 | 11,01 |
СТД-4000-2УХЛ4 | 4000 | 4580 | 97,5 | 97,4 | 12,92 | 11,58 |
СТД-5000-2УХЛ4 | 5000 | 5740 | 97,6 | 97,5 | 14,7 | 13,7 |
СТД-6300-2УХЛ4 | 6300 | 7240 | 97,6 | 97,5 | 31,3 | – |
СТД-8000-2УХЛ4 | 8000 | 9130 | 97,9 | 97,7 | 23,95 | – |
СТД-10000-2УХЛ4 | 10000 | 11400 | 97,8 | 97,9 | 26,52 | – |
СТД-12500-2УХЛ4 | 12500 | 11200 | 97,9 | 97,8 | 29,5 | – |
СТД-20000-2УХЛ4 | 20000 | 22650 | – | 97,6 | 57,1 | – |
СТД-31500-2УХЛ4 | 31500 | 35800 | – | 98 | 82,9 | – |
Двигатели выпускают с замкнутым и разомкнутым циклом вентиляции, на фундаментных плитах с двумя стояковыми подшипниками и одним рабочим концом вала. С приводимым механизмом двигатель соединяют посредством муфты. Направление вращения двигателей — левое (против часовой стрелки, если смотреть со стороны приводимого механизма).
В двигателях применен ступенчатый пакет статора, что позволяет увеличить при заданных габаритах сечение ярма и одновременно повысить интенсивность охлаждения за счет установки дополнительных «беззубцовых» сегментов в зоне спинки статора и обеспечения практически одинакового сечения радиального вентиляционного канала в зубцовой зоне и зоне спинки.
Обмотка статора — катушечного или стержневого типа, трехфазная, двухслойная с термореактивной изоляцией «Монолит – 2», с допустимой температурой нагрева 120 °С. Температуру обмотки измеряют термометрами сопротивления, заложенными в пазы статора.
Двигатели выполняют с массивной бочкой ротора. В бочке выфрезерованы пазы, в которые уложена обмотка возбуждения. Изоляция обмотки возбуждения — класса нагревостойкости В. Лобовые части обмотки возбуждения защищены немагнитными роторными бандажами, имеющими горячую посадку на центрирующие кольца. Балансировка роторов — динамическая.
Циркуляция охлаждающего воздуха в двигателе осуществляется посредством внутренних вентиляторов, укрепленных по обеим сторонам бочки ротора. Вентиляторы выполнены с вращающимся направляющим аппаратом, обеспечивающим безударный вход воздуха, что позволило повысить КПД и уменьшить внешние размеры.
Для замкнутого цикла охлаждения разработаны и освоены водяные воздухоохладители
с биметаллическими трубками и особым профилем оребрения, обеспечивающими высокие коэффициенты теплопередачи от трубок к воздуху. Для увеличения теплоотдачи с ротора его поверхность имеет продольно-поперечное рифление.
Подшипники двигателя — скользящие с принудительной смазкой под давлением. Подшипник
со стороны возбудителя изолирован от фундаментной плиты и маслопроводов.
1.10. Синхронные неявнополюсные двигатели серии СТДП
Охлаждение воздуха осуществляется двумя секциями встроенных водяных воздухоохладителей. Перед пуском двигатель и возбудитель продувают чистым воздухом, при этом количество продуваемого чистого воздуха должно составлять не менее 5-кратного объема двигателя и возбудителя. Для предпусковой продувки используют двухэлементный пневмомеханический клапан, который размещают в верхней части корпуса статора.
Таблица 1.13
Технические данные взрывозащитных двигателей
серии СТДП (напряжение 6 или 10 кВ)
Типоразмер двигателя | Мощность активная, кВт | Мощность полная, кВА | КПД при напряжении | Масса, т | |
6 кВ | 10 кВ | ||||
СТДП-1250-2УХЛ4 | 1250 | 1450 | 96,8 | 96,2 | 7,03 |
СТДП-1600-2УХЛ4 | 1600 | 1850 | 96,7 | 96,6 | 7,63 |
СТДП-2000-2УХЛ4 | 2000 | 2300 | 96,7 | 96,6 | 8,03 |
СТДП-2500-2УХЛ4 | 2500 | 2870 | 96,8 | 96,6 | 11,15 |
СТДП-3150-2УХЛ4 | 3150 | 3680 | 97,1 | 96,8 | 12,35 |
СТДП-4000-2УХЛ4 | 4000 | 4560 | 97,2 | 96,9 | 12,97 |
СТДП-5000-2УХЛ4 | 5000 | 5740 | 97,3 | 97,2 | 14,75 |
СТДП-6300-2УХЛ4 | 6300 | 7230 | 97,4 | 97,4 | 21,6 |
СТДП-8000-2УХЛ4 | 8000 | 9130 | 97,6 | 97,6 | 23 |
СТДП-10000-2УХЛ4 | 10000 | 11400 | 97,6 | 97,7 | 27 |
СТДП-12500-2УХЛ4 | 12500 | 14200 | 97,7 | 97,7 | 29,5 |
2. Кривые намагничивания сталей
В табл 2.1–2.9 приведены усредненные цифры, которые могут быть использованы при учебном проектировании. Для расчетов двигателей для производственных целей рекомендуется пользоваться уточненными кривыми намагничивания конкретной стали, которую предполагается применить для проектируемого двигателя.
На рис. 2.1–2.6 приведены кривые намагничивания стали различных марок с целью определения магнитного напряжения зубцовых зон машин постоянного тока и синхронных.
Таблица 2.1
Основная кривая намагничивания (сталь марок 1511,1512, 1513)
В, Тл | 0 | 0,01 | 0,02 | 0,03 | 0,04 | 0,05 | 0,06 | 0,07 | 0,08 | 0,09 |
Н, А/м | ||||||||||
| 0,4 | 96 | 97 | 98 | 99 | 100 | 102 | 104 | 106 | 108 | 111 |
| 0,5 | 114 | 117 | 120 | 123 | 126 | 129 | 132 | 136 | 140 | 144 |
| 0,6 | 148 | 152 | 156 | 160 | 164 | 168 | 172 | 177 | 182 | 187 |
| 0,7 | 192 | 197 | 202 | 208 | 214 | 220 | 226 | 233 | 240 | 247 |
| 0,8 | 254 | 261 | 268 | 275 | 282 | 289 | 296 | 303 | 310 | 317 |
| 0,9 | 325 | 333 | 341 | 349 | 358 | 367 | 376 | 385 | 394 | 404 |
| 1 | 414 | 424 | 435 | 446 | 458 | 470 | 483 | 496 | 510 | 524 |
| 1,1 | 538 | 553 | 569 | 586 | 604 | 623 | 643 | 664 | 685 | 707 |
| 1,2 | 730 | 754 | 780 | 810 | 840 | 870 | 900 | 940 | 980 | 1030 |
| 1,3 | 1080 | 1140 | 1200 | 1270 | 1340 | 1410 | 1490 | 1590 | 1600 | 1720 |
| 1.4 | 1940 | 2060 | 2200 | 2340 | 2500 | 2700 | 2920 | 3140 | 3370 | 3600 |
| 1,5 | 3850 | 4060 | 4290 | 4520 | 4760 | 5000 | 5300 | 5650 | 6000 | 6350 |
| 1,6 | 6700 | 7100 | 7600 | 8100 | 8650 | 9300 | 10 000 | 10 700 | 11400 | 12 200 |
| 1,7 | 13 000 | 14 000 | 15 000 | 16 000 | 17 000 | 18 000 | 19 000 | 20 000 | 21000 | 22 000 |
| 1,8 | 23 000 | 24 000 | 25 000 | 26 000 | 27 000 | 28 000 | 29 000 | 30 000 | 31200 | 32 500 |
| 1,9 | 34 000 | 35 500 | 37 000 | 38 500 | 40 500 | 42 500 | 45 000 | 51000 | 57 000 | 63 000 |
| 2 | 70 000 | 77 000 | 84 500 | 92 000 | 100 000 | 108 000 | 116000 | 124 000 | 138 000 | 140 000 |
| 2,1 | 148 000 | 156 000 | 164 000 | 172 000 | 180 000 | 188 000 | 196 000 | 204 000 | 212 000 | 220 000 |
| 2,2 | 228 000 | 236 000 | 244 000 | 252 000 | 260 000 | 268 000 | 276 000 | 284 000 | 292 000 | 300 000 |
Примечание. Для индукции свыше 2,06 Тл кривая намагничивания выражается
уравнением 
.
Таблица 2.2
СТД-1600-2УХЛ4
Исполнение: на лапах (IM1…1, IM1…2) фланец (IM3…1, IM3…2) комбинированное (IM2…1, IM2…2)Габаритные размеры, мм
| Двигатель |
|---|
| СТД-1600-2УХЛ4 |
Установочные и присоединительные размеры, мм
Габаритные размеры, мм
| Двигатель |
|---|
| СТД-1600-2УХЛ4 |
Установочные и присоединительные размеры, мм
Габаритные размеры, мм
| Двигатель |
|---|
| СТД-1600-2УХЛ4 |
Установочные и присоединительные размеры, мм
СТД-8000-2УХЛ4
Исполнение: на лапах (IM1…1, IM1…2) фланец (IM3…1, IM3…2) комбинированное (IM2…1, IM2…2)Габаритные размеры, мм
| Двигатель |
|---|
| СТД-8000-2УХЛ4 |
Установочные и присоединительные размеры, мм
Габаритные размеры, мм
| Двигатель |
|---|
| СТД-8000-2УХЛ4 |
Установочные и присоединительные размеры, мм
Габаритные размеры, мм
| Двигатель |
|---|
| СТД-8000-2УХЛ4 |
Установочные и присоединительные размеры, мм
Двигатели синхронные двухполюсные быстроходные
Двигатели синхронные двухполюсные быстроходные
Двигатели синхронные серий СТД, СТДП, СТДМ, СДГ, СДГМ
Электродвигатели синхронные серий СТД, СТДП, СТДМ, мощностью 630…12500 кВт двухполюсные трёхфазного тока частотой 50 и 60 Гц предназначены для привода насосов, компрессоров, газовых нагнетателей, воздуходувок и других быстроходных механизмов, эксплуатируемых в районах с умеренным и тропическим климатом.
Двигатели серии СТДП предназначены для эксплуатации во взрывоопасных помещениях всех классов.
Двигатели серий СТД, СТДМ, СТДП выполнены на фундаментных плитах с двумя стояковыми подшипниками и одним рабочим концом вала.
Двигатели серий СТД и СТДМ мощностью до 5000 кВт изготавливаются с замкнутым и разомкнутым циклом вентиляции. Степень защиты !Р44(з.ц.в.) и !Р22(р.ц.в.).
Охлаждение двигателей с замкнутым циклом вентиляции осуществляется встроенными воздухоохладителями, работающими на пресной или морской воде. Выброс нагретого воздуха двигателей с разомкнутым циклом вентиляции осуществляется через жалюзи в корпусе статора.
Возбуждение двигателей серий СТДМ и СТД осуществляется от тиристорных возбудителей серии ВТЕ 10-315, двигателей серии СТДП – от бесщёточных возбудительных устройств серии БВУП, двигателей СДГ-12500-2УХЛ3.1 и СДГ2-12500-2РУХЛ3.1 – от возбудителя типа ВТЕ 630/150Т-УХЛЗ или микропроцессорными по заказу.
Способ пуска двигателей – прямой, от полного напряжения сети, или реакторный в зависимости от величины моментов инерции приводимых механизмов. По согласованию с изготовителем допускаются частотные пуски двигателей (кроме двигателей с бесщеточными системами возбуждения серии БВУП) от тиристорных преобразователей частоты (пускового тиристорного устройства).
В комплект поставки входят: возбудительное устройство, электронагреватели для двигателей тропического исполнения, фундаментная арматура, монтажные приспособления, запасные части к возбудителю и двигателю, эксплуатационная документация.
Турбодвигатели изготовляются в соответствии с ГОСТ 183-74 и индивидуальными техническими требованиями Заказчика.
Двигатели серии СТДМ мощностью 630…2000 кВт IM7211
|
Тип изделия |
Мощность, кВт |
Напряже-ние, В |
Частота вращения, об/мин |
КПД, % |
Масса, кг р.ц.в з.ц.в. |
|
СТДМ-630-2УХЛ4 р. ц. в. и з.ц.в. |
630 |
6000 10000 |
3000 |
95,9 95,7 |
3800 4400 |
|
СТДМ-800-2УХЛ4 р.ц.в. и з.ц.в. |
800 |
6000 10000 |
3000 |
96,1 95,9 |
4000 4600 |
|
СТДМ-1000-2УХЛ4 р.ц.в. и з.ц.в. |
1000 |
6000 10000 |
3000 |
96,5 96,1 |
4500 5000 |
|
СТДМ-1250-2УХЛ4 р.ц.в. и з.ц.в. |
1250 |
6000 10000 |
3000 |
96,9 96,5 |
6000 6400 |
| СТДМ-1600-2УХЛ4 р.ц.в. и з.ц.в. | |||||
|
СТДМ-2000-2УХЛ4 р.ц.в. и з.ц.в. |
7500 |
Двигатели серии СТД мощностью 2500…12500 кВт IM7311, IM7211
|
Тип изделия |
Мощность, кВт |
Напряже-ние, В |
Частота вращения, об/мин |
КПД, % |
Масса, кг 6кв 10кв |
|
СТД-2500-2УХЛ4 р.ц.в. и з.ц.в. |
2500 |
6000 10000 |
3000 |
97,2 97,0 |
10000 11100 |
|
СТД-3150-2УХЛ4 р.ц.в. и з.ц.в. |
3150 |
6000 10000 |
3000 |
97,3 97,2 |
11060 12300 |
|
СТД-4000-2УХЛ4 р.ц.в. и з.ц.в. |
4000 |
6000 10000 |
3000 |
97,5 97,4 |
11580 12920 |
|
СТД-4000-2ГРУХЛ4 р.ц.в. |
4000 |
6000 10000 |
3000 |
97,5 97,4 |
11710 |
|
СТД-5000-2УХЛ4 р.ц.в. и з.ц.в. |
5000 |
6000 10000 |
3000 |
97,6 97,5 |
13700 14700 |
|
СТД-6300-2УХЛ4 з.ц.в. |
6300 |
6000 10000 |
3000 |
97,6 97,5 |
21390 21100 |
| СТД-6300-2РБ УХЛ 4 р.ц.в. | 6300 | 6000 10000 |
3000 | 97,6 97,5 |
22830 22130 |
| СТД-6300-2Р УХЛ 4 р.ц.в. | 6300 | 6000 | 3000 | 97,6 | 22000 |
|
СТД-8000-2УХЛ4 з.ц.в. |
8000 |
6000 10000 |
3000 |
97,9 97,7 |
23950 23000 |
|
СТД-8000-2РУХЛ4 р.ц.в. |
8000 |
10000 |
3000 |
97,7 |
23000 |
| СТД-10000-2УХЛ4 з.ц.в. |
10000 |
6000 10000 |
3000 |
97,8 97,9 |
26520 26000 |
|
СТД-12500-2УХЛ4 з.ц.в. |
12500 |
6000 10000 |
3000 |
97,9 97,8 |
29500 28900 |
Двигатели СТД специального исполнения IM7211, M7311
|
Тип изделия |
Мощность, кВт |
Напряже-ние, В |
Частота вращения, об/мин |
КПД, % |
Масса, кг |
|
СТД-800-3600Т4 |
800 |
6000 |
3600 |
95,3 |
5130 |
|
СТД-1 600-3600Т4 |
1600 |
000 10000 |
3600 |
96,6 96,2 |
7580 7580 |
|
СТД-2500-3600Т4 |
2500 |
10000 |
3600 |
96,7 |
11100 |
|
СТД-1 000-2Т4 |
1000 |
10000 |
3000 |
95,8 |
6980 |
|
СТД-1 250-2Т4 |
1250 |
11000 |
3000 |
96,3 |
7580 |
|
СТД-1 600-2Т4 |
1600 |
6000 |
3000 |
96,6 |
7980 |
|
СТД-1 600-2Т4 |
1750 |
6300 |
3000 |
96,4 |
7980 |
|
1600 |
6600 |
3000 |
96,4 |
7980 |
|
|
1600 |
11000 |
3000 |
96,5 |
7980 |
|
|
1600 |
10000 |
3000 |
96,4 |
7980 |
|
|
СТД-3150-2Т4 |
3150 |
11000 |
3000 |
96,7 |
12300 |
|
СТД-4000-2ТЗ |
4000 |
6600 11000 |
3000 |
97,0 96,9 |
14700 |
|
10000 |
11000 |
3000 |
97,7 |
29700 |
|
|
СТД-1 000-3600РУХЛ4 р.ц.в. |
1000 |
10000 |
3600 |
95,0 |
5600 |
|
СТД-31 50-36003УХЛ4 з.ц.в. |
3150 |
6000 |
3600 |
96,6 |
12285 |
|
СТД-1 0000-3600УХЛ4 з.ц.в. |
10000 |
6000 |
3600 |
97,5 |
26800 |
Двигатели синхронные двухполюсные для привода газового нагнетателя
Двигатели предназначены для привода нагнетателя природного газа на газоперекачивающих станциях. Двигатели имеют разомкнутую систему вентиляции с вентиляторами на валу и с установленным на корпусе дополнительным осевым вентилятором. Двигатели допускают прямые безреакторные асинхронные пуски от полного напряжения сети. Степень защиты IP44. Форма исполнения IM7311.
|
Мощность, кВт |
Напряже-ние, В |
cos φ |
Частота вращения, об/мин |
КПД, % |
Масса, кг |
|
|
СДГ2-12500-2РУХЛ3.1 р.ц.в. |
12500 |
10000 |
0,9 |
3000 |
97,8 |
36000 |
Двигатели взрывозащищенные серии СТДП мощностью 1250…12500кВт IM7211, IM7311
|
Тип изделия |
Мощность, кВт |
Напряже-ние, В |
Частота вращения, об/мин |
КПД, % |
Масса, кг |
|
СТДП-1 250-2УХЛ4 |
1250 |
6000 10000 |
3000 |
96,5 96,2 |
7030 |
|
СТДП-1 600-2УХЛ4 |
1600 |
6000 10000 |
3000 |
96,7 96,6 |
7630 |
|
СТДП-2000-2УХЛ4 |
2000 |
6000 10000 |
3000 |
96,9 96,9 |
8030 |
|
СТДП-2500-2УХЛ4 |
2500 |
6000 10000 |
3000 |
96,8 96,6 |
11150 |
|
СТДП-3150-2УХЛ4 |
3150 |
6000 10000 |
3000 |
97,1 96,8 |
12350 |
|
СТДП-4000-2УХЛ4 |
4000 |
6000 10000 |
3000 |
97,2 96,9 |
12970 |
|
СТДП-5000-2УХЛ4 |
5000 |
6000 10000 |
3000 |
97,3 97,2 |
14750 |
|
СТДП-6300-2УХЛ4 |
6300 |
6000 10000 |
3000 |
97,4 97,4 |
21600 |
|
СТДП-6300-2БУХЛ4 |
6300 |
6000 10000 |
3000 |
97,4 97,4 |
|
|
СТДП-8000-2УХЛ4 |
8000 |
6000 10000 |
3000 |
97,6 97,6 |
23000 |
|
СТДП-8000-2БУХЛ4 |
8000 |
6000 10000 |
3000 |
97,6 97,6 |
|
|
СТДП-1 0000-2УХЛ4 |
10000 |
6000 10000 |
3000 |
97,7 97,6 |
|
|
СТДП-1 2500-2УХЛ4 |
12500 |
6000 10000 |
3000 |
97,7 |
Структура условного обозначения:
СТД – синхронный трехфазный двигатель
П – продуваемый
М – модернизированный
Г – для газового нагнетателя
630…12500 – мощность в кВт
2 – число полюсов
Р(З) – разомкнутый (замкнутый) цикл вентиляции
УХЛ4, УХЛ3.1, Т4 – климатическое исполнение
Двигатели ТДС мощностью 20000 и 31500 кВт
Турбодвигатели применяются для привода высоконапорных компрессоров на металлургических заводах. Пуск двигателей – частотный от тиристорного преобразователя.
Степень защиты двигателей IP44, форма исполнения IM7321
|
Тип изделия |
Мощность, кВт |
Напряже-ние, В |
Частота вращения, об/ мин |
КПД, % |
Масса, кг |
|
ТДС-20000-2УХЛ4 |
20000 |
10000 |
3000 |
97,6 |
57300 |
|
ТДС-31 500-2УХЛ4 |
31500 |
10000 |
3000 |
97,5 |
82900 |
Примечание: масса двигателей указана без учета массы возбудительных устройств
Структура условного обозначения:
ТДС – турбодвигатель синхронный
20000 и 31500 – мощность в кВт
М – модернизированный
2 – число полюсов
УХЛ4 – климатическое исполнение
СТД-1250-2УХЛ4
Исполнение: на лапах (IM1…1, IM1…2) фланец (IM3…1, IM3…2) комбинированное (IM2…1, IM2…2)Габаритные размеры, мм
| Двигатель |
|---|
| СТД-1250-2УХЛ4 |
Установочные и присоединительные размеры, мм
Габаритные размеры, мм
| Двигатель |
|---|
| СТД-1250-2УХЛ4 |
Установочные и присоединительные размеры, мм
Габаритные размеры, мм
| Двигатель |
|---|
| СТД-1250-2УХЛ4 |
Установочные и присоединительные размеры, мм
СТД-4000-2УХЛ4
Исполнение: на лапах (IM1…1, IM1…2) фланец (IM3…1, IM3…2) комбинированное (IM2…1, IM2…2)Габаритные размеры, мм
| Двигатель |
|---|
| СТД-4000-2УХЛ4 |
Установочные и присоединительные размеры, мм
Габаритные размеры, мм
| Двигатель |
|---|
| СТД-4000-2УХЛ4 |
Установочные и присоединительные размеры, мм
Габаритные размеры, мм
| Двигатель |
|---|
| СТД-4000-2УХЛ4 |
Установочные и присоединительные размеры, мм
СТД-3150-2УХЛ4
Исполнение: на лапах (IM1…1, IM1…2) фланец (IM3…1, IM3…2) комбинированное (IM2…1, IM2…2)Габаритные размеры, мм
| Двигатель |
|---|
| СТД-3150-2УХЛ4 |
Установочные и присоединительные размеры, мм
Габаритные размеры, мм
| Двигатель |
|---|
| СТД-3150-2УХЛ4 |
Установочные и присоединительные размеры, мм
Габаритные размеры, мм
| Двигатель |
|---|
| СТД-3150-2УХЛ4 |
Установочные и присоединительные размеры, мм
Электрический двигатель | Статья об электрическом двигателе от Free Dictionary
Штюлингер, Е. Ионные двигатели для космических полетов . М., 1966. (пер. С англ.)
Гильзин К.А. Электрические межпланетные корабли , 2-е изд. М., 1970.
Гуров, А. Ф., Д. Д. Севрук и Д. Н. Сурнов. Конструкция и расчет на прочность космических электроракетных двигателей . М., 1970.
Фаворский О.Н., В. В. Фишгоит и Е. И. Янтовский. Основы теории космических электрореактивных двигательных установок . М., 1970.
Гришин С.Д., Лесков Л.В., Козлов Н.П. Элекррические ракетные двигатели . Москва, 1975..
(также электрическая силовая установка), ракетного двигателя, в котором электрическая энергия от системы питания на борту космического корабля – обычно солнечные батареи или аккумуляторные батареи – используется в качестве источника энергии для создания тяги. Преимущество электродвигателей заключается в их высоком удельном импульсе, что обусловлено высокой скоростью отработанного топлива; скорость выхлопа может достигать 10–100 км / с. Удельный импульс электрических двигателей во много раз больше, чем у химических ракетных двигателей, для которых скорость выхлопа не превышает 4.5 км / сек
В соответствии с принципом работы электрические двигатели классифицируются как электротермические двигатели, электростатические двигатели или электромагнитные двигатели. Электростатические двигатели включают ионные двигатели и коллоидные двигатели; Электромагнитные двигатели также известны как плазменные двигатели.
В электротермических движителях электрическая энергия используется для нагрева топлива, чтобы преобразовать его в газ с температурой 1000–5000 ° K.Когда газ выходит из струйного сопла, которое похоже на сопло химического ракетного двигателя, оно создает тягу. Вещества с низкой молекулярной массой – например, водород, аммиак или гидразин – используются в качестве пропеллентов. Нагреватель может быть нагрет с помощью поверхностных нагревателей (рисунок 1), электрической дуги (рисунок 2) или – в экспериментальных двигателях – высокочастотного электромагнитного поля. Для двигателей с электротермическим двигателем удельный импульс составляет 1,5–10 килоньютон-секунд на кг (кН · с / кг), плотность тяги (отношение тяги к площади разряда) равна 0.3–3 меганьютона на м 2 , а продолжительность тяги колеблется от нескольких часов до нескольких сотен часов.
Рисунок 1. Схема электротермического двигателя с поверхностным нагревателем: (1) подача топлива, (2) камера сгорания и вольфрамовое сопло, (3) нагревательный элемент из вольфрамовой проволоки, (4) опора нагревательного элемента
В ионных двигателях пропеллент ионизируется, и ионы и электроны ускоряются раздельно в электростатическом поле с помощью системы электродов.Впоследствии ионы и электроны смешиваются вместе для нейтрализации пространственного заряда, а затем разряжаются для создания тяги (рис. 3). Различают поверхностные ионизаторы и ионные двигатели с электронной бомбардировкой. Цезий, который легко ионизируется, используется в качестве пропеллента в ионных двигателях с поверхностной ионизацией. В ионных двигателях с электронной бомбардировкой пропеллентом может быть любое вещество с большой атомной массой, например висмут.
В коллоидных двигателях заряженные микроскопические капли ускоряются, а не ионы.Капли могут быть заряжены, например, в результате разности контактных потенциалов, которая возникает, когда капли удаляются с поверхности электрода.
При плотности тока в несколько миллиампер на см 2 ускоряющий потенциал составляет около 10–20 киловольт (кВ) для коллоидных двигателей и 2–7 кВ для ионных двигателей. Для обоих типов электростатических двигателей удельный импульс составляет 15–100 кН · с / кг, плотность тяги составляет 30–50 ньютонов на м 2 (Н / м 2 ), а длительность тяги составляет один или больше лет.
В электромагнитных силовых двигателях пропеллент – это плазма любого вещества. Плазма ускоряется за счет электродвижущей силы в скрещенных электрическом и магнитном полях. Различают электромагнитные двигатели с внешним магнитным полем и двигатели с собственным магнитным полем.
Рисунок 2. Схема дугового реактивного двигателя: (1) подача топлива, (2) вольфрамовый катод, (3) вольфрамовый анод, (4) вольфрамовое сопло, (5) резьбовая втулка
Плазменные двигатели с внешнее магнитное поле включает классические плазменные ускорители E × H и ускорители Холла типа закрытого дрейфа.В плазменных двигателях с собственным магнитным полем магнитное поле создается током, протекающим в ускоренной плазме; такие двигатели подразделяются на электроимпульсные и стационарные двигатели.
Рабочий цикл электроимпульсного плазменного двигателя соответствует периоду, когда пропеллент, обычно фторопласт, испытывает электрический пробой; в этот период создается тяга. Начальный потенциал пробоя составляет несколько киловольт, удельный импульс – 40–100 кН · сек / кг, плотность тяги – 10 –9 –10 –8 Н / м 2 , и число циклов может быть до миллиона.
В плазменных двигателях с постоянным потоком ток, составляющий десятки килоампер при напряжении в десятки вольт, пропускается через пропеллент для создания сильного магнитного поля. Удельный импульс составляет 30–50 кН · с / кг, плотность тяги составляет несколько килоньютонов на м 2, а длительность тяги составляет десятки часов.
Различные типы плазменных двигателей и способы получения плазмы обсуждаются в ускорителях плазмы.
Ограниченное использование электрических двигателей связано с необходимостью большого потребления электроэнергии (10–100 кВт на ньютон тяги).Благодаря наличию бортовой системы питания вместе с другими вспомогательными системами и низкой плотности тяги космические аппараты, приводимые в движение электрическими двигателями, имеют низкое ускорение. Поэтому электрические двигатели могут использоваться только в космических аппаратах, которые работают либо в слабых гравитационных полях, либо на планетарных орбитах. Такие двигатели используются для контроля ориентации, коррекции орбиты и других операций, которые не требуют больших энергетических затрат.
Ионные двигатели, плазменные двигатели Холла и некоторые другие электрические двигатели рассматриваются как многообещающие кандидаты на основные двигатели космического корабля.Из-за небольшого количества выбрасываемого топлива продолжительность непрерывной работы таких двигателей будет измеряться месяцами или годами. Использование электрических двигателей вместо существующих химических ракетных двигателей позволит увеличить полезную нагрузку космического корабля.
Идея использования электрической энергии для создания тяги была впервые предложена К. Е. Циолковским и другими пионерами в освоении космоса. В 1916 и 1917 годах Р. Годдард (США) экспериментально подтвердил осуществимость этой идеи.В.П. Глушко (СССР) разработал экспериментальный электродвигатель.
Рисунок 3. Схема ионного двигателя: (1) подача топлива, (2) ионизатор, (3) ионный пучок, (4) фокусирующий электрод, (5) ускоряющий электрод, (6) замедляющий электрод, ( 7) нейтрализатор, (8) основной источник питания, (9) вспомогательный источник питания
В СССР электроимпульсные плазменные двигатели были испытаны на космическом корабле Zond в 1964 году. В период с 1966 по 1971 годы ионные двигатели испытывались на космическом корабле «Янтарь».Плазменные двигатели с постоянным потоком были испытаны на космическом корабле “Метеор” в 1972 году.
Начиная с 1964 года в США были испытаны различные типы электрических двигателей. Ранние испытания проводились в баллистических полетах. Более поздние испытания проводились в космических полетах с использованием таких космических аппаратов, как ATS (спутники прикладной технологии) и спутник SERT 2.
Исследования в области электрических двигателей также проводятся в Великобритании, Франции, Федеративной Республике Германии и Японии.
ССЫЛКИ
Corliss, W.Р. Ракетные двигатели для космических полетов . М., 1962. (пер. С англ.)Штюлингер, Е. Ионные двигатели для космических полетов . М., 1966. (пер. С англ.)
Гильзин К.А. Электрические межпланетные корабли , 2-е изд. М., 1970.
Гуров, А. Ф., Д. Д. Севрук и Д. Н. Сурнов. Конструкция и расчет на прочность космических электроракетных двигателей . М., 1970.
Фаворский О.Н., В. В. Фишгоит и Е. И. Янтовский. Основы теории космических электрореактивных двигательных установок . М., 1970.
Гришин С.Д., Лесков Л.В., Козлов Н.П. Элекррические ракетные двигатели . Москва, 1975..
Электронный двигатель с компьютерным управлением
,
Меню Удерживая Система воздушного запуска L58 / 64 Air Start Воздушный стартовый клапан Воздушный старт Взрыв Удлинение цепи Потерянное движение Выхлоп v / v Сроки Реверсивный MANB & W Scavenge Fires C / случай взрывов Материальная усталость Marpol Приложение VI Очистители Жидкая пленка Lub Материалы подшипников Поперечная опора VIT Топливный насос Распредвал без двигателя Двухтопливный двигатель (1) Двухтопливный двигатель (2) Miller Cycle & VIC Полу-построенный коленчатый вал Пределы серы в ЕС | Оперативная информация Компьютер Управляемый электронный двигатель
|
Не известно, что первый система безвоздушного впрыска (т.е. не использовать сжатый воздух для Распылять топливо) была система Common Rail. Изобретение эта система часто ошибочно зачисляется в Doxford, но это было изобретен и запатентован Vickers of Barrow в Фернесс.
В этой ранней системе Common Rail двигатель приводные топливные насосы под давлением топливной рампы до около 400 бар от какие трубы вели к топливным клапанам, управляемым кулачками и качающимися рычаги. Насосы с независимым приводом были предоставлены для заполнения Система для запуска.
Более поздние системы использовались с гидравлическим приводом форсунки, подача топлива контролируется кулачком управляемый клапан.Количество топлива контролировалось эксцентриком на последователь кулачка.
С интеграцией промышленных электроника в морские инженерные системы в сочетании с гигантские успехи, достигнутые в развитии компьютерных технологий, это теперь стало возможным вновь ввести впрыск топлива Common Rail вместе с другими системами впрыска топлива, используя это современные технологии, чтобы время впрыска топлива без механические средства
В дополнение к этому стало возможным обойтись без распределительного вала с синхронизацией, используя аналогичные системы для контроля работы клапанов и системы запуска воздуха.
Два основных производители двухтактных двигателей представил двигатель без распредвала. Зульцер называют их РТ Гибкий двигатель, и MAN B & W называют их интеллектуальным двигателем ME.Оба двигателя используют электрические и приводимые в движение аксиально-поршневыми насосами для повышения давления в рейках сервомотора до 200 бар, которые затем используются для впрыск топлива и работа выпускного клапана. Кроме того, MAN B & W используйте сервомасло для привода блоков смазки цилиндров (Alpha система)
Хотя они оба работают без распределительного вала и использовать компьютеры для управления впрыском топлива, работа выпускного клапана и запуск воздуха, способ подачи топлива впрыск отличается.
Sulzer использовать топливная рампа под давлением с использованием набора насосов рывкового типа приводится в движение трехлопастным кулачком, прикрепленным к коленчатому валу. насосы переменной производительности на основе топлива ZA40 насос, управляемый электрическим топливным насосом вал связан с двигателем компьютера. двигатель компьютерная система, известная как W Artsila E ngine C ontrol S ( WECS ) контролирует доставка от общей железной дороги до человека цилиндры через систему контроля объемного впрыска который использует тонкофильтрованный двигатель LO под давлением электронасосы до 200 бар. |
Когда рельсовые клапаны находятся под напряжением для впрыска клапаном Модуль привода, масло из рейки управления открывает впрыск Клапаны управления Топливные форсунки находятся под давлением и мазут давление за поршнем количества топлива поддерживает это давление на инжекторах. Как поршень движется влево обратная связь сигнал отправляется на модуль управления цилиндром. При низкой нагрузке на двигатель система управления режет один из трех клапанов впрыска на цилиндр.
При очень низкой нагрузке два из трех впрыскивают клапаны вырезаны. Это используется, чтобы избежать видимого дыма выброс и уменьшить расход топлива. Можно уменьшите нагрузку на двигатель до 10% с минимальными оборотами двигателя 7RPM. |
в отличие от Двигатель Sulzer RT Flex двигатель MAN B & W ME не имеет управлять впрыском топлива в системе Common Rail. вместо дозирующий клапан с электромагнитным управлением ( FIVA клапан – F uel I njection V alve A citation) позволяет герметизированное серво масло под гидравлическим поршень.Это затем перемещает поршень топливного насоса вверх, повышение давления топлива и открытие впрыскивающих клапанов. азот заполненный аккумулятор поддерживает гидравлическое давление сервомотора во время работы насоса. |
чтобы иметь возможность время впрыска топлива системы управления должны знать угол поворота коленчатого вала отдельных узлов.Для этого два датчики угла поворота коленчатого вала установлены на свободном конце двигатель. Эти датчики с точностью до 0,1. цилиндр давления и мощности постоянно контролируются с помощью тензодатчики, встроенные в головку цилиндров, и компьютер автоматически компенсирует поворот в коленчатый вал при привязке положения коленчатого вала к цилиндру давление. системы дают полную гибкость над начало и конец впрыска и учитывают топливо качество, мертвое время (время между началом впрыска команда и фактический впрыск), и V I Njection T Iming ( VIT ).
Выхлоп привод клапана заменяет управляемый кулачком выпускной клапан гидравлический насос на обеих моделях бездвигательных двигателей. Оба работают по схожему принципу, серво масло на 200 Бар используется для управления поршнем, который управляет выпускной клапан “гидравлический толкатель” масло для работы «гидравлический толкатель» происходит от главного двигателя LO питание через обратный клапан. |
Система запуска воздуха похоже на обычный двигатель, кроме нет необходимости в механически приводимом в действие распределителе, чтобы открыть воздух запустите клапаны в нужное время. вместо привод распредвала, реверсивный распределитель запуска воздуха, каждый клапан запуска воздуха открывается в нужное время двигатели компьютеров посылают сигнал на соленоид контролируемый nc (нормально закрытый) клапан. Время запуска воздушных клапанов будет отличаться в зависимости от количества цилиндров, но они будут открыты для достаточно длительный период, чтобы позволить перекрытие, так что клапан открывается до закрытия предыдущего клапана, что позволяет начать с любого положение покоя. Номинальное открытие можно считать как 0 (т. е. ВМТ) и закрытие на 110 АТДК. компьютер знает, когда отправить сигнал, потому что он получает информация о положении коленвала под углом датчики, которые измеряют положение коленчатого вала и число оборотов. Когда двигатель достиг скорости стрельбы компьютеры отключили воздух и ввести топливо. |
Это дает краткое Обзор компьютерного управления распредвалом. Больше подробные объяснения с подробными чертежами можно найти в Члены секции до Common Rail и Двигатели без распредвала
Здесь есть главы на:
Краткая история Впрыск топлива.
RT Flex Engine Система впрыска топлива.
RT Flex Engine Система привода выпускного клапана.
RT Flex Engine Система воздушного запуска.
ЧЕЛОВЕК B & W ME Электронная работа двигателя.
MAN B & W ME Топливо Система впрыска.
ЧЕЛОВЕК B & W ME Система привода выпускного клапана.
MAN B & W ME Air запустить систему.
ЧЕЛОВЕК B & W ME Alpha Система смазки цилиндров.
Чтобы подписаться и стать member НАЖМИТЕ ЗДЕСЬ
,std :: mersenne_twister_engine – cppreference.com
std :: mersenne_twister_engine| шаблон < класс UIntType, | (начиная с C ++ 11) | |
mersenne_twister_engine – это механизм случайных чисел, основанный на алгоритме Мерсенна Твистера.Он производит высококачественные целые случайные числа без знака типа UIntType на интервале [0, 2w
-1].
Следующие псевдонимы типов определяют механизм случайных чисел с двумя обычно используемыми наборами параметров:
| Определение | |
мт19937 (C ++ 11) | std :: mersenne_twister_engine |
мт19937_64 (C ++ 11) | std :: mersenne_twister_engine |
[править] Типы участников
| Тип пользователя | Определение |
result_type | Интегральный тип, генерируемый двигателем.Результаты не определены, если это не беззнаковый целочисленный тип. |
[править] Функции-члены
Строительная и посевная | |
| создает двигатель (функция-член) [править] | |
| устанавливает текущее состояние двигателя (функция открытого члена) [править] | |
Поколение | |
| улучшает состояние двигателя и возвращает сгенерированное значение (открытая функция-член) [править] | |
| улучшает состояние двигателя на указанную величину (функция-член public) [править] | |
Характеристики | |
| получает наименьшее возможное значение в выходном диапазоне (общедоступная статическая функция-член) [править] | |
| получает максимально возможное значение в выходном диапазоне (общедоступная статическая функция-член) [править] | |
[править] Функции, не являющиеся членами
[править] Объекты-члены
constexpr size_t word_size [статические] | Параметр шаблона Вт , определяет диапазон значений, генерируемых двигателем.(константа открытого статического члена) |
constexpr size_t state_size [статические] | параметр шаблона n . Состояние двигателя составляет n значений UIntType (константа открытого статического члена) |
constexpr size_t shift_size [статические] | параметр шаблона м (константа открытого статического члена) |
constexpr size_t mask_bits [статические] | параметр шаблона r , также известный как значение скручивания.(константа открытого статического члена) |
constexpr UIntType xor_mask [статические] | параметр шаблона , , условная xor-маска. (константа открытого статического члена) |
constexpr size_t tempering_u [статические] | параметр шаблона u , первый компонент матрицы скремблирования (темперирования) (константа открытого статического члена) |
constexpr UIntType tempering_d [статические] | параметр шаблона d , второй компонент матрицы скремблирования (темперирования) (константа открытого статического члена) |
constexpr size_t tempering_s [статические] | параметр шаблона с , третий компонент матрицы скремблирования (темперирования) (константа открытого статического члена) |
constexpr UIntType tempering_b [статические] | параметр шаблона b , четвертый компонент матрицы скремблирования (темперирования) (константа открытого статического члена) |
constexpr size_t tempering_t [статические] | параметр шаблона t , пятый компонент матрицы скремблирования (темперирования) (константа открытого статического члена) |
constexpr UIntType tempering_c [статические] | параметр шаблона c , шестой компонент матрицы скремблирования (темперирования) (константа открытого статического члена) |
constexpr size_t tempering_l [статические] | параметр шаблона l , седьмой компонент матрицы скремблирования (темперирования) (константа открытого статического члена) |
constexpr UIntType initialization_multiplier [статические] | параметр шаблона f (константа открытого статического члена) |
constexpr UIntType default_seed [статические] | константа 5489u (константа открытого статического члена) |
[редактировать] Примечания
10000-й последовательный вызов построенного по умолчанию std :: mt19937 необходим для получения значения 4123659995.
10000-й последовательный вызов построенного по умолчанию std :: mt19937_64 необходим для получения значения 9981545732273789042
std :: linear_congruential_engine – cppreference.com
std :: linear_congruential_engine| шаблон < класс UIntType, | (начиная с C ++ 11) | |
linear_congruential_engine – это механизм случайных чисел, основанный на линейном конгруэнтном генераторе (LCG).У LCG есть состояние, которое состоит из единственного целого числа.
Алгоритм перехода функции LCG: x
i + 1 ← (ax
i + c) mod m.
Следующие определения типов определяют механизм случайных чисел с двумя обычно используемыми наборами параметров:
| Определение | |
minstd_rand0 (C ++ 11) | std :: linear_congruential_engine Обнаружен в 1969 году Льюисом, Гудманом и Миллером, принят в качестве «Минимального стандарта» в 1988 году Парк и Миллером [править] |
minstd_rand (C ++ 11) | std :: linear_congruential_engine Более новый «Минимальный стандарт», рекомендованный Парк, Миллер и Стокмейер в 1993 году [править] |
[редактировать] Типы членов
| Тип пользователя | Определение |
result_type | Интегральный тип, генерируемый двигателем.Результаты не определены, если это не беззнаковый целочисленный тип. |
[редактировать] Функции-члены
Строительная и посевная | |
| создает двигатель (функция-член) [править] | |
| устанавливает текущее состояние двигателя (функция открытого члена) [править] | |
Поколение | |
| улучшает состояние двигателя и возвращает сгенерированное значение (открытая функция-член) [править] | |
| улучшает состояние двигателя на указанную величину (функция-член public) [править] | |
Характеристики | |
| получает наименьшее возможное значение в выходном диапазоне (общедоступная статическая функция-член) [править] | |
| получает максимально возможное значение в выходном диапазоне (общедоступная статическая функция-член) [править] | |
[править] Функции, не являющиеся членами
[править] Объекты-члены
constexpr UIntType множитель [статические] | множитель член (а). (константа открытого статического члена) |
constexpr UIntType приращение [статические] | срок прироста (с). (константа открытого статического члена) |
constexpr UIntType модуль [статические] | модуль модуля (м). (константа открытого статического члена) |
constexpr UIntType default_seed [статические] | семя по умолчанию (1). (константа открытого статического члена) |