CC BY
35
ский входы от двух разнородных ВИЭ: электрический от фотоэлектрического преобразователя ФЭП и механический от ветроагрегата (гидротурбины, турбины геотермальных вод, биогазовой турбины и т. п.).
Так как двухмерная машина не является в чистом виде машиной переменного и постоянного тока в обычном представлении, то вопросы устойчивости такой системы невозможно рассматривать в классическом виде. До сих пор вопросы устойчивости систем электроснабжения на базе ДЭМ не исследовались.
Проблемы устойчивости САЭ следует рассматривать, учитывая особенности как синхронных, так и асинхронных машин. Принципиально не являясь ни синхронным, ни асинхронным генератором, ДЭМ-Г по своим параметрам ближе к асинхронным.
Изучение некоторых вопросов устойчивости, характерных для синхронных машин - например, выпадение из синхронизма - неактуально в силу специфики ДЭМ-Г. На другие из-за соизмеримости мощности генератора и потребителей в системе следует обратить внимание. Проведенные исследования устойчивости
ДЭМ-Г выявили закономерности, позволяющие на стадии проектирования оценивать устойчивость САЭ. Так, установлено, что устойчивая работа машины при снижении скорости вращения ротора или напряжения на якоре на 30% повышается при увеличении индуктивного сопротивления якоря на 10-15%. Чем выше соотношение индуктивного сопротивления якоря к индуктивному сопротивлению ротора, тем выше устойчивость ДЭМ-Г как электромеханической системы в целом.
Диаграмма устойчивости ДЭМ-Г представлена на рисунке.
Таким образом, разработка двухмерных электриче -ских машин-генераторов с использованием в качестве энергоресурса ВИЭ перспективна как альтернатива традиционной энергетике. Для Юга России, например, целесообразно использование таких источников солнечной и ветровой энергии.
Кафедра электротехники и электрических машин
Поступила 13.10.06 г.
621.318
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ МАГНИТОТУРБОТРОНА В ПИЩЕВОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ
ЭЛЬ МУТАЗ Б.Т.М. АБДАЛЛА
Кубанский государственный технологический университет
Используемый в мировой практике для лечения онкологических болезней магнитотурботрон (МТТ) [1-4] с успехом может применяться в пищевой промышленности с целью облучения продуктов питания для больных онкологическими заболеваниями.
Магнитотерапия как метод лечения уходит своими корнями в древние времена. Естественные магниты (магнитный железняк) в лечебной практике использовали еще Аристотель, Авиценна и др. Однако датой рождения магнитотерапии принято считать 1780 г., когда медицинское общество Франции подтвердило, что магнитное поле (МП) помогает при лечении сильных болей.
Развитие современной магнитотерапии в значительной мере обязано магнитобиологии, не случайно биологическое действие МП зарегистрировано в тысячах экспериментов.
Исходя из требований к вращающимся магнитным полям (ВМП) в качестве лечебного фактора и учитывая результаты клинических испытаний МТТ в РОНЦ им.
Н.Н. Блохина РАМН (Москва), ПНИЛ КубГМУ (Краснодар) и др., а также опыт НПК «АЗ» (Москва), можно сформулировать следующие положения, которые необходимо учитывать при разработке МТТ:
в рабочей камере индуктора должно создаваться синусоидальное ВМП требуемых параметров;
рабочая камера индуктора должна иметь размеры, позволяющие разместить любой продукт (по габаритным размерам) и быть оборудована вдвигаемым и выдвигаемым ложем для расположения продукта;
индуктор должен иметь магнитный экран, обеспечивающий защиту обслуживающего персонала от постоянного воздействия МП;
электропитание МТТ должно осуществляться от стандартной трехфазной сети переменного тока 380 В, 50 Гц;
МТТ должен иметь защиту от линейных и фазных коротких замыканий, от перегрузок и обрыва фаз;
продолжительность непрерывной работы МТТ должна составлять не менее 8 ч при сохранении стабильного температурного режима установки;
обслуживающий персонал в ходе проведения процедуры облучения должен иметь возможность осуществлять контроль индукции ВМП в рабочей камере индуктора, токов в фазах индуктора и температуры в рабочей камере;
конструкция МТТ должна удовлетворять требованиям техники электробезопасности и соответствовать классу II;
конструкция МТТ должна иметь приемлемые мас -согабаритные показатели, позволяющие удобно транс-
портировать, монтировать и размещать установку в помещениях;
в конструкции МТТ необходимо предусмотреть устройство, позволяющее определить оптимальную продолжительность процедуры.
Следует отметить, что указанным требованиям удовлетворяют далеко не все, в том числе серийно выпускаемые в РФ, МТТ типов Магнитотурботрон-2 и Магнитотурботрон-2м. Указанные МТТ выполнены на базе обычных цилиндрических магнитопроводов, серийно выпускаемых асинхронных (синхронных) двигателей обычной, назовем их радиальной, конструкции. Здесь радиальный признак магнитопровода означает, что рабочий воздушный зазор машины направлен (измеряется) в радиальном направлении и в этом же направлении (т. е. радиальном) проходят магнитные силовые линии электрической машины и МТТ, построенного на ее основе.
Исходными данными для разработки предлагаемого в настоящей работе МТТ типа ЦГСВ (цилиндрический, горизонтальный, сидя, вращающийся) являются: геометрия индуктора, представляющая собой правильный многоугольник (в нашем случае - 12-угольник), вписанный в окружность диаметром не менее
1,8 м;
материал (марка электротехнической стали) магнитопровода МТТ (в нашем случае, имея в виду повышенную частоту питающего напряжения /г = 100 Гц) -холоднокатаная анизотропная тонколистовая электротехническая сталь марки 3413 толщиной А = 0,35 мм согласно ГОСТ 21427.1-83, соответствующая стандарту СТ СЭВ 10285; эта сталь рулонная, поставляется в термически обработанном состоянии, имеет электроизоляционное термостойкое покрытие и повышенное содержание кремния - 2,8-3,8%, сталь относится к 3-й группе по основной нормируемой характеристике;
расположение обмотки индуктора - концентрическое вокруг каждого из 12 шихтованных стержней квадратного сечения, составляющих (в собранном виде) правильный 12-угольник; при этом на каждую фазу (при т = 3) приходится по 4 стержня, т. е. по 2 стержня на каждый полюс индуктора, имея в виду двухполюсное исполнение магнитопровода МТТ;
величина магнитной индукции на расстоянии 500 мм от геометрического центра индуктора МТТ должна быть не менее В500 = 6 мТ, обеспечиваемой непрерывным (по синусоидальному закону) изменением напряженности питающего преобразователя частоты;
обеспечение вращения продукта вокруг вертикальной оси со скоростью 1/14 об/мин, что соответствует повороту на 180° за 7 мин; с этой целью МТТ снабжается соответствующим электроприводным (мотор-ре-дукторным ) устройством;
на расстоянии 0,5 м от оси вращения индуктора индукция должна быть не менее Bi = 6 мТ;
электроснабжение МТТ должно осуществляться от преобразователя частоты; при этом напряженность магнитного поля МТТ должна плавно циклически изменяться от нуля до максимума (Hm » 2000 А/м) и обратно, выходное напряжение U = 0 +- 220 В, частота fN = 100 Гц.
Считая, что частота тока f = 100 Гц невелика, пренебрегая токами смещения, а также вихревыми токами в магнитопроводе, опишем магнитное поле индуктора как квазистационарное, математической моделью которого служат уравнения Максвелла • •
Hdl = iw; (1)
• •
Bds = 0, (2)
в=mH. (3)
Или в дифференциальной форме записи • •
rotH=J; (4)
• •
rot A = B; (5)
• •
"2A = #J. (6)
Уравнение (6) - уравнение Лапласа для векторного потенциала А.
В настоящее время электротехника не имеет прямых аналитических методов расчета магнитных полей, подобных полю индуктора МТТ типа ЦГСВ. В то же время разработаны численные методы расчета полей, один из которых - метод конечно'-разностных уравнений - мы использовали в данной работе.
ЛИТЕРАТУРА
1. Гайтов Б.Х., Самородов А.В., Шарифуллин С.Р., Эль Мутаз Б.Т. Экспериментальные исследования и установление связи между динамическими показателями и переменными параметрами магнитотурботрона // Науч. тр. КубГТУ. - 1999. - 3. - Вып. 1. -С. 136-139.
2. Гайтов Б.Х., Эль Мутаз Б.Т., Прасько Д.Г. Особенно -сти математического моделирования индуктора магнитотурботрона // Там же. - С. 163-167.
3. Гайтов Б.Х., Эль Мутаз Б.Т., Прасько Д.Г. Обоснование рациональной конструкции индуктора магнитотурботрона // Там же. - С. 167-170.
4. Пат. 2153368 РФ, 7А 61 N 2/04. Магнитотерапевтиче -ская установка / Гайтов Б.Х., Эль Мутаз Б.Т. и др. // БИПМ. - 2000. -№ 21.
Кафедра электротехники и электрических машин
Поступила 26.10.06 г.
