CC BY
55
УДК 656.7:338; 656.7:658
СОВРЕМЕННЫЕ ТЕНДЕНЦИИ И ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ АВИАЦИОННОГО ЭЛЕКТРОМАШИНОСТРОЕНИЯ
И. С. Морозов, А. С. Щеглова Научный руководитель - Н. В. Юрковец
Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева
Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31
Е-mail: [email protected]
Рассмотрены тенденции и перспективы развития авиационного электромашиностроения. Проанализированы характерные направления и использование современных технологий в производстве авиационных электрических машин в Российской Федерации. Выделены основные перспективы развития электромашиностроения.
Ключевые слова: электромашиностроение, авиация, генератор, трансформатор, электродвигатель, перспективы, АО «ЛЕПСЕ», промышленность, научная публикация, Россия.
CURRENT TRENDS AND PROSPECTS OF AVIATION ELECTRICAL ENGINEERING
I. S. Morozov, A. S. Shcheglova Scientific Supervisor - N. W. Yurkovets
Reshetnev Siberian State Aerospace University 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation Е-mail: [email protected]
The article considers the trends and prospects of development of aviation engineering. Analyzed characteristic direction and the use of modern technology in the production of aviation electrical machines in the Russian Federation. Separate defined areas for possible improvement of electric machines. The basic prospects of development of electrical engineering.
Keywords: engineering, aviation, generator, transformer, electrode-gatel, prospects, JSC "LEPSE", industry, scientific publishing, Russia.
В начале ХХ века в России фактически не было электромашиностроения, как самостоятельной отрасли промышленности, то за последние годы была создана отрасль электротехнической промышленности - электромашиностроение, способная удовлетворять потребности нашего развивающегося народного хозяйства в электрических машинах и трансформаторах [3].
В связи с этим возникла необходимость создания единых серий машин, которые находились бы на современном техническом уровне и изготовлялись бы на различных заводах по единой технической документации, обеспечивая целесообразную специализацию производства на основе современной технологии. Первая единая серия была создана к началу пятидесятых годов прошлого столетия в области наиболее массовых машин - асинхронных двигателей мощностью от 0,6 до 100 кВт - серия А и АО. Затем единая серия была продлена для диапазона мощностей от 100 до 1000 кВт - серия А и АК. В области синхронных машин были разработаны генераторы мощностью от 12 до 75 кВт - серия ЕС, а также генераторы и двигатели мощностью от 100 до 800 кВт - серия СГ и СД. Единая серия П машин (двигателей и генераторов) постоянного тока мощностью от 0,3 до 200 кВт была создана в середине пятидесятых годов; затем серия была продлена для диапазона мощностей от 200 до 1400 кВт.
В настоящее время отечественной электропромышленностью изготовляются асинхронные двигатели мощностью от 0,12 до 400 кВт и мощностью свыше 400 до 1000 кВт, синхронные генераторы мощностью от 5 до 50 кВт серии ЕСС и мощностью от 125 до 800 кВт серии СГ2, синхронные двигатели мощностью от 132 до 1000 кВт серии СД2 и СД32, машины постоянного тока мощностью от 0,37 до 1000 кВт серии 4П. Машины этих серий обладают высокими технико-экономическими пока-
Секция « Техническая эксплуатация электросистем и авионики»
зателями, находящимися на уровне современных серий ведущих зарубежных фирм. Новые серии разработаны с учетом международных норм-рекомендаций МЭК.
Основные тенденции в развитии электромашиностроения на современном этапе:
1. Применение утоньшенной корпусной изоляции и обмоточных проводов с малой толщиной изоляции (главным образом эмаль-проводов), обладающих необходимой механической и электрической прочностью. При этом повышается коэффициент заполнения обмоточного пространства медью и соответственно использование объема машины. Обмоточные провода с эмалевой изоляцией относятся к самой массовой и наиболее прогрессивной группе проводов, что обусловлено целым рядом их достоинств.
2. Использование более нагревостойкой изоляции. В настоящее время наибольшее распространение находит изоляция класса F (материалы, из слюды, стекловолокна, асбеста, но без подложки или с неорганической подложкой);
3. Применение улучшенных марок электротехнической стали. Широко используемые в настоящее время марки холоднокатаной электротехнической стали, обладают большей магнитной проницаемостью и меньшими удельными потерями в сравнении с соответствующими марками горячекатаной стали;
4. Усовершенствование охлаждения машин путем повышения производительности вентиляторов, уменьшения аэродинамического сопротивления воздухопровода, увеличения поверхности охлаждения отдельных обмоток и всей машины за счет оребрения корпуса (в закрытых машинах), а также усиления теплопередачи путем лучшего заполнения воздушных прослоек в обмотках пропитывающими лаками и компаундами;
5. Усовершенствование методов расчета машин;
6. Улучшение конструкции машин с придачей узлам и деталям эстетических и рациональных форм, при обеспечении снижения их массы и повышения прочности.
Развитию технического уровня электрических машин сопутствуют и другие тенденции:
1. Снижение динамического момента инерции за счет уменьшения объема двигателя, следовательно, и объема вращающейся части двигателя (ротора или якоря), а также путем увеличения отношения длины сердечника ротора или якоря к его диаметру;
2. Повышение надежности машин, в частности за счет широкого распространения машин закрытого исполнения, в которых для улучшения охлаждения используют обдув наружной поверхности.
3. Улучшение у двигателей постоянного тока регулировочных свойств, как в части расширения диапазона регулирования частоты вращения вверх от номинальной изменением тока возбуждения, так и вниз от номинальной изменением напряжения на якоре. Улучшению регулирования частоты вращения вниз от номинальной без существенного уменьшения вращающего момента содействует применение независимой вентиляции;
4. Улучшение условий работы двигателей постоянного тока, питаемых от статических преобразователей с относительно высокими значениями пульсации напряжения, при полностью шихтованной магнитной системе, включая станину.
5. Энергетические показатели машин (КПД и cosф) в основном сохраняются на одном уровне.
6. Особо следует отметить повышение технологичности конструкции, осуществляемой широкой унификацией узлов и деталей машин и придания им форм, содействующих возможности применения прогрессивных технологических процессов и усовершенствованного оборудования-автоматических линий, агрегатных станков и т. п.
7. Наблюдаемый в настоящее время переход к прямоугольным формам очертания машин нашел свое отражение в области отечественных асинхронных двигателей с высотой оси вращения Н > 280 мм. Такая форма кроме эстетичности дает возможность осуществить блочную конструкцию машин с коробчатой станиной, при которой блоки механической и электрической частей изготовляют на отдельных технологических участках, и объединяют при сборке. При блочной конструкции обмотка сердечника статора и процесс пропитки могут производиться вне станины. Соответственно облегчается ремонт обмотки [1; 2].
Авиационная промышленность России опережает другие страны в разработке многих типов самолётов и вертолётов, особенно военных, но уступает в производстве особо мощных двигателей и некоторых авиационных приборов.
История развития авиационной промышленности в России неразрывно связана с ОАО «Электромашиностроительный завод «ЛЕПСЕ», одним из крупнейших предприятий по производству авиа-
ционного электрооборудования. Ни один серийный летательный аппарат не обходится без изделий завода. Сегодня на заводе выпускается более 600 типов авиационных электроагрегатов, которые применяются на всех типах самолётов, вертолётов и на ракетно-космических объектах: генераторы переменного и постоянного тока, электродвигатели различного типа и назначения, электромеханизмы поступательного, вращательного, качательного действия и т. д.
Продукция завода эксплуатируется на летательных аппаратах, разработанных конструкторскими бюро Антонова (Ан-124), Бериева (Бе-103), Ильюшина (Ил-76), Камова (Ка-50), Миля (Ми-8), Микояна (МиГ-29), Сухого (Су-35), Туполева (Ту-334.), Яковлева (Як-130) и многих других [2].
Таким образом, российская авиационная промышленность способна удовлетворить спрос на рынке гражданских магистральных и региональных самолетов. Тем более что спрос на продукцию авиастроителей есть, но не всегда возможности авиаперевозчиков соответствуют их потребностям.
Библиографические ссылки
1. URL: http://www.studfiles.ru/preview/1952089/ (дата обращения: 30.03.2016).
2. URL: http://www.lepse.com/company/ (дата обращения: 30.03.2016).
3. Кацман М. М. Электрические машины. М. : Высшая школа, 2001.
© Морозов И. С., Щеглова А. С., 2016
