Файл: МПЭис.doc

Задача максимизации мощности, выделяемой в нагрузке, возникает, если надо учитывать внутреннее сопротивление Ri.

Задача

Дано: Е, Ri, ЭRн=мах.

Найти: Rн. 1) при постоянно включённой Rн; 2) при импульсном включении.

максимальная мощность, которую можно получить от источника 25% от Pмах

при .

Введение импульсного режима не повлияет на Pмах иоптимальный.

Химические источники электроэнергии.

Содержат электроды, электролит и электрическую цепь, соединяющую электроды.

Топливные элементы – это разновидность источника, в которых реакция преобразования химической энергии в электрическую поддерживается подачей взаимодействующих реагентов.

Нужно топливо и окислитель. Водородно-кислородный топливный элемент.

Солнечные источники электрической энергии (солнечные батареи). Преобразовывают электромагнитную энергию в электрическую.

Термоэмиссионный источник электрической энергии. Собирание электрических зарядов, которые покидают сильно нагретое тело.

Тепловые источники электрической энергии с прямым преобразованием тепловой энергии в электрическую.

Важный параметр – рабочая температура.

, для термоэмиссионных и термоэлектрических.

Для повышенияи температуры применяют тепловые фокусирующие устройства.

Задача

Дано: P

Найти: S при заданном ΔT.

термоизоляция

Трансформаторно- полупроводниковый преобразователь энергии, повышающий напряжение.

TV – повышающий трансформатор

Магнитогидродинамический генератор электроэнергии.

электроды магнитная цепь

____+ ____+ ____+ ____+ ____+

пламя В В В

____ В___ В___ ____ ____

- - - - -

топка – МГД – турбина – ЭМГ

Пьезоэлектрические источники энергии.

Использование эффекта возникновения статических зарядов на деформированном кристалле.

Атомные батареи источники электрических зарядов с использованием радиоактивных минералов.

Транспортировка электроэнергии.

Способы:

По поводам. Вакуумные пучки – повышенная плотность тока, меньше потери. Преобразование в другие виды энергии.

Накопитель электроэнергии.

Конденсатор – накопитель энергии постоянного тока.

С - ёмкость [Ф]=[Ф/м]*[м²/м]

Процесс заряда конденсатора. КПД заряда конденсатора.

Физической причиной снижениядо 50% является

большой всплеск тока. Для ограничения бросков тока применяют L и R.

Повышение- включение дросселя.

Заряд постоянным током

Заряд конденсатора от источника тока может быть остановлен только отключением от цепи заряда. Если это не сделать, то напряжение будет расти, пока не пробьёт диэлектрик.

При заряде от источника напряжения, максимальное Uc равно напряжению источника.

Если заряжаем через дроссель, то максимальное напряжение равно удвоенному напряжению источника.

;

Для увеличения η надо увеличить I и .

Индуктивный накопитель электроэнергии.

1)

. Так как нет возможности пробоя, то L более емкий накопитель.

Сверхпроводимость.

La-Ba-Cu-O Переходят в состояние сверхпроводимости при температуре 45˚К (27.01.1996)

La-Sr-Cu-O

N2- жидкий при 77˚К

Применение: создание сильных магнитных полей. ,B=1Тл

1) Конструкция ТОКАМАX

сверхпроводящая катушка

плазма

магнитопровод

2) Сверхпроводящий ограничитель тока

R

3) Сверхпроводимые обмотки двигателей (фирма Rockwell)

Если в моторе мощностью 10000л.с. обмотки заменить на сверхпроводники, то объём и масса уменьшаться в два раза. Экономия электроэнергии в год 100тыс. $.

4) Накопитель энергии . Для источников бесперебойного питания(UPS).

Системы электроснабжения с комбинированным использованием электроэнергии.

1) 100% потери 62% 2% розетка радиатор

ЭЭ

38% 36% Используется

η=38%

2) 100% потери 15% 1% розетка29%

30% ЭЭ

79% Используется

ТЭ 55% теплотрасса 5%

радиатор 50%

3) Децентрализованное электро- и теплоснабжение

потери 10% 36%

37% 1%

100% 87% используется

51%

53% 2%

Стоимость потерь электроэнергии и выбор электротехнического оборудования обеспечивает максимум экономического эффекта.

Задача. Какое оборудование выгоднее – за 8000Dm с =97% или за 10000Dm c =98%?

8000Dm η=97%

50кВт

10000Dm η=98%

5 лет 8000часов/год

1Вт потерь за 5 лет: 10Dm – 0.25Dm/кВт*час

Если за 8000, то за потери 12300Dm => Σ 20300Dm.

Если за 1000, то за потери 8100Dm => Σ 18100Dm.

Экономия 2200Dm.

Преобразование и регулирование электрической энергии.

Преобразователи:

выпрямитель конвертор инвертор циклоконвертор

Показатели качества:

Uн, Iн, Pн, ±ΔUн, f, ±Δf, содержание высших гармоник, импульсные помехи, гальваническая связь.

Виды: 1) линейный. -: увеличение мощности при увеличении ΔU

+: отсутствие искажений формы

2) ключевой -: высшие гармоники, искажения

регулятор +: малые потери

Rрег S

Uвх Rн Uн Rн Uн

t0 T

Показатели качества импульсного регулятора: