ТЕХНІЧНА ЕЛЕКТРОДИНАМІКА

ВИМІРЮВАННЯ ТА КОМПЕНСАЦІЯ НЕАКТИВНИХ ПОТУЖНОСТЕЙ ТРИФАЗНИХ СИСТЕМ ЕЛЕКТРОЖИВЛЕННЯ ЗАСОБАМИ ПАРАЛЕЛЬНОЇ АКТИВНОЇ ФІЛЬТРАЦІЇ

2024-07-24T13:14:17+00:00

В даній роботі отримала подальший розвиток теорія потужності трифазних систем електроживлення шляхом обґрунтування нових формул розрахунку потужності небалансу трифазних чотирипровідних систем електроживлення на основі вимірювання активних та реактивних потужностей окремих фаз, що можуть бути використані для формування компенсаційних сигналів в розподіленій активній фільтрації з централізованим керуванням. Запропоновано нову структурну схему керування автономним паралельним активним фільтром з розширеними функціональними можливостями та підвищеною швидкодією, що може використовуватися як в трипровідній, так і в чотирипровідній системах електроживлення. Комп’ютерне моделювання підтвердило адекватність нових формул для розрахунку складових потужності небалансу та ефективність запропонованих стратегій активної фільтрації для мінімізації потужності втрат в лінії передачі. Бібл. 11, рис. 3, табл. 1.

ЦИФРОВА СИСТЕМА КЕРУВАННЯ РЕЗОНАНСНОГО ІНВЕРТОРА НАПРУГИ З САМОЗБУДЖЕННЯМ

2024-07-18T11:22:39+00:00

В схемах керування транзисторними резонансними інверторами напруги установок індукційного нагріву широко використовуються системи фазового автоматичного підстроювання частоти (ФАПЧ). Одним з недоліків систем ФАПЧ є низька швидкодія, що викликана наявністю фільтра нижніх частот. Цей недолік відсутній в системах з самозбудженням, коли момент перемикання транзисторів визначається на кожному напівперіоді. При цьому можлива несиметрія півперіодів, що є суттєвим недоліком за наявності трансформатора на виході інвертора. Розроблено цифрову систему керування резонансним інвертором напруги з самозбудженням та однаковими тривалостями півперіодів вихідної напруги інвертора. Вона може працювати з різними способами регулювання вихідного струму та дає змогу забезпечити режими комутації транзисторів з мінімальними втратами потужності. Бібл.7, рис. 5.

МОДЕЛЮВАННЯ АСИНХРОННИХ МАШИН У СКЛАДІ ЕЛЕКТРОМЕХАНІЧНИХ СИСТЕМ З УРАХУВАННЯМ ВТРАТ У СТАЛІ СТАТОРА

2024-07-18T08:43:53+00:00

Виконано порівняльне дослідження способів врахування впливу процесів втрат у сталі статора асинхронної машини з короткозамкненим ротором на величину параметрів робочого режиму. Здійснено порівняння з довідниковими даними результатів розрахунку параметрів номінального режиму асинхронного двигуна без урахування втрат у сталі та з їх урахуванням за допомогою еквівалентних опорів, підключених паралельно до двигуна, а також еквівалентних контурів втрат у сталі. Досліджено вплив співвідношення активної та індуктивної складових навантаження еквівалентних контурів втрат у сталі на результати математичного моделювання. Дослідження виконано на базі універсальної математичної моделі асинхронного двигуна електромеханотронних систем з довільною схемою обмотки статора. Розроблено алгоритм визначення і коригування величини параметрів контурів втрат у сталі під час розрахунку перехідних процесів асинхронної машини до усталеного режиму роботи, за величинами втрат у сталі (у залежності від величин індукції і частоти) і діючого значення струму еквівалентного контуру. Задля забезпечення стійкості розв’язку обґрунтовано застосування ітераційного коефіцієнту і дискретності коригування величини опору. Обгрунтовано застосування контурів втрат у сталі статора у математичній моделі асинхронної машини у режимі генератора, коли використання паралельно підключених еквівалентних опорів вступає у протиріччя з енергетичною діаграмою машини. Бібл. 10, табл.1, рис. 1.

ЗАСТОСУВАННЯ ФАЗНИХ СТРУМОВИХ КОНТУРІВ ДЛЯ МОДЕЛЮВАННЯ ГАРМОНІЙНОГО МАГНІТНОГО ПОЛЯ МАГНІТОЕЛЕКТРИЧНОГО ГЕНЕРАТОРА

2024-07-18T13:26:09+00:00

Досліджується модель електромагнітного поля магнітоелектричного генератора з гладким циліндричним ротором та накладними постійними магнітами. Постійні магніти інтерпретуються комплексними амплітудами системи струмових контурів з гармонійним струмом. Метою роботи є розробка математичної моделі для розрахунку гармонійного магнітного поля магнітоелектричного генератора з постійними магнітами за допомогою заміни постійних магнітів фазними струмовими контурами з комплексними амплітудами струмів та дослідження її адекватності. Використано 3 варіанти модельного представлення постійних магнітів, що розміщені на поверхні магнітопроводу. Залежно від модельного представлення постійних магнітів розроблено дві динамічні моделі генератора і дві гармонійні моделі. Для кожної моделі записано рівняння електромагнітного поля. Показано приклад трифазної схеми струмових контурів ротора для моделювання електромагнітного поля магнітоелектричного генератора з комплексними амплітудами струмів. Виконано порівняння індукції магнітного поля, струму, напруги та електромагнітного моменту з трьома варіантами ширини магнітів відносно полюсної відстані. Бібл. 14, рис. 5, табл. 1.

ОБЕРТАЛЬНИЙ МОМЕНТ БЕЗПАЗОВОГО МОМЕНТНОГО ДВИГУНА З ПОСТІЙНИМИ МАГНІТАМИ ТА МАСИВНИМ МАГНІТОПРОВОДОМ СТАТОРА

2024-07-17T10:09:43+00:00

Розглянуто властивості масивного магнітопроводу статора безпазового моментного двигуна з постійними магнітами. Зазначено, що масивний магнітопровід за умов низької швидкості обертання має деякі переваги перед традиційним шихтованим магнітопроводом. Ці переваги полягають у здешевленні конструкції, її компактності та швидкості підготовки виробництва. Сформульовано припущення математичної моделі та обмеження вхідних даних. Обрано модель статичного магнітного поля з рухомим електропровідним середовищем. Двовимірну модель реалізовано в інтерфейсі «Magnetic fields» комплексу «COMSOL Multiphisics». Отримано максимальні значення обертального моменту та винайдено оптимальну кількість пар полюсів. Використано метод розрахунку обертального моменту за втратами на вихрові струми у магнітопроводі. Розраховано спадання обертального моменту зі збільшенням швидкості обертання ротора. Для уточнення результатів двовимірного моделювання за допомогою тривимірної моделі отримано коефіцієнти корекції максимального моменту. Бібл. 5, рис. 6, табл. 1.

ПОРІВНЯЛЬНИЙ АНАЛІЗ ХАРАКТЕРИСТИК ЕЛЕКТРОДВИГУНІВ З ПОСТІЙНИМИ МАГНІТАМИ ДЛЯ ЕЛЕКТРОМОБІЛІВ

2024-07-15T12:56:56+00:00

Наведено результати чисельного дослідження електричних двигунів з постійними магнітами циліндричного типу. Показано, що заміна в стандартному асинхронному двигуні короткозамкненого ротора на ротор з постійними магнітами дає можливість отримати істотне збільшення питомої потужності електричної машини. Проведено чисельні дослідження та аналіз характеристик електродвигуна з тангенціально намагніченими неодимовими магнітами для п’яти конфігурацій магнітної системи ротора. Показано, що задля забезпечення максимальних питомих характеристик в електродвигунах для електромобілів необхідно враховувати їздовий цикл та здійснювати рідинне охолодження електродвигуна. Також виконано теплові розрахунки з урахуванням їздового циклу NEDC і встановлено, що застосування рідинного охолодження дає змогу забезпечити охолодження неодимових магнітів і обмоток до температури нижче критичної у разі підвищеного струму в обмотках. Характеристики досліджуваних електрдвигунів розраховано в пакетах програм Simcenter MagNet і Simcenter MotorSolve. Бібл. 4, рис. 5, табл. 1.

SMART-МОНІТОРИНГ ЕЛЕКТРОЕНЕРГЕТИЧНИХ СИСТЕМ

2024-08-12T09:33:36+00:00

Показано, що трансформація енергетичного сектора на основі побудови нових архітектур енергетичних систем потребує сумісного розгляду трьох шарів двосторонньго енергоінформаційного обміну: економічного, інформаційно-керуючого та фізичного (енергетичного), а функціонування сучасних електроенергетичних систем зумовлює застосування моніторингу процесів з розширеними функціональними можливостями. Для такого інтелектуального моніторингу, визначеного як Smart-моніторинг, охарактеризовано процедури моніторингу першого та другого рівня, зокрема з врахуванням вимірювання із зміною роду сигналу, оперування з інформацією з синтаксичною, семантичною та прагматичною адекватністю, здійснення діагностування з ідентифікацією та прогнозуванням. Показано, що Smart-моніторинг в електроенергетиці на рівні середніх та низьких напруг (систем розподілу та споживання) має формуватися як технологічна платформа діагностування, аудиту, керування, диспетчерування, енергоменеджменту електроенергетичних систем, формування сучасних енергетичних ринків. Бібл. 32, рис. 2.

БАГАТОРІВНЕВІ ГНУЧКІ СИСТЕМИ РОЗПОДІЛУ ЕЛЕКТРИЧНОЇ ЕНЕРГІЇ

2024-07-17T09:40:15+00:00

В умовах довготривалої загрози руйнування енергетичної структури розподільні мережі нашої країни потребують зміни принципів їхньої побудови. З цією метою запропоновано багаторівневу структуру побудови розподільної системи, що за рахунок використання сучасних апаратних рішень та широкого залучення локальних енергетичних ресурсів дає можливість забезпечити високий рівень їхньої гнучкості з метою підтримки живлення максимальної кількості споживачів у разі пошкоджень різної тяжкості та тривалості, які можуть виникнути у централізованій системі електропостачання, що відрізняє її від існуючих технічних рішень. Бібл. 9, рис. 2.

МОДЕЛЬ ОПТИМІЗАЦІЇ ФУНКЦІОНУВАННЯ МІКРОМЕРЕЖІ З СЕС ТА УСТАНОВКОЮ ЗБЕРІГАННЯ ЕНЕРГІЇ

2024-07-24T09:31:18+00:00

У статті наведено опис моделі оптимізації функцій мікромережі для розв’язання задачі зменшення вартості закупівлі електроенергії власником такої мікромережі на роздрібному ринку електричної енергії. Формалізовано цільову функцію мінімізації вартості закупівлі електричної енергії. Сформульовано підходи до визначення коефіцієнтів штрафних функцій, призначених для відсікання технічно недопустимих режимів мікромережі. Запропоновано математичну модель установки зберігання енергії (УЗЕ), в якій формалізовано функції розрахунку технологічних витрат електроенергії. Наведено систему обмежень для задачі мінімізації вартості закупівлі електричної енергії. Визначено підходи до розв’язання задачі оцінювання ефекту від експлуатації СЕС та УЗЕ в мікромережі з використанням результатів оптимізації. Представлено приклади оптимізації функціонування мікромережі для підприємства з власними СЕС та УЗЕ. Відзначено потребу у додатковому контролі економічної доцільності залучення УЗЕ до регулювання балансів електроенергії на підприємстві. Бібл. 17, рис. 3, табл. 1.

АНАЛІЗ НАЛАШТУВАННЯ ПРИСТРОЇВ АВТОМАТИЧНОГО ЧАСТОТНОГО РОЗВАНТАЖЕННЯ З УРАХУВАННЯМ ЄВРОПЕЙСЬКИХ ВИМОГ

2024-07-18T12:26:59+00:00

Розглянуто організацію автоматичного частотного розвантаження (АЧР) в об’єднаній енергетичній системі (ОЕС) України. Розроблено еквівалентну модель енергосистеми для дослідження роботи АЧР, а також сформовано основні сценарії налаштування пристроїв АЧР з урахуванням вимог, що діють в ENTSO-E. Досліджено режими за частотою для різних сценаріїв налаштування АЧР за умов виникнення розрахункового та аварійного небалансів активної потужності. Наведено графіки, що відображають зміну частоти в енергосистемі за зазначених умов. Бібл. 4, табл. 1, рис. 5.

УРАХУВАННЯ ЗМІННОЇ СКЛАДОВОЇ ПОТЕНЦІАЛУ ПІДЗЕМНИХ СТАЛЕВИХ ТРУБОПРОВОДІВ ПІД ЧАС РОЗРОБКИ ЕЛЕКТРОТЕХНІЧНИХ КОМПЛЕКСІВ ДЛЯ ЇХНЬОГО ЗАХИСТУ ВІД ЕЛЕКТРОХІМІЧНОЇ КОРОЗІЇ

2024-08-15T07:45:13+00:00

Виконано огляд попередніх досліджень катодного захисту підземних сталевих трубопроводів від їхньої руйнації внаслідок виникаючих корозійних процесів. Приведено результати досліджень І.М. Францевича та його учнів і послідовників щодо впливу рівня катодної поляризації на інтенсивність реального руйнування сталевих трубопроводів. Додатково враховано вплив змінної складової потенціалу таких трубопроводів на інтенсивність корозії і надано оцінку критичних параметрів системи захисту підземних металевих трубопроводів за допомогою активних перетворювачів енергії. Досліджено можливі режими діючих комплексів захисту. Наведено аналітичні залежності визначення рівнів захисного потенціалу з урахуванням змінної складової в умовах неоднорідного середовища та різних варіацій топології прокладання системи трубопроводів. Отримані результати багатофакторного моделювання та моніторингу параметрів і характеристик системи катодного захисту дали змогу сформувати енергетично і функціонально доцільні режими та забезпечити необхідну високу ефективність електротехнічного комплексу захисту підземних металевих трубопроводів. Бібл. 22, рис. 11.

ЕЛЕКТРИЧНЕ ПОЛЕ НАПІВПРОВІДНОГО ЕКРАНА СИЛОВОГО КАБЕЛЮ З ПОЛІМЕРНОЮ ІЗОЛЯЦІЄЮ З УРАХУВАННЯМ СТРУКТУРНИХ НЕОДНОРІДНОСТЕЙ

2024-05-13T08:56:10+00:00

Методом скінченно-елементного аналізу досліджено неоднорідний розподіл електричного поля в зшито-поліетиленовій ізоляції силового кабелю на напругу 330 кВ із багатопровідниковою жилою та в залежності від електропровідності та товщини напівпровідного екрана, а також за різної частоти прикладеної напруги (від 50 до 10⁴ Гц). Показано, що у разі врахування періодичної структури поверхні струмопровідної жили, задля отримання однорідного електричного поля в основній ізоляції кабелю на границі з внутрішнім напівпровідним екраном, електропровідність матеріалу цього екрана повинна перевищувати 10^–6 См/м, а його товщина має бути не менше 1,5 мм. Розглянуто вплив різних видів поверхневих та об’ємних дефектів у напівпровідному екрані на неоднорідність розподілу електричного поля в ізоляції кабелю. Показано, що наявність дефектів у напівпровідному екрані може призводити до значного підвищення електричного поля в локальних зонах їхнього розташування (до 5 разів по відношенню до поля у разі відсутності дефектів), а отже сприяти утворенню та розвитку триїнгових структур в ізоляції. Отримані результати пояснюють причини мікро- та макрорівневої деградації ізоляції силових кабелів і обґрунтовують необхідність забезпечення однорідної структури та гладкої поверхні напівпровідного екрана і струмопровідної жили у технологічному процесі виготовлення силових кабелів зі зшито-поліетиленовою ізоляцією. Бібл. 23, рис. 8, табл. 1.

ОСОБЛИВОСТІ ПОБУДОВИ КОМПОНЕНТІВ БАГАТОРІВНЕВИХ ЕКСПЕРТНИХ СИСТЕМ ВІБРОДІАГНОСТИКИ ВУЗЛІВ ЕЛЕКТРОТЕХНІЧНОГО ОБЛАДНАННЯ З УРАХУВАННЯМ ВИКОРИСТАННЯ БЕЗДРОТОВИХ БЛОКІВ ЗВ'ЯЗКУ

2024-06-15T14:07:14+00:00

Розглянуто деякі особливості побудови елементів бездротових каналів зв’язку, що входять до складу багаторівневих інформаційно-вимірювальних систем діагностування електротехнічного обладнання. Розглянуто один з можливих варіантів побудови первинного вимірювального каналу, орієнтованого на використання бездротових вимірювальних сенсорів, які відповідають міжнародним стандартам. Коротко наведено опис можливих діагностичних ознак задля визначення технічного стану і класифікації можливих дефектів в окремих вузлах електротехнічного. Бібл. 21, рис. 1.