ТЕХНІЧНА ЕЛЕКТРОДИНАМІКА

ВРАХУВАННЯ В CЛАБКОЗВ’ЯЗАНІЙ КОЛО-ПОЛЬОВІЙ МОДЕЛІ АСИНХРОННОГО ДВИГУНА ВИТІСНЕННЯ НАВЕДЕНОГО СТРУМУ В КОЛІ РОТОРА

2024-12-03T10:24:10+00:00

Розроблено ітераційно-параметричний метод розв'язку рівнянь слабкозв'язаної коло-польової моделі асинхронного двигуна (АД), який враховує ефект витіснення струму в роторі. Метод полягає в ітераційному розв'язанні рівнянь колової та польової математичної моделі шляхом уточнення параметрів заступної схеми АД за результатами польового аналізу та в ітераційному коригуванні розрахункового електромагнітного моменту задля врахування ефекту витіснення струму, отриманого на основі еквівалентних струмів у струмопровідних частинах ротора. Запропонований підхід дає змогу підвищити достовірність результатів моделювання електромагнітних процесів у АД в пускових режимах. Проведено верифікацію методу шляхом моделювання пускових режимів роботи АД з короткозамкненим ротором та АД з масивними феромагнітними елементами магнітопроводу, що дозволило оцінити вплив врахування ефекту витіснення струму за величиною уточнюючого моменту, яким і корегується розрахунковий електромагнітний момент колової моделі. Дослідження обгрунтувало необхідність адаптації сітки кінцевих елементів задля забезпечення точності розрахунків, коли ефект витіснення струму значно впливає на результати. Бібл. 26, табл. 1, рис. 4.

ОБЕРТАЛЬНИЙ МОМЕНТ БЕЗПАЗОВОГО МОМЕНТНОГО ДВИГУНА З ПОСТІЙНИМИ МАГНІТАМИ ІЗ КІЛЬЦЕВИМИ ЩІЛИНАМИ У СУЦІЛЬНОМУ ЯРМІ СТАТОРА

2024-12-13T10:31:41+00:00

Розглянуто трифазний безпазовий моментний двигун осьової конструкції з постійними магнітами та суцільним осердям статора. Досліджено дію кільцевих щілин в осерді, що перешкоджають протіканню вихрових струмів. Відзначено, що магнітне поле обмотки статора мінімально впливає на поле, створюване постійними магнітами, і цим впливом можна нехтувати. Визначено два етапи дослідження: перший – визначення максимального обертального моменту в статичному стані; другий – визначення втрат від вихрових струмів під час руху статора без обмотки відносно ротора. Польову задачу розв’язували за допомогою програмного забезпечення «COMSOL Multiphysics». Застосовано гладку аналітичну функцію для апроксимації залежності магнітної проникності сталі від магнітної індукції. За допомогою моделювання фізичної моделі було продемонстровано, що використання чотирьох щілин може зменшити втрати обертального моменту приблизно у 4 рази або збільшити максимальну швидкість обертання ротора на таку саму величину. Бібл. 8, рис. 9, табл. 1.

ПОКРАЩЕННЯ ЯКОСТІ РЕГУЛЮВАННЯ АСИНХРОННОГО ЕЛЕКТРОПРИВОДА З КЕРУВАННЯМ ЗА РЕАКТИВНОЮ ПОТУЖНІСТЮ

2025-01-16T12:19:51+00:00

В додаток до відомих властивостей асинхронного електропривода з керуванням за реактивною потужністю – забезпечення швидкодії у всьому різнополярному діапазоні регулювання швидкості, включаючи нуль, незалежність механічного моменту від зміни параметрів асинхронного двигуна – розглянуто особливість його роботи на частотах близьких до нуля за навантаженому двигуні і запропоновано адаптацію задля забезпечення відповідності заданій і фактичній швидкості у разі зміни параметрів асинхронного двигуна. Постачальником електроприводу може бути Запорізький електроапаратний завод, в погодженні технічних умов може приймати участь ТОВ «Електронік, ЛТД». Бібл. 6, рис. 5.

ТЯГОВА ЕЛЕКТРОМЕХАНІЧНА СИСТЕМА ТРОЛЕЙБУСА У РАЗІ ЖИВЛЕННЯ ВІД НИЗЬКОВОЛЬТНОЇ АКУМУЛЯТОРНОЇ БАТАРЕЇ З ВИКОРИСТАННЯМ ПІДВИЩУВАЛЬНОГО DC/DC ПЕРЕТВОРЮВАЧА

2024-12-19T09:33:48+00:00

Роботу присвячено визначенню досяжних характеристик тягової електромеханічної системи односекційного тролейбуса за живлення від низьковольтної батареї в режимі автономного ходу. Проаналізовано особливості використання підвищувального DC/DC перетворювача для живлення векторно-керованого асинхронного електроприводу тролейбуса під час роботи в маневровому режимі за умови використання як первинного джерела енергії бортової акумуляторної батареї напругою 48 В. Показано, що силова частина підвищувального DC/DC перетворювача за вказаного застосування може бути реалізована з використанням штатної схеми вхідної частини перетворювача тягового електроприводу. Представлено алгоритми керування напругою ланки постійного струму та прямого векторного керування моментом і модулем вектора потокозчеплення, які можуть бути застосовані задля реалізації маневрового режиму руху тролейбуса. Запропоновану електромеханічну систему досліджено методом математичного моделювання з врахуванням широтно-імпульсної модуляції в DC-DC перетворювачі, а також параметрів односекційного тролейбусу і зусиль опору його руху. Показано, що у разі обмеження струму батареї на рівні 200 А та стабілізації напруги ланки постійного струму (вихідної напруги DC/DC перетворювача) на рівні 250 В ненавантажений тролейбус по рівній асфальтованій поверхні здатен досягти швидкості 12 км/год. Результати дослідження досяжної швидкості транспортного засобу за різних значеннях обмеження струму батареї та рівня завдання напруги ланки постійного струму також представлено в роботі. Результати виконаних досліджень можуть бути використані під час розробки нових та модернізації існуючих електромеханічних систем тролейбусів. Бібл. 11, рис. 8.

КОМПЛЕКСНИЙ АНАЛІЗ ВПЛИВУ СИСТЕМ НАКОПИЧЕННЯ ЕНЕРГІЇ НА РЕЖИМИ РОБОТИ ЕНЕРГОСИСТЕМ ЗІ ЗНАЧНОЮ ЧАСТКОЮ ВІДНОВЛЮВАНОЇ ГЕНЕРАЦІЇ

2024-12-23T09:45:31+00:00

У роботі розглянуто питання забезпечення балансування за активною потужністю в енергосистемах зі значною часткою електростанцій на відновлюваних джерелах енергії (ВДЕ) з використанням систем накопичення енергії (СНЕ). Запропоновано критерії з визначення потужності та ємності таких систем з урахуванням помилки прогнозування потужності генерації ВДЕ, а також наявних резервів за активною потужністю на регулювальних станціях. Наведено результати досліджень усталених режимів на прикладі цільової енергосистеми. Бібл. 7, табл. 9, рис. 6.

ОПТИМАЛЬНИЙ РОЗПОДІЛ РЕАКТИВНОЇ ПОТУЖНОСТІ МІЖ ЕНЕРГОБЛОКАМИ, ПРИЄДНАНИМИ ДО РОЗПОДІЛЬЧИХ ПРИСТРОЇВ РІЗНИХ КЛАСІВ НАПРУГ

2024-11-11T10:21:51+00:00

В роботі розглянуто особливості внутрішньостанційної оптимізації режимів роботи за реактивною потужністю на електростанціях, енергоблоки яких приєднані до розподільних пристроїв двох різних класів напруги з автотрансформаторами зв’язку. Для таких електростанцій розроблено методику та математичну модель комплексної оптимізації розподілу реактивного навантаження між окремими енергоблоками та перетікання реактивної потужності через автотрансформатори зв’язку. Запропонована методика та математична модель враховують техніко-економічні характеристики, максимальні і мінімальні обмеження, втрати активної потужності в генераторах, блочних трансформаторах, трансформаторах власних потреб та автотрансформаторах зв’язку, а також схеми живлення власних потреб електростанції. Детально описано методику реалізації комплексної оптимізації розподілу реактивного навантаження електростанції між енергоблоками, які приєднані до розподільних пристроїв двох різних класів напруги, та перетікання реактивної потужності через автотрансформатори зв’язку. Її застосування дає змогу у будь-який момент часу визначати оптимальні значення реактивної потужності кожного з паралельно-працюючих енергоблоків та перетікання реактивної потужності через автотрансформатори зв’язку задля забезпечення мінімального рівня втрат активної потужності електростанції в цілому. Наведено розрахунки внутрішньостанційних втрат активної потужності на електростанції з генераторами номінальною потужністю 200 МВт, приєднаними до розподільних пристроїв 220 кВ і 330 кВ з автотрансформаторами зв’язку 220/330 кВ. Отримані результати підтверджують економічну ефективність застосування розробленої методики. Бібл. 10, рис. 2.

ВПЛИВ СЕЗОННОСТІ ГЕНЕРАЦІЇ ТА НАВАНТАЖЕННЯ НА ОПТИМАЛЬНУ ЄМНІСТЬ СИСТЕМИ НАКОПИЧЕННЯ ЕЛЕКТРОЕНЕРГІЇ МІКРОМЕРЕЖІ ПРОСЬЮМЕРА

2024-12-15T13:57:04+00:00

У зв’язку з нестабільністю відновлюваних джерел енергії підтримка сталої роботи мікромереж стає актуальним і складним завданням. Системи накопичення енергії можуть забезпечити безперервне живлення для таких мікромереж, проте їхня інтеграція супроводжується викликами, пов’язаними з визначенням оптимальних параметрів систем накопичення енергії. У роботі представлено методику, що оптимізує ємність системи накопичення енергії, враховуючи різні алгоритми контролера для функціонування мікромережі просьюмера. Розроблено метод визначення оптимальної ємності системи накопичення енергії задля максимізації прибутку від взаємодії з мережею. Розглядаються два кардинально різних алгоритми контролера роботи мікромережі: перший зосереджений на максимальному використанні сонячної генерації, а другий – на збалансованому використанні усіх елементів системи, включаючи накопичувачі і споживачі енергії. Досліджено мікромережу на прикладі просьюмера, що включає сонячну фотоелектричну систему, профіль навантаження, систему накопичення електроенергії та підключення до енергомережі за тризонним тарифом. Задля оцінки ефективності обраних стратегій проведено аналіз показників для зимового та літнього днів, що дало можливість виявити вплив сезонності на роботу мікромережі. Запропонований метод дає змогу визначати ємність системи накопичення енергії під час проєктування індивідуальних фотоелектричних систем генерації. Бібл. 15, табл. 2, рис. 10.

СИСТЕМА КЕРУВАННЯ ПРОЦЕСАМИ ЗАРЯДУ ЕЛЕКТРОМОБІЛЕЙ У РАЗІ ВИКОРИСТАННЯ КОНЦЕПЦІЇ ДВОБІЧНОГО ЕНЕРГЕТИЧНОГО ОБМІНУ МІЖ ЕЛЕКТРОМОБІЛЕМ, СИСТЕМОЮ ЗБЕРІГАННЯ ТА MICROGRID

2025-02-11T11:24:46+00:00

Оптимізоване використання електромобілів має великий потенціал, оскільки воно можливе для допоміжних послуг. Задля більш надійної роботи Microgrid, коли не має умов для віддачі енергії в мережу, її можна віддати через систему зберігання енергії в акумулятори електромобілів та зберігати там. При цьому використовується двонаправлена передача енергії: як в електромобіль, так і від нього. Дослідження роботи системи керування Microgrid постійного струму проведено імітаційним моделюванням в Matlab. Керування відбувається згідно розробленого алгоритму підключення та відключення парку електромобілів та щоденного профілю їхніх потужностей. Результати дослідження підтвердили доцільність використання проміжної (буферної) системи зберігання у разі використання концепції двобічного енергетичного обміну між електромобілем та Microgrid. Наведено оцінку ефективності системи керування електромобілем. Бібл. 16, рис. 3, табл. 1.

ПОРІВНЯЛЬНИЙ АНАЛІЗ ВТРАТ СВІТЛОГО ЧАСУ ДОБИ ТА ЕЛЕКТРОЕНЕРГІЇ У РАЗІ ПЕРЕХОДУ НА ПОСТІЙНИЙ ЗИМОВИЙ ЧИ ЛІТНІЙ ЧАС

2025-02-13T10:59:34+00:00

Останнім часом у суспільстві багатьох країн світу суттєво загострилася дискусія щодо доцільності щорічного переходу на літній та зимовий час. Враховуючи певний дискомфорт від переведення стрілок годинників, більшість населення пропонує від нього відмовитися. Але не існує остаточного обгрунтованого рішення, на якому часі слід зупинитися як на постійному – зимовому (поясному, стандартному) чи літньому. Перехід на літній час було запроваджено з метою заощадження електроенергії, але на даний час немає точних розрахунків, щодо його підтвердження. Роботу присвячено розв`язанню актуальної проблеми визначення найбільш ефективного порядку обчислення часу з точки зору більш повного використання сонячного світла і, відповідно, зменшення втрат електроенергії на освітлення у життєдіяльності сучасного світового суспільства. Метою досліджень є розробка методики точного розрахунку втраченого світлого часу доби та втрат електроенергії на освітлення населенням різних країн світу за різних варіантів обчислення часу – у разі застосування щорічного переходу на літній та зимовий (поясний, стандартний) час; відмови від переходу на літній час та остаточне введення зимового часу; відмови від переходу та застосування постійного літнього часу. наведено основні аргументи прихильників і супротивників запровадження постійного зимового та літнього часу. Проведено розрахунок та порівняльний аналіз втрат світлого часу доби та, як наслідок, втрат електричної енергії на освітлення за рік за різних варіантів обчислення часу. Здійснено розрахунок орієнтовної вартості втрат електричної енергії на освітлення за різних варіантів обчислення часу для деяких європейських країн. Задля підвищення точності розрахунків розглянуто соціологічний аспект досліджень у поєднанні з астрономічним. Розроблену методику рекомендовано використовувати у розрахунках під час визначення оптимального порядку обчислення часу у різних країнах світу задля введення його на законодавчому рівні. Застосування методики надасть можливість заощадити значні обсяги електроенергії під час вечірніх пікових навантажень енергоспоживання, що сприятиме стійкості енергосистеми країни та збереженню паливних і фінансових ресурсів. Бібл. 19, рис. 7, табл. 6.

ВЗАЄМОЗАЛЕЖНІ ПЕРЕХІДНІ ПРОЦЕСИ В КОЛАХ БІПОЛЯРНОГО ФОРМУВАЧА РОЗРЯДНИХ ІМПУЛЬСНИХ СТРУМІВ З R-L-C НАВАНТАЖЕННЯМ ТА ОБМЕЖЕНИМ ПОЗИТИВНИМ ЗВОРОТНИМ ЗВ'ЯЗКОМ ПО НАПРУЗІ

2024-11-04T13:37:58+00:00

У роботі проведено аналіз взаємозалежних перехідних процесів в розрядних колах біполярного формувача розрядних імпульсів(ФРІ) з R-L-C навантаженням та обмеженим позитивним зворотнім зв'язком за напругою. Отримано аналітичну залежність величини початкової напруги на конденсаторі, послідовно з'єднаному з навантаженням, від величини добротності розрядного кола ФРІ. Визначено оптимальні електричні параметри цих кіл для забезпечення високих динамічних та енергетичних показників імпульсних струмів в електроіскровому навантаженні. Обґрунтовано, що послідовне з'єднання конденсатора з електроіскровим навантаженням в розрядному колі біполярного ФРІ з ємнісним накопичувачем електричної енергії великої енергоємності дозволяє збільшити (максимально удвічі) початкову швидкість наростання струму в електроіскровому навантажені біполярних ФРІ та значно покращити енергетичні показники розрядних імпульсних струмів. При цьому значення струмів короткого замикання навантаження ФРІ обмежується величиною характеристичного опору розрядного кола ФРІ, а час їх протікання відповідає періоду автоколивань розрядного кола ФРІ в цьому режимі роботи. Водночас електрична енергія не розсіюється в розрядному колі ФРІ, а майже повністю рекуперує до конденсаторів на виході ФПН. Бібл. 15, рис. 6.

ПОКРАЩЕННЯ ЕФЕКТИВНОСТІ ОСЛАБЛЕННЯ МАГНІТНОГО ПОЛЯ ПОВІТРЯНИХ ЛІНІЙ ЕЛЕКТРОПЕРЕДАЧІ ЗАСОБАМИ КОМБІНОВАНОГО АКТИВНОГО ТА ПАСИВНОГО КОНТУРНОГО ЕКРАНУВАННЯ

2024-12-30T09:01:50+00:00

Вступ. Розглянуто проблему підвищення ефективності ослаблення магнітного поля в житлових будинках від повітряних ліній електропередачі комбінованими активними та пасивними контурними екранами. Мета. Розробка методу проектування комбінованих активних і пасивних контурних екранів задля підвищення ефективності ослаблення магнітного поля повітряних ліній електропередачі та зменшення чутливості системи до невизначеності і змін параметрів системи. Методологія. Проектування комбінованих активних і пасивних контурних екранів зводиться до розв’язання геометричної оберненої задачі магніто-квазістатики на основі рішення векторної гри з векторним виграшем, який розраховується на основі рішень рівнянь Максвелла в квазістаціонарному наближенні за допомогою програмного забезпечення COMSOL Multiphysics. Оригінальність. Рішення векторної гри розраховується на основі алгоритмів багаторойової оптимізації частинок із множини Парето-оптимальних рішень з урахуванням бінарних відношень переваг. Під час проектування комбінованого активного та пасивного контурного екрану розраховують кількість і координати просторового розташування активних компенсуючих обмоток і пасивних контурів, а також струми й фази в активних компенсуючих обмотках. Результати. Представлено комп’ютерне моделювання та експериментальне дослідження застосування комбінованого активного та пасивного контурного екрану задля підвищення ефективності ослаблення магнітного поля, яке генерується одноколовою повітряною лінією електропередачі із трикутним розташуванням проводів в одноповерховому будинку старої забудови. Під час проектування комбінованого активного та багатоконтурного пасивного екранів розраховано координати просторового розташування 16 контурів пасивного екрану та двох компенсаційних обмоток, а також струми та фази в цих обмотках активного екрану. Бібл. 3, рис. 2.

ДОСЛІДЖЕННЯ ДВОНАПРАВЛЕНОГО ПЕРЕТВОРЮВАЧА З ВИКОРИСТАННЯМ АСИМЕТРИЧНОГО ІНВЕРТОРА З МАГНІТОЗВ‘ЯЗАНИМ ДВООБМОТКОВИМ ДРОСЕЛЕМ В СИСТЕМАХ НАКОПИЧЕННЯ ЕНЕРГІЇ

2024-11-11T10:10:38+00:00

Розглянуто електромагнітні процеси у двонаправленому перетворювачі постійного струму під час використання асиметричного інвертора в акумуляторній системі енергонакопичення задля керування потоком енергії між джерелами з різним рівнем напруги. Визначено основні переваги двонаправлених перетворювачів на основі топології асиметричного інвертора. Перша перевага полягає у відсутності наскрізних струмів завдяки усуненню комбінацій послідовного з’єднання активних силових ключів на інтервалах комутації. Друга перевага полягає в покращенні динамічних властивостей силових ключів за рахунок використання зовнішніх дискретних діодів замість внутрішніх в силових ключах, що дає змогу значно зменшити енергію, яка розсіюється в процесі зворотного відновлення силового ключа. У роботі запропоновано шлях вдосконалення структури асиметричного інвертора з магнітопов’язаним дроселем для двонаправленого перетворювача постійного струму за допомогою додаткового дроселя, який усуває небажані циркуляційні струми у перетворювачі, що призводять до втрат потужності. Отримано аналітичні вирази для розрахунків приростів струмів на інтервалах комутації у магнітопов'язаному дроселі та визначено взаємозв'язок між його індуктивністю та параметрами джерел електроживлення, за яких циркуляційні струми відсутні. Бібл. 16, рис. 7.