ТЕХНІЧНА ЕЛЕКТРОДИНАМІКА

ПОТЕНЦІЙНІ ЗАСОБИ ЕКРАНУВАННЯ МАГНІТНОГО ПОЛЯ ПІДЗЕМНИХ СИЛОВИХ КАБЕЛІВ У ПОЛІЕТИЛЕНОВИХ ТРУБАХ З КОМПОЗИ-ЦІЙНОГО МАГНІТНОГО МАТЕРІАЛУ

І.М. Кучерява — пн, 24 кві 2023 00:00:00 +0000

За допомогою комп’ютерного моделювання досліджено магнітне поле підземних кабельних ліній середньої та високої напруги, прокладених у композиційних поліетиленових трубах, що мають магнітні властивості, з використанням спеціального насипного/засипного ґрунту різних розмірів (об’єму). Труби та додатковий ґрунт навколо і поблизу кабелів виготовляються з композиційного матеріалу з ефективними магнітними властивостями і можуть виконувати функцію магнітного екрана, зменшуючи рівень поля кабелів. Вивчено ефективність екранування поля кабельних ліній в трубах залежно від висоти і ширини композиційного насипного/засипного ґрунту. Виявлено існування оптимальної невеликої висоти насипки, необхідної для найбільшого зменшення магнітного поля кабелів на поверхні землі безпосередньо над ними, та вплив ширини насипного та засипного ґрунту на ефективність екранування. Проаналізовано характерні особливості розподілу та змінення рівня магнітного поля залежно від наявності чи відсутності композиційного магнітного ґрунту. Показано перспективність розміщення високовольтних кабелів (трикутником) в одній загальній трубі з додатковим композиційним магнітним насипним і засипним ґрунтом. Бібл. 30, рис. 5.

МОДЕЛЮВАННЯ ТА ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНЕ ДОСЛІДЖЕННЯ ДВОМОДУЛЬНОГО ТРИФАЗНОГО БЕЗЩІТКОВОГО ДВИГУНА ПОСТІЙНОГО СТРУМУ ЗА НЕЗБАЛАНСОВАНОГО МОДУЛЬНОГО НАВАНТАЖЕННЯ

І.З. Щур, Б.М. Харчишин , В.П. Турковський — пн, 24 кві 2023 00:00:00 +0000

Електричні машини, побудовані за модульним принципом – з кількома трифазними обмотками на статорі, є новим напрямком сучасної електромеханіки, оскільки мають низку переваг у порівнянні з традиційними однообмотковими машинами. Серед цих переваг найважливішими є підвищення енергетичної ефективності та стійкості до відмов, що є особливо важливим для електричних транспортних засобів з автономним живленням. Проте наявність взаємоіндуктивного зв’язку між модулями, а також їхнє неоднакове електричне навантаження підсилюють пульсації електромагнітного моменту, притаманні тій чи іншій системі електропривода. У роботі досліджено пульсації електромагнітного моменту в двомодульному безщітковому двигуні постійного струму (БДПС) за різних навантажень його модулів у випадках відсутності та наявності взаємного магнітного зв’язку між комплектами обмотки якоря, а також у випадках роботи привода у розімкненій та замкненій системах керування. Дослідження проводили шляхом моделювання в середовищі Matlab/Simulink на коловій моделі реального макетного зразку двомодульної машини з постійними магнітами, розробленій за результатами моделювання її магнітного поля методом скінченних елементів. Адекватність результатів моделювання підтверджено експериментальним дослідженням. Результати досліджень шляхом моделювання двомодульного БДПС показали збільшення відносних пульсацій електромагнітних моментів, створюваних окремими модулями як через наявність магнітного зв’язку між комплектами обмотки якоря, так і через відхилення від рівномірного навантаження модулів. Однак на рівні всього двомодульного БДПС показана значна взаємна компенсація пульсацій електромагнітних моментів модулів, особливо якщо вони магнітно зв’язані. Наявність замкнутих систем керування окремими модулями значно зменшує пульсації сумарного електромагнітного моменту, спричинені різним навантаженням модулів, особливо у випадку магнітно незв’язаних модулів. Бібл. 26, рис. 7, табл. 3.

ДОСЛІДЖЕННЯ ПІДХОДІВ ДО ПОБУДОВИ СКАНУЮЧОГО ПРИСТРОЮ НА ОСНОВІ БЕЗКОНТАКТНОГО МАГНІТОЕЛЕКТРИЧНОГО ДВИГУНА ЗВОРОТНО-ОБЕРТОВОГО РУХУ

К.П. Акинін, В.Г. Кіреєв, А.А. Філоменко, В.А. Лавриненко, О.В. Вертелєва — пн, 24 кві 2023 00:00:00 +0000

У статті наведено результати досліджень підходів до побудови скануючого пристрою на основі спеціалізованого безконтактного магнітоелектричного двигуна зворотно-обертального руху. Описано структури та проведено порівняння слідкуючих систем з двигунами як з пружним магнітним зв'язком між статором і ротором, так і без такого зв'язку. Визначено залежності точності відпрацювання заданого пилкоподібного сигналу і діючого значення струму статора від параметрів слідкуючих систем, значень коефіцієнтів пружності та в'язкості двигуна, а також відносної величини тривалості лінійної робочої ділянки пилкоподібного сигналу завдання. Показано, що зниження діючого значення струму статора досягається шляхом введення пружного магнітного зв'язку між статором і ротором, а також обмеження другої похідної при формуванні процесу скидання пилкоподібного сигналу завдання. Бібл. 8, рис. 9, табл. 3.

ЗАСТОСУВАННЯ АСИНХРОННОГО ЕЛЕКТРОПРИВОДУ З КЕРУВАННЯМ ЗА РЕАКТИВНОЮ ПОТУЖНОСТЮ

Р.А. Чепкунов — пн, 24 кві 2023 00:00:00 +0000

Розглянуто питання забезпечення переваг асинхронного електропривода з керуванням за реактивною потужністю – безперервного діапазону регулювання швидкості, включаючи нуль, незалежності навантажувальної і перевантажувальної здатності від зміни параметрів асинхронного двигуна, швидкодіючого регулювання і спрощення мікропроцесорної системи керування. Бібл. 8, рис. 6.

ЕЛЕКТРОДИНАМІКА ВИСОКОТОЧНОГО ІТЕРАЦІЙНОГО ЕЛЕКТРОПРИВОДА ПОДАЧІ ОБРОБНОГО ЦЕНТРА З ІНЕРЦІЙНИМ НАВАНТАЖЕННЯМ

О.А. Худяєв, Д.О. Пшеничников, В.Б. Клепіков, Б.В. Воробйов — пн, 24 кві 2023 00:00:00 +0000

Наведено кінематичну схему і подано уточнену математичну модель усталеного руху в режимі металообробки високоточного ітераційного триканального диференціально-редукторного електропривода подачі обробного центра із суттєво інерційним робочим органом. Наведено структурно-алгоритмічну схему триканальної системи керування електропривода, яка подана різними варіантами реалізації ітераційного алгоритму взаємодії каналів керування. Конкретизацію комп’ютерної моделі виконано стосовно до моделювання рухів ітераційного дво- та триканального електропривода з підпорядкованим налаштуванням каналів керування, призначеного для переміщення механізму подачі робочого органу в режимі торцевого фрезерування. Виконано порівняльну оцінку у часовій та частотній царинах показників якості підвищення точності керування подачею із застосуванням запропонованої багатоканальної електромеханічної системи. Порівняння проводиться з аналогічними за призначенням, але різними за швидкодією, сучасними одноканальними безредукторними електроприводами подачі, які традиційно застосовують на важких металорізальних верстатах та обробних центрах. Показано, що в компенсованому дво- та триканальному електроприводі у порівнянні навіть з широкосмуговим одноканальним асинхронним приводом подачі з частотно-струмовим векторним керуванням може бути досягнуто суттєве підвищення не тільки швидкодії, але й динамічної точності керування подачею практично в усьому діапазоні переміщень робочого органу. Встановлено, що ітераційний триканальний електропривод потенційно забезпечує рівень якості керування робочим органом, недосяжний не тільки за допомогою відповідних традиційних одноканальних електроприводів подачі різних типів, але й за допомогою аналогічного за побудовою двоканального диференціально-редукторного електропривода подачі. Бібл. 10, рис. 5, табл. 1.

КОМБІНОВАНЕ КЕРУВАННЯ БЕЗРЕДУКТОРНИМ ДУГОСТАТОРНИМ ЕЛЕКТРОПРИВОДОМ АНТЕНИ СУДНОВОЇ РАДІОЛОКАЦІЙНОЇ СТАНЦІЇ З НЕЧІТКИМ РЕГУЛЯТОРОМ ШВИДКОСТІ

пн, 24 кві 2023 00:00:00 +0000

Проведено синтез нечіткого пропорційно-інтегрально-диференціального регулятора швидкості дугостаторного електроприводу обертання антени радіолокаційної станції з комбінованим керуванням. Розроблено структурну схему нечіткого регулятора, визначено вхідні та вихідні лінгвістичні змінні, складено базу правил, отримано поверхні залежності вихідної змінної керування від вхідних координат. Побудовано імітаційну модель електроприводу в системі Matlab з синтезованим нечітким логічним регулятором на основі двофазної моделі асинхронного дугостаторного двигуна. Проведено моделювання номінального та найбільш важкого режимів роботи електроприводу, отримано графіки перехідних процесів, які підтверджують його працездатність навіть в умовах граничних навантажень. Бібл. 9, рис. 11, табл. 1.

ЄМНІСНИЙ СЕНСОР З СИСТЕМОЮ ПАРАЛЕЛЬНИХ КОМПЛАНАРНИХ ЕЛЕКТРОДІВ ДЛЯ ВИМІРЮВАННЯ ПОВІТРЯНОГО ЗАЗОРУ В ГІДРОГЕНЕРАТОРАХ

А.С. Левицький, В.Л. Рассовський, Є.О. Зайцев — пн, 24 кві 2023 00:00:00 +0000

У роботі запропоновано та досліджено ємнісний сенсор для вимірювання повітряного зазору між розточенням осердя статора і полюсами ротора в потужному гідрогенераторі. Сенсор складається з системи рівних за шириною стрічкових паралельних компланарних високопотенціальних та низькопотенціальних електродів, між якими розміщуються заземлені електроди. Співвідношення між шириною високопотенціального, низько-потенлціального та заземленого електродів вибираються в залежності від величини номінального зазору. Електроди сформовані на діелектричній підкладці, встановленій на розточенні осердя статора. Задля зменшення впливу крайових ефектів на коротких сторонах високопотенціальних електродів довжина низькопотенціальних електродів вибирається меншою, ніж довжина високопотенціальних електродів на величину, яка визначається номінальним зазором. Запропоновано, для зменшення похибки вимірювання, зумовленої впливом кривизни полюсів ротора, розмістити всі електроди за довжиною перпендикулярно твірній розточення осердя. Вимірюється електрична ємність між системою паралельно з'єднаних між собою високопотенціальних електродів і системою паралельно з'єднаних між собою низькопотенціальних електродів, яка функціонально залежить від величини повітряного зазору. Визначено аналітичні та графічні залежності для функції перетворення сенсора, призначеного для використання на капсульному гідрогенераторі типу СГК538/160-70М. Розраховано величину похибки, зумовленої кривизною полюсів ротора в цьому гідрогенераторі. Сенсор в порівнянні з аналогами має вищу точність вимірювання. Сенсор або система сенсорів можуть бути використані як окремий прилад, так і як складова частин систем моніторингу та діагностики. Бібл. 19, рис. 6.

ОБЧИСЛЕННЯ ПОПРАВОК ДИФЕРЕНЦІЙНИХ ДВОХЕЛЕКТРОДНИХ КОНДУКТОМЕТРИЧНИХ КОМІРОК ІЗ РОЗРАХУНКОВОЮ КОНСТАНТОЮ

О.О. Міхаль, Д.В. Мелещук, О.Ю. Стеннік — пн, 24 кві 2023 00:00:00 +0000

Об'єктом дослідження є диференційна двохелектродна кондуктометрична комірка із розрахунковою константою, що призначена для відтворення одиниці довжини – метра в національних еталонах одиниці електролітичної провідності рідин. Диференційна комірка складається з двох трубок однакового діаметра але різної довжини. В статті приведена ідеалізована модель обчислення констант комірок та визначення електролітичної провідності. Наявність отворів для заповнення комірки, що спотворює рівномірність розподілу щільності струму в середині комірки та значна діелектрична провідність водних розчинів призводить до суттєвих похибок вимірювання опору стовпів рідини. Наведено математичні вирази для обчислення двох типів поправок. По-перше, поправка, що зумовлена порушенням рівномірності поля від впускних та випускних отворів комірки. По-друге, поправка, що зумовлена наявністю струмів зміщення в водних розчинах електролітів. Наведено зовнішній вигляд макету комірки на двох трубках діаметром 9 мм і довжиною 50 та 100 мм відповідно, що проходить апробацію в складі національного еталона України. Бібл. 7, рис. 5, табл. 2.

УМОВИ ПЕРЕЗАРЯДУ КОНДЕНСАТОРІВ КОМУТУЮЧОЇ ЛАНКИ ТРИФАЗНОГО МОСТОВОГО КОМПЕНСАЦІЙНОГО ПЕРЕТВОРЮВАЧА

В.С. Бойко, О.В. Шкардун — пн, 24 кві 2023 00:00:00 +0000

Авторами розроблена схема трифазного мостового компенсаційного перетворювача, у якій роль комутатора виконує трифазна група повністю керованих приладів. Таке технічне рішення дозволяє забезпечити керований перезаряд конденсаторів комутуючої ланки. Досліджено умови формування комутуючої напруги, яка за формою і величиною здатна забезпечити компенсаційний режим роботи силових електричних вентилів, тобто їх роботу з випереджаючим кутом регулювання. При цьому повністю керовані прилади комутуючої ланки мають одинарну частоту керування і працюють протягом третини періоду. Доведено, що трифазний мостовий перетворювач здатний працювати у компенсаційному режимі, якщо для перезаряду конденсаторної батареї група повністю керованих приладів комутуючої ланки регулюється у межах роботи силового електричного вентиля своєї чи наступної фази. Порівняння характеристик комутуючої напруги при різних режимах її формування здійснено методом гармонічного аналізу. Бібл. 8, рис. 5, табл. 2.

ВДОСКОНАЛЕННЯ МЕТОДИЧНОГО ТА ІНСТРУМЕНТАЛЬНОГО ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ УПРАВЛІННЯ ПОПИТОМ В ЛІБЕРАЛІЗОВАНИХ РИНКАХ ЕЛЕКТРИЧНОЇ ЕНЕРГІЇ

О.В. Коцар, Ю.О. Расько — пн, 24 кві 2023 00:00:00 +0000

Глобальна декарбонізація і повсюдне застосування альтернативних та відновлюваних джерел енергії має на меті скорочення використання викопного палива та зменшення шкідливого впливу на довкілля в рамках парадигми сталого розвитку. Разом з тим, масове інтегрування до електричної мережі некерованих генерувальних установок на базі ВДЕ за відсутності достатньої кількості накопичувачів електричної енергії необхідної ємності в умовах непередбачуваності та нестабільності виробітку може призводити до неспроможності забезпечити надійне покриття електричного навантаження споживачів, що вимагає застосування альтернативних шляхів балансування ЕЕС. За таких умов узгодження попиту і пропозицій на електричну потужність (електроенергію) має здійснюватися виключно через управління попитом в реальному часі (в режимі, близькому до реального часу). Саме тому вдосконалення методичного та інструментального забезпечення завдань управління попитом сьогодні є однією з найвагоміших складових результативності «зеленого» переходу. Задля досягнення поставленої мети в роботі проаналізовано існуючі методи управління попитом за допомогою споживачів-регуляторів, виконано аналіз вимог національних НД в частині управління попитом та надання послуг в лібералізованому ринку електричної енергії України, розроблено і описано вдосконалений метод та модернізований інструментарій управління попитом за ідеальною нормою, а також запропоновано надійне бюджетне технічне рішення формування інформаційного забезпечення завдань управління попитом споживачів на роздрібному ринку електричної енергії, що разом із динамічним ціноутворенням і запровадженням тарифів реального часу сприятиме забезпеченню економічних режимів функціонування ЕЕС та якісного електропостачання споживачів. Бібл. 14, рис. 4, табл. 2.