ТЕХНІЧНА ЕЛЕКТРОДИНАМІКА

ІМПЕДАНСНА ГРАНИЧНА УМОВА ПРОНИКНЕННЯ НЕОДНОРІДНОГО ЕЛЕКТРОМАГНІТНОГО ПОЛЯ В ЕЛЕКТРОПРОВІДНИЙ ПІВПРОСТІР

Ю.М. Васецький — вт, 05 лип 2022 00:00:00 +0000

На основі точного аналітичного і наближеного асимптотичного методів розрахунку довільного тривимірного електромагнітного поля досліджено вплив неоднорідності зовнішнього поля на його розподіл на поверхні електропровідного півпростору. Запропоновано використання функції, яка узагальнює імпедансну граничну умову на випадок дифузії неоднорідного поля в електропровідне тіло. На основі порівняння результатів розрахунків за точним і наближеним методами для конкретної моделі електромагнітної системи встановлено припустиме значення верхньої межі введеного малого параметру, за яким здійснюється розкладання в асимптотичний ряд. Бібл. 10, рис. 5.

МОДЕЛЬ ОПТИМАЛЬНОГО ВИКОРИСТАННЯ РЕСУРСІВ ГІДРОЕЛЕКТРОСТАНЦІЙ НА РИНКУ ЕЛЕКТРИЧНОЇ ЕНЕРГІЇ

І.В. Блінов, Д.О. Олефір, Є.В. Парус — вт, 05 лип 2022 00:00:00 +0000

Наведено опис моделі участі ПрАТ «Укргідроенерго» каскаду гідроелектростанцій в сегментах ринку електричної енергії з урахуванням обмежень на використання наявних гідроресурсів. Представлено структуру моделі, наведено цільову функцію максимізації вигоди від продажу електричної енергії та систему обмежень рівності і нерівності, якою враховуються економічні й технічні характеристики обладнання електростанцій, а також баланс гідроресурсів. Показано особливості врахування цін у сегментах ринку електричної енергії. Описано основні технологічні обмеження гідроагрегатів та електростанцій. Відображено структуру системи обмежень на використання гідроресурсів з урахуванням визначеної постановкою задачі потреби зміни рівнів заповнюваності водосховищ. Наведено основні підходи до використання запропонованої моделі під час розв’язання задач планування стратегії залучення гідроелектростанцій до участі на торгах ринку електричної енергії. Бібл. 16, рис. 2.

СИНТЕЗ МОДЕЛЕЙ ЛОКАЛЬНИХ ЕЛЕКТРОЕНЕРГЕТИЧНИХ СИСТЕМ З ДЖЕРЕЛАМИ РОЗОСЕРЕДЖЕНОЇ ГЕНЕРАЦІЇ

С.П. Денисюк, Д.Г. Дерев`янко, Г.С. Бєлоха — вт, 05 лип 2022 00:00:00 +0000

Досліджено проблему взаємної інтеграції локальних електроенергнетичних систем Microgrid з джерелами РГ та НВДЕ з централізованими електроенергетичними системами, котра полягає в узгодженні цілей та параметрів режимів функціонування означених систем. Проаналізовано основні етапи та завдання синтезу моделей зазначених систем. Запропоновано моделі систем, що синтезуються, будувати на основі теорії ігор з урахуванням інтересів (цільових функцій) моделей кожної з систем. Такий спосіб дає можливість відображення різносторонньої взаємодії систем з джерелами РГ і НВДЕ та централізованими електроенергетичними системами. На основі запропонованого способу формалізовано постановку задачі багатокритеріальної оптимізації для моделей зазначених систем у рамках теорії ігор. Запропоновано процедуру оптимізації моделі синтезованої системи у вигляді формалізованої гри, котра грунтується на механізмах динамічної тарифікації та дає змогу знайти найоптимальніше рішення поставленої ігрової задачі. Бібл. 10, рис. 5.

ВИЗНАЧЕННЯ СКЛАДОВИХ ВТРАТ АКТИВНОЇ ПОТУЖНОСТІ В ДАЛЬНІЙ ЕЛЕКТРОПЕРЕДАЧІ ЗМІННОГО СТРУМУ

Т.Л. Кацадзе, В.В. Чижевський, Н.В. Буслова, В.В. Черкашина — вт, 05 лип 2022 00:00:00 +0000

Досліджено складові втрат активної потужності в дальніх електропередачах змінного струму. Показано, що в режимах малих та середніх навантажень основну частку втрат складають втрати на корону. Недосконалість чинної методики визначення втрат потужності на корону, які носять кліматичний характер, обумовлює спосіб виокремлення цих втрат зі складу сумарних після розрахунку навантажувальних втрат потужності. Одержано чотирикомпонентну формулу для визначення навантажувальних втрат активної потужності. Показано, що задля уточнення розрахункової моделі необхідно враховувати фактичну температуру проводу з урахуванням зміни погодних умов вздовж траси лінії. Наведено результати розрахунку складових втрат активної потужності в повітряній лінії 750 кВ «Західноукраїнська–Вінницька» протягом доби 13 вересня 2021 р. Бібл. 9, рис. 4, табл. 3.

ПРОГНОЗУВАННЯ ДОБОВИХ ГРАФІКІВ СУМАРНИХ НЕБАЛАНСІВ ЕЛЕКТРИЧНОЇ ЕНЕРГІЇ В ОЕС УКРАЇНИ

В.В. Сичова — вт, 05 лип 2022 00:00:00 +0000

Обґрунтовано актуальність задачі короткострокового прогнозування небалансів електроенергії в умовах функціонування сучасного ринку електроенергії України. Проведено порівняння результатів прогнозування добових графіків небалансів електричної енергії за допомогою авторегресійних моделей ARIMA, VARMA та розроблених на їх основі комбінованих моделей з урахуванням впливу прогнозованих значень генерації відновлюваних джерел енергії. Аналіз отриманих результатів показав, що модель векторної авторегресії VARMA має точніші результати серед обраних. Бібл. 11, рис. 2, табл. 2.

МОДЕЛЮВАННЯ ЕЛЕКТРОМАГНІТНИХ ПРОЦЕСІВ В СЕКЦІЙНОМУ КРИСТАЛІЗАТОРІ ДЛЯ ЕЛЕКТРОШЛАКОВОГО НАПЛАВЛЕННЯ МЕТАЛУ

вт, 05 лип 2022 00:00:00 +0000

Представлено тривимірну математичну модель для дослідження електромагнітних процесів, що протікають в секційному струмопідвідному кристалізаторі за електрошлакового наплавлення металу. Виконано чисельне моделювання електромагнітного поля в такій системі, отримано розподіли густини електричного струму, об’ємних тепловиділень в елементах системи, а також розподіл електромагнітних сил в рідкому шлаку. Проведено порівняння розрахункових і експериментальних значень інтегральних параметрів зазначеної системи. Бібл. 8, рис. 5, табл. 2.

ФІЗИЧНІ І ТЕХНІКО-ЕКОНОМІЧНІ АСПЕКТИ СУЧАСНИХ МЕТОДІВ ПІДГОТОВКИ ВОДИ ДЛЯ ТЕПЛОВОЇ ТА АТОМНОЇ ЕНЕРГЕТИКИ

Н.А. Шидловська, С.M. Захарченко, М.Ф. Захарченко, І.Л. Мазуренко, М.A. Куліда — вт, 05 лип 2022 00:00:00 +0000

Наведено критичний аналіз сучасних електрофізичних і електрохімічних методів підготовки води в контексті ефективності оброблення ними поверхневих природних вод для потреб теплової і атомної енергетики. Розглянуто фізичні аспекти електрохімічної коагуляції. Розраховано теоретичні значення питомої енергії руйнування пасивуючих плівок на поверхні алюмінієвих і залізних електродів та необхідні для цього мінімальні значення напруги на них. Описано механізми перетворення енергії розрядних імпульсів у зануреному у воду шарі гранул утворюючого коагулянт металу. Згідно з описаною моделлю процесів перетворення енергії розраховано мінімальні теоретичні значення питомої енергії утворення ерозійних частинок Al та Fe з розплавленого металу та з металу, що випарувався. Описано методику дослідження енергоефективності плазмоерозійної коагуляції в лабораторних умовах та наведено результати цих досліджень. Розраховано питому енергію на освітлення 1 м³ води електрохімічною і плазмоерозійною коагуляцією в різних режимах з використанням Al та Fe як утворюючих коагулянт металів. На основі аналізу отриманих результатів представлено рекомендації щодо підвищення енергоефективності режимів плазмоерозійної коагуляції. Бібл. 29, рис. 1, табл. 1.

ОПТИМІЗАЦІЯ БАЛАНСУВАННЯ МОСТОВОГО ВИМІРЮВАЛЬНОГО КОЛА З ДИФЕРЕНЦІЙНИМ КОНДУКТОМЕТРИЧНИМ СЕНСОРОМ

В.Г. Мельник, П.І. Борщов, О.Д. Василенко, І.О. Брагинець — вт, 05 лип 2022 00:00:00 +0000

Статтю присвячено вирішенню проблеми виникнення адитивної похибки визначення локальних змін електропровідності розчинів електролітів в умовах зміни фонової електропровідності середовища вимірювань, що часто має місце в біосенсорних та інших системах з диференціальною парою кондуктометричних перетворювачів через неідентичність їхніх електричних параметрів. Метою є забезпечення глибокого придушення впливу фонових змін за значних відмінностей як реактивних, так і активних опорів у парі перетворювачів сенсора. Коротко розглянуто суть питання, причини та механізм виникнення цього виду похибки, а також методи та засоби її зменшення, розроблені раніше. Наведено схему та опис структури диференціального кондуктометричного каналу біосенсорної системи на основі моста змінного струму, алгоритм операцій його балансування регулюванням модуля та фази тестової напруги, а також векторну діаграму струмів та напруг у ньому при цьому процесі. Аналітично промодельоване балансування моста з приведенням його в стан квазірівноваги, за якого варіації фонової електропровідності не змінюють його вихідний сигнал. Визначено додаткові операції балансування моста, що дає змогу досягти такого стану за значних відмінностей як ємностей, так і активних опорів в імпедансах пари кондуктометричних перетворювачів диференціального сенсора. Наведено результати експериментальних досліджень придушення впливу змін фонової електропровідності розчину у диференціальному кондуктометричному каналі на його комп'ютерній моделі та на експериментальному зразку кондуктометричного приладу з електричним еквівалентом диференціального сенсора. Наведено порівняння отриманих результатів та відповідних даних у разі балансування мостових кіл раніше розробленими методами. Бібл. 16, табл. 3, рис. 3.

ПІДВИЩЕННЯ ККД БАГАТОФАЗНОЇ СИСТЕМИ ЖИВЛЕННЯ ІЗ ЗАСТОСУВАННЯМ ЕНЕРГОЕФЕКТИВНИХ СТРАТЕГІЙ ПАРАЛЕЛЬНОЇ АКТИВНОЇ ФІЛЬТРАЦІЇ

М.Ю. Артеменко, В.В. Чопик, В.М. Михальський, І.А. Шаповал, С.Й. Поліщук — вт, 05 лип 2022 00:00:00 +0000

Проаналізовано мінімізацію втрат електроенергії та збільшення ККД багатофазної системи живлення шляхом підвищення коефіцієнта потужності навантаження за допомогою паралельного активного фільтра (ПАФ). Представлено дві стратегії керування ПАФ, які забезпечують максимальний ККД за близького до одиниці значення коефіцієнта потужності або синусоїдних симетричних струмах системи електроживлення з довільною кількістю фаз у разі несинусоїдних та несиметричних джерелах, нелінійному та несиметричному навантаженні, довільному співвідношенні опорів лінійних та нейтрального проводів. Показано, що застосування для цілей активної фільтрації безпосередньої інформації про ЕРС багатофазного джерела як опорного вектора бажаного струму лінії передачі не покращує досягнутого результату максимізації ККД. Отримано та верифіковано віртуальним експериментом формулу для розрахунку ККД багатофазної системи живлення з довільним навантаженням у вигляді залежності від двох параметрів: коефіцієнта навантаження та коефіцієнта потужності. Визначений та експериментально підтверджений коефіцієнт потужності системи живлення у разі застосування стратегії ПАФ з формуванням синусоїдних симетричних струмів багатофазного джерела. Бібл. 1, рис. 3.

ПОСЛІДОВНІ РЕЗОНАНСНІ ІНВЕРТОРИ З МОДУЛЬНОЮ СТРУКТУРОЮ ДЛЯ ВИСОКОЧАСТОТНИХ УСТАНОВОК ІНДУКЦІЙНОГО НАГРІВАННЯ

В.Я. Гуцалюк — вт, 05 лип 2022 00:00:00 +0000

Представлено результати досліджень високочастотних транзисторних послідовних резонансних інверторів установок індукційного нагрівання з модульною структурою побудови на основі паралельно – послідовного з’єднання. Для регулювання вихідного струму інвертору використовується модуляція щільності імпульсів. Показано, що використання несинфазного керування інверторними модулями дає змогу зменшити розмах пульсації амплітуди вихідного струму, що особливо важливо за низької добротності вихідного коливального контуру та широкому діапазоні зміни параметрів навантаження. Представлено математичну модель послідовного резонансного інвертора з модульною структурою побудови, яка дає змогу проводити розрахунки вихідного струму за різних параметрах модуляції. Бібл. 7, табл. 2, рис. 5.

ПОРІВНЯЛЬНИЙ АНАЛІЗ ХАРАКТЕРИСТИК ЕЛЕКТРИЧНИХ МАШИНИ З ПОСТІЙНИМИ МАГНІТАМИ ДЛЯ ЕЛЕКТРОМОБІЛІВ І ВІТРОУСТАНОВОК

В.В. Гребеніков, В.Б. Павлов, Р.В. Гамалія, В.С. Попков — вт, 05 лип 2022 00:00:00 +0000

Наведено результати чисельного та експериментального досліджень електричної машини з постійними магнітами циліндричного типу. Показано, якщо замінити в стандартному асинхронному двигуні короткозамкнутий ротор на ротор з постійними магнітами, можна отримати істотне збільшення питомої потужності електричної машини. Проведено чисельні дослідження та аналіз характеристик електричної машини з тангенціально намагніченими неодимовими та феритовими магнітами в двигунному режимі. Показано, що задля забезпечення максимальних питомих характеристик для застосування в електромобілях необхідно враховувати їздовий цикл та здійснювати рідинне охолодження електродвигуна. Також проведено порівняння характеристик, отриманих під час випробувань експериментального зразка в генераторному режимі, і характеристик, отриманих в розрахункових моделях. Показано, що розбіжність розрахункових та експериментальних залежностей для кількох значень частоти обертання ротора становить не більше 4%. Характеристики досліджуваних електричних машин розраховано в пакетах програм Simcenter MagNet і Simcenter MotorSolve. Бібл. 7, рис. 6, табл. 2.

РЕЗОНАНСНІ РЕЖИМИ ЛІНІЙНОГО МАГНІТОЕЛЕКТРИЧНОГО ДВИГУНА ВІБРАЦІЙНОЇ ДІЇ

Р.П. Бондар — вт, 05 лип 2022 00:00:00 +0000

Розглянуто резонансні режими роботи лінійного магнітоелектричного двигуна вібраційної дії. На підставі електричних та механічних схем заміщення із зосередженими параметрами отримано вирази для визначення частот механічного, електричного, енергетичного та силового резонансів. Представивши згідно методу електромеханічних аналогій індуковану внаслідок руху якоря ЕРС відповідним падінням напруги, отримано вирази для еквівалентних механічних опорів. Обґрунтовано наявність двох частот електричного резонансу (коли збігаються фази напруги живлення та струму двигуна) в одномасовій електромеханічній системі та чотирьох – у двомасовій. Отримано залежності енергетичних характеристик двигуна (механічної роботи та ККД) від параметрів його схеми заміщення. На підставі виразу для реактивної компоненти електромагнітної сили знайдено механічну роботу та показано її залежність від фазового кута коливань. Визначено фазовий кут, за якого сумарна механічна робота двигуна є максимальною. Показано, що результати аналізу резонансних режимів добре узгоджуються з результатами чисельного польового дослідження, проведеного на підставі рівнянь квазістаціонарного магнітного поля в часовій області з використанням методу скінченних елементів та рухомого типу розрахункової сітки в області якоря. Бібл. 12, рис. 6, табл. 1.

ЗАСТОСУВАННЯ КОМБІНОВАНОЇ СХЕМИ ОДНОФАЗНОГО ВКЛЮЧЕННЯ АСИНХРОННОГО ДВИГУНА ЯК ЗАСІБ ПІДВИЩЕННЯ ЕНЕРГОЕФЕКТИВНОСТІ ГІДРОПРИВОДУ ПОСТУПАЛЬНОГО РУХУ

Ю.В. Шуруб, Ю.Л. Цицюрський — вт, 05 лип 2022 00:00:00 +0000

Розглянуто особливості режимів роботи гідроприводу поступального руху з дросельним регулюванням швидкості, у якому як первинний виконавчій механізм використовується асинхронний двигун з однофазним живленням. Запропоновано комбіновану схему включення такого виконавчого двигуна з фазозміщуючим конденсатором, що дає змогу підвищити його енергоефективність у режимах прямого та зворотного ходу штока гідродвигуна за зміни ступеня відкриття регулювального клапану гідроприводу за рахунок перемикання силових схем та використання регулювання напруги живлення. Бібл. 10, рис. 6, табл. 1.