ТЕХНІЧНА ЕЛЕКТРОДИНАМІКА

До 85-річчя доктора технічних наук В.Б. КЛЕПІКОВА

пн, 08 лип 2024 00:00:00 +0000

ВПЛИВ ВЕЛИЧИНИ ЄМНОСТІ ПОСЛІДОВНОГО РЕЗОНАНСНОГО КОНТУРУ НА ПОТУЖНІСТЬ ЕЛЕКТРОТЕХНІЧНИХ СИСТЕМ РЕЗОНАНСНОГО ТИПУ ДЛЯ МОНІТОРИНГУ ІЗОЛЯЦІЇ ВИСОКОВОЛЬТНОГО ОБЛАДНАННЯ

Н.І. Супруновська, Д.В. Вінниченко — пн, 01 лип 2024 00:00:00 +0000

Досліджено процеси заряду ємнісного накопичувача електроенергії (ЄНЕ), яким може бути електроізоляція високовольтного устаткування (силових кабелів, турбогенераторів та інших крупних електричних машин) під час проведення поточного моніторингу її технічного стану на основі дослідження змінення в ній величини струму витоку після підведення підвищеної напруги. Для формування такої напруги у роботі використовується безтрансформаторна електротехнічна система (ЕТС), що використовує послідовний резонансний індуктивно-ємнісний контур (ІЄК) високої добротності, в якому протікають високочастотні синусоїдальні струми. Отримано аналітичні вирази для усталеної напруги на клемах такого ЄНЕ і перехідних струмів в колах його заряду. З використанням програмного пакету LTSpice виконано імітаційне моделювання перехідних процесів у колах ЕТС під час заряджання ЄНЕ. Показано, що залежності вихідної напруги та струмів у електричних колах ЕТС від часу, отримані за аналітичними виразами, практично збігаються з результатами імітаційного моделювання. Досліджено вплив співвідношення ємностей навантаження та ІЄК на тривалість заряду ємності навантаження і відповідно на потужність ЕТС. Виявлено, що задля збільшення потужності високовольтних безтрансформаторних ЕТС такого резонансного типу необхідно збільшувати відношення ємності ЄНЕ до ємності ІЄК резонансного кола ЕТС. Такий підхід може застосовуватися під час використання ЕТС з резонансними ІЄК для створення потужних електророзрядних установок (ЕРУ) задля реалізації технологій отримання електроіскрових мікро- і нанопорошків з унікальними експлуатаційними властивостями. Під час створення потужних ЕРУ пропонується використовувати величину вказаного співвідношення не менше 10. Бібл. 31, рис. 5.

ВПЛИВ З’ЄДНУВАЛЬНОГО ВИСОКОВОЛЬТНОГО КАБЕЛЮ НА СТРУМИ І НАПРУГИ У ПРИСТРОЇ ІМПУЛЬСНОГО БАР’ЄРНОГО РОЗРЯДУ

В.О. Берека, Ю.М. Васецький, І.П. Кондратенко — пн, 01 лип 2024 00:00:00 +0000

Статтю присвячено дослідженню впливу з’єднувального кабелю як елементу з розподіленими параметрами між генератором імпульсів і розрядною камерою в електротехнічному комплексі на основі імпульсного бар’єрного розряду на значення струмів і напруг в системі. На основі експериментальних досліджень і моделювання встановлено, що струми на різних кінцях кабелю суттєво відрізняються один від одного, що обумовлено значним ємнісним імпульсним струмом зарядження кабелю. Знайдено, що під час бар’єрного розряду коректно виміряний імпульс струму має значно меншу тривалість, ніж імпульс напруги. За електричного розряду особливістю залежності струму на вході до кабелю є поява додаткового локального максимуму, значно меншої амплітуди з часовим зсувом, що дорівнює часу пересування електромагнітної хвилі вздовж кабелю. Показано, що використання з’єднувального кабелю збільшеної довжини дає можливість підвищити напругу між електродами порівняно з напругою на вході до кабелю, максимально удвічі без врахування падіння напруги на внутрішньому опорі генератора за довжини кабелю не меншою, ніж подвійна довжина шляху, що проходить електромагнітна хвиля за час досягнення максимуму імпульсу генератора. Бібл. 16, рис. 7.

РОЗРАХУНОК РЕГУЛЮВАЛЬНИХ ХАРАКТЕРИСТИК РЕЗОНАНСНИХ ПЕРЕТВОРЮВАЧІВ МЕТОДОМ СУПЕРПОЗИЦІЇ

Г.В. Павлов, А.B. Обрубов, І.Л. Вінниченко, А.O. Махнов — пн, 01 лип 2024 00:00:00 +0000

В роботі представлено розрахунки регулювальних характеристик двотактного резонансного перетворювача з послідовним резонансним контуром (LLC-типу) з частотним регулюванням двома методами – методом першої гармоніки та методом суперпозиції. Теоретичні результати перевірено аналітично-структурним методом моделювання. Силову схему резонансного перетворювача для аналізу електромагнітних процесів заміщено лінійною Т-подібною схемою з двома послідовними резонансними електричними RLC-ланцюгами і еквівалентними генераторами прямокутних напруг, які імітують транзисторний інвертор та діодний випрямляч в режимі квазінеперервного струму. Аналітично-структурний метод моделювання полягає в частково аналітичному і частково структурному шляхах побудови чисельної моделі резонансного перетворювача у вигляді імітаційної моделі в середовищі MATLAB-Simulink. Лінійні структурні ланки моделі створено на основі інтегральних рівнянь кіл. Нелінійні ланки створено на основі нелінійних функцій та причинно-наслідкових зв’язків. Структурна модель на основі даних ланок враховує нелінійність елементів силової схеми резонансного перетворювача і базується на простіших математичних виразах у порівнянні з еквівалентною математичною моделлю резонансного перетворювача. Структурна модель відповідає уявленню резонансного перетворювача у вигляді резонансного контуру з незалежними еквівалентними генераторами напруг і дає можливість регулювати коефіцієнт магнітного зв’язку між обмотками трансформатора та моделювати процеси за довільних керуючих функціях еквівалентних генераторів. Особливістю використання метода суперпозиції для розрахунків статичних характеристик резонансного перетворювача виявилась необхідність погоджувати фази напруг еквівалентних генераторів схеми заміщення у разі зміни робочої частоти або відносної напруги навантаження. Залежність вхідної напруги випрямляча, яка моделюється другим еквівалентним генератором, від процесів силової схеми реального резонансного перетворювача, визначає умови погодження (налаштування) фаз еквівалентних генераторів. Бібл. 30, рис. 5.

ПРИВОДНІ УСТАНОВКИ СЕРЕДНЬОЇ ПОТУЖНОСТІ НА ОСНОВІ ІНВЕРТОРІВ ПОТРІЙНИХ ДЖЕРЕЛ НАПРУГИ З НАЛАШТУВАННЯМ АЛГОРИТМІВ СИНХРОННОЇ БАГАТОЗОННОЇ ШІМ

В. Олещук — пн, 01 лип 2024 00:00:00 +0000

Наведено короткий огляд розробки та розповсюдження спеціалізованих схем і алгоритмів просторово-векторної синхронної багатозонної широтно-імпульсної модуляції (ШІМ) для керування потрійними інверторами частотно-регульованих приводів середньої потужності, що характеризуються відносно низькою частотою комутації. Він забезпечує синхронізацію та симетрію основних форм напруги в триінверторних конфігураціях приводних установок на основі стандартних інверторів напруги (IН). Це також забезпечує мінімізацію величин парних гармонік і небажаних субгармонік в спектрах основних напруг приводних установок, що призводить до зменшення втрат у відповідних апаратах і підвищення їхньої ефективності. Наведено приклади застосування основних прийомів багатозонної ШІМ для регулювання трьох типових структур електроприводів середньої потужності на базі трьох IН. Моделювання дає поведінку приводних установок на базі потрійних інверторів, налаштованих алгоритмами синхронної ШІМ. Бібл. 12, рис. 11, табл. 1.

ОСОБЛИВОСТІ ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ ЕЛЕКТРОМАГНІТНОЇ СУМІСНОСТІ ДЖЕРЕЛ БЕЗПЕРЕБІЙНОГО ЖИВЛЕННЯ

В.В. Пілінський, В.Б. Швайченко — пн, 01 лип 2024 00:00:00 +0000

Описано особливості основних структур джерел безперебійного живлення. Визначено вплив на внутрішньосистемну та зовнішньосистемну електромагнітну сумісність засобів послаблення у цих системах безперебійного живлення з розподілом на основні типи щодо кондуктивних збурень. Проаналізовано сучасні стандарти та вимоги щодо досягнення електромагнітної сумісності джерел безперебійного живлення за кондуктивним шляхом поширення завад. Наведено особливості структур джерел безперебійного живлення типу онлайн, офлайн та лайн-інтерактив. Узагальнено основні переваги екологічних джерел безперебійного живлення. Запропоновано узагальнений підхід для застосування протизавадних фільтрів в залежності від електромагнітного середовища та особливостей джерел безперебійного живлення. Уточнені обмеження на можливості регулювання основних та паразитних параметрів ланок фільтрів за симетричним та несиметричним шляхом поширення кондуктивних завад. Оцінено можливість застосування віддаленого керування ефективністю засобів зменшення кондуктивних збурень. Визначено доцільність локалізації керування параметрами смарт протизавадних фільтрів з використанням штучного інтелекту. Бібл. 10, рис. 6, табл. 2.

КОМП’ЮТЕРНЕ ТА ФІЗИЧНЕ МОДЕЛЮВАННЯ БЕЗДРОТОВОГО ЗАРЯДНОГО ПРИСТРОЮ ЄМНІСНОГО ТИПУ ДЛЯ МАЛОГАБАРИТНОГО ЕЛЕКТРОТРАНСПОРТНОГО ЗАСОБУ

В.Б. Павлов, О.Д. Подольцев, В.Є. Павленко — пн, 01 лип 2024 00:00:00 +0000

В роботі розглянуто один з можливих підходів до створення бездротового зарядного пристрою ємнісного типу, який дозволяє здійснювати заряджання безконтактним способом акумуляторних батарей малогабаритних транспортних засобів: електровізків, електроскутерів, електросамокатів. В основу розроблення такого пристрою покладено роботу схеми гібридного DC-DC конвертора, що працює на високій частоті (550 кГц), передає енергію у коло заряджання за допомогою двох ємнісних елементів та дає змогу отримувати на навантаженні постійну регульовану напругу, яка може бути як менше, так і більше вхідної постійної напруги. Розроблено дослідний зразок такого пристрою та наведено результати його експериментального дослідження, що підтверджують можливість використання даної схеми задля здійснення бездротового заряджання акумуляторної батареї. Розроблено комп'ютерну Simulink-модель такого пристрою, що враховує реальні значення всіх параметрів розробленого дослідного зразка та використовує базову модель літій-іонної акумуляторної батареї. За результатами проведених розрахунків визначено, що для розробленого пристрою ємнісного типу найбільші втрати виникають в котушках індуктивності, а величина ККД, яка характеризує ефективність процесу передачі електричної енергії від первинного джерела живлення до акумуляторної батареї, на початковому етапі її заряджання (коли параметр стану батареї SOC=50%) становить 80%. Бібл. 10, рис. 5.

КОНЦЕПЦІЯ ПОБУДОВИ ГІБРИДНОЇ СИСТЕМИ КЕРУВАННЯ МІКРОГІДРОЕЛЕКТРОСТАНЦІЄЮ

пн, 01 лип 2024 00:00:00 +0000

В роботі розглянуто способи підвищення енергоефективності мікрогідроелектростанцій. Запропоновано нову гібридну концепцію побудови системи керування, яка поєднує класичні закони регулювання та нечітку логіку, що дає змогу покращити якість регулювання параметрів виробленої електроенергії незалежно від зміни режимів роботи мережі та зовнішніх умов. Показано, що використання гібридних фільтрів дозволить підвищити електромагнітну сумісність та, у підсумку, енергоефективність системи в цілому. Бібл. 12, рис. 3.

ІТЕРАЦІЙНИЙ МЕТОД ВИЗНАЧЕННЯ ПАРАМЕТРІВ ПЕРЕТВОРЮВАЧІВ ДИФЕРЕНЦІЙНИХ КОНДУКТОМЕТРИЧНИХ СЕНСОРІВ

П.І. Борщов, В.Г. Мельник — пн, 01 лип 2024 00:00:00 +0000

Запропонований метод є розвитком відомого, що базується на визначенні параметрів імпедансів перетворювачів сенсора за трьохелементною еквівалентною схемою на двох частотах. Підвищення точності досягається за рахунок покрокового уточнення значень параметрів з використанням значень, отриманих на попередньому кроці зі спрощених математичних виразів. Наведено математичні вирази для розрахунків вказаних параметрів. Наведено порівняльні результати розрахунків на основі відомого і запропонованого методів з використанням комп’ютерної моделі, які показали можливість суттєвого зниження впливу змін фонової електропровідності розчину порівняно з відомим способом. Бібл. 9, рис. 2, табл. 1.

РОЗРОБКА ТА ДОСЛІДЖЕННЯ АЛГОРИТМІВ ВИМІРЮВАННЯ ПАРАМЕТРІВ ЕЛЕКТРОЕНЕРГІЇ У РАЗІ ВИКОРИСТАННЯ ФІКСОВАНОЇ ЧАСТОТИ ДИСКРЕТИЗАЦІЇ СИГНАЛІВ

О.Л. Карасінський, Ю.Ф. Тесик — пн, 01 лип 2024 00:00:00 +0000

Виконано дослідження можливостей вимірювання діючих значень, кутів зсуву фази та інших параметрів електричних мереж, які використовують ці дані, під час дискретизації з частотою не кратною частоті мережі. В запропонованих алгоритмах використовується проміжна лінійна апроксимація для розрахунку миттєвих значень інтерпольованих сигналів у рівновіддалених моментах часу на періоді основної частоти мережі. Розглянуто випадки, коли така дискретизація виконується на одному приладі за послідовного або одночасного кодування вхідних сигналів та варіант, коли у кожному вимірювальному каналі частоти дискретизації не збігаються. Проведено дослідження використання цих методів з застосуванням розробленої комп’ютерної моделі та макету розподіленої вимірювальної системи. Бібл. 32, рис. 19.

ЗНИЖЕННЯ ПУЛЬСАЦІЙ ОБЕРТОВОГО МОМЕНТУ БЕЗПАЗОВОГО МОМЕНТНОГО ДВИГУНА З ПОСТІЙНИМИ МАГНІТАМИ ШЛЯХОМ ВИКОРИСТАННЯ ДВОШАРОВОЇ ОБМОТКИ

І.С. Пєтухов, В.Г. Кіреєв, К.П. Акінін, В.А. Лавриненко — пн, 01 лип 2024 00:00:00 +0000

Досліджено обертальний момент магнітоелектричного моментнолго двигуна з постійними магнітами, розташованими на поверхні ротора. Розглянуто режим живлення синусоїдальним струмом. Обертальний момент обчислювався за статичною моделлю магнітного поля. Визначено, що в пульсаціях значний внесок робить шоста гармоніка. Для зниження шостої гармоніки запропоновано застосувати обмотку зі скороченим шагом, для чого необхідно виконати цю обмотку двошаровою. Обчислено оптимальні значення кількості пар полюсів, кутової ширини магнітів системи збудження магнітного поля, та скорочення кроку обмотки. Винайдено, що скорочення кроку обмотки дає можливість знизити пульсацію обертального моменту у 2 … 2.5 рази. Бібл. 7, рис. 6., табл. 3.

ПІДВИЩЕННЯ ЕНЕРГЕТИЧНОЇ ЕФЕКТИВНОСТІ РЕГУЛЬОВАНОГО ЕЛЕКТРОПРИВОДУ ОДНОЦИЛІНДРОВОГО ПОРШНЕВОГО КОМПРЕСОРА

Ю.В. Шуруб, О.М. Попович, О.В. Бібік — пн, 01 лип 2024 00:00:00 +0000

Розглянуто особливості роботи замкнутих систем регульованих електроприводів одноциліндрових поршневих компресорів, обумовлені наявністю нелінійної залежності між моментом навантаження двигуна та кутовим переміщенням його ротору. Запропоновано методику синтезу регулятора амплітуди напруги живлення асинхронного двигуна такого електроприводу за фіксованого значення частоти живлення. За результатами досліджень встановлено, що ефект збільшення енергоефективності (зменшення різниці ККД для сталого та періодичного навантажень) за рахунок застосування регулятора напруги збільшується у разі зниження частоти живлення. Показано, що оптимізацію коефіцієнту передачі регулятора напруги електроприводів з нелінійною залежністю між моментом навантаження двигуна та кутовим переміщенням доцільно проводити за критерієм максимуму ККД. Бібл. 25, рис. 10, табл.1.

ОЦІНЮВАННЯ ВПЛИВУ РОБОТИ ДВОНАПРЯМЛЕНОГО НАПІВПРОВІДНИКОВОГО ПЕРЕТВОРЮВАЧА НА ПОКАЗНИКИ ЯКОСТІ ЕЛЕКТРОПОСТАЧАННЯ В MICROGRID

А.Ф. Жаркін, С.О. Палачов, А.Г. Пазєєв, Д.О. Малахатка — пн, 01 лип 2024 00:00:00 +0000

В публікації розглянуто моделювання режимів роботи інверторного обладнання, що використовується в мікромережах (Мicrogrid) низької напруги. Наведено опис розробленої імітаційної моделі Мicrogrid, однією з складових якої є двонапрямлений напівпровідниковий перетворювач з системою керування на основі застосування abc-dq0 перетворення. Проведено визначення впливу на показники якості електропостачання наявності в Мicrogrid інверторного обладнання, що працює в режимі генерації струму та регулювання реактивної потужності з урахуванням перехідних процесів, які виникають під час приєднання потужних навантажень. Бібл. 10, рис. 4.