Исследования. Проектирование. Опыт эксплуатации. Рубрика в журнале - Журнал Сибирского федерального университета. Серия: Техника и технологии

Публикации в рубрике (261): Исследования. Проектирование. Опыт эксплуатации
все рубрики
Способы повышения локомоционных характеристик шасси мобильных роботов

Способы повышения локомоционных характеристик шасси мобильных роботов

Костромин Д.С., Трутс А.А., Лошицкий П.А.

Статья научная

В данной статье представлены варианты организации шасси мобильных роботов, а также возможные пути улучшения характеристик шасси мобильного робота (МР) в части их проходимости по недетерминированным поверхностям.Применение робототехники и робототехнических комплексов в настоящее время получило широкое распространение в различных областях науки и техники, связанных с обслуживанием оборудования, транспортировкой предметов, контролем состояния систем и т.д. Одним из основных видов робототехники, участвующих в данных процессах, являются МР, которые на сегодняшний день могут обладать разным функционалом. Компонентами МР являются информационно-логическая система управления, датчики, исполнительные механизмы, система электропитания и шасси с движителем. Шасси и примененный движитель во многом определяют как конструктивный облик МР, так и его функциональные возможности, главная из которых - способность к передвижению в недетерминированной среде и приспособляемость к сложным условиям движения.На сегодняшний день существует большое разнообразие вариантов организации шасси МР, каждый из которых имеет свои особенности работы, достоинства и недостатки.Данная статья посвящена вопросу повышения локомоционных характеристик шасси МР. Решаемыми задачами являются рассмотрение вариантов организации шасси МР и определение возможных путей улучшения локомоционных характеристик выбранного варианта шасси МР.

Бесплатно

Способы сжигания твердотопливных смесей в энергетических установках (обзор)

Способы сжигания твердотопливных смесей в энергетических установках (обзор)

Жуйков А.В., Матюшенко А.И., Кулагин В.А., Степанов С.Г., Кузнецов П.Н.

Статья обзорная

В работе представлен один из наиболее доступных способов перехода к ресурсосберегающей и экологически безопасной выработке тепловой и электрической энергии угольными объектами теплоэнергетики, заключающийся в сжигании смесей топлив. Проведен обзор существующего опыта перевода действующего теплотехнического оборудования как в России, так и за рубежом, подробно описаны основные трудности в процессе сжигания твердотопливных смесей. Наиболее эффективные смеси по своим экологическим показателям получаются на основе угля и биомассы с ее добавлением по теплосодержанию не более 20 %. Горение остается одним из самых сложных и не исследованных процессов, а при совместном горении нескольких твердых топлив происходят дополнительные взаимодействия, которые влияют на основные характеристики горения, поэтому в работе отдельно рассмотрены методики исследований процесса горения и оборудование для проведения опытного сжигания твердотопливных смесей.

Бесплатно

Сравнительная характеристика методов извлечения золота (цианид, тиосульфат, тиомочевина, хлорид)

Сравнительная характеристика методов извлечения золота (цианид, тиосульфат, тиомочевина, хлорид)

Холов Х.И.

Статья научная

В статье выполнен сравнительный анализ гидрометаллургических методов извлечения золота – цианидного, тиосульфатного, тиомочевинного и хлоридного – по критериям эффективности, токсичности, стоимости и утилизации отходов. Рассмотрены технологические ограничения, связанные с минералогией руд (упорность, углистое вещество, сульфидная матрица), и показано, что выбор растворителя должен определяться не только предельной степенью извлечения, но и скоростью процесса, чувствительностью к примесям и необходимостью предварительного вскрытия минералов. Систематизированы данные о диапазонах извлечения: для легкообогатимых руд типичны 90–95 % при цианировании; тиосульфатные и тиомочевинные схемы обеспечивают сравнимые показатели на углистых и сурьмяных рудах; хлоридные системы достигают высоких значений при строгом контроле окислительно-кислотных условий. Отмечено, что наименьшие прямые реагентные затраты характерны для цианида за счёт малого расхода и отработанности оборудования, тогда как тиосульфат требует заметно большей дозировки и специфической регенерации, а тиомочевина и хлорсодержащие реагенты удорожают очистку сточных вод и материалов. Рассмотрены блоки обезвреживания: INCO‑процесс для цианида, осаждение и биодеструкция для аммиачно-тиосульфатных растворов, окислительная деструкция и нейтрализация для тиокарбамида, а также газо- и водоочистка с солевым балансом для хлоридных схем. Показано, что комбинированные маршруты (гравитация/флотация + выщелачивание) позволяют адаптировать технологию к конкретной руде, минимизируя экологический риск и себестоимость при заданной металлургической извлекаемости. Сформулированы практические ориентиры по выбору растворителя: цианид – для «простых» руд при наличии строгой экологической дисциплины; тиосульфат – для углистых и «preg-robbing » систем; тиомочевина – для сурьмянистых и высокореакционных концентратов; хлоридные системы – как нишевый вариант при наличии герметичных коррозионностойких аппаратов и замкнутых водных контуров.

Бесплатно

Статистический учет многорежимности в задаче оптимальной компенсации реактивных нагрузок при построении интеллектуальных электроэнергетических систем

Статистический учет многорежимности в задаче оптимальной компенсации реактивных нагрузок при построении интеллектуальных электроэнергетических систем

Герасименко А. А., Беляевский Р. В.

Статья научная

В статье рассмотрены перспективы развития интеллектуальных электроэнергетических систем. Подробно представлен подход к оптимизации режимов электроэнергетических систем по реактивной мощности. Решение данной задачи требует учета многорежимности, определения интегральных характеристик режимов и др. Аналитическое моделирование изменения нагрузок методом факторного анализа позволяет резко снизить объем информации без существенной потери точности получаемых решений. Для этого реально коррелированные электрические нагрузки различных узлов электроэнергетических систем представляются в виде линейной комбинации независимых случайных величин, а именно обобщенных графиков нагрузок. Показано, что учет многорежимности ортогональными графиками приводит к значительному упрощению решения многорежимных задач. Выбор состава зависимых и независимых переменных при решении задачи оптимизации с учетом режимов электропотребления оказывает основополагающее влияние как на моделирование ограничений, формирование приведенного градиента и основных расчетных выражений, так и на скорость оптимизационного поиска в целом.

Бесплатно

Стохастическое моделирование и анализ погрешностей инфракрасных датчиков в системах контроля нагрева букс

Стохастическое моделирование и анализ погрешностей инфракрасных датчиков в системах контроля нагрева букс

Иргашев Н.Н.

Статья научная

В статье представлены теоретические и прикладные основы стохастического моделирования и анализа погрешностей инфракрасных датчиков, применяемых в автоматизированных системах контроля нагрева буксовых узлов железнодорожного подвижного состава. Обоснована необходимость учёта случайных возмущений, возникающих под воздействием факторов внешней среды, углов установки датчиков, изменений расстояния до объекта, динамических воздействий и фонового излучения, существенно влияющих на достоверность температурных измерений. На основе центральной предельной теоремы разработана стохастическая модель случайной составляющей погрешности, в которой суммарная ошибка представлена как нормально распределённая случайная величина с дисперсией σ² = 0,0475 (σ ≈ 0,22 °C). Для проверки адекватности предложенной модели использованы эксплуатационные данные систем КТСМ‑02БТ (комплекс технических средств контроля за состоянием подвижного состава) и ДИСК-Б (дистанционно-информационная система контроля букс), функционирующих на участках АО “Ўзбекистон темир йўллари” в 2022–2024 гг. Проведён статистический анализ 249765 проходов поездов, показавший увеличение числа зарегистрированных неисправностей на 62 %, включая рост количества ложных срабатываний, обусловленных воздействием солнечного излучения и некорректной калибровкой датчиков. Полученные результаты подтвердили стохастический характер ошибок измерений и соответствие экспериментальной дисперсии теоретическим оценкам разработанной модели. Разработанная стохастическая модель и результаты её экспериментальной валидации позволяют повысить достоверность температурного контроля, снизить количество ложных сигналов и обеспечить более надёжную работу автоматизированных систем диагностики технического состояния буксовых узлов железнодорожного подвижного состава.

Бесплатно

Стратегии управления электротехническим комплексом высоковольтных линий электропередачи постоянного тока

Стратегии управления электротехническим комплексом высоковольтных линий электропередачи постоянного тока

Ибрагим М., Пантелеев В. И.

Статья научная

В настоящее время спрос на энергию растет высокими темпами, и возникают проблемы, стоящие перед интеграцией электрической сети, в первую очередь с передачей энергии на большие расстояния. Описанная выше проблема может быть решена с использованием систем передачи HVDC. Основные преимущества этих систем связаны с более низкими потерями при передаче, а также меньшими затратами по сравнению с традиционными системами передачи HVAC. По ряду причин технология преобразования напряжения (преобразователь источника напряжения - VSC) с использованием широтно-импульсной модуляции (ШИМ) системы передачи постоянного тока высокого напряжения (VSC- HVDC) имеет ряд потенциальных преимуществ по сравнению с системой передачи постоянного тока с использованием преобразователей с линейной коммутацией (LCC-HVDC), в частности, упрощается реализация многотерминальных систем передачи постоянного тока HVDC, появляется возможность быстродействующего и независимого регулирования активной и реактивной мощности, возможность двунаправленной передачи мощности при сохранении неизменной полярности напряжения постоянного тока. Благодаря высокой степени управляемости преобразователей источника напряжения (VSC) в основном рассматривается в недавней литературе работа HVDC. В прошлом было проведено много исследований и разработок в области передачи VSC-HVDC, особенно в аспектах ее управления. Однако в большинстве случаев для описания операционных характеристик различных предлагаемых стратегий управления использовались только качественные методы. Поэтому цель исследовательской работы в этой статье - заполнение некоторых пробелов, таких как исследование различных стратегий управления терминалами VSC-HVDC для использования в сетях постоянного тока.

Бесплатно

Стратегические ориентиры для ядерной энергетики в новой реальности

Стратегические ориентиры для ядерной энергетики в новой реальности

Велихов Е. П., Давиденко В. Д., Цибульский В. Ф., Андрианова Е. Ф.

Статья научная

Необходимость замыкания топливного цикла для расширения ресурсной базы требует переработки облученного ядерного топлива (ОЯТ) для извлечения делящихся изотопов. Одновременно с этим наибольшие опасения относительно атомной энергетики вызывает наличие радиоактивности и возможность радиоактивного заражения территории. В настоящее время в целях замыкания топливного цикла рассматривается переработка высокоактивного ОЯТ тепловых и быстрых реакторов. Их переработка сопровождается работой с высоким уровнем радиоактивности и неизбежно возникающими безвозвратными потерями радионуклидов. При этом с увеличением объемов перерабатываемого ОЯТ будут расти и потери в абсолютных величинах. В качестве альтернативы рассматривается переработка низкоактивных бланкетов термоядерного реактора. В статье сравниваются варианты с переработкой высокоактивного и низкоактивного ОЯТ. Показано, что при одной и той же экономии природного урана за счет различных стратегий замыкания ядерного топливного цикла (ЯТЦ) можно на 3-4 порядка сократить уровень радиоактивности, с которой придётся работать. Это, в свою очередь, благоприятно скажется на экологии, персонале, общественном мнении по отношению к атомной энергетике.

Бесплатно

Структура и фазовый состав в промышленном сплаве 47ХНМ после старения

Структура и фазовый состав в промышленном сплаве 47ХНМ после старения

Короткова Е.В., Носков Ф.М., Квеглис Л.И.

Статья научная

Развитие современной ядерной промышленности приводит к необходимости создания материалов, работающих при высоких температурах, больших механических нагрузках, агрессивных средах. Сплав 47ХНМ рекомендован для использования в ядерных реакторах, так как обладает высоким сопротивлением пластическим деформациям и релаксационной стойкостью в условиях статического и циклического нагружений, малым упругим гистерезисом, высокой усталостной прочностью и высокой коррозийной стойкостью, термостойкостью.В статье представлены результаты исследования изменений физико-механических свой- ств, фазового состава и структур промышленного сплава 47ХНМ после старения методами рентгеноструктурного анализа, измерений микротвердости, а также методами дифракционной электронной микроскопии.Установлена зависимость микротвердости от интервала времени проведения старения. В работе проанализированы рентгенограммы сплава 47ХНМ, где обнаружены фазы со структурой Франка- Каспера. Предложена кластерная модель межзеренных границ.

Бесплатно

Сухие остатки стоков - перспективное энергетическое топливо

Сухие остатки стоков - перспективное энергетическое топливо

Жуйков А. В., Матюшенко А. И., Кулагин В. А., Жижаев А. М., Ткач С. П.

Статья научная

По профилям кривых дифференциальной сканирующей калориметрии была определена максимальная интенсивность теплового потока, а также эндотермические и экзотермические эффекты горения остатков сточных вод (ОСВ). Иловые остатки сточных вод имеют высокую зольность (более 50 %), что снижает значение низшей теплоты сгорания в рабочем состоянии. Высокое содержание летучих веществ (более 80 %) обеспечивает раннее зажигание при температуре 268 °C. Имея низкую температуру зажигания, они могут быть перспективным добавочным топливом к углю после обогащения с целью существенного снижения зольности и увеличения теплоты сгорания. Низкое значение индекса горения, равное 0,4×10-6, обусловлено низким значением максимальной скорости реакции, равной 13 %/мин, и высокой температурой выгорания, равной 633 °C. Проведенные исследования показали, что сжигание ОСВ не приводит к ухудшению условий эксплуатации топочных экранов в топках котлов из-за высокого содержания минералов в золе с высокой температурой плавления (фосфаты железа и кальция). Высокое содержание фосфора в остатках сточных вод способствует иммобилизации подвижного железа в фосфаты. Такой состав ОСВ будет способствовать уменьшению мобильности тяжелых металлов в шлаковых и зольных остатках совместного сжигания с углями при последующем долговременном хранении. Результаты данного исследования целесообразно использовать при проектировании объектов теплоэнергетики.

Бесплатно

Теплотехнический расчет свайного фундамента на вечномерзлых грунтах

Теплотехнический расчет свайного фундамента на вечномерзлых грунтах

Назиров Р.А., Жжоных А.М., Веде П.Ю., Андюсева А.Г.

Статья научная

Современные исследования свидетельствуют о росте температуры воздуха в арктической зоне, что приводит к увеличению протаивания и деградации вечномерзлых грунтов. Исследования несущей способности свайных фундаментов и деформаций основания зданий в городе Норильске показывают, что деградация вечномерзлых грунтов приводит к рискам для существующей инфраструктуры. Однако помимо изменений климата неправильная эксплуатация зданий и городских сетей также играет значительную роль в деформациях фундаментов и нарушении инфраструктуры. В работе приведены результаты численного расчета температурного распределения по свае и грунту вдали от свайного поля через 10 лет эксплуатации нового здания. Результаты показывают, что наличие свай в грунте снижает его температуру из-за более высокой теплопроводности железобетона и, как следствие, способствует стабилизации температуры грунта под зданием. Расчеты не подтверждают растепление многолетнемерзлых грунтов, вызванное фундаментом здания. Основной причиной деградации грунтового основания под зданием может стать нарушение нормальной эксплуатации здания и инженерных систем.

Бесплатно

Теплофизические аспекты использования возобновляемых энергетических ресурсов для энергоснабжения зданий в климатических условиях Монголии

Теплофизические аспекты использования возобновляемых энергетических ресурсов для энергоснабжения зданий в климатических условиях Монголии

Батмунх С., Буртжин Х.

Статья

В настоящее время энергетика, в том числе коммунальная энергетика, потребляет значительное количество первичных и воспроизведенных энергетических ресурсов. Вследствие чего она является значимым источником выделения соответствующего количества парниковых газов и низкопотенциальных тепловых выбросов в окружающую среду. Этот аспект негативного влияния коммунальной энергетики сохранится до тех пор, пока мы не изменим общего и методического подхода к проблемам энергоснабжения зданий и коммунально-бытовых объектов и энергоснабжения вообще. Одним из новых подходов при этом может быть названо применение для указанных целей повсеместно присутствующих возобновляемых энергетических ресурсов, таких как солнечная энергия, ее производная - ветровая энергия и другие виды низкопотенциальных тепловых энергий окружающей среды. Этот подход, в общем-то, не новый, но тем не менее здесь имеется целый ряд проблем, связанных с их энергетической интенсивностью, приципом и способом преобразования и масштабом применения. В данной работе затронуты некоторые природно-климатические, энергетические и теплофизические аспекты проблем на примере Монголии, даны краткие характеристики резкоконтинентальности климатических условий Монголии, ресурсов солнечной и геотермальной энергии. Приведены энергетические и теплофизические аспекты использования возобновляемых энергоресурсов в условиях холодного климата, карта зонирования территории Монголии по градус-дню отопления и результаты некоторых расчетных и экспериментальных исследований по применению солнечного и геотермального обогрева зданий. В докладе для оценки эффективности солнечного и геотермального теплоснабжения в качестве показателя выдвинуто соотношение числа градус-дня отопления и прихода суммарной солнечной радиации за год для данной местности. В соответствии с картой зонирования территории Монголии по эффективности использования солнечного отопления зданий выделены четыре зоны.

Бесплатно

Технико-экономическое обоснование применения систем слежения за Солнцем для различных регионов России

Технико-экономическое обоснование применения систем слежения за Солнцем для различных регионов России

Митрофанов С.В.

Статья научная

В статье выполнен обзор литературных источников, посвященных использованию солнечных трекеров в опытной эксплуатации. Показано, что эффективность использования одноосных и двухосных солнечных трекеров зависит от месторасположения экспериментальных солнечных станций. В статье представлена методика расчета объема солнечной инсоляции, принимаемой фотоэлектрической панелью с учетом индекса ясности неба. Методика позволяет учитывать угол положения поверхности солнечных фотоэлектрических панелей относительно горизонтальной поверхности Земли в любой момент времени (с точностью до секунд) в течение всего года. Предложена математическая модель определения индекса и срока окупаемости солнечных электростанций, оснащенных системами слежения за Солнцем с точностью до года. Разработана математическая модель расчета расхода электроэнергии на поворот платформ с солнечными фотоэлектрическими панелями с помощью трекеров по углу склонения и азимута Солнца. Выполнена оценка эффективности применения систем слежения за Солнцем для различных регионов Юга, Поволжья, Урала, Сибири и Дальнего Востока России. Расчеты выполнялись с учетом реальных ежечасных метеорологических данных в течение последних пяти лет (2019-2023 гг.). Результаты расчета показали, что эффективность работы солнечного трекера на всей территории России весьма существенна. Прирост выработанной солнечной станцией, оснащенной двухосевым солнечным трекером, электроэнергии колеблется от 24 до 40 %. По разработанной методике на примере г. Оренбурга были выполнены технико-экономические расчеты, которые показали, что в данном регионе наиболее экономически целесообразно использовать одноосные трекеры. Расчеты показывают, что применение однокоординатных азимутальных, а также двухкоординатных систем слежения за Солнцем позволяет уменьшить срок окупаемости солнечной электростанции

Бесплатно

Технологические подходы к энергетическому использованию местных низкосортных топлив

Технологические подходы к энергетическому использованию местных низкосортных топлив

Воронцова Е.С., Долгих А.Ю., Заворин А.С., Буваков К.В.

Статья научная

Использование местных топливных ресурсов является одним из директивно обозначенных и обсуждаемых путей повышения энергетической безопасности и формирования экономически обоснованных топливно-энергетических балансов регионов Российской Федерации. Для территорий, обладающих локальными проявлениями запасов бурых углей, этот вид ископаемого топлива при наличии благоприятствующих условий имеет преимущественное значение. На примере Таловского месторождения Томской области рассмотрены технически осуществимые варианты вовлечения низкосортных топлив в использование на тепловых электростанциях региона, а также на энергетических объектах промышленного и муниципального назначения. Приоритетным условием реализации всех вариантов, включая сжигание местного угольного топлива «с колёс», в смеси с базовым топливом, поставляемым в регион, в смеси с продуктами термической переработки и др., принято отсутствие или минимизация затрат на реконструкцию действующего основного и вспомогательного оборудования. Для каждой из обсуждаемых технологий обозначены ограничения, которые накладываются свойствами используемого топлива.

Бесплатно

Технологические предпосылки оценки несбалансированных режимов работы в компонентах низковольтных систем электроснабжения и способы минимизаций последствий этих режимов

Технологические предпосылки оценки несбалансированных режимов работы в компонентах низковольтных систем электроснабжения и способы минимизаций последствий этих режимов

Наумов И. В.

Статья научная

Целью научной статьи является разработка технологии оценки несбалансированных режимов в компонентах систем электроснабжения напряжением 0,4 кВ и способа минимизаций последствий этих режимов. Установлено, что несбалансированность режимов работы исследуемых электрических сетей обусловлена несимметрией и несинусоидальностью трёхфазной системы напряжения электропитания. Возникающие при этом дополнительные симметричные составляющие обратной и нулевой последовательности, обусловленные основной частотой, а также составляющие прямой, обратной и нулевой последовательностей, обусловленных эмиссией высших гармонических составляющих, вызывают ухудшение качества электрической энергии и возрастание потерь электрической энергии. Разработано универсальное балансирующее устройство, позволяющее в автоматическом режиме в каждый момент времени изменять свои параметры, в зависимости от изменяющегося уровня несбалансированного электропотребления. За счет этого происходит значительное улучшение показателей качества электрической энергии и более чем на 50 % снижаются потери электроэнергии. В качестве методологической базы исследования использовались разработанные автором методы оценки несбалансированных режимов при интеграции в электрическую сеть предлагаемой модели балансирующего устройства. На основе представленных алгоритмов расчета предложено разработанное программное обеспечение расчетов несбалансированных режимов. В качестве апробации полученных результатов произведено имитационное моделирование подключения балансирующего устройства в действующую систему цехового электроснабжения одного из промышленных предприятий, которое доказало эффективность использования полученных результатов исследования.

Бесплатно

Технология изготовления обмоток электродвигателей с полым якорем на основе гибких печатных плат

Технология изготовления обмоток электродвигателей с полым якорем на основе гибких печатных плат

Солдатов А.В., Афанасьев С.Н., Самсонов М.С.

Статья научная

В данной работе описана технология изготовления обмоток полого якоря на базе гибких печатных плат (ГПП) в качестве замены классических обмоток, выполненных из медного изолированного провода. Использование данной технологии влечет за собой существенное уменьшение трудоемкости и сроков изготовления конечного изделия. Особенность технологического процесса и оборудования при производстве печатных плат позволяет изготовить 72 обмотки в течение четырех рабочих смен с последующим ежедневным выпуском аналогичного объема.

Бесплатно

Технология процесса электрогенерации из низкотемпературной тепловой энергии окружающей среды – воды, воздуха, грунта

Технология процесса электрогенерации из низкотемпературной тепловой энергии окружающей среды – воды, воздуха, грунта

Баякин С.Г., Цугленок Н.В.

Статья научная

Крайне актуальной научной и технической задачей во все времена развития человечества является задача извлечения энергии во всех её видах и применения энергии всеми возможными способами как для развития человечества, чем занимается разумная его часть, так и для его уничтожения, что является уделом безумной части человечества. Научная мысль человечества всегда работала и работает в направлении понимания сущности энергии. Тенденция развития современного мира медленно, но неуклонно ориентируется в сторону безотходных, безуглеродных возобновляемых источников энергии, таких как солнечное излучение, грунтовые, воздушные и водные тепловые энергетические ресурсы. Перспективный технологический уклад, а именно безуглеродная генерация электрической энергии из низкотемпературных источников (солнечное излучение, воздух, грунт, вода, избыточное тепло АЭС и промышленных комплексов), позволяет обеспечить большую часть мировой потребности в электрической энергии. А для зоны Арктики Северный Ледовитый океан – это океан энергии.

Бесплатно

Тяговые и топливно-экономические свойства автобусов, работающих на сжатом природном газе

Тяговые и топливно-экономические свойства автобусов, работающих на сжатом природном газе

Базаров Б., Ахматжанов Р., Сидиков Ф., Магдиев К., Васидов Б.

Статья научная

Использование сжатого природного газа в качестве моторного топлива является наиболее доступным и современным решением энергоэкологических проблем автомобильного транспорта. Эксплуатация городских автобусов на сжатом природном газе способствует значительному снижению вредных воздействий на городскую окружающую среду. Известно, что тягово-скоростные, топливно-экономические и экологические свойства транспортных средств во многом зависят от эксплуатационных свойств используемого вида моторного топлива. В этой связи изучение сравнительных тягово-скоростных, топливно-экономических и экологических свойств транспортных средств может обосновать выбор того или другого типа (марки) городского автобуса, работающего на сжатом природном газе. В данной статье приведены результаты научных исследований тягово-скоростных, топливно-экономических и экологических свойств автобусов, работающих на сжатом природном газе.

Бесплатно

Улучшение качества управления генераторами малых ТЭЦ в условиях пониженного качества электроэнергии

Улучшение качества управления генераторами малых ТЭЦ в условиях пониженного качества электроэнергии

Булатов Ю.Н., Крюков А.В., Суслов К.В.

Статья научная

Создание в зданиях производственных котельных небольших по мощности теплоэлектроцентралей (ТЭЦ), обеспечивающих комбинированное производство электрической и тепловой энергии, позволяет повысить эффективность электроэнергетического производства. Сказанное в полной мере относится к стационарной энергетике железнодорожного транспорта. Однако из-за влияния однофазной и нелинейной тяговой нагрузки системы электроснабжения железных дорог (СЭЖД) переменного тока характеризуются пониженным качеством электроэнергии по отклонениям напряжений, несимметрии и гармоническим искажениям. Поэтому для обеспечения надежного функционирования генераторов мини-ТЭЦ требуется разработка специальных методов и средств, а также применение эффективных алгоритмов автоматического регулирования напряжения и частоты. Применение мини-ТЭЦ в системах электроснабжения позволяет эффективно регулировать напряжения и частоту в узлах нагрузки. Однако при этом возникает задача настройки автоматических регуляторов, предназначенных для управления возбуждением генераторов и частотой вращения турбин. Для ее решения могут эффективно использоваться прогностические алгоритмы, что позволяет ускорить процесс ввода в эксплуатацию мини-ТЭЦ. В статье приводится описание моделей самонастраивающихся прогностических регуляторов напряжения и частоты турбогенераторных установок, работающих в СЭЖД с двигательной нагрузкой. Результаты компьютерного моделирования показали, что применение таких регуляторов улучшает процессы регулирования параметров в переходных режимах; при этом дополнительно улучшается качество электроэнергии по несимметрии и несинусоидальности.

Бесплатно

Управление динамическим поведением протяженной балки посредством закреплений с учетом температуры

Управление динамическим поведением протяженной балки посредством закреплений с учетом температуры

Кудрявцев И. В., Иванов В. А., Колотов А. В., Суходоева Н. В., Митяев А. Е.

Статья научная

Динамическое поведение балочных конструкций при переменных нагрузках во многом определяется спектром их собственных частот изгибных колебаний, в котором обычно наиболее опасной является первая собственная частота. Изменение температуры закрепленной балки приводит к появлению продольной силы, которая смещает спектр собственных частот изгибных колебаний в опасную резонансную область и может даже привести к потере устойчивости при достижении ею критического значения. Эффективным способом управления динамическим поведением балки является обоснованный выбор системы опор, однако в известной литературе практически не рассматривается такой проектный подход. В данной работе предлагается методика обоснованного выбора схемы закрепления для прямолинейных многоопорных балок с целью обеспечения заданных значений первой частоты собственных изгибных колебаний и первой критической нагрузки от действия осевой силы, вызванной изменением температуры балки. Методика основана на известных положениях теории колебаний балок, теории устойчивости по Эйлеру и использует в качестве критерия выбора схемы закрепления коэффициенты опор, которые предварительно нормируются для достижения сопоставимых значений. Выбранная схема обеспечивает заданное значение первой собственной частоты колебаний, величину первой критической температуры или одновременно оба условия работоспособности. Согласно разработанной методике выполнены сравнительные расчеты прямого трубопровода методом конечных элементов для балочной и оболочечной моделей, которые показали хорошую сходимость результатов по всем контролируемым параметрам. Предложенный подход может быть использован при проектировании конструкций протяженных балочных конструкций для управления любой их собственной частоты спектра колебаний и критической силы (или температуры) посредством обоснованного выбора соответствующей системы опор.

Бесплатно

Управление потоком мощности в многотерминальных электротехнических комплексах с учетом влияния сопротивления линии постоянного тока

Управление потоком мощности в многотерминальных электротехнических комплексах с учетом влияния сопротивления линии постоянного тока

Ибрагим Майсам, Пантелеев В. И.

Статья научная

Потери из-за снижения напряжения в линии постоянного тока оказывают значительное влияние на точное управление потоком мощности в многотерминальных системах ПИН-ВППТ с использованием управления напряжением на шинах постоянного тока. Когда управление напряжением на шинах постоянного тока используется в многотерминальных системах ПИН- ВППТ, из-за неравных напряжений на шинах постоянного тока снижения напряжения в линии постоянного тока возникают большие отклонения потока мощности. Потери мощности в линии постоянного тока и в преобразователях также вызывают отклонения потока мощности в сети постоянного тока от желаемого значения. Для точного управления потоком мощности в сети постоянного тока необходимо устранить отклонения мощности, возникающие из-за каждого из этих факторов. При моделировании пятитерминальной системы ПИН-ВППТ в Matlab/ Simulink показано, как добиться точного управления потоком мощности в системе с учетом снижения напряжения постоянного тока и потерь мощности в линии постоянного тока (учет потерь мощности преобразователя выходит за рамки данной статьи).

Бесплатно

Журнал