Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Энергетика @vestnik-susu-power
Статьи журнала - Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Энергетика
Все статьи: 771
Статья научная
На лабораторном стенде был исследован компенсированный выпрямительный агрегат с пятой и седьмой гармониками напряжения на конденсаторах и обратной связью в виде АИН с синусоидальной ШИМ. Построены характеристики исследуемого комплекса.
Бесплатно
Экспериментальное исследование некомпенсированного выпрямителя с векторным управлением
Статья научная
Выполнено экспериментальное исследование некомпенсированного выпрямителя с векторным управлением с использованием лабораторного стенда на примере однофазной схемы. Показана возможность плавного регулирования напряжения нагрузки при векторном управлении. Управление осуществлялось посредством внесения синхронизированного с питающей сетью напряжения управления. Напряжение управления было получено устройством, основными элементами которого являются два активных преобразователя с широтно-импульсной модуляцией, соединенные общим звеном постоянного тока. Получены экспериментальные внешние характеристики преобразователя, построенные на основании данных компьютерного и физического моделирования, которые качественно совпадают с теоретическими зависимостями. Показана линейность в обеих моделях регулировочных характеристик активного преобразователя, формирующего напряжение управления. Экспериментальные временные зависимости электромагнитных процессов и осциллограммы, полученные методом компьютерного моделирования, качественно согласуются между собой и с теоретическими данными.
Бесплатно
Экспериментальное исследование полевой модели диода
Статья научная
Сравниваются переходные характеристики реального полупроводникового диода и результаты моделирования на ЭВМ p-n-перехода как управляемого сопротивления со смещениями, что приближает исследуемые процессы к полевому триоду.
Бесплатно
Краткое сообщение
Представлена и описана физическая модель преобразователя. Сняты осциллограммы кривых токов и напряжений преобразователя при различных режимах его работы. Проведено сравнение экспериментальных результатов с результатами, полученными аналитическим путем и с помощью моделирования в пакете Matlab/Simulink.
Бесплатно
Статья научная
Разработан способ работы энерготехнологического комплекса, включающего тепловой насос, фотоэлектрическую панель и опреснительную установку. В методике, описывающей функционирование комплекса в целом, особое внимание уделяется конструкциям отдельных элементов технологической схемы, энергетическому балансу и эксергетическому методу. Методика расчета позволяет встраивать дополнительные компоненты, такие как турбодетандер для реализации органического цикла Ренкина, а также ветроустановку и солнечный концентратор. Авторы представляют разработки как научный подход к проектированию и эксплуатации энерготехнологического комплекса - единую методологию. Комбинация энергобалансовых методов термодинамического анализа и эксергетического метода использовалась для определения потерь энергии в установке, а также для расчета энергоэффективности системы. Расчет эксергий производился в характерных точках цикла. Методология позволяет интегрировать в энергокомплексы различные виды возобновляемых источников энергии и совершенствовать технологические системы на базе тепловых насосов и испарительных установок. В энергокомплекс включена схема испарительной установки. Методология и расчет эксергий воды и водяного пара будут представлены авторами во второй части экспериментального исследования.
Бесплатно
Статья научная
Разработана схема работы и конструкция опреснительной установки в составе энерготехнологического комплекса, включающего тепловой насос, фотоэлектрическую панель. Проведен анализ литературных источников на тему возобновляемых источников энергии в составе энергокомплексов. Представлена методика определения эксергетических потерь потоков воды и пара. Испарительная установка получает подогретую воду из теплового насоса, который подробно рассмотрен в первой части исследования. Показаны варианты вскипания воды под атмосферным давлением и под разряжением. Однако принцип работы опреснительной установки не меняется, поэтому разработанная методология подходит для любых типов термического и вакуумного испарения воды. Полученный дистиллят охлаждается и может использоваться в технологических нуждах промышленных предприятий или сельского хозяйства.
Бесплатно
Экспериментальное определение параметров магнитного сердечника и катушки индуктивности на его основе
Статья научная
Введение. Статья посвящена описанию экспериментального метода определения кривой намагничивания сердечника для расчета катушки индуктивности на его основе, что удобно применять, например, при отсутствии параметров магнитного материала сердечника или для уточнения параметров готовой катушки. Материалы и методы. Предлагается для измерения кривой намагничивания - зависимости магнитного потока от МДС Φ(F) - сформировать импульс тока в намотанной на сердечнике тестовой обмотке. Это предлагается осуществить с помощью тиристорно-конденсаторной схемы. При этом измерение МДС провести по току в обмотке, а магнитный поток в сердечнике одним из способов: либо с помощью дополнительной потокоизмерительной обмотки, либо косвенным вычислением из напряжения на основной обмотке. Результаты. Предлагается программный код в системе MATLAB для обработки результатов и построения кривых намагничивания по второму способу для сердечника ГМ24ДС ШЛ 40х80 (100х40) ТУ 1261-032-12287107-2010 фирмы «Гаммамет» при разных зазорах. По полученным данным рассчитаны параметры катушки: индуктивность, магнитная проводимость, максимальный магнитный поток и МДС насыщения. По полученным характеристикам предложен расчет катушки на заданную индуктивность и максимальный ток. Обсуждение. Указанная методика универсальна и может быть применена для определения параметров разных типов магнитных сердечников, а приведенный расчет может быть использован для уточнения параметров катушек индуктивности на этих сердечниках. Заключение. В результате работы получено семейство характеристик намагничивания Φ(F) для сердечника ГМ24ДС ШЛ 40х80 (100х40) ТУ 1261-032-12287107-2010 фирмы «Гаммамет» и определен его максимальный магнитный поток насыщения Φm. Полученные данные использованы для расчета катушки индуктивности по исходным данным.
Бесплатно
Экспериментальное определение статических характеристик нагрузки электроэнергетических систем
Статья научная
Учет статических характеристик нагрузки необходим для повышения адекватности расчетных моделей электроэнергетических систем в целом. Экспериментальные исследования являются единственным способом их достоверного определения. Измеряемая мощность зависит как от реакции объекта на изменение питающего напряжения, так и от случайного процесса изменения нагрузки. В общем случае строгого универсального решения, позволяющего выделить естественную статическую характеристику нагрузки из экспериментальных данных, не существует. В статье предложена авторская методика, являющаяся частным решением этой задачи. Методика включает выделение соседних пар отсчетов, между которыми питающее напряжение заметно изменяется, фильтрацию выделенных пар отсчетов с помощью значений регулирующего эффекта нагрузки и последующее выделение из экспериментальных данных естественной статической характеристики нагрузки, представленной полиномом второй степени. Приведен пример использования методики для определения статической характеристики нагрузки по напряжению предприятия ЗАО «Сибкабель», г. Томск. Изложенные в статье положения могут быть использованы для разработки методов определения статических характеристик нагрузки по результатам измерений, полученных как при проведении активных экспериментов, так и в других эксплуатационных режимах электроэнергетических систем.
Бесплатно
Статья научная
Линия электропередачи (ЛЭП) трехпроводного исполнения вместе с сопутствующей линейной арматурой может быть замещена единым пассивным восьмиполюсником с Г-образной схемой замещения. Параметры этой схемы замещения следует называть укрупненными. Укрупненные первичные параметры включают в свой состав укрупненные активные сопротивления и проводимости, укрупненные индуктивности и емкости всей действующей линии электропередачи трехпроводного исполнения. Расчету этих параметров предшествует прямое измерение соответствующих напряжений и токов, а также их начальных фаз. Приведена схема выполнения необходимой серии экспериментов. Для косвенного измерения укрупненных продольных параметров ЛЭП трехпроводного исполнения необходимы опыт короткого замыкания и опыт холостого хода. А для косвенного измерения укрупненных поперечных параметров необходимо выполнение трех опытов. Предлагается методика их выполнения. Приведены формулы для вычисления укрупненных параметров линии электропередачи трехпроводного исполнения.
Бесплатно
Статья научная
В статье рассматриваются результаты исследования параметров электромагнитных полей на тяговой подстанции постоянного тока. Получены уровни напряженности электрического и индукции магнитного полей частотой 50 Гц, возникающие в рабочих зонах закрытого распредустройства тяговой подстанции. Дана оценка соответствия фактических значений параметров электромагнитных полей предельно допустимым уровням.
Бесплатно
Статья научная
Представлены результаты экспериментальных исследований точности регулирования натяжения при применении разработанного способа компенсации статических отклонений скорости электропривода клети. Рассмотрены схемы блока компенсации и переходные процессы для двух вариантов реализации способа: разгон электропривода перед захватом полосы валками и разгон непосредственно в момент захвата. Экспериментально подтверждена техническая эффективность реализации предложенного способа, заключающаяся в повышении точности регулирования натяжения и толщины полосы в динамических режимах.
Бесплатно
Статья научная
Представлено описание разработанных систем двухзонного регулирования скорости, обеспечивающих улучшение энергетических показателей тиристорных электроприводов прокатных станов за счет перераспределения запаса выпрямленной ЭДС тиристорного преобразователя в установившемся и динамических режимах. Дано описание лабораторной установки, представлены результаты экспериментальных исследований, подтвердившие возможность снижения запаса выпрямленной ЭДС.
Бесплатно
Статья научная
Рассмотрены вопросы построения экспериментального стенда для исследования процессов работы тиристорного и транзисторного выпрямительно-инверторных преобразователей электровоза переменного тока в режиме тяги. На стенде реализуется два примера выполнения силовой схемы выпрямительно-инверторного преобразователя - на основе тиристоров и транзисторов, на которые даны технические характеристики. В каждой схеме преобразователя перечислены элементы электрического и механического оборудования, а также объяснено их назначение. В статье рассмотрены примеры работы тиристорного и транзисторного преобразователей в режиме выпрямителя (режим тяги электровоза) на первой зоне регулирования, имеющей отличие в процессах по отношению к более высоким (второй и третьей) зонам. Представлены осциллограммы процессов работы преобразователей в виде кривых тока и напряжения в первичной обмотке трансформатора и в цепи выпрямленного тока нагрузки (тягового двигателя), а также дано их сравнение. По результатам сравнительных испытаний работы тиристорного и транзисторного преобразователей в режиме выпрямителя на первой зоне регулирования получены экспериментальные зависимости коэффициента мощности электровоза в зависимости от изменения напряжения первой зоны. Дается сравнительная оценка энергетической эффективности работы преобразователей на первой зоне регулирования через измерение его коэффициента мощности для половины (0,5) и полного (1,0) значений напряжения первой зоны.
Бесплатно
Эксплуатационная надёжность вентильных систем возбуждения синхронных генераторов
Статья научная
На основе статистических данных проведён анализ причин отказов систем возбуждения синхронных генераторов. Рассмотрена динамика соотношения отказов силовой части и системы управления возбуждения. Показано, что применение резервных систем возбуждения и 100 % резервирования в силовой части требует проведения дополнительных исследований электромагнитных процессов.
Бесплатно
Электрические и магнитные поля непромышленной частоты на открытом распределительном устройстве
Статья научная
Приведены результаты измерения напряженности электрического поля и магнитной индукции в диапазоне частот от 5 до 2000 Гц на открытых распределительных устройствах напряжением 500, 220, 110 кВ выполненных для оценки возможности вредного воздействия на обслуживающий персонал.
Бесплатно
Электромеханические силокомпенсирующие системы подъёмно-транспортных манипуляторов
Статья научная
Рассмотрены подъёмно-транспортные устройства, при работе которых требуется осуществлять перемещение и позиционирование объектов с помощью незначительных усилий рук человека, прикладываемых непосредственно к перемещаемому объекту. Проанализированы применяемые способы реализации их конструкции и технические характеристики, на основе которых сформулированы требования к электромеханической системе рассматриваемых подъёмно-транспортных манипуляторов. С учётом недостатков существующих систем управления предложен новый подход при построении систем управления электроприводов подъёмно-транспортных манипуляторов. С помощью методов оптимального управления, основанных на вариационном исчислении, с учётом реальных ограничений управляющего воздействия и энергетических возможностей электропривода выполнен синтез оптимального регулятора усилия в электромеханической системе с обратной связью по ускорению электродвигателя. С использованием методов математического моделирования применительно к манипулятору МП-100 выполнены исследования, подтверждающие преимущества предлагаемой структуры системы управления подъёмно-транспортными манипуляторами, которая позволит повысить качество функционирования манипулятора.
Бесплатно
Электропривод барабанных шахтных подъемных машин
Статья научная
На примере барабанной шахтной подъемной машины рассмотрен ряд проблем по внедрению ее электропривода, связанных с влиянием эксцентриситета намоточного барабана, «провала» скорости двигателя и упругости подъемного каната.
Бесплатно
Электропривод пружинный для борьбы с гололедом воздушных линий
Статья научная
Разработана оригинальная многофункциональная конструкция электропружинного двигателя (ЭПРД). Создана математическая модель ЭПРД, получены выражения для определения силовых приводных характеристик и чувствительности в зависимости от геометрических размеров и магнитных характеристик. Разработанная конструкция ЭПРД экономична, технологична и проста в эксплуатации относительно известных устройств по борьбе с гололедом воздушных линий (ВЛ).
Бесплатно
Электропривод с устройством косвенного контроля выходных координат асинхронного двигателя
Статья научная
Приведены аналитические выражения для математического описания способов косвенного контроля момента и угловой скорости асинхронного двигателя (АД) с помощью устройства косвенного контроля, позволяющие с заданной точностью рассчитать значения электромагнитного момента и угловой скорости АД и проводить их непрерывный контроль для обеспечения заданных технологических параметров в различных режимах работы общепромышленных механизмов. Приведены блок-схемы устройства косвенного контроля выходных механических переменных АД, реализованные на математическом описании способов расчета электромагнитного момента и угловой скорости АД, с различной точностью. Представлены результаты экспериментальных исследований, подтверждающие правильность предложенного математического описания способов косвенного контроля выходных механических координат асинхронного двигателя с помощью устройства косвенного контроля для асинхронных электроприводов общепромышленных механизмов с частотным управлением.
Бесплатно
Статья научная
Рассматриваются вопросы повышения устойчивости частотно-регулируемых электроприводов (ЧРП) с двухскоростными асинхронными двигателями к нарушениям электроснабжения, а также вопросы повышения их энергетической эффективности. Предложена концепция электроприводов по системе «Преобразователь частоты - двухскоростной асинхронный двигатель» с переключающимися структурами. Отличительной особенностью концептуального подхода является переключение обмоток высокой и низкой скоростей при осуществлении частотного регулирования на каждой из этих обмоток. Рассматриваются электропривод с двумя преобразователями частоты с питанием обмоток от независимых вводов и электропривод с преобразователем частоты с двумя звеньями постоянного тока. Представлены результаты экспериментальных исследований переключения ЧРП с основного на резервный ввод. Сделан вывод об удовлетворительном характере переходных процессов. В плане реализации предложенной концепции разработан способ частотного регулирования производительности тягодутьевых механизмов, отличительной особенностью которого является переключение преобразователя частоты с обмотки высокой скорости на обмотку низкой скорости (и обратно) в зависимости от производительности механизма. Рассмотрен частотно-регулируемый электропривод, реализующий данный способ. Разработана методика расчета энергетической эффективности внедрения ЧРП с двухскоростными двигателями. Показано, что снижение энергопотребления обеспечивается за счет повышения эквивалентного коэффициента полезного действия. Представлены результаты оценки технико-экономической эффективности внедрения. Для этого выполнено сравнение КПД и потребляемой мощности с аналогичными показателями при реализации известного способа, согласно которому во всем диапазоне изменения производительности механизма частотное регулирование скорости двигателя осуществляется на высокоскоростной обмотке. Подтверждена эффективность внедрения разработанного ЧРП на дутьевых вентиляторах котлов КВГМ-100 пиковой котельной г. Магнитогорска. Отмечена целесообразность его внедрения на тягодутьевых механизмах котельных агрегатов с пиковым характером нагрузки.
Бесплатно
