Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Энергетика @vestnik-susu-power
Статьи журнала - Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Энергетика
Все статьи: 792
Имитационное моделирование активной накопительной системы
Статья научная
В настоящее время основной сложностью широкого использования малой альтернативной энергетики является непостоянство таких источников энергии, как ветер и солнце. Для компенсации непостоянства вырабатываемой мощности применяются аккумуляторные батареи (АКБ). Прямое подключение ветрогенератора и солнечных батарей к аккумуляторным батареям ведет к повышенному износу последних. Постоянно изменяющийся ток заряда АКБ, а также импульсные токи при порывистом ветре негативно сказываются на долговечности АКБ и надежности работы всей системы. В статье рассмотрено имитационное моделирование системы автономного электропитания с накопителем на базе АКБ и суперконденсаторного блока с модулем управления. Получены зависимости изменения мощности аккумуляторной батареи при совместной работе с суперконденсаторным блоком при изменении нагрузки.
Бесплатно
Имитационное моделирование движения быстроходной гусеничной машины с электрической трансмиссией
Статья научная
Предложена математическая модель быстроходной гусеничной машины с электрической трансмиссией и приведены результаты имитационного моделирования криволинейного движения.
Бесплатно
Имитационное моделирование здания, оснащенного индивидуальным тепловым пунктом
Краткое сообщение
Разработана термодинамическая модель отдельного здания, подключенного к сети центрального теплоснабжения. Модель реализована в виде набора физически обусловленных подсистем (имитационных блоков). Модель создана для тестирования и оценки новых методов управления современными системами центрального теплоснабжения.
Бесплатно
Статья научная
Приведены результаты моделирования и экспериментального исследования процесса намагничивания трехфазного трансформатора с витыми ленточными плоскими и пространственными магнитопроводами. Введены понятия «кольцо» и «стержень» трансформатора с витыми ленточными плоскими и пространственными магнитопроводами. Разработана математическая модель трехфазного трансформатора с витыми ленточными плоскими и пространственными магнитопроводами, на основе которой проведено имитационное моделирование процесса намагничивания трансформатора и экспериментальное подтверждение результатов моделирования. В результате были получены зависимости изменения фазных токов, напряжений, потока в стержне, потока в кольце, ЭДС, наводимая в обмотках в кольце магнитопровода, гармонический состав напряжения в обмотках в стержне и в кольце магнитопровода. Полученные результаты могут быть использованы при определении параметров схемы замещения трехфазного трансформатора с витыми ленточными плоскими и пространственными магнитопроводами с различным характером нагрузки.
Бесплатно
Имитация полевого уровня САУ биогазовой установки для стенда настройки автоматики "БГУ-100"
Статья научная
Разработана модель лабораторного стенда и осуществлен подбор необходимого оборудования для имитации работы системы автоматики биогазовой установки «БГУ-100». Произведен сравнительный анализ вариантов моделирования сигнала 4-20 мА. Построена компьютерная модель в системе MATLAB. Проведены испытания вариантов и в результате был выбран вариант с использованием широтно-импульсного модулятора совместно с фильтром нижних частот.
Бесплатно
Импортозамещение электродвигателей
Статья научная
Приведена оценка состояния рынка основного электротехнического оборудования и возможностей отечественной промышленности по импортозамещению (по группам оборудования). Рассмотрены конкретные примеры в области импортозамещения в Российской Федерации и за рубежом (по отраслям и странам). Проведен разбор проблем, с которыми сталкивается процесс производства и реализации импортозамещающей продукции. Найдены пути их решения. По результатам анализа можно сделать вывод, что несмотря на ряд трудностей прослеживается положительная динамика в решении проблемы импортозамещения.
Бесплатно
Импульсное управление асинхронным двигателем с фазным ротором
Статья научная
Приводятся принцип работы, расчетные характеристики, уравнения математической модели асинхронного электропривода с импульсным управлением. Обращается внимание на его высокие энергетические и благоприятные эксплуатационные характеристики.
Бесплатно
Импульсные регуляторы тока в электроприводах переменного тока с импульсно-векторным управлением
Статья научная
Показана целесообразность применения в электроприводах переменного тока с импульсно-векторным управлением импульсных регуляторов тока, изменяющих свои свойства при переменных скоростях вращения.
Бесплатно
Статья научная
В данной статье рассматриваются инженерные методы расчетов режимов работы асинхронных электроприводов с частотным управлением при уменьшенном основном магнитном потоке. Токи намагничивания и токи ротора рассчитываются методами, сформированными на базе упрощенных схем замещения асинхронных двигателей и векторных диаграмм. Приводятся условия минимального тока статора, доказывается, что это состояние соответствует равенству амплитуд тока намагничивания и тока ротора (реактивного и активного токов соответственно). Это положение позволяет дать оценку тока ротора асинхронного электродвигателя при ослаблении основного магнитного потока, а также производится расчет токов ротора и намагничивания по экспериментальным данным. Предложенные методы расчета необходимы при оптимизации режимов работы асинхронных электроприводов, работающих с нагрузкой меньше номинальной. Эта оптимизация заключается в снижении максимальной амплитуды статорного напряжения. Предлагаемые методы позволяют провести оценку происходящих при этом уменьшении тока намагничивания и увеличения тока ротора, которое может оказаться чрезмерным.
Бесплатно
Интегрирующая интервало-кодовая синхронизация реверсивных тиристорных преобразователей
Статья научная
Рассматриваются принципы построения адаптивных к нестабильности напряжения сети каналов синхронизации реверсивного тиристорного преобразователя, выполненных на основе интервало-кодового алгоритма обработки данных с выходов интегрирующих развертывающих преобразователей, синхронизированных с напряжением сети. Приведены структуры устройств синхронизации на основе трехразрядного двоичного счетчика и программируемой логической матрицы, а также временные диаграммы сигналов.
Бесплатно
Статья научная
Дается краткий анализ причин отказов ведомых сетью вентильных преобразователей. Отмечается, что слабым звеном их структур являются устройства синхронизации, подверженные действию помех со стороны источника электроснабжения.Рассматривается принцип построения тиристорного регулятора переменного напряжения (ТРН) на базе синхрофазосдвигающего устройства (СФС), совмещающего в себе функции регулятора, устройства синхронизации (УС), фазосдвигающего устройства и генератора «пакета» высокочастотных импульсов управления тиристорами. Силовой блок ТРН выполнен по схеме «тиристор - диод». Приведены функциональная схема ТРН, предназначенного для дискретно регулируемых асинхронных электроприводов. ТРН работает по принципу ограничения пускового тока асинхронного электродвигателя на заранее заданном уровне. Представлена структурная схема системы управления и канала синхронизации, выполненных на базе интегрирующих развертывающих преобразователей (РП). Определены условия синхронизации РП гармоническим сигналом и биполярными прямоугольными импульсами со средним нулевым значением. Даны основные аналитические соотношения, описывающие статический режим работы РП. Отмечена способность синхронизированного РП адаптироваться к параметрам напряжения сети. Приведены диаграммы сигналов канала синхронизации и преобразователя аналогового сигнала в уголуправления силовыми тиристорами.Кратко изложены основные результаты промышленного внедрения ТРН. Отмечено, что в результате реконструкции прекратились аварийные отказы электрооборудования и травматизм обслуживающего персонала.
Бесплатно
Статья научная
Рассматривается интегрирующее устройство синхронизации (УС) с псевдоследящей фиксацией точек естественной коммутации напряжения сети. Устройство предназначено для вентильных преобразователей, работающих в условиях высокого уровня внешних помех и коммутационных искажений напряжения сети. Проведено моделирование УС и получены рекомендации по выбору соотношения частоты собственных автоколебаний развертывающего преобразователя и частоты напряжения сети. Показано, что устройство синхронизации обладает высокой помехоустойчивостью со стороны синхронизирующего канала, а также свойством адаптации к колебаниям амплитуды напряжения сети. Объяснены причины, по которым данный тип УС не рекомендуется использовать в системах управления с питанием от автономных источников электроснабжения, где «просадки» напряжения сети могут сопровождаться нестабильностью его частоты. Даны практические рекомендации по выбору параметров УС и рациональным областям его применения.
Бесплатно
Интегрирующий аналого-цифровой датчик нулевого тока
Статья научная
Рассматривается новый принцип построения аналого-цифрового датчика нулевого тока (ДНТ) на основе интегрирующего развертывающего преобразователя (РП), предназначенного для систем управления реверсивными тиристорными преобразователями (ТП) с раздельным управлением. Приведены структурная схема и временные диаграммы его сигналов. Показано, что применение интегрирующего развертывающего преобразователя позволяет обеспечить высокую помехоустойчивость, а цифровой алгоритм обработки данных - повышенную точность работы.
Бесплатно
Информационное обеспечение электромехатронных преобразователей
Статья научная
Рассмотрены варианты информационного обеспечения (ИО) электромехатронных преобразователей (ЭМТП), отличающиеся достоверностью формирования составляющих перемещения. Показаны преимущества единого информационного обеспечения (ЕИО) и предложен пример его реализации на основе микроэлектронного преобразователя (МЭП) выходных сигналов фазовращателя (ФВ).
Бесплатно
Искажение электрического поля телом человека
Статья научная
Приведены результаты численного моделирования искажения внешнего равномерного электрического поля телом человека. Выполнен анализ влияния антропометрических характеристик человека и свойств его обуви на степень искажения электрического поля.
Бесплатно
Статья научная
Гидроэнергетические ресурсы Челябинской области оцениваются в 0,26 млн кВт, а технический гидроэнергетический потенциал составляет порядка 0,94 млрд кВт⋅ч. Однако ни наличие программ по развитию гидроэнергетики, ни благоприятные условия для выработки электроэнергии, ни технико-экономические обоснования проектов ГЭС не улучшают ситуацию в сфере гидроэнергетики в области. Неуклонно возрастающий дисбаланс электроэнергии в Челябинской области стал поводом для новой попытки актуализировать указанную проблему. Реализация идеи разработки программы развития гидроэнергетики Челябинской области не только поможет решить проблему энергодефицита в регионе, но и станет важным шагом на пути российских исследований в области гидроэнергетики в международном контексте перехода на возобновляемые источники энергии. Как показывают исследования, основной гидроэнергетический потенциал Челябинской области сосредоточен в горнозаводской зоне. Поэтому основой развития гидроэнергетики региона целесообразно считать реки данной зоны. В статье не разделяется широко распространенное мнение о категорической недопустимости создания водорегулирующих сооружений в горной зоне. Не отрицая наличия лимитирующих экологических и технологических факторов для строительства водорегулирующих сооружений в горной зоне, в статье обращаем внимание на то, что они некритичны и полностью решаемы путем поиска компромиссов, в том числе выбора оптимального места для размещения гидравлического оборудования ГЭС. Цель данной статьи - показать значимость и перспективность развития гидроэнергетики региона, основанной на использовании гидроэнергетического потенциала стока рек горнозаводской зоны Челябинской области.
Бесплатно
Статья научная
Трансформаторы входят в состав основного оборудования электростанций, повышающих, понижающих и распределительных подстанций, различного вида преобразовательных устройств. В процессе эксплуатации масляных трансформаторов могут возникнуть повреждения или дефекты, своевременное выявление которых позволит принять меры по предупреждению их развития и сохранению работоспособности оборудования. К тяжелым последствиям приводят повреждения обмоток и главной изоляции трансформаторов из-за нарушений в работе системы охлаждения. Существующие охлаждающие устройства не всегда являются эффективными. Разработана дополнительная система охлаждения силового трансформатора с термоэлектрическими преобразователями. Принцип их работы основан на том, что в ночное время при минимальной температуре окружающего воздуха в емкости накапливается холод за счет образования на развитой поверхности ребер термоэлектрических преобразователей слоя водяного льда, таяние которого используется в самый жаркий период времени суток для дополнительного охлаждения трансформаторного масла в системе охлаждения трансформатора. Описаны два режима работы разработанного устройства. Представлено математическое описание процесса охлаждения воды. Проанализированы результаты исследований по оценке изменения теплового потока, отводимого с помощью вертикальных грунтовых теплообменников, от разных параметров. Результаты исследований показали возможность использования предлагаемой системы жидкостного охлаждения силовых масляных трансформаторов с помощью термоэлектрических модулей и ВГТО. Система позволит дополнительно в моменты пиковых тепловых нагрузок отводить до 50 % тепла. Повышение мощности трансформатора в зависимости от его рабочих характеристик составит 25-40 %.
Бесплатно
Статья научная
В статье выполнены теоретические исследования применения технологии промышленной Smart Grid системы для главного электропривода прокатной клети толстолистового стана 5000 с точки зрения генерации реактивной мощности. Типовые особенности основного силового электрооборудования главного электропривода прокатной клети позволяют организовать управления потреблением или генерированием реактивной мощности. Генерирование или потребление реактивной мощности может быть осуществлено с помощью управления двухзвенными преобразователями частоты с активными выпрямителями напряжения. На базе экспериментальных и расчетных данных для марки стали X70 было определено, что генерация реактивной мощности возможна в больших диапазонах во время черновых проходов. Наиболее актуально использовать данный метод управления, когда рядом с точкой их подключения параллельно работают установки с нелинейной нагрузкой. Данный метод управления перспективно использовать только совместно с технологией промышленной Smart Grid системы. Промышленная Smart Grid система должна осуществлять на верхнем уровне управления мониторинг в реальном времени величин активной и реактивной мощности и формировать на локальном уровне управления преобразователями задание на генерацию или потребление реактивной мощности. Это позволит уменьшить величину потребляемой реактивной мощности с подстанции и улучшить технико-экономические показатели системы электроснабжения.
Бесплатно
Использование паровой турбины в составе солнечной опреснительной установки
Статья научная
Рассматривается возможность повышения энергоэффективности солнечных опреснительных установок за счет внедрения промежуточной секции из паровой турбины и генератора электрической энергии. Представлен разработанный экспериментальный стенд, имитирующий работу энергоэффективного комплекса очистки воды и выработки электрической энергии для различных времен года. Приведены и проанализированы результаты экспериментальных исследований, выводы и рекомендации по увеличению производительности и использованию солнечных опреснительных установок с паровыми турбинами.
Бесплатно
Статья научная
В работе рассмотрены подходы по использованию тестовых схем IEEE и CIGRE как инструмента для проведения научных исследований энергосистем. Выявлены сложности использования базовых тестовых схем для различных задач исследования и возможности решения возникающих проблем. Анализ информации, содержащейся в имеющихся в открытом доступе базовых тестовых схемах, показал, что для современных исследовательских задач этой информации недостаточно. В случаях¸ когда недостающая информация может быть добавлена локально и независимо для каждого из узлов энергосистемы, учет дополнительной информации в тестовых моделях не вызывает проблем. При необходимости самосогласованных данных для всех узлов энергосистемы предпочтительнее искать вариант схемы IEEE с оптимальной для исследования авторской базой данных или воспользоваться альтернативными базами данных и тестовых схем. Проведен обзор репозитория, содержащего наиболее полную базу находящихся в открытом доступе тестовых схем.
Бесплатно
