Вісник № 20

Постійне посилання колекціїhttps://repository.kpi.kharkov.ua/handle/KhPI-Press/43236

Переглянути

Зараз показуємо 1 - 20 з 29

Зависимость продольной магнитной проницаемости и поперечной электропроводности от механических нагрузок на валу
(Национальный технический университет "Харьковский политехнический институт", 2019) Горкунов, Борис Митрофанович; Львов, Сергей Геннадьевич; Салиба, Абдель Нур; Шахин, Иссам
В работе рассмотрен трансформаторный вихретоковый преобразователь, включенный по дифференциальный схеме, и предложен метод контроля механического напряжения в металлических цилиндрических изделиях в реальном времени. На основе наличия корреляционных связей между электромагнитными характеристиками металлов и их структурным состоянием предложен метод бесконтактного контроля механической деформации изделия. Выбран обобщенный нормированный информативный магнитный параметр и на его основе получены основные функции преобразования для определения приращений относительной магнитной проницаемости и удельной электрической проводимости нагружаемого изделия относительно стандартного образца. Показана возможность использования дифференциального метода для увеличения чувствительности контроля механических параметров цилиндрических изделий. Разработана физическая модель электромагнитного преобразователя с изделием, которое подвергается кручению, дано теоретическое обоснование на уровне доменной структуры исследуемого материала и электромагнитных явлений. Создана экспериментальная установка, получены результаты экспериментальных исследований влияния механического момента, вызванного кручением объекта, на его электромагнитные свойства. Предложены амплитудный и фазовый методы контроля механических напряжений. Результаты работ позволяют сделать вывод, что существует рациональный режим работы преобразователя в диапазоне 1 ≤ х ≤3, при котором для η=0,38 погрешности определения mr и  не превышают 1% и 3% соответственно. Следует заметить, что в этом же диапазоне изменения х относительная чувствительность преобразователя максимальна. Это позволяет создавать промышленные устройства бесконтактного многопараметрового контроля физико-механических параметров металлических изделий и конструкций. Полученные результаты теоретических и экспериментальных исследований не противоречат ранее известным законам теоретической механики, что позволяет широко применять их в практике неразрушающего контроля.
Моделирование системы электроснабжения метрополитена с двунаправленным потоком энергии
(Национальный технический университет "Харьковский политехнический институт", 2019) Жемеров, Георгий Георгиевич; Крылов, Денис Сергеевич; Машура, Артем Вячеславович
Для улучшения электромагнитной совместимости систем электроснабжения метрополитена с питающей сетью целесообразно организовать двунаправленный обмен энергией между источником и нагрузкой. В данной статье рассмотрена структура системы электроснабжения метрополитена с четырехквадрантным приводом постоянного тока на основе шестипульсного мостового управляемого выпрямителя, создана её MatLab-модель, разработана система управления мостами выпрямителя с алгоритмом раздельной работы, предложена система авторегулирования на базе двухконтурного подчиненного регулятора тока-скорости и рассчитаны её параметры. При проведении виртуального эксперимента удалось с высокой точностью отработать график движения электропоезда между станциями, обеспечить режим рекуперации электроэнергии в режиме торможения, получить данные, необходимые для расчёта энергетических показателей такой системы. Полученная модель позволит исследовать энергоэффективность системы электроснабжения метрополитена при различных режимах работы и параметрах линии питания.
Анализ сетевого тока в схемах двадцатичетырехпульсных управляемых выпрямителей
(Национальный технический университет "Харьковский политехнический институт", 2019) Крылов, Денис Сергеевич; Холод, Ольга Игоревна
Основная часть электроэнергии потребляется в преобразованном виде и применение схем полупроводниковых преобразователей для получения заданных параметров нагрузки увеличивается. В рамках энергосбережения повышаются требования к качеству полупроводниковых преобразователей, их влиянию на питающую сеть, нагрузку и смежных потребителей. Для преобразования переменного напряжения в постоянное широко используются схемы, выполненные на базе однооперационных тиристоров. Их существенным недостатком является плохая электромагнитная совместимость с питающей сетью. Для ее улучшения и повышения коэффициента полезного действия применяют многопульсные схемы выпрямителей. При большой мощности нагрузки, а также, когда предъявляются особые требования к гармоническому составу выходного напряжения и потребляемого из сети тока, могут использоваться двадцатичетырехпульсные схемы управляемых выпрямителей, которые позволяют снизить потери электроэнергии не только в выпрямителях, но и в питающих сетях и смежных потребителях за счет снижения влияния искажений на качественные характеристики сетей со стороны нелинейной нагрузки, которой является выпрямитель. Пропорционально увеличению пульсности выпрямленного напряжения снижаются массогабаритные и стоимостные показатели сглаживающих фильтров в сетях постоянного тока. В данной работе выполнено компьютерное моделирование симметричной и асимметричной схем двадцатичетырехпульсных управляемых выпрямителей. Анализ результатов моделирования показал, что при одинаковом числе пульсаций в выходном напряжении и полной симметрии схем с точки зрения нагрузки, формы кривых сетевых токов различаются. При проведении виртуального эксперимента стало очевидно, что для асимметричной схемы амплитуды высших гармоник во всем диапазоне изменения углов управления стабильно ниже амплитуд гармоник для симметричной схемы и асимметричная схема является перспективной для применения на практике, не смотря на необходимость использования двух разно-типных структур трансформаторов.
Новий спосіб керування паралельним силовим активним фільтром на основі модифікованої p-q-r теорії потужності
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2019) Тугай, Дмитро Васильович; Жемеров, Георгій Георгійович; Корнелюк, Сергій Іванович; Шкурпела, Олександр Олександрович
В роботі розкрито основні переваги використання p-q-r теорії миттєвої потужності для побудови швидкодіючих систем керування силовими активними фільтрами, що дозволяють реалізувати як квазісталі так й динамічні режими роботи електроенергетичних об’єктів з активними фільтрокомпенсуючими пристроями, що живляться від трифазної чотирипровідної промислової мережі. В той самий час показано, що використання перетворень p-q-r теорії миттєвої потужності пов’язано зі значною кількістю математичних обчислень, що виконуються мікроконтролером в реальному часі і потребують значної швидкодії апаратної частини системи керування. Запропоновано новий спосіб керування паралельним силовим активним фільтром, що поєднує універсальну p-q-r теорію потужності з кросвекторною теорією. Запропонований спосіб доцільно використовувати в системах керування силовими активними фільтрами, що працюють в трифазних чотирипровідних системах електропостачання з електричним навантаженням любого типу, а також у гібридних системах, коли силова частина перетворювача може використовуватись не тільки в якості фільтрокомпенсуючого пристрою, але й у якості інвертора напруги. Показано, що використання запропонованого способу дозволяє суттєво зменшити кількість математичних обчислювань, які виконуються мікроконтролером системи керування для реалізації сигналів управління силовими транзисторними модулями. Для перевірки працездатності способу синтезовано Matlab-модель реального об’єкту електропостачання з паралельним силовим активним фільтром. Співставлення результатів моделювання для трьох алгоритмів керування силовим активним фільтром дозволило оцінити якість роботи останнього алгоритму, що запропонований у роботі, і підтвердити не тільки його працездатність але й еквівалентність отриманих енергетичних характеристик характеристикам, які були отримані у разі використання універсальної p-q-r теорії миттєвої потужності.
Покращення якості електроенергії в локальних системах електропостачання шляхом управління режимами роботи двонапрямлених трифазних перетворювачів напруги
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2019) Жаркін, Андрій Федорович; Пазєєв, Андрій Георгійович
Досліджено можливість комплексного покращення якості електроенергії в локальних системах електропостачання, зокрема малих системах розподілу, що побудовані на основі концепції «Microgrid Plus» за рахунок використання можливостей трифазних двонапрямлених напівпровідникових перетворювачів, що працюють в режимі трифазних активних коректорів коефіцієнту потужності, по примусовому формуванню вхідних струмів. Показано, що використання запропонованих способів формування еталонного сигналу вхідних струмів зазначених перетворювачів дозволяє, при збереженні низьких значень коефіцієнтів гармонічних спотворень синусоїдальності вхідних струмів, що притаманно активним коректорам коефіцієнту потужності, реалізувати можливість підтримання рівня напруги локальної системи у встановлених межах за рахунок компенсації індуктивної складової струмів груп навантажень та одночасно забезпечити симетрування фазних навантажень локальної системи електропостачання. Реалізація вказаної можливості в системах «Microgrid Plus» полегшується завдяки наявності в них розгалуженої системи контролю параметрів споживання і генерації електроенергії та передачі отриманих даних між користувачами локальної системи, що дозволяє сформувати завдання на підтримання якості напруги у встановлених нормативними документами межах. Реалізація такої можливості стає особливо актуальною у вказаних локальних системах при інтеграції в них накопичувачів електроенергії на базі використання двонапрямлених перетворювачів електроенергії, зважуючи на порівняну з встановленою потужністю локальної системи номінальну потужність накопичувачів електроенергії та можливості роботи вихідних двонапрямлених перетворювачів систем накопичення у вказаних режимах.
Моделирование процесса позиционирования подъемного «крана-шара»
(Национальный технический университет "Харьковский политехнический институт", 2019) Шамардина, Вера Николаевна; Пилипенко, Владимир Владимирович
В труднодоступных местах выполнение транспортных и подъемных операций с грузами сопряжено, как правило, со значительными финансовыми расходами и представляет собой сложную инженерную задачу. Одним из вариантов ее решения может быть использование грузоподъемного крана-шара. Он представляет собой наполненный «легким» газом воздушный шар, снабженный системой тросов (строп) для подвеса груза к шару и соединения шара с тремя надежно закрепленными на грунте приводными электродвигателями, которые вращают барабаны с намотанными тросами. Цель работы состоит в выполнении математического описания и имитационного моделирования движения объектов электромеханической системы «кран-шар» с автоматизированным электроприводом, в оценке возможности обеспечения точного позиционирования груза при использовании электропривода постоянного тока с системой подчиненного регулирования. В рассматриваемой электромеханической системе перемещаемый груз имеет пять степеней свободы, динамические процессы описываются системой из пяти нелинейных дифференциальных уравнений Лагранжа второго рода в соответствующих координатах. Линеаризация уравнений выполнена путем разложения в ряд Тейлора, ограничив представление нелинейностей первыми двумя членами ряда. Позиционирование шара и груза в пространстве обеспечивается путем изменения длин тросов, удерживающих шар. Поэтому при синтезе позиционной системы управления электроприводами барабанов были определены зависимости требуемых длин тросов в функции заданных координат шара (груза) в пространстве координат x, y, z. С учетом принятых допущений и требований ограничения колебаний груза получена достаточно сложная структурная имитационная модель, содержащая несколько вычислительных блоков, связанных между собой в соответствии с алгоритмом функционирования системы. Предложенная математическая модель объекта и проведенные в ходе структурного моделирования в среде Matlab исследования переходных процессов показали возможность решения задачи позиционирования груза путем использования трехконтурной системы подчиненного регулирования (контуры регулирования электромагнитного момента, частоты вращения двигателя и положения груза) для электроприводов барабанов с тросами, удерживающими шар.
Разработка кинетического накопителя электрической энергии с магнитной компенсацией
(Национальный технический университет "Харьковский политехнический институт", 2019) Васильев, Игорь Львович; Сыченко, Виктор Григорьевич; Павличенко, Михаил; Арпуль, Сергей Викторович; Данилов, Алексей Анатольевич
Рассмотрены оптимальные параметры компактного кинетического накопителя электрической энергии, позволяющие охватить наиболее широкий круг потребителей автономных солнечных электростанций. Оценены объемы рынка потребителей. Проведена сравнительная характеристика различных типов накопителей электрической энергии. Указаны достоинства и недостатки каждого из существующих видов накопителей. Дана стоимостная характеристика одного зарядо-разрядного цикла электрохимических накопителей. Показано совместное применение накопителей кинетической и электрической энергии в структуре гибридного накопителя с целью оптимизации стоимостных затрат на производство электрической энергии от альтернативных источников электрической энергии. В этом случае, компенсация высокочастотных пульсаций напряжения осуществляется за счет энергии, предварительно запасенной в кинетическом накопителе. Рассмотрены технические проблемы, возникающие при использовании накопителей кинетической энергии (маховиков). К ним относят наличие гироскопического эффекта, не позволяющего мобильное исполнение накопителя, а также специальные требования к материалу, из которого изготавливается маховик. Рассмотрены возможные особенности конструктивного исполнения накопителей на основе маховиков. Использование магнитной компенсации центробежных сил маховика позволяет отказаться от использования высокопрочных и дорогостоящих материалов.
DС-DС перетворювач з широким діапазоном забезпечення режиму природної комутації в нулях напруги
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2019) Блінов, Андрій Борисович; Вінніков, Дмитро Валерійович; Івахно, Володимир Вікторович; Замаруєв, Володимир Васильович; Стисло, Богдан Олександрович
В статті описано принцип та режими роботи дволанкового DC-DC перетворювача з проміжною ланкою змінного струму, традиційним вхідним інвертором напруги та активним випрямлячем у вторинній ланці. Конвертор має асиметричну структуру в ланці вихідного інвертора. Керування ключами двох ланок здійснюється із фазовим зсувом. Забезпечення режиму м’якої комутації силових ключів обох ланок перетворювача при малій потужності навантаження відбувається без надмірного значення величини намагнічуючого або циркулюючого струму. Новий принцип керування перетворювачем дозволяє забезпечувати режими м’якої комутації ключів обох ланок при широкому діапазоні зміни струму, у тому числі при близького до нуля значенні навантаження. Режим роботи перетворювача має короткий додатковий інтервал комутації, що мінімізує циркуляцію енергії. Цей інтервал забезпечує перезаряджання снаберної ємності на стороні інвертора напруги. Рішення спрямоване на зменшення проблеми високої циркулюючої енергії в існуючих топологіях ШІМ при невеликому навантаженні. Для запропонованого рішення кількість циркулюючої енергії адаптується до навантаження, що призводить до високої ефективності в діапазоні можливих робочих точок. Надано основні критерії та методику розрахунку параметрів схеми а також мінімальних інтервалів провідності ключів перетворювача. Алгоритми керування та експлуатаційні аспекти роботи перетворювача були представлені та перевірені експериментально.
Визуально-блочная модель импульсного преобразователя постоянного напряжения инвертирующего типа
(Национальный технический университет "Харьковский политехнический институт", 2019) Алексеевский, Дмитрий Геннадиевич; Панкова, Ольга Олеговна; Турышев, Константин Олегович
В статье рассматриваются вопросы синтеза и применения визуально-блочной математической модели импульсного преобразователя постоянного напряжения инвертирующего типа с использованием метода усреднения переменных состояния. Особенностью предложенной модели является учет прямых падений напряжений в силовых ключах преобразователя и потерь в индуктивности. Предложенная модель предназначена для использования в качестве компоненты визуально-блочного моделирования сложных электротехнических комплексов, в состав которых входят импульсные преобразователи постоянного напряжения. Модель описывает работу импульсного преобразователя постоянного напряжения инвертирующего типа как в режиме непрерывного, так и в режиме прерывистого тока. Приведен анализ адекватности предложенной визуально-блочной математической модели путем сопоставления результатов моделирования, полученных с ее помощью, и результатов моделирования, полученных с помощью схемной модели.
Формалізований опис елементів напівпровідникових перетворювачів електроенергії на різних рівнях декомпозиції
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2019) Ушкаренко, Олександр Олегович
У статті розглянуті принципи математичного опису елементів напівпровідникових перетворювачів електроенергії на прикладі системи частотного керування асинхронним двигуном для визначення її компонентного і структурного складу, а також виконання аналізу процесів логіко-динамічного перетворення інформації при взаємодії між собою всіх підсистем мікропроцесорної системи керування. Показано недоліки і обмеження використовуваних формальних методів опису процесів в системах керування. Визначено правила опису функціональних структур, таких як випрямляч, пасивний фільтр, інвертор, асинхронний двигун, мікроконтролер, на різних рівнях декомпозиції системи керування напівпровідниковим перетворювачем електроенергії. Розроблено структурно-функціональну модель мікропроцесорної системи частотного керування асинхронним двигуном, використання якої дозволило визначити відносини і типи зв'язків між підсистемами керування і візуалізації, а також описати функціональні можливості елементів окремих підсистем і алгоритми обробки сигналів. Перевагою запропонованого в роботі підходу є можливість використання різних рівнів декомпозиції для формалізованого опису підсистем і елементів систем керування напівпровідниковими перетворювачами електроенергії, в тому числі систем частотного керування асинхронними двигунами, що дозволяє виділити найбільш важливі аспекти опису на різних стадіях проектування і аналізу системи. Представлені в явному вигляді позначення елементів моделі і елементів перетворення сигналів залишаються прозорими для розробника, і містять інформацію про призначення елементів системи, вимоги до взаємодії з іншими підсистемами обробки сигналів, та їх функціональні можливості. Використання запропонованого в роботі підходу дає можливість формування математичних моделей напівпровідникових перетворювачів електроенергії та їх систем керування з підвищеним інформаційним змістом, дозволяє виконати аналіз системи шляхом багаторівневої декомпозиції для створення уявлення про її основні властивості, оцінити якість її структури та елементів з позиції загального системного підходу.
Ковзний режим другого порядку в задачі слідкування за вихідною напругою матричного перетворювача
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2019) Мисак, Тарас Володимирович
Об`єктом дослідження є трифазно-трифазний матричний перетворювач на повністю керованих ключах змінного струму з вихідним LC-фільтром під`єднанний до трифазної неавтономної мережі обмеженої потужності. Проведено синтез закону керування шляхом примусового введення двовимірного ковзного режиму першого порядку в контури слідкування за компонентами просторового вектору вихідної напруги та одновимірного – в контур керування реактивною складовою вхідного струму матричного перетворювача. Використання векторної стратегії керування дозволяє забезпечити синусоїдну форму вихідної напруги, мінімізацію впливу збурень навантаження на неї та можливість керування реактивною складовою вхідного струму. При формуванні поверхні ковзання для слідкування за двома координатами вихідної напруги застосовано ковзний режим другого порядку. Для цього в диференціальні рівняння, які описують заступну схему, введено двохкомпонентну операторну змінну та додатковий двохкомпонентний вектор похибки. Введення ковзного режиму другого порядку дозволило зменшити кількість електричних величин, які потребують прямого вимірювання. Досліджено особливості функціонування матричного перетворювача з таким типом ковзного режиму в системі з реальними параметрами електричних схем. Наводяться результати моделювання з урахуванням обмежень, які впливають на можливість реалізації отриманої стратегії керування.
Моделирование процессов в трехфазном тиристорном преобразователе переменного напряжения с фазоступенчатым регулированием выходной мощности
(Национальный технический университет "Харьковский политехнический институт", 2019) Кипенский, Андрей Владимирович; Король, Евгений Игоревич
В работе поставлена задача создания модели трехфазного тиристорного преобразователя переменного напряжения с микропроцессорной системой импульсного управления. Для решения этой задачи были проанализированы возможности различных программных средств. В качестве основы для создания модели выбран программно-математический пакет MatLab. Предложенная модель содержит три основные части: систему энергоснабжения, силовую часть преобразователя и систему управления. Исследования преобразователя переменного напряжения с помощью модели подтвердили его работоспособность, позволили определить влияние параметров питающей сети на процессы коммутации в силовой схеме, показали, что преобразователь обладает повышенным коэффициентом мощности.
Сравнительный анализ мощности магнитных потерь в сердечнике статора турбогенератора с аксиальными вентиляционными каналами в его ярме и зубцах
(Национальный технический университет "Харьковский политехнический институт", 2019) Милых, Владимир Иванович; Ревуженко, Светлана Афанасьевна
Целью работы является представление приёмов и результатов численно-полевого анализа мощности магнитных потерь в турбогенераторе со сложной структурой сердечника статора. Расчетный метод основан на поиске максимумов значений магнитной индукции в зубцах и ярме сердечника посредством перебора множества повторяющихся минисекторов. По распределению этих максимумов определяются их среднеквадратичные значения на указанных участках сердечника в целом, и по ним вычисляются мощности магнитных потерь. Метод позволяет отображать расчетные модели сердечников любой формы и практически не требует упрощения их геометрической структуры. Проведен сравнительный анализ мощности магнитных потерь в режимах холостого хода и номинальной нагрузки для вариантов сердечника при отсутствии и наличии в его ярме и зубцах аксиальных вентиляционных каналов.
Перспективы применения преобразователей частоты на основе автономных инверторов тока для ветроэнергетики
(Национальный технический университет "Харьковский политехнический институт", 2019) Бару, Александр Юрьевич; Педан, Евгений Аркадьевич; Ус, Андрей Олегович; Филатов, Владислав Васильевич; Шинднес, Юрий Львович
Проведен анализ тенденций в ветроэнергетике в мире и Украине. Приведена сравнительная характеристика основных видов ветроэнергетических установок. Приведена сравнительная характеристика преобразователей частоты на основе автономных инверторов напряжения и автономных инверторов тока для ветроэнергетических установок. Проведен анализ существующих технических решений на основе автономных инверторов тока для ветроэнергетики и предложены меры по их усовершенствованию. Приведено сравнение силовых полупроводниковых приборов для инверторов тока и предложены конструктивные решения по размещению преобразователей в ветряной турбине.
Особенности фильтрации ШИМ последовательности при формировании квазисинусоидального напряжения в мостовом инверторе
(Национальный технический университет "Харьковский политехнический институт", 2019) Колосов, Валерий Иванович; Васечко, Евгений Викторович
При формировании выходного напряжения мостового инвертора использован специфический трапецеидальный закон с частичной модуляцией ШИМ последовательности на интервалах воспроизведения фронтов. По этой причине возникает целый ряд особенностей, влияющих на выделение огибающей в процессе фильтрации. Исследованы спектральная и временная модели пульсаций входного тока и выходного напряжения LC-фильтра. Обоснован критерий оптимизации фильтра, учитывающий наличие третьей гармоники и групповую структуру спектра ШИМ последовательности. Путем рациональной комбинации спектральной и временной моделей получены простые инженерные формулы для определения параметров фильтра и коэффициента гармоник выходного напряжения инвертора. Установлено, что массогабаритный показатель фильтра при трапецеидальной модуляции снижен в 1.5 раза по сравнению с синусоидальной. Приведен пример расчета параметров фильтра.
Оценка показателей бортовой аккумуляторной системы накопления энергии железной дороги на основе двухзвенного преобразователя постоянного напряжения с разделенной коммутацией
(Национальный технический университет "Харьковский политехнический институт", 2019) Ивахно, Владимир Викторович; Замаруев, Владимир Васильевич; Стысло, Богдан Александрович; Фетюхина, Людмила Викторовна; Тихомиров, Владислав Юрьевич
В статье предложена реализация бортовой аккумуляторной системы накопления энергии железной дороги постоянного тока – усиливающего пункта, обеспечивающего регламентируемые параметры качества электрической энергии в контактной сети. Показана целесообразность применения согласующего преобразователя, обеспечивающего принцип разделенной коммутации с целью минимизации потерь переключения силовых ключей преобразователя. Обосновано размещение усиливающего пункта в непосредственной близости от потребителя – непосредственно на подвижном составе – на локомотиве либо в специальном прицепном вагоне. Дана оценка энергетических и массогабаритных параметров системы. Выполнены расчеты, позволяющие произвести выбор конкретных силовых ключей преобразователя. Определена оптимальная частота переключения силовых ключей преобразователя, обеспечивающая компромисс между габаритными свойствами магнитных элементов и потерями в магнитном материале. Дана оценка необходимой величины индуктивности рассеяния трансформатора, массы магнитных элементов и аккумуляторных батарей.
Елементи цифрової енергетики в контролі стану мережі, що побудовані на вимірах допоміжних параметрів
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2019) Гриб, Олег Герасимович; Карпалюк, Ігор Тимофійович; Швець, Сергій Вікторович; Рудевіч, Наталія Валентинівна
У статті розглядається питання переходу технологій електроенергетики до цифрових станцій. Наведено огляд матеріалів фірм Siemens і ABB, які де факто встановлюють стандарти цифрових технологій для енергетики. Створення цифрових станцій зачіпає питання які до цього часу не розглядалися в такій зв'язці. Тому була сформована тріада: цифрове управління – моніторинг стану обладнання – кібербезпека. Виходячи з такої тріади енергетика в цифровому втіленні набуває нових граней, що відкриває нові можливості до використання діагностики і збору даних датчиками побудованими на опосередкованих даних, і відповідно кількість датчиків значно зростає, якщо ще взяти до уваги можливості виконувати моніторинг первинних технологічних процесів. В такому разі значно виростає обсяг даних, що надходять. Відповідно до сучасних тенденцій і зростають вимоги до якості електрики в мережі. Одним з чинників зіпсування форми напруги в мережі є короний розряд, який виникає в мережі і на обладнанні, навіть під час переходу до цифрової станції. Провідні фірми розробляють прилади і системи з діагностики наявності короного розряду в мережі по не елекричним параметрам. На прикладі таких замірів показана можливість діагностики не прямими вимірами в мережі. Такі заміри мають призводити до збільшення обсягу даних. Відповідно обробка таких масивів даних стає можлива за умови використання цифрових технологій, до яких відносяться можливості проводити обробку значних обсягів даних із використанням математичного апарату по обробці великих даних – Data Mining. Результати обробки над апаратними (програмними) методами дозволяє визначити або винайти такі дані, яких в безпосередніх замірах не було видно. Технології Data Mining дозволяють використання експертних оцінок на даних прямого вимірювання, що неодмінно призводитиме до об'єктивності. Data Mining, на відміну від експертних методик, знаходить об'єктивні закономірності між різними факторами, таким чином дозволяючи мінімізувати вплив суб'єктивного людського фактору на прийняття рішень. Автори звертають увагу на перспективність використання датчиків опосередкованого виконання замірів в електроенергетичних системі, що на базі цифрових технологій забезпечить можливість проведення більш глибокого аналізу реальних систем, що може привести до якісних змін енергетики в цілому.
Струм навантаження електричної моделі електромеханічної системи мережі водопостачання
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2019) Бойко, Валерій Степанович; Сотник, Микола Іванович
Досліджується характер електромагнітних процесів у електричній моделі електромеханічної системи мережі водопостачання з насосом Д2000-100. При цьому основну увагу приділено отриманню закономірності зміни струму навантаження моделі, яким моделюється особливості та обсяги руху рідини у спіральному відводі насоса залежно від конструктивних особливостей його вихідної частини. Параметри елементів електричної моделі, побудованої на розробленому авторами способі створення електричної моделі відцентрового насоса, відповідають номінальному робочому режиму системи і використані при числовому розрахунку. Частина кола навантаження електричної моделі, яке моделює спіральний відвід насоса, складається з послідовно з'єднаних активного опору R1 і індуктивності L1, до яких підімкнений паралельно ємнісний елемент С. Проведені дослідження показали, що залежно від співвідношення параметрів зазначених елементів характер перехідного електромагнітного процесу може бути аперіодичним чи коливальним. Коливальний характер процесу свідчить про можливість виникнення вібрацій у електромеханічний системі. Разом з тим показано, що залежно від співвідношення між частотою джерела вібрації і власною частотою вихідної частини електромеханічної системи інтенсивність прояву вібрації різна. Тож основний висновок публікації полягає у тому, що застосування електричних методів моделювання робочих процесів електромеханічних систем можна використати для усунення небажаних режимів роботи технологічного обладнання з метою підвищення енергетичної ефективності процесу водопостачання.
Стабилизация напряжений на конденсаторах ячеек в модульных многоуровневых инверторах путем применения улучшенной пространственно-векторной ШИМ
(Национальный технический университет "Харьковский политехнический институт", 2019) Плахтий, Александр Андреевич; Нерубацкий, Владимир Павлович; Цыбульник, Владислав Романович
За последние два десятилетия появился новый тип полупроводниковых преобразователей электроэнергии –модульные многоуровневые преобразователи. Данная топология схемотехнически состоит из n-го числа последовательно включенных транзисторно-емкостных модулей и позволяет реализовывать, как выпрямители, так и инверторы напряжения с различным числом уровней и фаз. В настоящее время данные преобразователи нашли широкое применение в системах передачи электроэнергии на высоком напряжении постоянного тока (back-to-back HVDC), производимых компаниями Siemens и ABB, c мощностью порядка 400-2000 МВА. Модульные многоуровневые преобразователи в сравнении с другими типами полупроводниковых преобразователей обладают рядом существенных преимуществ. Наличие большого числа уровней (100 и выше) дает возможность использования относительно низковольтных ключей и реализации низкой частоты коммутации, что обуславливает высокий КПД преобразователя. Заявленный КПД системы передачи электроэнергии системы электроснабжения HVDC с модульными многоуровневыми преобразователями производства Siemens составляет 99,5%. Кроме этого модульные многоуровневые преобразователи имеют повышенную надежность. Это обусловлено тем, что модульные преобразователи могут функционировать даже при условии выхода из строя отдельных транзисторно-емкостных модулей. Удобным в производстве является конструктивная модульность и масштабируемость преобразователя. Однако в управлении модульных многоуровневых преобразователей существует проблема стабилизация напряжения на конденсаторах ячеек. В ходе проведенных исследований было установлено, что при использовании классических алгоритмов управления многоуровневыми инверторами (пространственно-векторной и синусоидальной широтно-импульсной модуляции) в модульных многоуровневых преобразователях возникает дисбаланс напряжений на конденсаторах ячеек модульных многоуровневых инверторов. В результате этого напряжение на одной половине ячеек падает до нуля, а напряжение на другой половине ячеек возрастает в два раза. Это приводит к значительному ухудшению формы выходного напряжения. В статье представлено улучшенный алгоритм пространственно-векторной модуляции для модульного многоуровневого преобразователя, который обеспечивает стабилизацию напряжения в ячейках преобразователя, а также возможность регулирования амплитуды и частоты выходного напряжения. В программе Matlab/Simulink создана модель модульного пятиуровневого модульного инвертора. Результаты имитационного моделирования подтвердили работоспособность предложенного алгоритма управления.
Исследование возможности применения СРД для тягового электропривода троллейбуса
(Национальный технический университет "Харьковский политехнический институт", 2019) Барский, Виктор Алексеевич; Афенченко, Роман Владимирович; Быканов, Роман Анатольевич
В статье представлены результаты анализа требований к тяговому электроприводу троллейбуса, анализа возможности использования синхронных реактивных двигателей в таком приводе, исследования улучшений характеристик таких двигателей путем изменения их активной части, результаты испытаний полномасштабного экспериментального образца двигателя, выявления требований к преобразователю частоты для питания такого двигателя в приводе троллейбуса.