Вісник № 20
Постійне посилання колекціїhttps://repository.kpi.kharkov.ua/handle/KhPI-Press/43236
Переглянути
29 результатів
Результати пошуку
Документ Моделирование системы электроснабжения метрополитена с двунаправленным потоком энергии(Национальный технический университет "Харьковский политехнический институт", 2019) Жемеров, Георгий Георгиевич; Крылов, Денис Сергеевич; Машура, Артем ВячеславовичДля 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.Документ Забезпечення якісного електропостачання в електричних мережах систем розподілу з відновлюваними джерелами енергії(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2019) Жаркін, Андрій Федорович; Новський, Володимир Олександрович; Мартинов, Вячеслав Володимирович; Пазєєв, Андрій ГеоргійовичРозглянуто особливості практичного застосування розроблених багатофункціональних засобів забезпечення надійного електропостачання і нормованих показників якості напруги в електричних мережах малих систем розподілу. Зазначено, що ці системи розподілу мають низку відомих переваг перед традиційними системами електропостачання. Зокрема, така система включає в себе, як правило, кілька джерел розподіленої генерації, розподільних підстанцій та накопичувачів і перетворювачів енергії, що дозволяє такій системі «Microgrid Рlus» функціонувати як в автономному режимі, так і бути пов'язаною з зовнішньою енергетичною системою. В малій системі розподілу якісне електропостачання можна забезпечити шляхом застосування, наприклад, нерегульованих і керованих фільтросиметруючих пристроїв або гібридних фільтрокомпенсуючих перетворювачів, а також використання відновлюваних джерел енергії з системами її накопичення («Energy Storage System»). Розглянуто основні аспекти практичної реалізації силової частини багатофункціонального двонапрямленого перетворювача електроенергії у складі уніфікованого інверторного модуля потужністю 300 кВт для використання в сучасних багатомодульних системах накопичення енергії значної потужності з різними типами джерел енергії. Показано, що розроблені двонапрямлені перетворювачі у складі систем накопичення енергії в нормальних режимах роботи можуть забезпечити необхідні рівень електромагнітної сумісності споживачів та регламентовані значення показників якості напруги в «Microgrid Рlus», зокрема, значення сумарного коефіцієнта гармонічних спотворень вхідних та вихідних струмів цих перетворювачів складають одиниці відсотків, при необхідності вони можуть здійснювати у мікромережі компенсацію реактивної потужності тощо. Практичне застосування запропонованих систем розподілу сприяє реалізації загальної концепції «Smart Grid & Energy Storage», яка спрямована на розширення можливостей відновлюваної енергетики та інтеграцію в системи інтелектуальних електричних мереж.Документ 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 ГеоргійовичДосліджено 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.Документ 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 АнатольевичРассмотрены 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.Документ Формалізований опис елементів напівпровідникових перетворювачів електроенергії на різних рівнях декомпозиції(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2019) Ушкаренко, Олександр ОлеговичУ 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.Документ 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 ОлександровичВ 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.Документ Реализация алгоритмов цифровой обработки сигналов в биомедицинских электронных устройствах в базисе плис фирмы Хilinx(Национальный технический университет "Харьковский политехнический институт", 2019) Сотник, А. А.В современных инженерных задачах процесс создания полностью цифровых биомедицинских диагностических устройств предполагает глубокие знания как в цифровой электронике, так и в цифровой обработке биомедицинских сигналов [1-3]. Целью данной работы является разработка инженерного подхода аппаратной (жесткой логики) реализации базовых алгоритмов цифровой обработки сигналов (ЦОС) используемых в биомедицинских электронных устройствах на основе программируемых логических интегральных схем. Процесс аппаратной реализации базовых алгоритмов цифровой обработки сигналов можно разделить на три основных этапа. На первом этапе проводится вычисление амплитудных значений отсчетов дискретных импульсных характеристик фильтра нижних частот и фильтра Гильберта в приложении FDATool среды Matlab. На следующем этапе в приложении Simulink выполняется имитационное моделирование (симуляция) на основе результатов первого этапа, и на этапе аппаратной реализации на программируемой логической интегральной схеме Xilinx серии Spartan 6 проводится как симуляция цепей ЦОС в системе проектирования Xilinx ISE, так и непосредственно экспериментальные измерения. В качестве примера натурной реализации базовых алгоритмов ЦОС в биомедицинских устройствах был выбран демодулятор амплитудно-модулированных колебаний. Экспериментальным путем были проведены измерения коэффициента нелинейных искажений продетектированного (информационного) сигнала для трех вариантов АМ демодуляторов: двухполупериодный, с применением функции квадратного корня и синхронного с фазовой автоподстройкой частоты. В ходе экспериментального исследования был выбран оптимальный с точки зрения энергетической эффективности коэффициент модуляции равный 60 %. Как показывают и результаты имитационного моделирования и экспериментального исследования наилучшим вариантом оказался синхронный демодулятор. Полученные результаты эксперимента и моделирования подтвердили практическую применимость предложенного варианта реализации в ЦОС для использования их в биомедицинских электронных устройствах.Документ Моделирование процесса позиционирования подъемного «крана-шара»(Национальный технический университет "Харьковский политехнический институт", 2019) Шамардина, Вера Николаевна; Пилипенко, Владимир ВладимировичВ 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.Документ 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 РомановичЗа 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.Документ Новий підхід до розробки реактора для електромережних протизавадних фільтрів на великі струми(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2019) Павловський, Володимир Олександрович; Юрченко, Олег Миколайович; Твердохліб, Юрій ОлександровичПроаналізовано особливості виготовлення обмоток реактора для електромережних протизавадних фільтрів на великі струми (сотні і тисячі ампер), наприклад, з декількох U-подібних сегментів кожного витка, які вирубають з плоских металевих листів завтовшки 5…15 мм, відповідним чином вигинають, розміщують на осерді і кожні два сусідні сегменти з’єднують так, щоб утворити безперервну послідовність витків, які охоплюють кільцеве осердя. Також проаналізовані технічні рішення, в яких для підвищення гнучкості обмотки та спрощення технології намотування обмотки на тороїдальне осердя пропонується обмотку реактора виконувати у вигляді джгута ізольованих дротів. Показана складність та затратність виготовлення обмоток відомими способами. Запропоновано нову технологію виготовлення обмотки з використанням неізольованого багатожильного гнучкого дроту, причому діаметр кожного дроту у джгуті не перевищу є 0,5 мм. В іншій конкретній формі виконання джгут формують з одного або декількох джгутів меншого діаметра, причому кожен джгут меншого діаметра складається з дротів без ізоляції і має діаметр від 1-го до 5-ти мм, а відношення діаметра джгута меншого діаметра до діаметра дротів без ізоляції, з яких складається джгут меншого діаметра, знаходиться в межах від 20 до 40 одиниць. Така технологія дозволяє значно спростити і здешевити процес намотування обмотки і з’єднання кожного кінця обмотки з наконечником, а також одночасно одержати надійне з’єднання кожного кінця обмотки з наконечником, яке забезпечує мінімальний перехідний опір між обмоткою та наконечником, і пришвидшити виготовлення реактора в цілому.
- «
- 1 (current)
- 2
- 3
- »