Аннотация: Предложен новый метод исследования совместного влияния на токи всех элементов электрической цепи, позволяющий рассмотреть большое число сочетаний значений параметров для каждой пары элементов. Рассматриваемые линейные электрические цепи могут быть переменного или постоянного тока. Разработанный метод требует минимального числа арифметических операций, обеспечивая при этом полный анализ совместного влияния параметров. В его основе лежит новая модификация метода исключения Гаусса решения систем линейных алгебраических уравнений. Отношение числа операций умножения и деления, необходимых для вычисления каждого нового значения тока во всех ветвях цепи после изменения обоих параметров для выбранной пары элементов к числу искомых новых значений токов, близко к двум. Малые вычислительные затраты, необходимые для решения задачи, позволяют отказаться от аппроксимации зависимостей токов и напряжений без потери наглядности в их графическом представлении...

Аннотация: Рассмотрены вопросы исследования распределения магнитного поля, создаваемого силовым электрическим кабелем в расположении проходческого щита тоннелепроходческого комплекса путем численного моделирования с последующим натурным экспериментом на макете устройства. Установлено влияние сторонних источников магнитного поля на показания трехкомпонентных феррозондовых датчиков. Определено существенное влияние паразитных шумов, обусловленных внешними магнитными полями и высокой чувствительностью датчиков, что требует применения дополнительных фильтров. При использовании феррозондовых датчиков наиболее информативной является компонента датчика, совпадающая с продольной осью проходческого щита. Исследования показали, что при величинах тока более 200 А и изменении места локализации кабеля в ходе эксперимента появляется возможность регистрации сигналов по другим компонентам феррозондового датчика и последующему определению места расположения и ориентации кабеля с током. Результаты экспериментов подтвердили возможность практической реализации многодатчикового устройства зондирования системы управления процессом движения щита тоннелепроходческого комплекса.

Аннотация: Предложена физическая модель жидкометаллического самовосстанавливающегося предохранителя (ЖСП) и определен её номинальный ток. Обозначены возможные пути повышения номинального тока в ЖСП. Проведены натурные испытания с физической моделью. Установлено, что наиболее уязвимой частью конструкции являются изоляционные втулки из электротехнического текстолита марки ЛТ. Предложена замена материала втулок на графитонаполненный фторопласт. Наиболее предпочтительным материалом плавкой вставки является натрий. В результате тепловых испытаний длительностью восемь часов определен номинальный ток, равный 110 А, что больше номинального тока для ртути 63 А при тех же параметрах. Экспериментально подтверждена возможность увеличения номинального тока.

Аннотация: Рассмотрены конструкции электрогидравлических приводов (ЭГП) установок штанговых скважинных насосов (УШСН). Выявлены факторы, сдерживающие внедрение и широкое распространение перспективных ЭГП УШСН на нефтяных промыслах. Проведен поиск технических решений, позволяющих устранить выявленные проблемы. Выполнен анализ конструктивных особенностей ЭГП УШСН. Показано, что наибольшее распространение на промыслах Российской Федерации получил ЭГП УШСН с электродинамическим уравновешиванием. Проанализирована статистическая информация по аварийным отказам ЭГП УШСН с электродинамическим уравновешиванием. Определены основные технические трудности, связанные с эксплуатацией ЭГП УШСН с электродинамическим уравновешиванием, такие как низкая надежность гидравлической части и наличие паразитных ЭДС в рекуперируемой в сеть нефтепромысла электроэнергии. Выявлены узлы, лимитирующие ресурс ЭГП УШСН. Разработаны технические решения, направленные на повышение надежности и энергоэффективности функционирования ЭГП УШСН с электродинамическим уравновешиванием. Предложенные технические решения позволяют устранить недостатки ЭГП УШСН с электродинамическим уравновешиванием, препятствующие его широкому внедрению на нефтедобывающих промыслах, и, соответственно, повысить рентабельность нефтедобычи за счет реализации преимуществ ЭГП УШСН.

Аннотация: Разработаны научно-методические основы анализа и синтеза систем подчиненного регулирования электроприводом с синхронным магнитоэлектрическим двигателем при позиционно-зависимом управлении от вентильного коммутатора. Осуществлен анализ вентильного магнитоэлектрического двигателя как объекта управления, оценены его переходные характеристики, показана возможность использования принципов подчиненного регулирования и преимуществ по сравнению с векторным регулированием внутренних координат объекта. Отмечены особенности формирования структурной схемы для контура регулирования частоты вращения. Предложена методика синтеза регулятора частоты вращения системы подчиненного регулирования как аналога электропривода с коллекторным двигателем постоянного тока. Доказана возможность применения принципов подчиненного регулирования для электропривода с вентильным магнитоэлектрическим двигателем. Показаны особенности методики для синтеза регулятора частоты вращения. Приведены особенности ее реализации в электроприводе с вентильным магнитоэлектрическим двигателем по сравнению с электроприводом постоянного тока.

Аннотация: Представлен обзор концептуального развития систем управления и мониторинга свинцово-кислотных (СК) аккумуляторных батарей (АБ) в составе судовой электроэнергетической системы автономной обитаемой подводной морской платформы. Исследование дает представление о достижениях в области систем мониторинга СК АБ. Глобальными игроками на мировом рынке систем управления и мониторинга АБ являются ведущие производители АБ - PMB Defence , Exide Technologies , Systems Sunlight S . A ., EnerSys , EverExceed Industrial Company . Основные инновации сосредоточены на мониторинге в реальном времени, температурной компенсации, аналитике на основе искусственного интеллекта. Все они направлены на повышение надежности, производительности и срока службы СК АБ в критически важных приложениях. Системы имеют решающее значение для обеспечения безопасной и эффективной работы батарей в условиях автономной обитаемой подводной морской платформы. Научно-исследовательские работы по совершенствованию систем мониторинга свинцово-кислотных аккумуляторов продолжаются, поскольку СК АБ надежны, безопасны, дёшевы, обеспечивают требуемый балласт, бесконечно пригодны для вторичной переработки и легко заменяются. Обзор показал, что существующие системы не комплектуются устройствами измерения плотности электролита АБ, что открывает одно из направлений совершенствования систем управления и мониторинга СК АБ.

Аннотация: Рассмотрена задача моделирования стационарных физических полей при заданном распределении источников на плоскости. Сформулированы краевые задачи с граничными условиями первого и второго рода, решение которых ищется с использованием сопряженных потенциалов поля бессеточным комбинированным методом фундаментальных решений и Монте-Карло. В качестве базисных функций для приближенного решения краевых задач использованы фундаментальные решения уравнения Лапласа и сопряжённые к ним функции. Описаны особенности применения метода фундаментальных решений применительно к краевым задачам со смешанными граничными условиями в случаях, когда расчетная область является односвязной и многосвязной, ограниченной и неограниченной. Приведена численная процедура расчета поля комбинированным методом фундаментальных решений и Монте-Карло. Найденное решение краевых задач в отдельных точках расчетной области методом статистических испытаний по алгоритму блуждания по сферам использовано для задания дополнительных условий при нахождении коэффициентов разложения приближенного решения по базисным функциям в виде фундаментальных решений...

Аннотация: Представлены новые конструктивные решения фрикционного тормозного устройства с источником тормозного усилия в виде постоянных магнитов (ФТУ ПМ) и предложения по их расчету, в том числе с учетом нагрева его активных частей во время работы. При разработке конструкций использованы базовые технические рекомендации, применяемые для тормозов данного типа. Проведены экспериментальные исследования с использованием ФТУ МП с тормозным моментом 20 Н·м, имеющим постоянный магнит из феррита бария 24БА210. Предложены конструкции общей компоновки ФТУ ПМ пристраиваемого и встраиваемого исполнений, позволяющие уменьшить размеры постоянного магнита и повысить быстродействие размыкания и замыкания фрикционного узла, составного якоря, а также цангового зажима, обеспечивающего упрощение процессов монтажа и демонтажа. Приведены предложения по выбору воздушных зазоров в магнитной цепи, рассмотрено влияние величины питающего напряжения на условия размыкания фрикционного узла с учетом нагрева обмотки, проанализировано влияние температуры и даны соответствующие рекомендации, которые следует учитывать еще на стадии проектирования ФТУ ПМ...

Аннотация: Проведен анализ различных вариантов передачи энергии с обеспечением гальванической развязки относительно высоковольтной линии для питания датчика напряжения на основе системы гальванически связанных тел. Сделан вывод о целесообразности использования для этих целей технологии беспроводной передачи энергии. Приведены параметрические зависимости основных энергетических характеристик системы беспроводной передачи энергии с последовательной топологией, на основе которых рассчитаны параметры резонансного контура системы беспроводной передачи энергии, обеспечивающей при заданном расстоянии между передающей и принимающей катушками максимальный КПД в условиях технических ограничений. Исследовано влияние асимметрии первичного и вторичного контуров на КПД и коэффициент передачи по току нагрузки несимметричной системы беспроводной передачи энергии со слабой связью. Предложен алгоритм расчета параметров резонансного контура системы беспроводной передачи энергии, обеспечивающих максимум КПД в условиях технических ограничений. Приведены результаты экспериментальных исследований предлагаемой беспроводной системы электропитания, подтверждающие правильность расчета и последующую возможность использования беспроводной системы электропитания для датчика напряжения на основе системы гальванически связанных тел.

Аннотация: Представлены аналитический и графоаналитический методы расчета перенапряжений при неполнофазных режимах работы силовых трансформаторов с проверкой их адекватности на математических моделях в программном комплексе Matlab Simulink. Проведен анализ существующих решений на предмет их эффективности применительно к рудничным сетям. Определены уровни перенапряжений при обрывах в наиболее вероятных точках распределительной сети одного из собственных карьеров металлургического предприятия. Разработаны схемные решения для снижения перенапряжений на силовых трансформаторах с различными группами соединения обмоток в неполнофазных режимах работы питающей сети и построены их математические модели. Посредством пакета Simulink произведен ряд расчетов для определения необходимых параметром предложенных схем ограничения перенапряжений с графическим представлением результатов. Уделено внимание унификации итогов исследования для более широкого и гибкого их применения.

Аннотация: Представлена модель, объединяющая теоретические методы математической оптимизации, а также дополнительные требования и условия для практической реализации предварительно полученных результатов. Модель построена по функционально-иерархическому принципу и реализует процессный подход, включающий согласование отдельных операций путем их комбинации и взаимодействия в иерархической структуре с определённым числом уровней. В первой части модели использован графоаналитический метод математической оптимизации для предварительного определения места расположения пункта сетевого секционирования. В дальнейшем на основе полученных данных, дополнительных требований и условий нормативных документов выбрана целесообразная точка для установки в электрической сети. Описана IDEF 0-модель с помощью графического языка с возможностью компьютерного выполнения алгоритмических действий и вычислений. Модель обеспечивает сочетание гибких средств представления потоков информации и жестких нормативных требований к формированию выходных результатов.

Аннотация: Представлен краткий анализ схем и конструкций тягово-энергетических систем (ТЭС) локомотивов. Рассмотрены наиболее перспективные направления развития структуры ТЭС. Изучены возможности перехода от «жестких» вариантов структуры ТЭС к «гибким», адаптирующимся к условиям движения и позволяющим добиться повышения КПД и тем самым сокращения расхода топливно-энергетических ресурсов. Рассмотрена структура ТЭС неавтономных локомотивов (электровозов), оснащенных многодвигательным тяговым электроприводом с индивидуальным регулированием. В ходе испытаний установлено, что применение дискретно-адаптивного управления, реализующего принцип горизонтальной масштабируемости ( horizontal scaling ), позволяет сократить удельный расход электроэнергии на тягу на 20…30 %. Изучена структура ТЭС автономных локомотивов (тепловозов). Показано, что необходимо обеспечить как можно более высокую энергоэффективность первичной дизель-генераторной энергетической установки, что влечет переход на энергетические установки, имеющие модульную структуру...

Аннотация: Рассмотрены отдельные исследования и обзорные статьи по системе динамического теплового рейтинга в линиях электропередачи и электротехническом оборудовании. Доступные исследования зарубежных авторов преимущественно посвящены алгоритмам прогнозирования, методологиям моделирования и реализации динамического теплового рейтинга с целью увеличения пропускной способности линий передачи электроэнергии. Показано, что для задач планирования и управления электроэнергетической системой России в настоящее время актуальна необходимость в изучении и координации отечественных и зарубежных разработок по оценке пропускной способности линий электропередачи и распределения электроэнергии. Расширение селитебных территорий увеличивает нагрузку на электрические распределительные сети из-за смещения максимумов потребления электроэнергии. Динамически изменяющиеся в настоящее время условия потребления электроэнергии направляют внимание на разработку новых технологических концепций и применимости к распределительным сетям существующих подходов в оценке пропускной способности линий передачи электроэнергии...

Аннотация: Выполнена оценка влияния низких температур на работу управляемых внутрипружинных элементов, устанавливаемых в каретках токоприемников электроподвижного состава. При проведении лабораторных испытаний токоприемника, оснащенного внутрипружинными пневмоэлементами в каретках, использованы положения теории планирования эксперимента. Исследования проведены на базе лабораторного научно-исследовательского комплекса кафедры «Электроснабжение железнодорожного транспорта» Омского государственного университета путей сообщения. Полученные в результате экспериментальных исследований данные свидетельствуют о незначительном повышении сил сухого трения во внутрипружинном пневмоэлементе при понижении температуры окружающей среды. Статическая характеристика каретки токоприемника при этом меняется слабо вследствие того, что основным формирующим ее элементом является цилиндрическая пружина. Результаты динамических испытаний показали, что с течением времени оболочка разогревается, и это приводит к снижению ее итогового влияния на динамику взаимодействия токоприемника и контактной подвески...