Аннотация: Рассмотрена проблема нагрева двигателя электропривода ротора буровой установки в режиме неравномерного вращения долота. Исследования выполнены в результате компьютерного моделирования работы асинхронного электропривода на базе ранее разработанной программы, дополненной подпрограммой определения потерь энергии и подпрограммой расчета температуры нагрева взрывозащищенного асинхронного двигателя на основании его тепловой схемы, позволяющими рассчитать температуру основных элементов двигателя (лобовой и пазовой частей статорной обмотки, ротора, статора, корпуса) с учетом изменяющихся электромеханических и технологических режимов роторного бурения скважины. Результаты компьютерного моделирования роторного бурения показали, что в режиме неустойчивого неравномерного вращения долота при сравнительно небольшой мощности на валу двигателя возникают повышенные колеблющиеся во времени потери электроэнергии в обмотках, приводящие к перегреву двигателя. Показано, что выбор мощности электродвигателя привода ротора необходимо осуществлять с учетом возможных режимов неустойчивого вращения долота, обоснована целесообразность повышения мощности двигателя привода ротора не только с позиций унификации электроприводов основных рабочих механизмов буровой установки, но и с позиции возможности перегрева электродвигателя в утяжеленных режимах роторного бурения.

Аннотация: Предложен новый эффективный численный метод исследования режимов работы электрической цепи при различных значениях параметров элементов, обеспечивающий вычисление с минимальными вычислительными затратами токов и напряжений цепи после изменения параметра очередного элемента. Метод эффективен при изменении параметров как нескольких, так и всех элементов цепи. Его основой является новая модификация метода исключения Гаусса для решения систем линейных алгебраических уравнений. Отношение числа операций умножения или деления, необходимых для вычисления новых значений токов каждой ветви, соответствующих новому значению изменившегося параметра очередного элемента, к числу этих новых значений токов при достаточно большом числе изменений параметра каждого элемента близко к двум. Метод характеризуется малой погрешностью. Так как вычислительные затраты на анализ цепи после очередного изменения параметра некоторого элемента малы, нет необходимости определять на основе аппроксимации токи, соответствующие промежуточным значениям параметров элементов...

Аннотация: Рассмотрена проблема дисбаланса механической мощности в электроприводе. Проанализированы существующие способы выравнивания механической мощности в многодвигательном электроприводе и предложен способ на основе скользящего режима. Результаты моделирования в среде MATLAB / Simulink показали, что предлагаемый способ обеспечивает баланс распределения механической мощности между приводными электродвигателями во всех режимах эксплуатации скребкового конвейера (пуск, внезапное увеличение нагрузки и остановка), как холостого хода, так и большой загрузки с погрешностью не более 5 %.

Аннотация: Изучено влияние активной, реактивной и параметрической электрической нагрузки на работу бензогенератора. Исследовано влияние различных параметров нагрузки и составляющих полной мощности на работу бензогенератора с учетом расхода топлива. В ходе эксперимента получены кривые выходного напряжения генератора и потребляемого тока при изменении параметров нагрузки в номинальном диапазоне мощности генератора. Экспериментально снятые зависимости токов и напряжений разложены с помощью преобразования Фурье на гармонические составляющие, проведено вычисление составляющих полной мощности. По результатам вычислений установлено влияние на расход топлива величин составляющих полной мощности нагрузки при их управляемом изменении.

Аннотация: Разработаны эффективное схемотехническое решение и алгоритмы автоматического управления электровозами типа 3ЭС5К «Ермак» мощностью 9840 кВт переменного тока, основанные на применении управляемых мостовых IGBT -преобразователей, шунтирующих обмотки возбуждения тяговых электродвигателей мощностью 820 кВт. Это позволило реализовать тяговые характеристики независимого и последовательного возбуждения двигателей, а также выполнить поосное и потележечное управление силой тяги электровоза. Для решения задач структурного и параметрического синтеза предложенной силовой электрической схемы электровоза выполнены расчёты с применением методов математического моделирования электромагнитных, электромеханических и механических процессов в среде Matlab/Simulink, подтвердившие возможность реализации схемы индивидуального управления токами тяговых электрических двигателей и токами их возбуждения. Разработанная силовая схема и алгоритм поосного и потележечного управления силой тяги с применением управляемых преобразователей возбуждения обеспечивают плавное увеличение этой силы и улучшают условия сцепления колес электровоза с рельсами. Результаты выполненных расчётов подтвердили преимущества предложенной силовой электрической схемы электровоза.

Аннотация: На основании полученных данных инфраструктуры расширенного учета (ИРУ) о потреблении электроэнергии произведена апробация методов машинного обучения для определения мест неучтенного потребления. Реализация указанной методологии заключается в предсказании вероятности осуществления неучтенного потребления по временным рядам нагрузки потребителей электроэнергии. Выполнена предварительная обработка данных, заключающаяся в заполнении пропущенных значений, нормализации, оптимизации признакового пространства с использованием метода главных компонент. Проведено эмпирическое исследование, состоящее в применении различных стратегий сэмплирования (корректировки обучающего набора данных) с целью решения проблемы дисбаланса набора данных для повышения точности классификации. Использован метод сбалансированного случайного леса с точностью на тестовом наборе данных по метрике Roc - AUC 0,8623. Исходя из полученных результатов классификации сделан расчет снижения коммерческих потерь. Применение методологий сэмплирования сохраняет динамику небольшого увеличения точности выявления неучтенного потребления электроэнергии. Небольшой прирост качества моделей при использовании сбалансированного набора данных объясняется тем, что решение проблемы дисбаланса набора данных не упрощает выявления источников коммерческих потерь электроэнергии из-за схожести их в некоторых примерах с нормальным потреблением.

Аннотация: Исследованы энергетические показатели на разных участках системы электроснабжения с механическим и реакторно-тиристорным регуляторами напряжения при нестабильности тока нагрузки. Использован метод компьютерного моделирования с применением программного средства MatLab , методы сравнения и теории автоматического управления. Исследование энергетических показателей на отдельных участках системы электроснабжения проведено в среде Matlab на разработанной блочно-модульной модели цехового трансформатора мощностью 1 МВ∙А и напряжением 6/0,4 кВ при активно-индуктивном характере нагрузки с углом фазового сдвига тока нагрузки φ=45 град. Результаты исследования энергетических показателей показали, что управляемый двухподдиапазонный реакторно-тиристорный регулятор напряжения одновременно с сохранением качества электроэнергии комплексно повышает энергетические показатели во всех участках системы электроснабжения. Сравнительные результаты исследования и их анализ по улучшению качества электроэнергии и энергетические показатели в разных участках системы электроснабжения с неуправляемым и управляемым регуляторами напряжения выявили необходимость замены неуправляемых механических регуляторов напряжения на управляемый двухподдиапазонный реакторно-тиристорный регулятор напряжения, обладающий быстродействием, высокой точностью и возможностью обеспечения непрерывного регулирования напряжения при внешних и внутренних изменениях электрических параметров.

Аннотация: Рассмотрена проблема повышения точности моделирования литий-ионных аккумуляторов (ЛИА) с учетом изменения свойств его составных элементов под воздействием эффекта деградации физико-химических характеристик используемых материалов. Методология исследования основана на применении электрических схем замещения ЛИА, математических и компьютерных методов для моделирования электрохимических процессов и программирования алгоритмов численного расчета. Разработан алгоритм оценки внутреннего сопротивления и ЭДС для резистивной модели аккумулятора, позволяющий более точно вычислить его выходное напряжение. Показано, что в рабочем диапазоне эксплуатации аккумулятора алгоритм обеспечивает более точную оценку внутренних параметров для нового и эксплуатируемого аккумуляторов, что способствует более реалистичному прогнозированию его эксплуатационных характеристик. Предложенный алгоритм позволит улучшить точность моделирования литий-ионных аккумуляторов и обеспечить значительный вклад в развитие методов прогнозирования и управления работой ЛИА, способствуя увеличению срока службы и оптимизации использования ЛИА в различных областях техники.

Аннотация: Рассмотрены вопросы применения перспективных распределенных систем электроснабжения (с применением возобновляемых источников энергии: солнечное излучение, ветер) удаленных телекоммуникационных объектов, для которых актуальна задача снижения стоимости производимой электроэнергии за счет замещения привозного топлива возобновляемыми источниками энергии. Представлена методика определения оптимальной конфигурации распределенных систем электроснабжения с возобновляемыми источниками энергии, где с помощью алгоритма дискретной оптимизации выпуклой функции на основе метода поверхности отклика определяется оптимальное количество фотоэлектрических и ветроэнергетических установок, буферных аккумуляторных батарей. Приведены результаты вычислительного эксперимента по определению оптимальной конфигурации при изменяемой стоимости ветроэнергетических установок и буферных аккумуляторных батарей.

Аннотация: Исследовано влияние выбора габарита ВЛ 10 кВ нефтегазовых месторождений Западной Сибири при перспективном развитии на падение напряжения в ЛЭП. Предложено на стадии проектирования выбирать габарит воздушных линий распределительных сетей более высокого класса 35 кВ. Представлены варианты выбора габарита воздушных линий электропередачи 10 кВ распределительных сетей в более высоком классе напряжения 35 кВ, проведены соответствующие расчеты. Подтверждено, что комплексный подход к выбору габарита воздушных линий распределительных сетей с учетом дальнейшей эксплуатации и возможной необходимости реконструкции экономически обоснован.

Аннотация: Рассмотрены вопросы анализа методов интерполяции траекторных перемещений коллаборативного робота по критериям минимизации времени исполнения траектории перемещения, максимизации энергоэффективности и минимизации времени расчета траектории перемещения (в отдельности) без ухудшения иных интегральных показателей качества технологического процесса. Исследования проведены на имитационной модели коллаборативного робота KUKA LBR IIWA 7 в среде MATLAB . Установлено, что в зависимости от выбранного метода интерполяции потенциал экономии электрической энергии за один обход коллизии может достигать 48 %, а сокращение общего времени исполнения с учетом расчета новой траектории перемещения возможно вплоть до величины 16 %. Результаты численных экспериментов позволили сформировать ряд обоснованных рекомендаций для выбора метода интерполяции траекторных перемещений, связанных с необходимостью обхода коллизий. Представлена диаграмма с областями, иллюстрирующая приоритетность выбора метода интерполяции траекторного перемещения для достижения необходимого функционала качества.

Аннотация: Разработан алгоритм определения остаточного ресурса аккумуляторной батареи тяговой подстанции для применения в подсистеме мониторинга. Использован способ расчета, основанный на определении пропускной способности аккумуляторной батареи с возможностью учета влияния других факторов, к которым относятся продолжительность глубокого разряда, саморазряда, температура, толчковые токи и др. Апробация разработанного алгоритма выполнена с помощью имитационной модели на основе данных, полученных в ходе измерений на одной из аккумуляторных батарей действующих тяговых подстанций. Полученные результаты оцениваются как адекватные и согласуются с ресурсными характеристиками аккумуляторных батарей, применяемых на тяговых подстанциях. Разработанный алгоритм и его программная реализация позволяют использовать их при построении подсистем мониторинга аккумуляторных батарей тяговых подстанций наряду с другими алгоритмами, позволяющими контролировать параметры и режимы работы аккумуляторных батарей.