Аннотация: В литейных цехах многих машиностроительных предприятий эксплуатируются дуговые сталеплавильные печи (ДСП) малой емкости. Режим их работы и особенности технологии плавки диктуют подходы к решению вопросов эффективности их эксплуатации, отличные от технических и технологических приемов при эксплуатации дуговых сталеплавильных печей большой емкости на металлургических комбинатах. Однако базовым для тех и других является выбор оптимального электрического режима и согласование электрических параметров печи и источника питания – печного трансформатора – на основе электрических и рабочих характеристик печи. Существенным отличием ДСП малой емкости является посменный режим работы. Это приводит к существенной и переменной от плавки к плавке доле расходов энергии на аккумулирование тепла футеровкой, что не позволяет добиваться в литейном производстве удельного расхода электроэнергии, соответствующего ГОСТ. Рассмотрены проблемы повышения энергоэффективности работы ДСП малой емкости в литейных производствах.

Аннотация: Статья является продолжением представленной ранее работы, в которой была предложена аналитическая модель беспазовых электрических машин с возбуждением от постоянных магнитов (БЭМПМ), позволяющая быстро получить распределение магнитного поля в электрической машине. Приводится выражение для расчёта электромагнитного момента в БЭМПМ, опирающееся на распределение магнитного поля, высокая степень точности которого была обоснована путём сравнения с результатами численного моделирования.

Аннотация: При проектировании дуговой сталеплавильной печи (ДСП) важно обеспечить симметрию индуктивного сопротивления ее вторичного токоподвода. Для этого используют такой конструктивный прием, как триангулирование: на каждом функциональном участке вторичного токоподвода стараются расположить оси фаз в перпендикулярном сечении по сторонам равностороннего треугольника. Однако при эксплуатации печи зачастую заложенная при проектировании симметрия нарушается. Основной причиной является несвоевременный перепуск электродов при их неодинаковом расходе по фазам или вследствие облома электрода. В статье исследуются границы эксплуатационной асимметрии индуктивного сопротивления при разных конструкциях вторичного токоподвода и разных вариантах отклонения длин электродов от симметрии, возможных при эксплуатации ДСП.

Аннотация: В условиях эксплуатации электромобилей, характеризующейся нестабильными нагрузками, частыми торможениями и разгонами, оптимизация тягового привода имеет решающее значение для повышения общей энергоэффективности электротранспорта и увеличения запаса хода. Современные компоненты и передовые технологии, такие, как новые материалы и интеллектуальные системы управления, играют важную роль для достижения этих целей. В статье на базе ездового цикла рассматривается разработка эффективной силовой энергоустановки электромобиля. В качестве эталона для определения нагрузок и условий эксплуатации используется глобальный цикл вождения WLTC (Worldwide Harmonized Light Vehicles Test Cycle). Был выполнен расчет нагрузки блока аккумуляторной батареи; на основе расчетов проведены сравнение и выбор наиболее эффективного накопителя при эксплуатации электромобиля на основе цикла WLTC.

Аннотация: Представлена имитационная модель жидкостной системы охлаждения для преобразователей частоты средней и высокой мощности с применением калорифера в качестве теплообменного аппарата. Выполнен пересчет рабочих характеристик теплообменного аппарата и рабочих характеристик системы охлаждения при изменении вида теплоносителя. Погрешность разработанной модели по результатам расчета температуры воды составила 4,96%, температуры воздуха – 5,25%. Предложенный подход может быть применен для пересчета характеристик системы охлаждения на другие концентрации водных растворов этилен- или пропиленгликоля, а также на другие теплоносители.

Аннотация: Аналитическим путем и средствами имитационного моделирования исследована работа балансиров, предназначенных для выравнивания зарядов между ячейками аккумуляторной батареи. Получены расчетные выражения, характеризующие энергетическую эффективность активных балансиров, использующих для переноса зарядов емкостные и индуктивные элементы. Показано, что начальное значение коэффициента полезного действия балансира с ёмкостными элементами с учетом допустимых разбросов напряжений литий-ионных ячеек аккумуляторной батареи не превосходит 76% и при выравнивании этих напряжений будет плавно увеличиваться. Наилучшими показателями для выравнивания зарядов между ячейками аккумуляторной батареи обладает активный балансир, использующий для переноса зарядов индуктивные элементы. Его коэффициент полезного действия в меньшей степени зависит от неравномерности распределения зарядов в ячейках аккумуляторной батареи и во время работы может достигать 95% и выше, что с учетом принятого допустимого разброса напряжений между этими ячейками позволяет экономить до 26% электрической энергии, что особенно актуально для энергосбережения при использовании аккумуляторных батарей большой ёмкости.

Аннотация: Работа посвящена численному моделированию асинхронных электрических двигателей с преобразователем частоты. Рассмотрены возможности конечно-элементного моделирования электромагнитного поля в объеме электрического двигателя, когда совместно с полем вычисляются значения токов в обмотках статора и ротора, электромагнитные силы и в соответствии с ними и нагрузкой двигателя определяются повороты ротора. Предложенные подходы реализованы в программной системе, которая, по сути, создает цифровой двойник электрической машины, позволяющий не только улучшать конструкцию электрической машины, но и учитывать величину и форму напряжения, подаваемого на двигатель. В качестве примеров рассматриваются две конструкции асинхронных электродвигателей различной мощности с одной и двумя беличьими клетками на роторе. Выполнено моделирование работы двигателей при различной нагрузке и для различных режимов пуска: с постоянной и изменяющейся частотой. Хорошая точность расчетов подтверждена сопоставлением с экспериментальными данными в установившихся после разгона режимах. Представленная программная система позволят моделировать различные конструкции асинхронных двигателей и на основе результатов моделирования выбирать наиболее подходящие электрические машины и режимы управления ими для минимизации потерь и пусковых токов в зависимости от технических условий функционирования электропривода: требованиям к нагрузкам, времени разгона и т.д.

Аннотация: Точная оценка уровня заряда аккумуляторной батареи (State-of-charge, SOC) позволяет оценить её текущее состояние. Результатом управления состоянием аккумулятора является оптимизация его работы и продление срока службы, на который влияет количество циклов заряда/разряда. В статье приводится описание комплексного подхода измерения импеданса с помощью кулоновского метода. Методология измерения импеданса предназначена для оценки SOC аккумуляторов, применяемых в электромобилях, в условиях эксплуатации. Для подтверждения эффективности использования кулоновского метода с помощью программно-аппаратного комплекса проведены измерения импеданса для двух типов аккумуляторов – литий-ионных и свинцово-кислотных.

Аннотация: В статье исследованы добавочные потери от вихревых токов, возникающие в массивных ферромагнитных прижимных элементах статора синхронной машины с постоянными магнитами и модульной конструкцией. На основе численного моделирования в среде AnsysMaxwell 3Dвыполнен анализ влияния частоты и амплитуды пульсаций магнитной индукции, а также геометрических параметров прижимов на потери в них. Проведено сравнение различных методов снижения потерь на вихревые токи в прижимных элементах

Аннотация: Рассмотрен электромагнитный ударный узел, получающий питание от источника напряжения промышленной частоты, в котором в качестве эффективной меры повышения энергии удара применяется рабочий цикл со свободным выбегом бойка. Разработана имитационная динамическая модель синхронного электромагнитного ударного узла с двухсторонним свободным выбегом бойка. Модель может применяться для анализа электромеханических процессов, учитывающих деформацию упругих связей, силовые и ударные взаимодействия элементов конструкции механической колебательной системы. Рассмотрен пример динамического расчета в виде временных диаграмм, отражающих рабочий процесс ударного узла с тремя степенями свободы механической системы. Основные результаты и выводы получены с помощью имитационного моделирования в программе MATLAB Simulink с построением структурной схемы и предварительным расчетом магнитного поля. Сопоставление расчетных и экспериментальных данных указывает на достаточную для практики точность при использовании созданной модели.