Аннотация: Представлены результаты разработки и исследования реверсивной выпрямительной ячейки с питанием от токовой петли для высоковольтных источников промышленных установок электронно-лучевой сварки и систем передачи электроэнергии. Изучены принципы её функционирования в прямом и реверсивном режимах работы, предложены подходы к построению системы управления с раздельной синхронизацией двух независимых генераторов линейно изменяющегося напряжения, причем начало и окончание импульса управления синхронизируется с первым или вторым генератором в зависимости от направления передачи энергии. Разработана модель в среде MATLAB Simulink, позволившая отработать структуру системы управления и алгоритмы управления ячейкой в статическом и динамическом режимах. Проанализированы переходные процессы при работе на холостом ходу и скачкообразном изменении уставки выходного напряжения, а также работа ячейки под нагрузкой.

Аннотация: Рассмотрены способы расчета индуктивностей обмоток электротехнических устройств без ферромагнитного сердечника. Предложены методики расчета собственных и взаимных индуктивностей обмоток, основанные на аналитическом расчете магнитного поля и учитывающие конструктивные особенности исполнения обмоток. Предложения реализованы в среде MATLAB и могут быть внедрены в САПР электротехнических устройств в виде дополнительного расчетного модуля с возможностью выбора рационального способа расчета для конкретной конструкции обмотки. Приведены результаты апробации разработанных методик и сравнение результатов, полученных с применением каждой из них, с результатами расчета с применением полевых моделей. Результаты работы могут быть использованы при создании цифровых двойников проектируемых устройств для предварительной оценки их основных характеристик в различных режимах работы.

Аннотация: Представлена методика настройки оптимальных параметров регулятора скорости на примере наиболее распространенной системы прямого управления моментом DTC. Разработана имитационная модель системы DTC-управления асинхронным двигателем с включенным в ее структуру регулятором скорости. Преимущества DTC-управления заключаются в обеспечении быстрой реакции электромагнитного момента на валу двигателя за счет прямого изменения магнитного потока статора. Регулятор скорости, выполненный на базе ПИ-регулятора, используется для задания электромагнитного момента двигателя. Представлена структурная схема системы прямого управления моментом, кратко описано назначение основных функциональных блоков. Предложен способ расчета параметров регулятора скорости, настроенного на симметричный оптимум, при котором логарифмическая амплитудно-частотная характеристика желаемой системы управления имеет астатизм второго порядка. Установлено, что при настройке DTC-системы на технический (модульный) оптимум в качестве регулятора скорости можно использовать пропорциональный П-регулятор, обеспечивающий заданный оптимальный апериодический характер переходного процесса...

Аннотация: Выполнен аналитический расчет и анализ четырех основных интервалов работы понижающего квази-ШИМ преобразователя на периоде частоты коммутации. Определены условия устойчивой работы преобразователя в режиме мягкой коммутации с резонансом тока при включении силового ключа. На основании расчета напряжения на резонансном конденсаторе, усредненного на периоде коммутации, получено аналитическое выражение для коэффициента преобразования постоянного напряжения понижающего преобразователя. Показано, что в общем случае коэффициент преобразования является сложной функцией трех переменных: частоты коммутации, коэффициента регулирования по методу ШИМ и тока нагрузки. При выборе тока нагрузки в качестве параметра при постоянной частоте коммутации получено выражение для расчета регулировочных характеристик преобразователя. При выборе в качестве параметра коэффициента регулирования, при постоянной частоте коммутации получена формула для расчета нагрузочных характеристик. Представлены результаты экспериментов, подтверждающие правильность основных теоретических расчетов. Выполнена оценка предельных значений токов и напряжений для ключевых компонентов схемы.

Аннотация: В статье рассмотрены системы охлаждения электрических машин радиального и аксиального исполнения с высокой удельной мощностью. Выполнен анализ различных конструкций систем охлаждения, применяемых ведущими мировыми производителями. С помощью СFD-моделирования проведена оценка влияния типа охлаждающей жидкости на эффективность теплоотвода.

Аннотация: Рассмотрен высокочастотный источник питания с бестрансформаторной согласующей цепью. Разработана методика расчёта параметров согласующей цепи и параметров, которые необходимо учитывать при выборе основных силовых компонентов цепи - транзисторов инвертора, конденсатора согласующей цепи. Для конкретного случая нагрузки разработана модель индуктора и выполнен расчёт активного и индуктивного сопротивлений для использования их в модели высокочастотного источника питания. Для исследования источника питания и демонстрации результатов его работы разработана модель на номинальную мощность нагрузки 3 кВт. В модели применены подробные модели карбидокремниевых транзисторов для оценки в них тепловых потерь. Приведены результаты работы модели при изменении параметров нагрузки.

Аннотация: Рассмотрена методика выбора параметров элементов силовой части схемы источника питания с передачей энергии токовой петлей. Получено аналитическое выражение для мощности нагрузки как функции этих параметров. Показано, что отклонение параметров от максимума этой функции вызывает недоиспользование компонентов источника по мощности. Результаты получены аналитическим путем и подтверждены численным схемотехническим моделированием.

Аннотация: Представлены результаты аналитического исследования базы данных технических характеристик более 300 электродвигателей мощностью от 10 кВт и выше, применимых для силовых установок различных современных транспортных средств, прежде всего авиационных. Собрана и систематизирована информация по ключевым характеристикам, включая мощность, крутящий момент, частоту вращения, эффективность, массу, диаметр, удельные характеристики, тип охлаждения, форм-фактор и комплектацию. Определены наблюдаемые предельные значения различных параметров электродвигателей, получены аналитические зависимости, позволяющие оценить параметры перспективных агрегатов, что актуально при формировании облика перспективных летательных аппаратов и их силовых установок. Кроме того, разработанный оценочный аппарат может применяться при формировании технических заданий на перспективные образцы техники, имеющие в составе электродвигатели, для обоснования рациональных технических характеристик. Исследования направлены на выбор оптимальных решений при конструировании авиационных гибридных и полностью электрических силовых установок.

Аннотация: Рассматривается аналитический расчёт магнитного поля явнополюсного синхронного генератора в декартовых координатах формата 3D на основе решения дифференциального уравнения Лапласа в частных производных методом разделения переменных Фурье. Принципиальной особенностью расчёта является обращение к вектору намагниченности активных ферромагнитных элементов генератора, представляемых двойными тригонометрическими рядами с неизвестными постоянными Фурье, периоды которых равны двойным значениям полюсного деления и длины статорного сердечника генератора. Намагниченности ярем, зубцовых слоёв статора и ротора, сам воздушный зазор в геометрическом смысле рассматриваются как параллелепипеды, наложенные друг на друга. На общих границах этих параллелепипедов должны выполняться известные условия магнитного поля: скалярные магнитные потенциалы и нормальные составляющие магнитной индукции не претерпевают скачка (разрыва) и только у магнитных листов обмоток, располагаемых на границах, магнитные потенциалы будут иметь скачок на величину полного тока магнитного листа...