Аннотация: Рассматривается система автоматического управления токами коллекторных тяговых электродвигателей электровозов переменного тока с управляемыми мостовыми транзисторными IGBT-преобразователями, шунтирующими обмотки возбуждения электродвигателей. Система обеспечивает возможность реализации тяговых характеристики независимого и последовательного возбуждения двигателей, а также поосного и потележечного управления силой тяги электровоза. Предложена математическая модель тягового двигателя, учитывающая нелинейность кривой намагничивания и выполняющая раздельный учёт вихревых токов, создаваемых обмоткой главных полюсов, а также обмотками добавочных полюсов и компенсационными обмотками. Расчёты электромагнитных, электромеханических и механических процессов, возникающих при трогании и разгоне электровоза с грузовым поездом, подтвердили эффективность предложенной системы автоматического управления токами тяговых двигателей.

Аннотация: Приведены результаты экспериментального и теоретического исследования эффекта резистивного переключения в сжатых порошковых образцах кремния n- и p-типа, германия p-типа и оксида меди p-типа. Измеренные вольт-амперные характеристики имеют симметричную форму и гистерезис, площадь петель которого зависит от удельного сопротивления и дисперсности материала. Германий и оксид меди обладают сравнительно низкими коэффициентами теплопроводности, поэтому из-за недостаточного отвода тепла в этих материалах имеет место тепловой пробой; для кремния характерен лавинный пробой. Разработана теоретическая модель резистивного переключения в порошковом материале, основанная на применении функции активации и принципов автоматики. Расчеты, проведенные в рамках такой модели, качественно описывают полученные экспериментальные данные.

Аннотация: Выполнен аналитический расчет и анализ основных интервалов работы повышающего квази-ШИМ преобразователя на периоде частоты коммутации. По результатам анализа определены условия устойчивой работы преобразователя в режиме мягкой коммутации с резонансом напряжения при выключении силового ключа. По результатам расчета усредненного на периоде коммутации значения тока в резонансном дросселе получена аналитическое выражение для коэффициента преобразования постоянного напряжения повышающего 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 получена формула для расчета семейства регулировочных характеристик преобразователя. При выборе в качестве параметра коэффициента регулирования при постоянной частоте коммутации получена формула для расчета семейства нагрузочных характеристик. Представлены результаты экспериментов, подтверждающие правильность основных теоретических расчетов. Отмечено дуальное соответствие между двумя базовыми вариантами повышающего и понижающего квази-ШИМ преобразователей.

Аннотация: Для исследовательских целей разработан магнит на основе ВТСП-2 лент с известными свойствами. Конструктивным параметром является магнитное поле в достаточно широкой апертуре магнита, которое достигнуто максимальным уменьшением нормальной составляющей магнитного поля к широкой поверхности ВТСП-ленты обмотки с помощью формы магнитопровода. При оптимизации формы магнита использовался метод конечных элементов. Максимальное магнитное поле в апертуре магнита составляет около 1,25 Тл при температуре 77,4К. Магнит будет использован для изучения анизотропии критического тока различных ВТСП-2 лент и потерь во внешнем магнитном поле.

Аннотация: Рассмотрена схема блока силовых ключей, предназначенного для увеличения мощности электрических сигналов специальной формы, питающих обмотки электромагнитов дозирующих клапанов или форсунок систем подачи топлива среднеоборотных дизелей. Выбранная форма управляющего сигнала состоит из трех ступеней: форсирующей, удерживающей и размагничивающей. Схема обеспечивает повышение энергоэкономичности и надежности электромагнитного привода благодаря уменьшению рассеиваемой мощности на этапе формирования намагничивающего тока и повышения стабильности его работы. Это достигается путем применения в схеме дифференцирующих устройств, которые в комплексе с другими дополнительными элементами ограничивают действие форсирующего импульса в момент притяжения якоря электромагнита к его сердечнику. Выполнено расчетное моделирование электромагнитного привода, представлены расчетные зависимости тока в обмотке, напряжения на ней и перемещения якоря. Предложенный способ ограничения длительности форсирующего импульса и схемные решения целесообразно применять к любой конструкции блока силовых ключей, так как надежность электромагнитного привода повышается не только благодаря уменьшению потребляемой мощности, но и благодаря исключению датчика перемещения затвора электромагнита.

Аннотация: Рассмотрена проблема определения неисправного элемента конденсаторной батареи в составе фильтра высших гармоник статического тиристорного компенсатора. Проанализированы существующие способы поиска поврежденного конденсатора, основанные на анализе тока и напряжения небаланса. Показана возможность применения метода анализа токов небаланса при поиске неисправного конденсатора для статических тиристорных компенсаторов, устанавливаемых в системах электроснабжения дуговых сталеплавильных печей высокой и сверхвысокой мощности. Для широкополосного фильтра второй гармоники предложен анализ тока резистора с целью дополнительного сокращения области поиска поврежденного конденсатора. Исследование проводилось с помощью имитационной модели в пакете MATLAB Simulink. Показано значительное сокращение времени поиска неисправного элемента конденсаторной батареи в составе фильтров. Предложенный способ реализуем в условиях производства с использованием возможностей существующей системы автоматического управления статическим тиристорным компенсатором MACH2.

Аннотация: В связи с ростом доли нелинейной нагрузки в электрических сетях увеличивается суммарный коэффициент гармонических составляющих. На начальном этапе работы по улучшению качества электрической энергии конкретного объекта вместо инструментальных обследований возможно применение виртуальной компьютерной модели, созданной на основе реальной схемы электроснабжения. В статье проведен анализ влияния высших гармоник на качество электроэнергии, рассмотрены методы и работа модели фильтра высших гармоник для снижения несинусоидальности питающего напряжения. В основу моделирования положены библиотеки программы SimInTech. Виртуальная модель позволяет изменять параметры внешней питающей сети и нагрузки в реальном времени под любой конкретный объект с предварительным расчетом схемы замещения. Результаты моделирования показали, что в исследуемых режимах коэффициенты искажения несинусоидальности тока при включении в работу фильтрокомпенсирующего устройства уменьшаются до допустимых значений.

Аннотация: Рассмотрено техническое решение, основанное на использовании активно-реактивных синхронных машин (АРСМ), содержащих в роторе модули машин реактивных и на постоянных магнитах с общим статором. Дано математическое описание АРСМ в виде единой модели, описана компьютерная модель. Предусмотрена стабилизация заданной активной мощности ветроэлектрических установок (ВЭУ) путем регулирования амплитуды тока статора нагрузкой. Предусмотрена стабилизация напряжения статора путем регулирования фазы вектора тока относительно поперечной оси реактивного модуля ротора. Определены характеристики конкретной АРСМ в зависимости от частоты вращения и заданного взаимного сдвига продольных осей частей ротора, относящихся к реактивному модулю и модулю с постоянными магнитами. Для конкретной конструкции рекомендован взаимный сдвиг продольных осей ротора, равный 70°.

Аннотация: Предложена система комплексной защиты тяговых агрегатов тепловоза на базе индивидуального электропривода. Система объединяет функции защит от боксования и перегрева обмоток тягового электродвигателя. Для повышения быстродействия работы системы и упрощения ее структуры обосновано применение нейронной сети управления напряжением тягового электродвигателя в аварийных режимах. Управление напряжением ограничивает проскальзывание колеса относительно рельса в пределах 3 % и температуру обмотки якоря электродвигателя в пределах 5 оС относительно допустимого значения. Архитектура нейронной сети предусматривает два скрытых слоя и шесть входных нейронов. Для повышения точности работы сети ее алгоритм используется процедура стандартизации значений входных нейронов. Выходной нейрон генерирует значение напряжения на входе тягового электродвигателя; для напряжения принималась линейная функция активации. Для скрытых слоев сети приняты функции активации типа ReLU. Обучение нейронной сети выполнялось с использованием расчетных данных моделирования управления напряжением тягового электродвигателя для восстановления сцепления колеса с рельсом и поддержания температуры обмотки якоря на заданном уровне. Результаты обучения сети показали, что ее архитектура соответствует требованиям решаемой задачи: на 20-м цикле обучения ошибка составляет менее 1 % от заданного значения напряжения. При напряжении тягового электродвигателя менее 600 В генерируемое значение целевого напряжения практически соответствует заданному. При напряжении тягового электродвигателя более 600 В генерируемое целевое напряжение может определяться неоднозначно, а его максимальное отклонение от заданного значения не превышает 8 %, что объясняется недостаточным объемом статистических данных при напряжении двигателя более 600 В.

Аннотация: В предыдущей статье (Ч. 1) рассмотрены основные принципы и мировой опыт (по данным CIGRE) разработки, расчетов и испытаний на стойкость при коротких замыканиях масштабных макетов мощных однофазных силовых трансформаторов, а также правила распространения результатов испытаний макета на реальный трансформатор с целью подтверждения его стойкости при коротких замыканиях. Отмечена важность разработки и испытаний таких макетов для обоснования надежности мощных трансформаторов отечественного производства. В настоящей статье приведены более подробные расчеты одного из макетов трансформатора мощностью 570 МВА, описанного в предыдущей статье. Также рассмотрены результаты эскизного проектирования двух наиболее часто применяемых в РФ блочных трансформаторов мощностью 630 МВА и 417 МВА и соответствующих им макетов на базе расчетов стойкости при коротких замыканиях по методике РЭСТ-ВЭИ