Аннотация: Определены зависимости работоспособности сверхпроводящей обмотки, выполняющей функции системы возбуждения электродинамического подвеса магнитолевитационного транспорта, от амплитуды и частоты внешнего магнитного поля, воздействующего на данную обмотку. Эксперименты проведены на обмотках, намотанных многонитиевыми композиционными низкотемпературными сверхпроводниками. Внешние переменные магнитные поля созданы с помощью вибростенда и вспомогательной обмотки переменного тока. Получены характеристики перехода сверхпроводящих обмоток возбуждения в резистивное состояние в зависимости от частоты и амплитуды внешнего магнитного поля. Для обмоток, работающих в режиме «замороженного» магнитного потока, исследовано затухание транспортного тока под действием внешнего переменного магнитного поля. Работоспособность сверхпроводящей обмотки возбуждения во внешнем переменном магнитном поле определена его амплитудой и частотой, а также параметрами сверхпроводящего материала обмотки и соотношением значений транспортного тока и критического тока, характерных для данной обмотки. Результаты работы могут быть использованы при проектировании и создании сверхпроводниковых обмоток мощных энергетических устройств, в том числе и транспортных систем на магнитном подвесе.

Аннотация: Разработан цифровой наблюдатель эквивалентных нагрузок, осуществляющий их вычисление по фактическим значениям, зафиксированным с заданным шагом во время работы прокатного стана. Наблюдатель реализован в программном обеспечении (ПО) Matlab Simulink , при этом решена задача экспорта данных от измерительной системы в ресурс вычислительного устройства. Методика применена для расчета эквивалентных нагрузок двигателей клети стана 5000 при прокатке различных партий листов. Представлены осциллограммы и результаты анализа, подтвердившие кратное различие нагрузок ВГП и НГП. Косвенно подтвержден вывод о различном нагреве двигателей. Рассмотрены осциллограммы основных координат электроприводов, полученные при прокатке партии из пяти заготовок за десять проходов, при этом в последних проходах осуществляется ослабление поля двигателей. На основе анализа показано, что результаты эквивалентирования момента и тока существенно различаются. Подтвержден вывод о достоверности косвенной оценки теплового состояния двигателя на основе расчета эквивалентного тока. Результаты разработанной методики могут служить основанием для оптимизации программ прокатки и совершенствования алгоритмов согласования нагрузок электроприводов.

Аннотация: Рассмотрен универсальный, многофункциональный источник бесперебойного питания с несложной схемой силовой части и широким набором функций. Основное целевое предназначение источника - обеспечение питания электроприемников переменным напряжением 220 В в полевых условиях при разрушенной инфраструктуре и отсутствии доступа к распределительной сети в условиях техногенных катастроф и стихийных бедствий. Предусмотрена работа от аккумуляторных батарей, а также их заряд при наличии доступа к источнику электроэнергии. Использованы методы анализа импульсных преобразователей в установившемся и переходных режимах, методы синтеза дискретных систем автоматического управления и их реализации с применением однокристальных программируемых микроконтроллеров. Предложено оригинальное схемное решение изолированного двунаправленного резонансного DC - AC преобразователя, на основе которого реализован универсальный источник питания. Запланирована возможность балансировки напряжения элементов литиевых батарей и питания USB устройств с поддержкой Quick Charge и Power Delivery . Многофункциональность разработанного устройства позволяет уменьшить номенклатуру необходимого оборудования и повысить надежность за счет взаимозаменяемости источников, используемых для решения задач из перечня реализованных функций. Разработанный источник прошел цикл испытаний в лабораторных условиях и показал соответствие реальных технических характеристик заданным проектом.

Аннотация: Рассмотрена задача проектирования систем накопления энергии (СНЭ) для островных режимов работы с резкопеременной нагрузкой, что характерно для механизмов, эксплуатируемых в тяжёлых условиях, где необходим точный учёт множества взаимосвязанных параметров (динамики генераторов, состояния заряда аккумуляторов, допустимых токовых нагрузок, деградации элементов) для обеспечения качества электроэнергии и предотвращения аварийных остановок. Цель работы - создание математической модели автоматического расчёта параметров СНЭ как элемента энергосистемы буровой установки, позволяющей анализировать энергопотребление, подбирать оборудование и оптимизировать режимы работы энергокомплекса. В среде MATLAB Simulink разработана имитационная модель, состоящая из трёх взаимосвязанных модулей. Для верификации модели проведены натурные эксперименты на испытательном стенде с газопоршневыми установками и нагрузочным устройством. Модель позволяет автоматизировать подбор оборудования СНЭ для изолированных энергосистем с динамичной нагрузкой (буровые установки, гибридные энергокомплексы, робототехнические комплексы), сократить время проектирования и повысить экономическую эффективность за счёт оптимизации состава генерирующего оборудования.

Аннотация: Предложен подход, позволяющий сократить количество варьируемых параметров, определяющих показатели эффективности беспроводной передачи энергии. Разработана методика оптимизации рассмотренных систем беспроводного заряда на этапе проектирования по критериям КПД беспроводной передачи энергии, величине передаваемой мощности и перенапряжениям на конденсаторах резонансного контура. Методика основана на многокритериальном анализе с применением коэффициентов относительной важности. Для конкретных условий определены оптимальные параметры передающей и приемной катушек, а именно, число витков и слоев обмотки при заданных габаритных ограничениях, обеспечивающие максимальный КПД. Экспериментальная проверка на макете подтвердила соответствие расчетных и реальных характеристик с достаточной достоверностью. Показано, что рассматриваемый подход позволяет эффективно учитывать геометрические ограничения и минимизировать потери в резонансном контуре. Предложенный метод оптимизации демонстрирует высокую эффективность при проектировании систем беспроводного заряда с многослойными катушками и последовательной LC -топологией в условиях возможных смещений катушек.

Аннотация: Рассмотрена проблема устойчивости технологического агрегата, включающего в себя асинхронный электродвигатель и исполнительный механизм. Исследование объединяет динамическую устойчивость двигателя, характеризующую его способность восстанавливать нормальный режим работы после провала напряжения, и технологическую устойчивость механизма, обеспечивающую сохранение технологического процесса при внешних возмущениях. Для анализа устойчивости работы электродвигателя использовано уравнение динамического равновесия. Исследовано критическое время провала напряжения для устойчивой работы технологического агрегата, основанное на концепции времени устойчивости технологического процесса. Для оценки устойчивости разработана экспериментальная модель в программном комплексе PSCAD , позволяющая находить критическое время электропривода при коротких замыканиях с различными типами технологической нагрузки. Результаты моделирования работы асинхронного двигателя с нагрузкой-насосом при провалах напряжения подтвердили эффективность предложенного подхода...

Аннотация: Рассмотрены вопросы безлюфтового управления многоприводной координатной осью с передачей рейка-шестерня для систем позиционирования с числовым программным управлением (ЧПУ). Проведен анализ существующих вариантов реализации многоприводной координатной оси, определены их ограничения и недостатки. Сформулированы требования к системе управления многоприводной координатной осью, включая возможность ее интеграции в системы позиционирования с ЧПУ отечественного производства. Технические требования к системе управления дополнены требованием возможности использования широкой номенклатуры общепромышленных сервоприводов разных производителей, что позволяет снизить влияние санкционных действий стран-производителей приводной техники. Предложена обобщенная структура системы управления, обеспечивающая безлюфтовое управление многоприводной осью в режимах управления по положению, скорости или моменту. Разработан алгоритм моментного управления приводами, обеспечивающий «мягкое» переключение режима зубчатого зацепления передачи рейка-шестерня...

Аннотация: Рассмотрена проблема углубленного исследования динамики волновых процессов и явлений в твердых диэлектрических системах высоковольтных кабелей, связанных с изменением изоляционных свойств материала, а именно, определения влияния конструктивных и эксплуатационных особенностей силовых кабельных линий (СКЛ) на амплитудно-частотные характеристики (АЧХ). Разработана уточненная имитационная (компьютерная) модель линии, учитывающая конструктивные особенности элементов СКЛ, в частности, частотно- зависимые удельные параметры и взаимоиндукцию токоведущих частей трёхфазного кабеля, а также наличие дефекта(ов) в твердой изоляции СКЛ. Проведено статистическое исследование аварий на основе шестилетнего анализа в период с 2018 по 2024 гг., охватывающего более 1669 повреждений изоляционных материалов на действующих линиях, повлекших за собой технологические нарушения работы кабельных распределительных сетей 6-10 кВ электросетевых компаний Юга России на территории свыше 340 тыс...

Аннотация: Рассмотрена математическая модель для исследования процесса установившегося теплового состояния контактной системы и различных частей конструкции модульных автоматических выключателей (АВ). Проведена оценка соответствия данных превышения температуры отдельных узлов исследуемых АВ. Разработка математической модели и моделирование проведены при помощи программного комплекса COMSOL Multiphysics . Трехмерная геометрия контактной системы модульного АВ представлена в CAD программе Solid Edge , при этом смоделированы параметры геометрических размеров, ввод которых осуществляется с помощью программы EXCEL . Обмен данными SoidEdge и COMSOL проводится через модуль LiveLink . Математическая модель позволяет исследовать процессы нагрева контактных систем модульных АВ при протекании по контактно-токоведущему контуру рабочего тока. С помощью разработанной модели возможно решение следующих задач: определение температуры нагрева контактов и контактных соединений, определение потерь мощности в контактном переходе и на полюс аппарата, определение сопротивления контактов и контактных соединений, определение падения напряжения...

Аннотация: Рассмотрена проблема использования маркировки проводов линий электропередачи. Показано, что самым эффективным способом является световая маркировка газоразрядными лампами, обеспечивающая круглосуточную видимость. Проведен анализ емкостного электростатического отбора энергии, используемой для питания приборов перманентной световой маркировки проводов, а также изучены вопросы, связанные с ключевыми аспектами проектирования системы маркировки, включая геометрические характеристики электростатической антенны, ее расположение относительно фазного провода, электрические и светотехнические параметры газоразрядных ламп-маркеров. Расчеты проведены аналитическим и численным методами (МКЭ) и подтверждены экспериментально (проведены стендовые и полевые измерения характеристик ламп, подтверждающие корректность разработанных методик). Предложены расчетные модели, основанные на методе конечных элементов и схемах замещения, позволяющие определить ток лампы и напряжение холостого хода. Результаты показали, что применение неон-аргон-гелиевых ламп и оптимизация антенны обеспечивают требуемую международными стандартами силу света (10 кд) при токах 2-5 мА. Методика применима для одноцепных и двухцепных ВЛ, включая линии с грозотросами любой конфигурации, и может быть использована для расчета систем питания газоразрядных ламп-маркеров.

Аннотация: Разработана и исследована имитационная модель дорожной энергетической установки с ползунно-коромысловым приводом маховичной электрогенерирующей системы для оценки её выходных характеристик при различных скоростях движения транспортных средств. Объект исследования - дорожная энергетическая установка, включающая платформу, ползунно-коромысловой механизм, маховик и синхронный генератор с постоянными магнитами. Имитационная модель разработана в среде SimInTech , где реальные элементы замещены соответствующими блоками, а математическое описание учитывает уравнения движения механических звеньев и электромагнитного момента генератора. Проведены вычислительные эксперименты при скоростях 10-30 км/ч. Установлено, что при увеличении скорости транспортного средства в три раза количество выработанной энергии возрастает более чем в 20 раз. Пиковые значения тока и напряжения генератора увеличиваются более чем втрое, а время вращения генератора возрастает более чем в два раза...

Аннотация: Рассмотрена задача выявления неисправностей в распределительном шкафу низкого напряжения типа ШР-11 на основе анализа реальных многопараметрических эксплуатационных данных. Цель исследования - разработка и экспериментальное сравнение современных методологий машинного обучения для выявления неисправностей в распределительных шкафах с последующей оценкой эффективности алгоритмов. Использованы реальные эксплуатационные данные, содержащие 100 000 наблюдений по 12 признакам. Применены три алгоритма машинного обучения с использованием библиотек языка программирования Python : спектральная кластеризация, изоляционный лес и дерево решений. Спектральная кластеризация достигла наибольшей общей эффективности выявления аномалий. Полученные результаты подтвердили эффективность применения разнородных методов машинного обучения для диагностики неисправностей в распределительных шкафах низкого напряжения и могут быть использованы при разработке систем мониторинга состояния и предиктивного обслуживания электрооборудования на производственных объектах.