Випуск 2/2014 (26)

Електромеханічні і енергозберігаючі системи

УДК 621.313.004
С. 10-16
Мова Рос.
Бібл. 9 назв.

ВИЗНАЧЕННЯ ПАРАМЕТРІВ СХЕМИ ЗАМІЩЕННЯ АСИНХРОННОГО ДВИГУНА ПРИ НЕСИМЕТРИЧНОМУ ЖИВЛЕННІ СТАТОРА

Бешта О. С., Сьомін А. О.
Метою дослідження є обґрунтування можливості проведення процедури ідентифікації параметрів схеми заміщення асинхронного двигуна при нерухомому роторі. Використано методи опису електромагнітних процесів, відомі з теорії електричних машин. Отримано вирази, які дозволяють визначати параметри схеми заміщення асинхронного двигуна, що використовують як вихідну інформацію дані дослідів несиметричного живлення на постійному й змінному струмі. Наведено як повну, так і спрощену системи рівнянь для проведення ідентифікації параметрів. Показано, що при низьких частотах визначення параметрів на основі спрощеної системи рівнянь є неприпустимим. Наведені в роботі вирази можуть служити основою для розробки алгоритмів і програм мікропроцесорних систем приводів змінного струму з асинхронним двигуном при ідентифікації параметрів схеми заміщення.
Ключові слова: ідентифікація, асинхронний двигун, схема заміщення.

Електромеханічні і енергозберігаючі системи

УДК 62-83
С. 17-23
Мова Рос.
Бібл. 6 назв.

ОЦІНКА ЗМЕНШЕННЯ ВСТАНОВЛЕНОЇ ПОТУЖНОСТІ ДЛЯ АСИНХРОННОГО ДВИГУНА З ФАЗНИМ РОТОРОМ ПРИ ЗБУДЖЕННІ ЗМІННИМ СТРУМОМ

Чермалих В. М., Торопова Л. В., Торопов А. В., Бичківський О. С.
Наведено один з основних способів модернізації шахтних підйомних установок з електроприводом на базі асинхронних двигунів із фазним ротором. Розглянуто основні схеми підключення перетворювальних пристроїв для регулювання швидкості асинхронних двигунів, вказано переваги та недоліки їх застосування. Запропоновано схему підключення асинхронного двигуна з фазним ротором за схемою машини подвійного живлення. Перетворювачі частоти включаються в ланцюги статора й ротора, при цьому для формування поля збудження використовується більш дешевий тиристорний перетворювач частоти. Проведено аналіз зниження встановленої потужності асинхронної машини при порушенні змінним струмом. Розглянуто причини зменшення електромагнітного моменту машини, а також доцільність використання перетворювачів частоти з боку статора й ротора. Виведено аналітичні залежності для електромагнітного моменту й струму ротора при роботі двигуна в режимі машини подвійного живлення, при цьому вирази отримано як функції перевантажувальної здатності двигуна, а також функції кута випередження. Розраховано процентні співвідношення падіння моменту електродвигуна при номінальному струмі ротора та збільшення струму при забезпеченні номінального навантаження. Наведено рекомендації щодо використання запропонованої системи електроприводу при модернізації електроприводів шахтних підйомних установок.
Ключові слова: вентильний двигун, встановлена потужність, збудження, подвійне живлення, аналіз.

Електромеханічні і енергозберігаючі системи

УДК 621.318.03
С. 24-30
Мова Рос.
Бібл. 10 назв.

ПРОЦЕСИ В ЕЛЕКТРОМЕХАНІЧНІЙ СИСТЕМІ ВІБРОУЩІЛЬНЕННЯ БЕТОННОЇ СУМІШІ З ДЕБАЛАНСНИМ ВІБРОЗБУДЖУВАЧЕМ

Ноженко В. Ю., Родькін Д. Й., Ченчевой В. В.
Розглянуто вібраційну площадку з двохвальними дебалансними віброзбуджувачами, яка застосовується на виробництві залізобетонних виробів для ущільнення бетонних сумішей у формі. Відзначено основні недоліки таких віброплощадок, більшість з яких пов’язана з проходженням зони резонансу при пуску. Для підвищення ефективності роботи вібраційних площадок запропоновано розрив механічного зв’язку між валами приводних двигунів і застосування регульованого електроприводу. Побудовано математичну модель переміщення вібро-площадки уздовж осі . Надано результати моделювання переміщення вібросистеми, моменту й частоти обертання приводних двигунів, вібраційного моменту, прикладеного до валів двигунів при прямому пуску. Проведено дослідження впливу трьох законів частотного керування на пуск віброплощадки й проходження резонансної області. Визначено, що для зниження амплітуди коливань при переході через резонансну зону необхідно управління кутом неузгодженості між дебалансними масами.
Ключові слова: дебалансний віброзбуджувач, віброколивання, резонансна зона, амплітуда коливань.

Електромеханічні і енергозберігаючі системи

УДК 62.83.52
С. 31-38
Мова Рос.
Бібл. 4 назв.

ОПТИМІЗАЦІЯ УПРАВЛІННЯ ШВИДКІСТЮ ТА ПОЛОЖЕННЯМ БАГАТОЗВ’ЯЗНОЇ ЕЛЕКТРОМЕХАНІЧНОЇ СИСТЕМИ З НЕЧІТКОЮ КОРЕКЦІЄЮ КЕРУЮЧИХ ВПЛИВІВ

Босак А. В., Чермалих О. В., Алтухов Є. І., Майданський І. Я.
Розглянуто побудову багатозв’язної електромеханічної системи й виконано моделювання перехідних процесів із використанням як об’єкта управління клітьової підйомної установки глибоких шахт. Дана установка відрізняється наявністю пружних ланок із розподіленими й зосередженими параметрами, математична модель якої є з’єднанням підсистем із перехресними зв’язками. Керованими змінними є переміщення робочого органу (кліті), її швидкість, а також струм електродвигуна й динамічні навантаження, які викликають пружні коливання в системі, що перешкоджають точному зупину кліті на заданому рівні. У зв’язку з тим, що в процесі експлуатації електромеханічної системи змінюються її параметри, запропоновано використовувати корекцію на основі нечіткої логіки керуючих впливів за всіма трьома каналами регулювання, включаючи двоступеневе формування моментоутворюючого струму для виключення коливальних процесів. Дослідження показали високу точність реалізації заданих режимів роботи електромеханічної системи, що забезпечує максимальну продуктивність і мінімальні втрати енергії.
Ключові слова: оптимізація управління, електромеханічні системи, нечітка корекція, задаюча модель.

Електромеханічні і енергозберігаючі системи

УДК 681.516.75
С. 39-46
Мова Укр.
Бібл. 10 назв.

ПІДВИЩЕННЯ ЯКОСТІ ТА ЕФЕКТИВНОСТІ РОБОТИ ОБЛАДНАННЯ З ВИГОТОВЛЕННЯ СКЛОПЛАСТИКОВИХ ТРУБ

Гладир А. І., Лещук О. Ю., Шевченко А. С., Шевченко С. Ф.
Проведено аналіз технологічного устаткування виготовлення труб на основі композиційних матеріалів методом намотки. Визначено основні особливості роботи промислового обладнання, що впливають на якість готової продукції. Створено математичний опис процесу роботи технологічного обладнання при виготовленні труб із заданими геометричним параметрами. Розроблено базовий алгоритм керування роботою механізмів обертання оправки та руху розкладача стрічки композиційного матеріалу. Створено додатковий алгоритм корегування технологічно заданого значення вистою розкладача на краях оправки при сталості всіх інших параметрів, що дозволяє зменшити необхідність механічної обробки виробів на кінцевому етапі. За результатами попередніх досліджень надано структурну схему пристрою для завдання режиму роботи взаємопов’язаних частотно-регульованих електроприводів оправки та розкладача, що дозволить підвищити якість готової продукції, зменшити енергозатрати на її виготовлення та розширити номенклатурний ряд труб.
Ключові слова: автоматизована система, намотування труб, композиційні матеріали.

Електромеханічні і енергозберігаючі системи

УДК 6971:6288.8.003.13
С. 48-55
Мова Рос.
Бібл. 10 назв.

ОЦІНКА ЕФЕКТИВНОСТІ ФУНКЦІОНУВАННЯ СИСТЕМ ОПАЛЕННЯ НАВЧАЛЬНИХ БУДІВЕЛЬ

Перекрест А. Л.
Використання сучасних засобів автоматизації дозволяє забезпечити необхідну теплову потужність системи опалення та її зміну залежно від погоди. Аналіз нормативних документів дозволив виділити три групи вимог, яким має задовольняти будь-яка будівля з системою опалення. Для оцінки ефективності заходів щодо регулювання потужності систем опалення як основний показник використана питома добова витрата теплової енергії на обігрів різних будинків, що приведений до дійсних температур внутрішнього й зовнішнього повітря, а також тривалості опалювального періоду. У результаті аналізу визначено показники роботи систем опалення трьох навчальних корпусів університету й зроблено висновок про класи їх енергоефективності. Також встановлено, що при відпрацьовуванні знижених температурних графіків шляхом дистанційного керування тепловими пунктами окремих будинків забезпечуються необхідні значення їх теплових потужностей й, відповідно, необхідний рівень теплового комфорту в приміщеннях у робочий час.
Ключові слова: системи опалення, показники ефективності, питоме теплоспоживання.

Електромеханічні і енергозберігаючі системи

УДК 621.315.1.024:621.311.6
С. 56-62
Мова Укр.
Бібл. 18 назв.

СПОСІБ ПІДВИЩЕННЯ ЕНЕРГЕТИЧНОЇ ЕФЕКТИВНОСТІ СТАТИЧНИХ ТИРИСТОРНИХ КОМПЕНСАТОРІВ РЕАКТИВНОЇ ПОТУЖНОСТІ З ПРИМУСОВОЮ КОМУТАЦІЄЮ

Літковець С. П., Пєтухов М. В.
Роботу присвячено дослідженню статичного тиристорного компенсатора реактивної потужності з примусовою комутацією за наявності вольтододавання й визначенню інтегральних показників його енергетичного процесу для двох стратегій керування реактивною потужністю: із зсувом та без зсуву за основною гармонікою. Показано, що цей компенсатор є системою зі змінною структурою та параметрами. Під час протікання струму через фазний реактор у квазіусталеному режимі роботи протягом періоду напруги живлення статичний компенсатор на першій ділянці часової діаграми буде споживати активну потужність із мережі, а на третій – її генерувати. Якщо за рахунок вольтододавання збільшити амплітуду напруги живлення на третій ділянці часової діаграми, то статичний тиристорний компенсатор із примусовою комутацією буде генерувати більше активної потужності. Внаслідок цього мінімізується величина питомої споживаної активної потужності, що є критерієм економічної ефективності компенсатора як джерела реактивної потужності. Запропонований спосіб підвищення енергетичної ефективності статичного тиристорного компенсатора з примусовою комутацією дозволяє реалізувати енергозберігаючі технології управління ним і забезпечити конкурентоспроможність відносно інших статичних компенсаторів. Крім того, застосування вольтододавання дозволяє збільшити діапазон регулювання кута керування комутуючими тиристорами, в якому забезпечуються мінімальні значення величини питомої споживаної активної потужності.
Ключові слова: статичні компенсатори, примусова комутація, вольтододавання.

Електромеханічні і енергозберігаючі системи

УДК 62-523.2
С. 63-69
Мова Рос.
Бібл. 9 назв.

ОЦІНКА ЕНЕРГЕТИЧНОЇ ЕФЕКТИВНОСТІ СТАНЦІЇ ВИПРОБУВАННЯ СИНХРОННИХ ГЕНЕРАТОРІВ 

Бересан О. О., Радімов С. М.
Виконано зіставлення витрат енергії при проведенні випробувань під навантаженням генератора на існуючих станціях із використанням навантажувальних резисторів і з можливістю рекуперації енергії в мережу за рахунок застосування тиристорного перетворювача, що працює в режимі відомого мережею інвертора, який підключений до виходу генератора через трифазний мостовий випрямляч. При регламентованій тривалості випробувань генератора під навантаженням для визначення витрат енергії достатньо виміряти або оцінити потужність, споживану станцією з мережі, та її складові в колах споживання й повернення енергії в мережу. Виміри зроблені електронним лічильником “Енергія–9”, похибки якого враховують роботу в мережах із синусоїдальними струмами, а розрахунок цих же потужностей виконано шляхом відповідної обробки осцилограм миттєвих значень струмів і напруги однойменної фази. З урахуванням практичної симетрії фазної напруги можна прий-няти як більш достовірні розрахунки потужності за даними осцилограм. Оцінка витрат енергії на проведення випробувань під навантаженням свідчить, що на станції з частковим поверненням енергії навантаження в мережу витрати енергії не перевищують 27 % від рівня витрат на існуючих станціях.
Ключові слова: енергоефективність станції, виміри й розрахунок потужності.

Електромеханічні і енергозберігаючі системи

УДК 621.313.3
С. 70-77
Мова Англ.
Бібл. 32 назв.

ГЕНЕРУВАННЯ МАКСИМАЛЬНОЇ ПОТУЖНОСТІ АСИНХРОННИХ ГЕНЕРАТОРІВ ІЗ САМОЗБУДЖЕННЯМ

Кіселичник О. І., Вонг Дж., Бодсон М., Пушкар М. В.
Способи керування напругою асинхронних генераторів із самозбудженням можуть бути використані для максимізації потужності окремих застосувань, що не мають жорстких вимог щодо генерованої частоти та напруги. Основною проблемою розробки таких систем є відсутність відповідних теоретичних основ. У роботі розглядається підхід щодо максимізації генерованої потужності асинхронних генераторів із самозбудженням. Отримуються вирази для статичної потужності генератора й границь самозбудження. Оскільки аналітичне дослідження залежності потужності від ємності конденсаторів та провідності навантаження на екстремум виявляється неможливим, то застосовується числовий метод, який включає побудову тривимірних розрахункових і двовимірних експериментальних характеристик, що доводять існування точки глобального максимуму потужності в межах границі самозбудження для відповідної швидкості, побудованої в площині ємність–провідність навантаження. Таким чином, даний метод дозволяє врахувати всі можливі робочі точки генератора для даної швидкості. Дискутується питання реалізації алгоритмів пошуку точки максимуму потужності.
Ключові слова: асинхронний генератор, самозбудження, максимальна вихідна потужність, статичні характеристики потужності.

Електромеханічні і енергозберігаючі системи

УДК 621.311.24
С. 78-84
Мова Укр.
Бібл. 8 назв.

ОЦІНКА ЕНЕРГОЕФЕКТИВНОСТІ РОБОТИ ВІТРОУСТАНОВКИ В РЕЖИМІ МАКСИМАЛЬНОЇ ПОТУЖНОСТІ З ВИКОРИСТАННЯМ СПЕКТРАЛЬНОЇ МОДЕЛІ ВІТРУ ВАН ДЕР ХОВЕНА

Черніков В. Г.
Розглядається робота вітроустановки зі змінною швидкістю обертання вітроколеса. Створено спрощену модель системи регулювання в режимі максимальної потужності. Моделювання роботи вітроустановки проводилось у програмному пакеті Matlab. Оцінювалась здатність системи регулювання вітроустановки підтримувати максимальний коефіцієнт потужності вітроколеса з використанням спектральної моделі швидкості вітру Ван дер Ховена, що враховує спектральну щільність потужності й дозволяє моделювати поведінку вітру за допомогою змішування синусоїд з різною амплітудою, фазою та частотою. Критерієм енергоефективності установки служить відхилення результуючого коефіцієнту потужності вітроколеса від його максимального значення. При оцінюванні енергоефективності враховувались характеристики вітроколеса та особливості побудови системи регулювання. Моделювання проводилось за різними значеннями низькочастотної компоненти швидкості вітру. При моделюванні встановлено, що відхилення коефіцієнта потужності від максимуму не перевищує 0,2 %. Ці результати підтверджують високу ефективність вітроустановки в режимі максимальної потужності за будь-якими вітровими умовами.
Ключові слова: вітроколесо, коефіцієнт потужності, швидкохідність, спектральна щільність, генератор.