авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА РОССИИ

КОНФЕРЕНЦИИ, КНИГИ, ПОСОБИЯ, НАУЧНЫЕ ИЗДАНИЯ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:   || 2 | 3 | 4 |
-- [ Страница 1 ] --

СИСТЕМА ВЕКТОРНОГО УПРАВЛЕНИЯ ТЯГОВЫМ

АСИНХРОННЫМ ЭЛЕКТРОПРИВОДОМ

ТРОЛЛЕЙБУСА

А.Л. Лесков

Научный

руководитель: В.Г. Букреев, профессор ЭНИН ТПУ

Национальный исследовательский Томский политехнический университет,

г. Томск, Россия

aleksei-leskov@mail.ru

Троллейбус, сочетая в себе многие положительные качества трамвая и

автобуса, получил широкое развитие как один из перспективных видов городского пассажирского транспорта. Троллейбус передвигается бесшумно, не выделяет токсичных газов, обладает относительно высокой маневренностью и хорошими динамическими качествами. Используя обычную проезжую часть улицы, троллейбус не требует значительных затрат на эксплуатацию. Однако он обладает сравнительно низкой скоростью передвижения, нуждается в контактной сети и тяговых подстанциях.

Наибольшее распространение в России получили троллейбусы ЗИУ и ТРОЛЗА, выпускаемые заводом имени Урицкого в г. Энгельсе, ЛиАЗ в г. Липецке и АКСМ-321 в г. Минске (Республика Беларусь).

В настоящее время электропривод абсолютного большинства троллейбусов может быть выполнен на основе асинхронного короткозамкнутого двигателя с тиристорным преобразователем частоты.

Развитие силовой полупроводниковой техники, в частности, разработки технологий изготовления силовых запираемых тиристоров и биполярных транзисторов с изолированным затвором (IGBT – транзисторов), сделало возможным создание мощных энергетических систем с асинхронным приводом и управлением практически любой степени сложности. Такая система управления будет иметь меньшие габариты и массу, проще в обслуживании, а так же обеспечит дополнительную экономию электроэнергии за счет рационального управления приводом.

К разрабатываемой системе управления ЭП предъявляются следующие основные требования:

• максимальная установившаяся скорость движения с максимальной технической массой и номинальным напряжением контактной сети, 65 км/ч;

• время разгона троллейбуса с максимальной технической массой 19 т. с места за 26 с.;

• преодолеваемый троллейбусом уклон – 12 %.

Для обеспечения требуемых режимов работы с учетом современных требований к ЭП, предложена нелинейная система автоматического управления (САУ) тяговым асинхронным электроприводом с векторным управлением.

На основании системы уравнений описывающих АД во вращающейся системе координат [1] и уравнения движения троллейбуса как поступательно движущейся массы [2] была реализована имитационная модель нелинейной САУ асинхронного электропривода с векторным управлением в программной среде MatLab Simulink (рис. 1). Структурная схема учитывает следующие основные нелинейности элементов системы управления электропривода:

• насыщение регуляторов тока, потокосцепления и скорости U рт X макс = ±10 В, U рт Y макс = ±10 В, U р макс = ±10 В, U рс макс = ±10 В;

• реактивный характер нагрузки Mc() = Mc sign ;

• постоянное по величине ограничение максимального тока электропривода в переходных режимах и при кратковременных перегрузках.

Расчеты были произведены на основании данных троллейбуса АКСМ с двигателем ДТА – 1У1 со следующими паспортными данными:

PH = 190 кВт, n0 = 1500 об/мин, U1лн = 407 В, cos = 0.9, = 93%, J дв = 3.2 кг м 2.

Рис. 1. Имитационная модель нелинейной САУ электропривода троллейбусаНа рисунке 1 приняты следующие обозначения: «R potoka» – регулятора потока;

«R speed»

– регулятор скорости настроенный на симметричный оптимум;

«Pi-RT» – регулятор тока настроенный на модульный оптимум;

«PK» – прямой преобразователь координат;

«PK rev» – обратный преобразователь координат;

«AD» – асинхронный электродвигатель;

«Transmission» – блок имитирующий трансмиссию троллейбуса;

«Mc2» – нагрузка.

На данной имитационной модели было произведено моделирование процесса движения троллейбуса в следующих режимах:

• движение по ровной дороге при полностью нажатой педали управления двигателем V=65 км/ч (рис. 2).

• движение с заданной скоростью с последующим въездом в гору до максимально допустимого уклона 12%, подъем преодолевается при V= км/ч (рис. 3).

Рис. 2. Графики переходных процессов V=f(t) и Мэм=f(t) при разгоне троллейбуса до максимальной скорости Анализируя график можно придти к выводу, что данная система удовлетворяет основным требованиям скорости и ускорения. Колебание электромагнитного момента, возникающего во время достижения ЭП заданной скорости, вызвано насыщением магнитной системы т.к. при изменении тока изменяется поле потоков рассеяния и главного магнитного потока.

Рис. 3. Графики переходных процессов =f(t) и Мэм=f(t) при движении троллейбуса на подъеме Данный график показывает работоспособность системы при самом тяжелом режиме работы ЭП, в этом режиме на троллейбус помимо основной силы – силы сопротивления движению, на троллейбус оказывает влияние сила сопротивления подъему, которая возрастает с увеличением уклона дороги.

Данные, полученные в результате моделирования, показывают, что система полностью отрабатывает все возможные возмущающие воздействия, которые могут возникнуть в процессе движения троллейбуса. Разработанная система управления обладает астатизмом, как по управлению, так и по возмущению. Учет основных нелинейностей элементов системы управления позволил ограничить недопустимые величины тока и напряжения в переходных режимах и перегрузках.

Список литературы:

Удут Л.С. Проектирование и исследование автоматизированных электроприводов. Ч. 8.

1.

Асинхронный частотно-регулируемый электропривод: учебное пособие / Удут Л.С., Мальцева О. П., Кояин Н. В.;

Национальный исследовательский Томский политехнический университет. – Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2010. – 448 с.

Богдан Н. В. Троллейбус. Теория, конструирование, расчет / Атаманов Ю. Е., Сафронов 2.

А. И.;

под ред. Н. В. Богдана – Мн.: Ураджай, 1999. – 345 с.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ УСПЕШНОСТИ РЕСИНХРОНИЗАЦИИ СИНХРОННЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ М.М. Ешмаганбетов Научный руководитель: А.С.Гусев, доцент ЭНИН ТПУ Национальный исследовательский Томский политехнический университет, г. Томск, Россия yeshmaganbetov.m@gmail.com Если в обмотку возбужденного синхронного двигателя, работающего в асинхронном режиме с подсинхронным скольжением, подать напряжение, суммарный момент, развиваемый синхронным двигателем, будет определятся следующим уравнением:

(1) Синхронизирующий момент, определяемый наличием возбуждения, равен:

. (2) Его значение в зависимости от угла между векторами ЭДС двигателя и напряжения сети будет то положительным, то отрицательным (рис. 1, кривая 1).

В результате возникнут колебания угловой скорости около подсинхронного значения. Если в период действия положительной полуволны синхронизирующего момента двигатель достигнет синхронной угловой скорости, то произойдет втягивание в синхронизм. Из (2) следует, что синхронизирующий момент тем больше, чем больше напряжение на зажимах двигателя и чем больше развиваемая им ЭДС, которая в свою очередь зависит от степени форсировки возбуждения.

Рис. 1. Синхронизирующие моменты синхронного двигателя На рисунке кривая 1 – mВ;

2 – mР;

3 – синхронизирующий момент для явнополюсного двигателя.

Так называемый реактивный момент явнополюсного синхронного двигателя, который не зависит от наличия возбуждения (рис. 1, кривая 2), имеет двойную частоту по сравнению с моментом mВ и определяется по формуле:

. (3) Общий синхронный момент в явнополюсном двигателе определяется суммой этих двух моментов (рис. 1, кривая 3). Максимальное значение реактивного момента невелико (не более 0,3) и на процесс втягивания в синхронизм существенного влияния не оказывает, тем более что максимум реактивного момента не совпадает с максимумом основного синхронизирующего момента mВ.

Подача возбуждения в синхронный двигатель при его работе на подсинхронной угловой скорости может произойти в любом относительном положении ротора и магнитного поля статора (угол 0). В первые годы применения самозапуска электродвигателей принималось допущение [2,3], что это не имеет большого практического значения. На самом же деле, благоприятная зона зависит от параметров двигателя и возбудителя. Например в [4] в качестве наиболее благоприятной зоны указывается 120о 0 150о, а самые благоприятные условия для вхождения в синхронизм имеют место при 030о.

Уравнение движения для синхронного двигателя с моментом, выраженным в виде (1), можно решить, если все слагаемые выразить в функции одного переменного, в частности угла. Если считать, что этот угол положителен при отставании вектора ЭДС двигателя от вектора напряжения сети, а число пар полюсов p в общем случае отлично от единицы, то:

(4) (5) Тогда уравнение движения примет вид:

, (6) где главную роль играют mв, mас и mс.

Уравнение (6) является универсальным и может быть использовано для анализа самозапуска на всех этапах, т.е. от момента нарушения электроснабжения до момента достижения синхронной скорости после восстановления питания.

Анализ разгона синхронного двигателя и вхождения в синхронизм можно выполнять также на основе уравнений Парка–Горева [5].

Список литературы:

1. Голоднов Ю.М. Самозапуск электродвигателей. – М.: Энергоатомиздат, 1985. – 136 с.

2. Сыромятников И.А. Режимы работы асинхронных и синхронных электродвигателей. – М.: Энергоатомиздат, 1984. – 240 с.

3. Линдорф Л.С. – повышение надежности работы синхронных двигателей/ Информационные материалы ВНИИЭ, №50 – М.: Госэнергоиздат, 1960. – 120 с.

4. Копылов И.П., Мамедов Ф.А., Васильева Л.Н. Электромеханические переходные процессы при асинхронном пуске синхронного двигателя. – Электротехника, 1977, №1, с. 6 – 8.

Голоднов Ю.М., Хоренян А.Х. Самозапуск электродвигателей. – М.: Энергия, 1974. – 5.

144 с.

ДИАГНОСТИКА ПОВРЕЖДЕНИЙ РОТОРА АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ МЕТОДОМ СПЕКТРАЛЬНОГО АНАЛИЗА ТОКА СТАТОРА Е.А. Кузьмин Научный руководитель: А.С. Глазырин, доцент ЭНИН ТПУ Национальный исследовательский Томский политехнический университет, г. Томск, Россия shutz_e@mail.ru Асинхронный электропривод получил широкое применение во многих отраслях народного хозяйства, благодаря простоте производства и эксплуатации. Это подтверждается тем, что асинхронным электроприводом потребляется до 40 % электроэнергии, производимой в мире. Однако оптимальному использованию асинхронных электродвигателей (АД) препятствует их высокая повреждаемость (ежегодно повреждаются 20–25 % от общего количества установленных электродвигателей). Это приводит к нарушению непрерывности технологических процессов с последующим браком продукции, затратами на восстановление и ремонт электродвигателей, а также на восстановление нормальных технологических процессов производства [2].

С начала 80-х годов 20 века большое развитие в мире получили методы состояния электрических машин, основанные на выполнении мониторинга потребляемого тока АД, с последующим выполнением спектрального анализа полученного сигнала. Это позволило с высокой степенью достоверности определять состояние различных элементов двигателя. Физический принцип, положенный в основу этого метода заключается в то, что любое возмущение в работе электрической или механической части электродвигателя приводят к изменениям магнитного потока в зазоре электрической машины, и следовательно к модуляции потребляемого электродвигателем тока. Наличие в спектре тока двигателя характерных частот определенной величины говорит о наличии повреждений механической части электродвигателя, в том числе обрыв фазы ротора, или связанного с ним механического устройства. Если частоты от различных повреждений совпадают, необходимо дальнейшее уточнение характера с использованием традиционно применяемых методов диагностики [3].

Целью нашего исследования являлось обнаружение признаков повреждения ротора при помощи мониторинга тока статора. В качестве повреждения рассматривался обрыв фазы ротора асинхронного электродвигателя.

Для достижения данной цели были проведены экспериментальные исследования на учебном лабораторном стенде «Электрический привод» и на математической модели асинхронного двигателя.

Математическое описание АД произведено в трехфазной неподвижной системе координат,,, в программном комплексе «Mathcad».

Математическая модель представляет собой систему дифференциальных уравнений, решаемые численными методами [1]. При помощи данной модели мы моделировали нормальный и аварийный режимы работы АД.

В ходе моделирования было выявлено, что при обрыве фазы ротора меняется модуль тока статора (рис.1).

а) б) Рис 1. Модуль тока статора асинхронного двигателя при математическом моделировании: а) асинхронный двигателя без повреждений, б) асинхронный двигатель с поврежденным ротором Так же изменяется его спектральный состав (рис.2).

а) б) Рис 2. Спектральный состав модуля тока статора асинхронного двигателя при математическом моделировании: а) асинхронный двигателя без повреждений, б) асинхронный двигатель с поврежденным ротором Так же были проведены эксперименты на лабораторном стенде.

На лабораторном стенде «Электрический привод» была собрана электрическая схема питания асинхронного двигателя. Так же в схему были включены датчики токов и напряжения, и датчик скорости. При помощи датчиков тока и напряжения снимались данные тока и напряжения статора. В фазу ротора «А» был последовательно включен реостат. Реостатом мы изменяли добавочное сопротивление ротора. При каждом изменении сопротивления дынные записывались на компьютер, в виде массивов.

Массивы данных обрабатывались в программной среде Mathcad. При помощи дискретного преобразования Фурье были получены спектры токов и напряжений.

При анализе полученных данных было установлено, что при обрыве фазы ротора изменяется модуль тока статора. Основные признаки – это изменение амплитуды и частотного спектра модуля тока статора.

а) б) Рис 3. Модуль тока статора асинхронного двигателя полученный на экспериментальной установке: а) асинхронный двигателя без повреждений, б) асинхронный двигатель с поврежденным ротором а) б) Рис 4. Спектральный состав модуля тока статора полученного на экспериментальной установке: а) асинхронный двигателя без повреждений, б) асинхронный двигатель с поврежденным ротором На данном этапе исследования можно сказать, что изменение модуля тока статора и его спектрального состава являются признаками при обрыве фазы ротора.

В дальнейшем мы будем выявлять другие признаки различных повреждений ротора методом спектрального анализа тока статора.

В перспективе рассматривается возможность производить спектральный анализ тока статора при помощи Вейвлет анализа. В настоящее время этот метод спектрального анализа широко распространен.

Список литературы 1. Однокопылов И.Г. Диссертация на соискании ученой степени к.т.н. «Асинхронный электропривод механизма подъема крана мостового типа с повышенной безопасностью и живучестью», Томск, 2008 г.

2. Полковниченко Д.В. Выпускная магистерская работа «Разработка метода диагностики асинхронных электродвигателей с короткозамкнутым ротором», Донецк, 2007 г.

3. Рогачев В.А. Диссертация на соискании ученой степени к.т.н. «Диагностирование эксцентриситета ротора асинхронных электродвигателей по гармоническому составу тока статора», Новочеркасск, 2008 г.

ТЕХНИЧЕСКИЕ МЕРОПРИЯТИЯ СНИЖЕНИЯ УЩЕРБА НА ПРОМЫШЛЕННЫХ ПРЕДПРИЯТИЯХ ПРИ КРАТКОВРЕМЕННЫХ НАРУШЕНИЯХ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ И.М. Мельничук Научный руководитель: А.В. Кабышев, профессор ЭНИН ТПУ Национальный исследовательский Томский политехнический университет, г. Томск, Россия melnichukivan@mail.ru Современная промышленность предъявляет повышенные требования к качеству электроэнергии. Проблема, связанная с воздействием кратковременных нарушений электроснабжения на работу потребителей электроэнергии становится все более острой по мере усложнения технологических процессов предприятий и использования средств автоматизации. Реализация тонких химических, нефтехимических, металлургических процессов, точного машиностроения уже невозможна без управления ими средствами цифровой техники. И любое возмущение со стороны электрической сети может привести к срыву технологического процесса.

Одним из наиболее важных показателей качества электроэнергии для промышленности является провал напряжения. Особенно ощутимое влияние провалы напряжения оказывают на “непрерывные технологические процессы” в металлургии, химии, нефтехимии и в других отраслях. Возникающий ущерб при кратковременных провалах напряжения в лучшем случае выражается в браке части продукции, а в худшем – требуется полный останов технологического процесса.

Восприимчивость электроприемников к кратковременным нарушениям электроснабжения, в частности к провалам напряжения, определяется временем, в течение которого они способны сохранить запасенную энергию электромагнитного или электростатического поля, то есть их инерционностью.

Оборудование общего назначения является менее чувствительным к качеству электроэнергии по сравнению с другими видами электроприемников и может работать без сбоев при глубине провалов до 60 % продолжительностью до 0,5 с.

Более чувствительным оборудованием являются двигатели с электронным управлением, различного рода вычислительная техника, применяющаяся сейчас практически повсеместно. Такое оборудование чувствительно к провалам до 10 % продолжительностью менее 0,05 с, что значительно повышает требования к качеству электроснабжения.

Основными потребителями электроэнергии на промышленных предприятиях являются асинхронные и синхронные двигатели. На их работу большое влияние оказывают процессы происходящие в сетях высокого напряжения. Основными причинами провалов напряжения в этих сетях являются короткие замыкания (КЗ), которые могут быть вызваны ударами молний, механическими повреждениями опор, ошибочными действиями оперативного и ремонтного персонала и т.п.

Величина провалов напряжения зависит от мощности КЗ на данном участке. В свою очередь мощность КЗ зависит от места повреждения и мощности сети. При удалении места повреждения от шин источника питания и при увеличении мощности сети глубина провалов напряжения уменьшается и увеличивается остаточное напряжение. Поэтому при проектировании сетей и ограничении токов КЗ следует учитывать этот факт и стремиться найти оптимальное значение токов КЗ, которое обеспечит приемлемые габариты электрооборудования и вместе с тем достаточную мощность КЗ для ограничения провалов напряжения.

При однофазных КЗ высоковольтные асинхронные и синхронные двигатели, как правило, остаются в работе (исключения могут составлять сильнозагруженные электродвигатели поршневых компрессоров).

При многофазных КЗ, глубина провалов напряжения намного больше, чем при однофазных и во многом поведение высоковольтных электродвигателей зависит от настройки защит. При условии быстродействия релейной защиты высоковольтные электродвигатели, как правило, остаются в работе. В связи с этим при проектировании рекомендуется:

1. Избегать применения многоступенчатых схем электроснабжения, увеличивающих время действия релейных защит на источнике питания.

2. Применять современные микропроцессорные устройства релейных защит, позволяющие:

увеличивать быстродействие защит;

• сокращать ступени селективности по времени;

• Низковольтные электродвигатели управляются, как правило, с помощью контакторов и магнитных пускателей, имеющих свойство самопроизвольно отключаться («отпадать») при снижении напряжения на втягивающей катушке.

Напряжение отпадания контакторов и пускателей меняется в достаточно широких пределах 0,60–0,35 от номинального. При однофазных КЗ путем согласования схемы и группы соединения обмоток трансформаторов 10/0,4 кВ и схемы подключения катушек управления контакторов и пускателей (фазное или линейное напряжение), можно добиться того, чтобы контакторы и пускатели не отпадали и двигатели не отключались.

При многофазных КЗ глубина провалов напряжения намного больше, чем при однофазных КЗ. При глубоких многофазных провалах напряжения, независимо от их продолжительности, контакторы и пускатели успевают отпадать и электродвигатели отключаются.

Самое простое решение по сохранению во включенном состоянии электродвигателей при исчезновении напряжения – применение контакторов управления с «защелкой», удерживающей их во включенном положении независимо от наличия напряжения в цепи управления. Однако такие схемы можно применять только тогда, когда это допустимо как по соображениям техники безопасности, так и по условиям технологии, поскольку возможность их повторного включения не ограничивается по времени.

Для вышеуказанной цели целесообразно применять схему управления электродвигателями с дополнительным промежуточным реле (рис. 2а). Такое реле имеет низкое напряжение возврата ( 0,05 Uном) в сочетании с выдержкой времени на возврат ( 0,51,1с), благодаря чему электродвигатель восстановит свою работу даже после глубоких кратковременных провалов напряжения.

В настоящее время выпускается большое количество различных многофункциональных реле контроля напряжения. Которые позволяют оперативно отслеживать качество электроэнергии, в частности снижение напряжения, с целью защиты оборудования от недопустимых режимов питающей сети, и как следствие, от его возможных отказов.

Также широкое применение находят твердотельные реле. Твердотельные реле предназначены для бесконтактной коммутации преимущественно резистивной нагрузки. Для коммутации нагрузки индуктивного характера необходимо соблюдений условий защиты от перенапряжений, перегрузки по току (в том числе и КЗ), и перегреву из-за недостаточного отвода тепла. Также твердотельные реле чувствительны к провалам напряжения. Все эти факторы обуславливают применение твердотельных реле для коммутации электродвигателей небольшой мощности (до 7,5 кВТ).

При большом количестве и мощности низковольтных электродвигателей их одновременное включение после провала напряжения может оказаться недопустимым, поскольку в момент самозапуска возникает новый провал напряжения. При этом процесс сильно затягивается, а часть электродвигателей может отключиться от перегрузки по току. В таких случаях используют специальные схемы, предусматривающие повторное включение электродвигателей несколькими последовательными очередями. Отдельные очереди могут запускаться либо через заданные промежутки времени, либо по мере повышения напряжения или снижения тока самозапуска электродвигателей предыдущей ступени.

В настоящее время все большее применение находят различные микропроцессорные устройства, в частности управляемые привода, устройства релейной защиты, которые чувствительны к провалам глубиной 10 % и длительностью 0,05 с и это поэтому требования к качеству электроэнергии повышаются. Быстродействие релейной защиты не всегда достаточно для бесперебойной работы оборудования при провалах напряжения. Поэтому требуется применение новых схемных решений.

Список литературы 1. Куско А., Томпсон М. Качество энергии в электрических сетях. - М.:Додека-ХХI, 2008. 336 с.

2. Теличко Л.Я., Басов П.М. Влияние провалов напряжения в распределительных сетях промышленных предприятий на работу современных регулируемых электроприводов // Электротехнические комплексы и системы управления.- 2009.- № 2.- С. 16-20.

3. Карташев И.И. Провалы напряжения в сетях промпредприятий. Причины и влияние на электрооборудование // Новости электротехники.- 2004.- № 5.

4. Карташев И.И. Провалы напряжения. Реальность прогнозов и схемные решения защиты // Новости электротехники.- 2004.- № 5.

МЕХАНИЗМЫ ЭЛЕКТРОВЗРЫВНОГО РАЗРУШЕНИЯ Д. В. Ганьков Научный руководитель: В.Ф. Важов доцент ЭНИН ТПУ Национальный исследовательский Томский политехнический университет, г. Томск, Россия gandiwal@sibmail.com Известно сильное разрушающее действие разрядов молнии при ударах в диэлектрические и полупроводящие тела. Вследствие кратковременности процесса импульсного пробоя в канале электрической искры нетрудно получить мгновенные мощности несколько десятков и даже сотен мегаватт. В этой связи представляют интерес характеристики импульсного пробоя горных пород при разных временах действия напряжения. Знание вольт-секундной характеристики пробоя горных пород необходимо для определения оптимальных режимов работы устройств, предназначенных для разрушения пород электрическими импульсами высокого напряжения [1].

В исследованиях электрической прочности жидких и твёрдых диэлектриков на косоугольной волне импульсного напряжения в резконеоднородном поле было установлено, что их (вольт-секундные) характеристики характеризуются различными коэффициентами импульса U имп =, где Uст- статическое напряжение, Uимп- импульсное U ст напряжение. С уменьшением времени экспозиции импульсного напряжения прочность жидких диэлектриков ( ) растёт быстрее, чем для твёрдых диэлектриков, и имеет место инверсия соотношения электрической прочности сред. Если на статическом напряжении электрическая прочность твёрдых диэлектриков, как правило, превышает прочность жидких диэлектриков, то на импульсном напряжении при экспозиции напряжения менее 10-6 с электрическая прочность диэлектрических жидкостей и даже технической воды возрастает настолько, что становится выше прочности твёрдых диэлектриков и горных пород [2].

В основу электроимпульсного (ЭИ) способа пробоя твёрдых диэлектриков положено установленное физическое явление превышения электрической прочности жидких диэлектриков над электрической прочностью твёрдых диэлектриков при экспозиции напряжения 10-6 и менее [2].

Отвлекаясь от конкретных материалов, обобщенные вольт-секундные характеристики для межэлектродных промежутков с одинаковой геометрией электродной системы подобны, показаны на рисунке 1.

Из данного рисунка видно, что электрическая прочность жидких диэлектриков с уменьшением экспозиции напряжения возрастает круче, чем у твёрдых диэлектриков.

Основа единичного акта воздействия импульса напряжения на твердое тело может быть представлена следующим образом. Электрическое размножение в толще твёрдого диэлектрика вызывает акты ионизации, происходит размножение носителей тока и наконец формируется канал сквозной электрической проводимости. Далее в этом за время порядка 10-6-10-4 с выделяется электрическая энергия, запасенная во внешнем, обычно емкостном, накопителе;

канал пробоя по мере выделения энергии расширяется, оказывая давление на окружающую среду подобно поршню и создавая переменное во времени и пространстве поле механических напряжений [3].

U, кВ t, мкс t Рис.1. Обобщенные вольт-секундные характеристики твёрдого(1) и жидкого(2) диэлектрика Следовательно, если на поверхности твёрдого диэлектрика или горной породы разместить два электрода и окружить их жидкой средой, то при подаче импульса высокого напряжения с достаточно крутым фронтом, разряд происходит не в жидкости а в горной породе на некоторой глубине [4].

Процесс разрушения породы при электрическом разряде в ней, содержит ряд чередующихся стадий: первая стадия – пробой промежутка породы, расположенного между электродами. В результате пробоя образуется канал, заполненный расплавом, парами и плазмой породы. Этот канал, имеющий, как правило, два выхода из породы, характеризуется низким электрическим сопротивлением, на несколько порядков ниже, чем окружающая порода, поэтому ток идёт в основном только по каналу, разогревая в нём расплав, пары породы и плазму. Вторая стадия – разогретые пары и плазма породы расширяются, оказывая давление на стенки канала, вызывая сжимающие деформации и напряжение в окружающей канал породе. Эти деформации и напряжения распространяются от канала по массиву породы, доходят до свободной поверхности, отражается от неё, преломляясь, идут обратно в породу уже в виде волны растяжения, т.е. в виде растягивающих деформаций и напряжений. Очевидно, что именно в результате воздействия волны растягивающих деформаций и напряжений порода разрушается. Разрядно импульсное воздействие протекает в течение 10-4-10-9 с, поэтому процесс разрушения породы подобен взрыву. Температура в канале пробоя породы достигает 104- 105 К, а температура плавления породы составляет от 700 К до 3000 К [4]. Следовательно, на стенке канала пробоя находится в указанных пределах, т.е. не превышает температуру плавления породы. В породе, прилегающей к каналу пробоя возникает градиент температуры и тепло из канала кондуктивно уходит в породу. В канале так же имеется неравномерное распределение температуры: максимальная температура соответствует центру канала, а к стенке температура снижается до температуры кипения породы и далее до температуры плавления породы. Плазма, пары, расплав породы, находясь под высоким давлением (от 108 до 1010 Па), выбрасываются из канала через выходы, что снижает давление и температура в канале [1,4].

Эффективность электроимпульсного разрушения пород (совокупность эффективности пробоя и энергоемкости разрушения) главным образом определяются их электрофизическими, а не прочностными свойствами, а поэтому становится особенно высокой в сравнении с механическими способами разрушения по прочным и особо прочным породам. Конечно, между электрической и механической прочностью пород существует корреляция, однако по электрической прочности горные породы отличаются не столь значительно, как по механической, и практически допустимо говорить о малой зависимости эффективности электроимпульсного бурения от крепости горных пород [5].

В настоящее время существует как минимум 3 гипотезы о механизме внедрения канала разряда. В ходе их рассмотрения была выбрана, как наиболее приемлемая, гипотеза рассмотренная в работе [6].

В [6] рассмотрена динамика развития пробоя твердого диэлектрика при расположении стержневых электродов на одной его поверхности, помещенных в жидкий диэлектрик с учётом поверхности раздела. Одним из основных факторов, влияющих на развитие канала пробоя, является объемный заряд (ОЗ), в первую очередь, проводит к выравниванию электрического поля в жидкости.

Процесс этот динамический и очень значительной степени зависти от напряженности электрического поля на острие и времени воздействия напряжения.

Рис. 2. Схематичное распределение напряжённости электрического поля в диэлектриках:

1 – электроды, 2 – жидкий диэлектрик, 3 – твёрдый диэлектрик, 4 – объёмный заряд;

ЕтN,EжN – нормальная;

Етт,Етж – тангенсальная;

Ет неодн,Еж неодн, Еж одн – суммарная составляющая напряженности в неоднородных и однородных полях в твёрдых и жидких диэлектриках соответственно;

При некотором значении времени приложения напряжения, заряженные частицы не успевают покидать зону ионизации вблизи острия. Происходит накопление объемного заряда и выравнивание электрического поля в жидкости, что приводит к уменьшению напряженности электрического поля в межэлектродном промежутке между границей ОЗ и противоположным электродом (Рис. 2).

Дальнейшее продвижение канала разряда в жидкости и по поверхности твердого диэлектрика возможно при значительном увеличении напряжения.

Напряжённость электрического поля в твёрдом диэлектрике теперь определяется радиусом головки стримера, развивающегося по поверхности раздела в зоне накопления ОЗ, и описывается формулой (1):

U (1) Ek = k 4d 1.15rk lg( ) rk где Ек – напряженность электрического поля на головке стримера;

U – приложенное к электродам напряжение;

rk – радиус канала стримера;

d – расстояние между электродами;

ke – коэффициент, учитывающий искажения поля, обусловленное диэлектрическими проницаемостями жидкого и твёрдого диэлектрика.

При необходимой величине напряжения (напряженности) на острийном электроде напряженность на головке стримера оказывается достаточной для зажигания разряда в твёрдом теле.

В результате рассмотренных процессов развития пробоя твёрдого диэлектрика в [6], считается что одним из основных факторов, влияющих на развитие канала пробоя, является объёмный заряд, накапливающийся в жидкости в близи стержневых электродов по мере развития ионизационных и лавинно-стримерных процессов.

В дальнейшем полученная информация поможет мне в экспериментальной части моей диссертации (оптимизация процесса).

Список литературы:

1. Усов А.Ф. Перспективы технологий электроимпульсного разрушения горных пород и руд // Известия Академии наук РАН, «Энергетика», 2001, № 1, С. 12-15.

2. Семкин Б В., Усов А.Ф., Курец В.И. Основы электроимпульсного разрушения материалов.

- СПб.: Наука, 1993.- 276 с.

3. Усов А. Ф., Семкин Б. В., Зиновьев Н. Т. Переходные процессы в установках электроимпульсной технологии. - СПб.: Наука 2000.- 160 с.

4. Семкин Б. В. Электрический взрыв в конденсированных средах. -Томск: Изд. ТПИ, 1979. 88с.

5. Курец В.И., Усов А.Ф., Цукерман В.А. Электроимпульсная дезинтеграция материалов - Апатиты: Изд-во Кольского научного центра РАН, 2002. - 324 с.

6. Воробьев Г.А., Чепиков А.Т., Важов В.Ф. Критерий внедрения канала разряда в твердый диэлектрик, помещенный в изолирующую жидкость. // Изв. вузов. Физика. - 1998. - № 12. С.110 - 113.

ВЫЯВЛЕНИЕ И АНАЛИЗ ПОСТОЯННОЙ СОСТАВЛЯЮЩЕЙ СУТОЧНОГО ГРАФИКА НАГРУЗКИ НЕРИТМИЧНО РАБОТАЮЩЕГО ПРЕДПРИЯТИЯ Е. Е. Дандыбаев Научный руководитель: А.В. Кабышев, профессор ЭНИН ТПУ Кыргызский Государственный Технический Университет им. И. Раззакова, г. Бишкек, Кыргызстан Ermeshkapcm@mail.ru В период реформирования и дальнейшего развития рыночных отношений в электроэнергетике все больше ужесточаются требования к формированию графиков прогноза электропотребления субъектов оптового рынка электропотребления. Задача регулярного и надежного получения качественных прогнозов электропотребления становится одной из важнейших задач рынка «на сутки вперед».

Неточное почасовое планирование собственного потребления электроэнергии приводит к штрафам за отклонение фактического потребления от планового. В зависимости от тарифной зоны суток применяются различные повышающие коэффициенты, которые утверждены постановлением ФЭК № 93-э/1 от 12 ноября 2003 г. Там же записано каким образом начисляются штрафы за отклонения, превышающие утвержденный нормативный уровень.

Так как, работа вспомогательного оборудования (освещение, приточная вентиляция, вытяжная вентиляция, а также трансформаторы собственных нужд) является неотъемлемой частью технологического процесса и работы предприятия в целом, его рациональное использование крайне важно.

Рассмотрим на примере предприятия ОАО «СИБЭЛЕКТРОМОТОР».

ОАО «СИБЭЛЕКТРОМОТОР» – мощный промышленный комплекс с полным технологическим циклом производства асинхронных электродвигателей, чугунного литья и изделий из него. Предприятие, основанное в 1941 году, сегодня находится в стадии динамичного развития, осуществляет крупномасштабные проекты по внедрению современных технологий и оснащению производства новейшим оборудованием, что позволяет прочно занимать лидирующие позиции в электротехнической отрасли.

Таблица 1. Исходные данные Характеристика работы вспомогательного оборудования Разреш. мощность, № п/п Наименование оборудования Коэф. использования кВт Освещение 1 666,2 0, Приточная вентиляция 2 498,6 0, Вытяжная вентиляция 3 1277,9 0, ТСН 4 47 По имеющимся данным построим графики суточного, сезонного и годового потребления электрической энергии. По предприятию в целом.

Далее построим сезонные графики нагрузок:

Рис. 1. Сезонный график нагрузок за зимний период 2010 года Рис. 2. Сезонный график нагрузок за летний период 2010 года Как видно из выше приведенных графиков потребление изменяется в пределах 10 процентов в зависимости от времени года. Это объясняется тем, что в летний период уменьшается нагрузка на освещение, отопление.

Сравним графики нагрузки за нерабочий и рабочий день.

Рис. 3. Суточный график нагрузки за 1 и 19 января 2010 года Как видно из приведенного выше графика в нерабочий день предприятие потребляет около 15–20 процентов от полной мощности предприятия в зимний период.

Рис. 4. Суточный график нагрузки за 5 и 7 июня Как видно из графика 4 в летнее время вспомогательное оборудование предприятия потребляет около 10–12 процентов от полной мощности предприятия в летний период.

Рис. 5. График мощностей за период с января по август Данный график построен по средним мощностям за каждый час в течение периода с января по август 2010 года. Как видно из графиков приведенных ранее, в среднем нагрузка на вспомогательное оборудование в течение данного периода составляет около 15 процентов. Отсюда следует, что постоянная составляющая нагрузки на вспомогательное оборудование меняется незначительно в течение всего года примерно на 3–7 процента в зависимости от времени года, на 8–10 процентов в зависимости от времени суток, и на 15– процентов в зависимости от дня недели.

Список литературы:

Постановление ФЭК № 93-э/1 от 12 ноября 2003 г 1.

Федеральный закон № 261 «Об энергосбережении и о повышении энергетической 2.

эффективности и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации»

ОПРЕДЕЛЕНИЕ КАЧЕСТВА ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ И ПАРАМЕРОВ ЭНЕРГОПОТРЕБЛЕНИЯ ПРЕДПРИЯТИЯ С ПОМОЩЬЮ ПРИБОРА EDL175XR ЛЕ ВАН ТУАН, ВО КУОК ДАТ Научный руководитель: Е.Б. Шандарова доцент ИНК ТПУ Вьетнам Чтобы определить, сколько энергии использовал каждый потребитель, ее требуется учесть, для чего используются соответствующие приборы учета счетчики электрической энергии. Внедрение новейших технологий учета энергоресурсов, в том числе автоматизированных, позволяет повысить точность и объективность учета электроэнергии, а также произвести оценку качества электрической энергии и коэффициента мощности предприятия.

Задачей исследования являлось определение реальных параметров энергопотребления электрических вводов карамельного цеха кондитерской фабрики «Красная звезда», а также оценка качества поставляемой электроэнергии и cos цеха. Обследование нагрузок выполнено в период с 1.03.11 (12 час. 16 мин.) по 2.03.11 (15 час. 22 мин.) Для измерения параметров режима использован анализатор количества и качества электрической энергии типа EDL 175XR производства фирмы «SATEC». Приборы этой серии соответствуют требованиям российских и международных стандартов. Данный прибор включен в Государственный реестр средств измерения РФ и имеет соответствующий сертификат. Учет потребленной цехом электроэнергии осуществляется счетчиком электрической энергии типа СЕ 303.

Прибор EDL175XR израильской фирмы SATEC является переносным, многофункциональным, трёхфазным измерителем и анализатором качества энергии переменного тока. Этот прибор предназначен для прямого измерения напряжений до 660 В и токов до 3000 А. Данный прибор позволяет осуществлять трехфазные измерения напряжения, тока, частоты, мощности и cos, осуществляет интегрирование мощности и энергии, а также оценивает несинусоидальность (в том числе по отдельным гармоникам до 40-й), т.е.

может использоваться как анализатор качества и как трехфазный счетчик активной, реактивной и полной энергии [1,2].

Все настройки прибора производятся непосредственно через панель дисплея либо через порты связи с помощью программы PAS. Эта программа устанавливается на компьютере пользователя и обеспечивает множество полезных функций: дистанционное управление прибором, накопление и обработку получаемых данных и др.

Для определения реальных параметров энергопотребления электрических вводов цеха были сняты следующие параметры энергопитания, которые фиксировались с частотой выборки 1 раз в минуту: линейные и фазные напряжения;

токи по фазам;

ток в нулевом проводе;

cos по фазам;

активная и реактивная мощности, потребляемые по фазам;

полная активная и реактивная мощность;

частота сети.

Для проверки правильности работы счетчика электрической энергии параллельно с ними подключался контрольный прибор. Затем проводилось сравнение показаний счетчика электрической энергии и контрольного прибора.

С помощью программы PAS были определены минимальные, максимальные и средние действующие значения измеренных величин. Можно отметить, что резких изменений нагрузки, т.е. частых включений и отключений нагрузок с большой мощностью в карамельном цехе нет. Активная мощность изменяется в пределах 44–50 кВт, реактивная – от 60 до 68 кВар. Такие соотношения активной и реактивной мощности дали основания, для вывода о том, что коэффициент мощности данного цеха очень низок и явно не соответствует стандарту.

Для анализа качества электрической энергии в программе PAS были рассчитаны значения отклонения напряжения в режиме наибольших и наименьших нагрузок, а также установившиеся отклонение за сутки. Также рассчитан коэффициент искажения синусоидальности напряжения (THD);

коэфициент несимметрии напряжений по обратной последовательности;

коэффициент n-ой гармонической составляющей напряжения;

размах изменения напряжения;

длительность провала напряжения. Все рассчитанные величины (в процентах) соответствуют требованиям ГОСТ 13109-97 [3]. Так, например, нормально допустимое значение THD для напряжений до 380 В – 8 %, максимальный THD по прибору – 2,4 %, т.е. качество поставляемого напряжения удовлетворительное.

Проведенные измерения показали правильность работы приборов коммерческого учета электроэнергии. По снятым данным можно сделать вывод, что реактивная нагрузка на вводе карамельного цеха имеет индуктивный характер и величина cos ввода = 0,5-0,8. Мощность потребления электрической энергии Pср = 46 кВт. Величина не скомпенсированной реактивной мощности ввода примерно 60 кВар. Качество электрической энергии удовлетворяет требованиям ГОСТ. Для повышения коэффициента мощности можно рекомендовать установку в электрощитовой на вводе карамельного цеха конденсаторной батареи до 60 кВАр, а также установку автоматических регуляторов степени компенсации реактивной мощности с целью снижения потерь активной энергии и разгрузки оборудования от реактивных токов.

Список литературы:

1. http://www.hte.com.ua/news/24.html 2. http://www.energometrika.ru/catalog/511/ ГОСТ 13109-97 “Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения 3.

общего назначения”.

НАНЕСЕНИЕ МЕДНОГО ПОКРЫТИЯ НА АЛЮМИНИЕВЫЕ КОНТАКТНЫЕ ПОВЕРХНОСТИ С ПОМОЩЬЮ КОАКСИАЛЬНОГО МАГНИТОПЛАЗМЕННОГО УСКОРИТЕЛЯ А.А. Сивков, Д.Ю. Герасимов, Л.В. Корольков, А.С. Сайгаш, М.Е.

Назарова Научный руководитель: А.А. Сивков, профессор ЭНИН ТПУ Национальный исследовательский Томский политехнический университет г. Томск, Россия nazarova1988@inbox.ru Исследования процессов преобразования электрической энергии в коаксиальной электромагнитной системе с сильноточным разрядом типа Z пинч под руководством Сивкова А.А. ведутся уже более двадцати лет. При использовании медного ствола в определенных условиях можно получать медное напыление на подложках из алюминия, стали, латуни. Процесс реализуется в атмосферных условиях, длительность процесса – 10 3 сек., длительность цикла 3–5 мин. Толщина покрытия за один цикл до 100 мкм.

Получаемое покрытие сильно шероховатое. На рис. 1 представлена фотография шлифа.

Рис. 1. Микрофотография поперечного шлифа образца с покрытием Структура нанесенного покрытия однородная, без посторонних примесей, поры отсутствуют.

Для ряда образцов был снят профиль модуля Юнга (рис. 2.) и профиль нанотвердости (рис. 3.). В медном покрытии модуль упругости много ниже справочных данных для меди и ниже справочных данных для алюминия с приближением к границе раздела металлов он возрастает, становится равным табличным данным для алюминия и далее практически не изменяется. Анализ нанотвердости образцов с покрытием показал что наблюдается характерное увеличение твердости с приближением к границе раздела металлов. По теории электрических контактов известно – микронеровности поверхности контактов, будучи достаточно мягкими и упругими могут сминаться, что ведет к увеличению эффективной площади контакта. Увеличение эффективной площади контактов в свою очередь однозначно ведет к снижению сопротивления межконтактного промежутка. Что уменьшает потери электроэнергии.

Рис. 2. Профиль модуля упругости по образцу с медным покрытием: 1. - табличное значение для меди, 2. - табличное значение для алюминия, 3. - значения для медного покрытия на алюминиевой подложке Рис. 3. Профиль нанотвердости по образцу с медным покрытием: 1. - табличное значение для меди, 2. - табличное значение для алюминия, 3. - значения для медного покрытия на алюминиевой подложке Исследования по напылению меди на алюминиевые мишени показали:

• Использование КМПУ для нанесения меди на алюминиевые подложки позволяет получать медное покрытие контактных частей за один цикл работы установки, покрытие однородно не имеет пор.

• Медное покрытие позволяет снизить сопротивление контактного перехода в 1.5–2 раза [4].

• Анализ упругости и микро твердости образцов показал характерное увеличение твердости на границе меди и алюминия.

• Контактные поверхности с покрытием характеризуется стабильностью электрических свойств.

• Сопротивление контактного перехода с медным покрытием может быть еще уменьшено при использовании специализированных контактных смазок.

• Технология напыления меди на алюминиевые контактные поверхности имеет высокую готовность к промышленному применению.

Список литературы:

1. Сивков А.А. Взрывная коммутация и электромагнитное ускорение масс: Дис.…док.

тех. наук. - Томск, 2002. - 291с.

2. Герасимов Д.Ю., Цыбина А.С., Сивков А.А. Использование коаксиального магнитоплазменного ускорителя для нанесения медного покрытия на алюминиевую поверхность. // приборы. 2005г. №6. стр. 33-40.

3. Дзекцер Н.Н., Измайлов В.В., Николаева Е.В. Определение электрического сопротивления неподвижных контактных соединений. Известия высших учебных заведений. «Электромеханик» 1986 г., 87-93 с.

4. Сивков А.А., Корольков Л.В., Сайгаш А.С. Нанесение медного покрытия на алюминиевые контактные поверхности с помощью магнитоплазменного ускорителя // “Электротехника”. – 2003. - № 8. 41-46 с.

ВОССТАНОВЛЕНИЕ СХЕМ ЗАМЕЩЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН ПО СТАТИЧЕСКИМ ХАРАКТЕРИСТИКАМ НАГРУЗКИ Т.С. Хомяков Научный руководитель: Ю.В. Хрущев, д.т.н., профессор ЭНИН ТПУ Национальный исследовательский Томский политехнический университет, г. Томск, Россия tapac509@sibmail.com Электроэнергетические системы представляют собой большие и очень сложные системы (ЭЭС). В силу этого неизбежным становиться представление исследуемой реальной ЭЭС ее моделью, всегда упрощенной по сравнению с оригиналом [1].

Рассматривая установившиеся режимы при эквивалентировании, участок схемы может быть представлен статической характеристикой нагрузки. Тогда поднимается вопрос о восстановлении по данной характеристике параметров реальных элементов, которые содержит данный участок схемы.

1) Рассмотрим первый случай, когда схема содержит в себе синхронный компенсатор.

Зададимся обобщенными параметрами и построим статические характеристики для данного участка схемы:

Рис. 1. Схема замещения синхронного компенсатора.

Принимаем следующие значения параметров:

Eq = 1.1 o.e., xd = 0.3 o.e.

На основе изложенного строим статическую характеристику нагрузки.

Q.ck( U) 0 0.375 0.75 1.125 1. 0 U 1. Рис. 2. – Статическая характеристика синхронного компенсатора.

Реактивную мощность, потребляемую или вырабатываемую синхронным компенсатором можно вычислить по формуле:

U 2 Eq U (1) Qck = xd Затем берем две точки на полученной зависимости и составляем систему из двух уравнений с двумя неизвестными Eq, xd U1 = 0.4, Qck1 = 0.6 и U 2 = 1.2, Qck 2 = 0. U12 Eq U Qck1 =, xd (2) U 2 Eq U Qck 2 =.

xd Решая данную систему уравнений получаем следующие результаты:

Eq = 1.1 o.e., xd = 0.3 o.e.

2) Рассмотрим второй случай, когда схема содержит в себе синхронный двигатель.

Зададимся обобщенными параметрами и построим статические характеристики для данного участка схемы:

Eq = 1.5 o.e., xd = 1 o.e., P = 1 o.e.

Реактивную мощность, потребляемую синхронным двигателем, можно вычислить по выражению [2]:

Eq U U = P QCД xd xd (3) На основе выше изложенного строим статическую характеристику нагрузки.

1. 0. 0. Q ck( U ) P 0.5 0.775 1.05 1.325 1. 0. 0. U Рис. 3. Статическая характеристика синхронного двигателя.

Затем берем две точки на полученной зависимости и составляем систему из двух уравнений с двумя неизвестными Eq, xd U1 = 0.9, Q1 = 0.0969 и U 2 = 1.3, Q2 = 0. Eq U Q = U1 P, x 1 xd d (4) Eq U U Q2 = 2 P.

x xd d Решая данную систему уравнений получаем следующие результаты:

Eq = 1.5 o.e., xd = 1 o.e.

3) Рассмотрим третий случай, когда схема содержит в себе асинхронный двигатель. Рассмотрим случай, когда PAД = const,тогда:

(5) (6) U 2 U 2 s2 X S U 2 sr PAД = QAД = + X S 2 s2 + r 2 xµ X S s 2 + r 2 Из уравнения (5) находим, что s = U 2 (4 U 4 1)0.5, и подставив в 5 уравнение (6) получаем.

Рис. 3.Статическая характеристика асинхронного двигателя Далее необходимо рассмотреть режим асинхронного двигателя при r критическом напряжении, когда. Подставив параметры s = sKP = XS критического режима в уравнение (5), можем найти X S.

Аналогично предыдущим случаям находим значение X µ.

Для нахождение r необходимо принять среднеквадратическое значение критического скольжения skp 15 20% [3].


Найденные величины подставляем в уравнение (5) и находим значение r.Во всех случаях полученные значения параметров полностью совпадают с исходными.

Список литературы 1. Веников В.А. Переходные электромеханические процессы в электрических системах. – М.: Высшая школа, 1983. – 536с.

2. Хрущев Ю.В. Методы расчета устойчивости энергосистем. Учебное пособие.- Томск, 2005. - 176 с.

3. Гуревич Ю.В. Устойчивость нагрузки электрических систем.- М.: Энергоиздат, 1981. 208 с.

ЭЛЕКТРОПРОВОДНОСТЬ РЕЗИСТИВНЫХ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ О.С. Ермакова, О.А. Малаенко, А.В. Сизиков Научный руководитель: В.П. Горелов, д.т.н., профессор Новосибирская государственная академия водного транспорта, г. Новосибирск, Россия ermakova-lesya@mail.ru При проведении исследований свойств резистивных композитов важным является системно-аналитический обзор математических моделей и научных гипотез по электропроводности многокомпонентных резистивных материалов, структура которых подразделяется на изотропные, анизотропные, зернистые, волокнистые и т.д. Функциональные зависимости электропроводности, изложенные в трудах Б.С.Гальперина, М.С.Добжинского, С.В. Горелова, получили значительное применение при анализе гетерогенных систем для структур с взаимопроникающими ингредиентами и изолированными включениями. Сложность механизма электропроводности многослойных контактов проводящих частиц для зернистых систем на основе барьерно туннельной проводимости указывается Р. Хольмом, Р. Скарисбриком, С.

Дюком, А.П.Эфросом, Г.Д.Михайловым и В.И.Глыбиным. Рассматривается математическая модель и механизм электропроводности металлических или полупроводниковых поверхностей (МДМ и ПДП систем) через тонкую диэлектрическую прослойку путём туннелирования электронов через прямоугольный потенциальный барьер на границе раздела этих систем [1].

Рассмотрим явления, происходящие в контактах между частицами дисперсного технического углерода – (сажи), образующими проводящую фазу в резистивных смесях, нашедших применение в конструкциях мощных резисторов и электронагревательных устройств. Природа возникновения сил сцепления между углеродистыми частицами полностью не выяснена, хотя известно, что эти силы по своему значению превышают взаимодействие Ван дер-Вальса, а области их проявления локализуются пятнами по поверхности углеродистых частиц [2–3].

Общий ток, протекающий через, порошкообразную резистивную смесь складывается из омической и эмиссионной составляющей тока через контакты между частицами технического углерода.

Анализ вольт-амперных характеристик резистивных композитов показал, что в исследуемых образцах резистивных смесей при напряжённости электрического поля менее 5·104 В/м, зависимости имеют линейный характер.

Это позволяет с полным основанием предположить о проявлении механизма туннелирования носителей заряда через зазор в области, непосредственно примыкающей к пятну контакта [2].

При воздействии на образцы более сильных полей (Е 5·104 В/м) наблюдается увеличение плотности эмиссионного тока, показывающее, что в общей проводимости резистивных смесей всё большую роль начинают играть периферийные участки приконтактной области слипшихся частиц технического углерода. Так как при этом растёт толщина зазора и, следовательно, вероятность туннелирования тока уменьшается, остаётся предположить о проявлении механизмов, свойственных прохождению тока через более толстые диэлектрические прослойки.

Моделирование структуры композитов на прозрачных образцах, изучение микрошлифов и непрозрачных сколов на микроскопах, не позволяют судить о реальной структуре резистивного материала. Однако можно выделить контактирующие между собой скопления–глобулы из технического углерода, позволяющие выдвигать гипотезы об электропроводности гетерогенных систем. При этом более подробно рассматривается приложение теории протекания для сильно неоднородных систем [4-5].

В теории прыжковой проводимости наиболее важную роль играют задачи о протекании по случайным узлам.

Представим эффективную электрическую проводимость неупорядоченной системы в виде достаточно большого куба, имеющего концентрацию электропроводной фазы – х и порог протекания – хс. Порогом протекания называют границу значений х, вероятность значимой электрической проводимости р(х) = 0. Численные расчёты показали, что за порогом протекания функция р(х) нарастает до 1 и при 0 х – хс 1 эффективная электрическая проводимость ( x xc ) t, (1) где t – критический индекс.

С помощью модельных экспериментов найдены не только критический индекс, но и пороги протекания для различных решёток [2,4].

Теорию перколяции достаточно сложно применять для трёхфазных и более сложных гетерогенных материалов, к которым относятся бетэл, вилит и тирит.

Эффективная электропроводность трёхфазных композиций зависит от концентрации электропроводной фазы, гранулометрии и ряда технических факторов [5].

В бетэле можно выделить три фазы: 1) частицы из переходных форм углерода;

2) цементные гели и микроскопические поры;

3) диэлектрический наполнитель и макроскопические поры [1,2,5].

В ряде композиций, содержащих более двух компонентов (бетоны, порошкообразные системы, огнеупоры) можно выделить элементарную ячейку, для которой применим метод обобщённой проводимости. При кубической укладке сферических частиц диаметра D, радиус контактного пятна rn для двух частиц принимает вид rn = 0,7253 ( D / 2 ) p, (2) где = 2(1 µ )E – коэффициент Пуассона;

µ – модуль Юнга;

р – сила прижатия одной частицы к контактирующей с ней другой частицей.

В целом удельное сопротивление элементарной ячейки композиции определяется её свойствами и объёмными концентрациями ингредиентов.

В слабых электрических полях для случайно однородных систем вольт амперные характеристики анализируют при соотношении [1-2] eE kT, (3) где – длина свободного пробега электрона;

е – заряд электрона = 1,6·10-19 Кл.

При рассмотрении вольт-амперных характеристик бетэла с различной концентрацией проводникового компонента, имеющего структуру со взаимопроникающими частицами, выявлено, что порог протекания – хс уменьшается при увеличении Е. Рост критического индекса t связывается с замыканием тупиковых цепочек, разделённых тонкими диэлектрическими слоями. В промежуточных полях наблюдается зависимость параметров теории протекания от изменения электрического поля.

Анализ механизмов электропроводности гетерогенных систем указывает на сложность происходящих в них физических процессов. Представляется целесообразным в дальнейшем более детально рассмотреть математическую модель и механизм электропроводности металлических или полупроводниковых поверхностей (МДМ и ПДП-систем) через тонкую диэлектрическую прослойку [2,5].

Список литературы Горелов, С.В. Теоретические основы разработки изделий из резистивных композиционных материалов для энергетики АПК / С.В. Горелов, Е.Ю. Кислицин, Н.В.

Изугленок // Вестник КрасГАУ. –2006. – №13. – С. 26-30.

Горелов, В.П. Композиционные резисторы для энергетического строительства / В.П.

Горелов, Г.А. Пугачев. – Новосибирск: Наука. Сиб. отд-е, 1989. – 216 с.

3 Norman, R.H. Conductirity rubbers and plastics / R.H. Norman. – London, 1970. –278 p.

Шкловский. Б.И. Теория протекания и проводимость сильно неоднородных сред / Б.И.

Шкловский, А.Л. Эфрос // УФН. – 1975. – Т. 117. – Вып. З. – С. 401 – 437.

Добжинский, М.С. Перколяционная электропроводность трёхфазных композиционных материалов / М.С. Добжинский, Е.Л. Кац, Л.Н. Репях // Изв. СО АН СССР, Сер. Техн.

наук. – 1982. – №13. – Вып. З. – С.87 – 89.

УСКОРЕННАЯ ТЕХНОЛОГИЯ ПРОИЗВОДСТВА ЭФФЕКТИВНЫХ ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНЫХ ИЗДЕЛИЙ А.Э. Бегляров, Фам Нгок Ханг Ха Научный руководитель: В.Н. Соков, профессор ГОУ ВПО МГСУ Национальный исследовательский Московский государственный университет, г. Москва, Россия Beglandrey007@yandex.ru Являясь одной из ведущих держав мира по производству энергоресурсов, Россия значительно уступает экономически развитым странам в вопросах рационального их использования. А ведь именно экономия энергии является сейчас стратегической задачей, как в нашей стране, так и во всём мире. Одним из главных источников тепловых потерь в окружающую среду являются ограждающие конструкции высокотемпературных тепловых агрегатов, используемых в различных отраслях промышленности. Следует признать, что качество и ограниченная номенклатура отечественных огнеупоров, выпускаемых многими предприятиями нашей страны, не в полной мере отвечает нуждам промышленности. В этой связи весьма актуальной является задача по разработке новых эффективных высокотемпературных теплоизоляционных материалов для тепловых установок различных секторов экономики [11].

С начала нового тысячелетия в российской отрасли производства огнеупоров отмечаются некоторые сдвиги к увеличению объемов производства за счет экстенсивного развития отраслей – потребителей огнеупоров. Но, учитывая значительные проблемы с сырьевой базой и износом устаревшего оборудования эксплуатируемого еще c советских времен, а так же конкуренции со стороны иностранных производителей состояние отрасли можно считать близким к неудовлетворительному. При этом отмечается резкое отставание от технологических и экономических веяний мирового рынка. Поэтому внедрение новых технологий и техническая модернизация производственной базы с целью производства конкурентоспособной продукции сможет остановить спад в отечественном производстве [1].

Используемые в настоящее время в качестве футеровок тепловых агрегатов различные виды монолитных огнеупорных бетонов обладают рядом преимуществ перед штучными огнеупорами. Однако такие их недостатки как большая масса изделий, низкие теплоизоляционные свойства, трудность монтажа и др. постепенно вытесняют их с рынка огнеупоров [2].

Достойной заменой жаростойким бетонам являются шамотно-волокнистые плиты (ШВП) выпускаемые преимущественно марками 350 и 550. Данные изделия обладают необходимыми теплотехническими и механическими показателям. Однако их повсеместное применение сдерживает значительная усадка (как огневая, так и воздушная) и высокая стоимость огнеупорных волокон (как правило, муллито-кремнезёмистых).


Ранее нами была предпринята попытка снижения указанных недостатков.

Основной идеей нашей работы была частичная замена дорогостоящего волокна на лёгкий минеральный заполнитель типа вспученного перлитового песка. При его введении оказалось возможным уменьшить не только вышеуказанные недостатки, но ещё и понизить среднюю плотность изделия с 350 до 280 кг/м3, что в свою очередь ведёт к снижению теплопроводности и, соответственно, тепловых потерь.

Указанная работа проводилась в сотрудничестве с ОАО НИЦ «Теплопроект» и на неё имеются положительные отзывы ведущих специалистов в области высокотемпературной теплоизоляции [5].

Однако в ходе выполнения исследований было установлено, что вспученный перлитовый песок обладает значительным водопоглощением и сильной связью с впитанной влагой, что в свою очередь обуславливает увеличение времени сушки и расхода тепловых ресурсов на её осуществление [6,7].

В связи с этим основная цель наших исследований – разработка энергосберегающей технологии производства эффективных изделий с повышенными физико-техническими свойствами и ускоренным процессом изготовления для теплоизоляции высокотемпературных тепловых агрегатов.

За основу, при достижении поставленной цели, нами был взят метод самоуплотняющихся масс, разработанный на кафедре ТОИМ МГСУ и не имеющий аналогов в мировой практике. В качестве специальной эффективной добавки принят вспенивающийся полистирол фракции менее 0,5 мм (полистирольная пыль), являющийся отсевом при производстве поропластов.

Суть разработанного способа заключается в следующем. В лопастную мешалку засыпают предварительно подвспененный полистирол, далее загружают распущенное волокно, затем заливают глиняный шликер, образованный из глиняной дисперсии и ПВА эмульсии, после чего добавляют требуемое количество лёгкого минерального заполнителя, заранее гидрофобизорованного, и перемешивают до достижения однородной смеси.

Далее в полученную смесь, при непрерывном перемешивании, добавляют такое количество воды, чтобы влажность составляла 40–50 %. После этого, полученной массой полностью заполняют объем жесткой перфорированной формы, закрывают ее крышкой и подвергают тепловой обработке. При температуре выше 80 С полистирол начинает вспениваться. В результате развиваемых усилий (0,2–0,3 МПа) из формы удаляется до 70–80 % жидкости, на такой же объем уплотняется система, выштамповывая профиль изделия любой конфигурации. После окончания вспенивания полистирола форму открывают и сырец на поддоне отправляют на сушку, а затем на обжиг [3,4].

В ходе изучения различных возможных вариантов подведения тепловой энергии к самоуплотняющимся массам, наиболее оптимальным оказался электропрогрев вследствие более равномерного нагрева всей массы.

Удаление жидкости из самоуплотняющихся систем сопровождается фильтрационным процессом, знание которого необходимо при выборе технологического режима.

Механизм фильтрационного влагопереноса в целом можно описать следующим образом. Усилие расширения полистирола передается и распределяется через прослойки минерального компонента, заполняющего все межзерновое пространство смеси. Под воздействием этого усилия из поровых ячеек и капилляров отжимается свободная вода, способствуя сближению частиц твердой фазы, в результате чего и происходит уплотнение смеси.

Однако процесс отжатия воды постепенно прекращается, так как с ростом плотности мембран и сужением каналов растет сопротивление перемещению воды в смеси вплоть до его полного прекращения (при наступлении равновесия между гидростатическим давлением и сопротивлением движению воды) [1].

Большую роль при самоуплотнении масс и фильтрации жидкости сквозь пористую систему играют температурные градиенты, возникающие в объеме изделия во время проведения тепловой обработки.

На рис.1 даны изображения опытных образцов разработанных изделий.

Рис.1 Образцы разработанных изделий Таким образом, при использовании предлагаемой технологии происходит интенсификация производственного процесса и уменьшение энергетических затрат. При самоуплотнении из 1 м3 формовочной массы удаляется до 400 кг воды затворения и экономится до 70 кг условного топлива. Сроки сушки сокращаются с 2–3 суток до нескольких часов. В этом случае отсутствует необходимость создания большого парка металлических форм и использования сушильного отделения [12,13].

Изделия, получаемые по данной технологии, практически лишены усадки, обладают повышенными механическими характеристиками вкупе с низкими теплофизическими показателями. С разработкой данной технологии появилась возможность создания изделий любой конфигурации и объёма в самых сложных участках тепловых агрегатов без привлечения средств механического уплотнения, лишь за счёт использования внутренних потенциальных возможностей полистирола [8,9,10].

Список литературы:

Соков В.Н., Бегляров А.Э., Белоусов С.В. Высокотемпературные т/и материалы, 1.

синтезируемые в гидротеплосиловом поле // Сборник научных трудов ИСА МГСУ содержащий материалы «Международной недели строительных материалов», Москва, 28 сентвября – 2 октября 2009, с.85- Соков В.Н., Рамазанов Е.А. Монолитные теплоизоляционные футеровки из 2.

самоуплотняющихся масс. Москва: МПА, 1999. 128 с.

Соков В.Н., Мишина Г.В. Самоуплотнённый гипсополистиролбетон. Москва: МПА, 3.

1999. 128 с.

Мишин В.М., Соков В.Н. Теоретические и технологические принципы создания 4.

теплоизоляционных материалов нового поколения в гидротеплосиловом поле. Москва:

Молодая гвардия, 2000. 352 с.

Бегляров А.Э., Перлитно – шамотно - волокнистый материал // Сборник трудов научно 5.

– техническая конференция, Москва, апрель 2008. с. 111- Каменецкий С.П. Перлиты. Москва: Госстройиздат,1963. 256 с.

6.

Овчаренко Е.Г., Майзель И.Л. Производство вспученного перлита в вертикальных 7.

печах // Обзорная информация ЦБНТИ Минмонтажспецстроя. Москва, 1987, выпуск 1, 123 с.

ГОСТ 17177-81 «Материалы строительные теплоизоляционные. Методы испытаний»

8.

ГОСТ 5403-62 «Метод определения линейной усадки»

9.

ГОСТ 7875-56 «Огнеупорные изделия. Метод определения термической стойкости»

10.

11. Morris Grenfell Davies. Building Heat Transfer. John Wiley and Sons Ltd. 12. http://teplointeh.com.ua/ 13. http://www.bitwood.kiev.ua/ СЛЕДЯЩИЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД ЛИФТОВОЙ ЛЕБЁДКИ Г.В. Родионов Научный руководитель: С.В. Ланграф, к.т.н., доцент ЭНИН ТПУ Национальный исследовательский Томский политехнический университет, г. Томск, Россия ttllogika@sibmail.com Проблема сильно устаревшего лифтового оборудования в нашей стране вытекает в необходимость проведения модернизации и усовершенствования существующего оборудования. Также лифтовой транспорт является одним из самых востребованных, поэтому необходимо осуществление непрерывного развития и совершенствования имеющихся достижений. Кроме того, одним из перспективных направлений развития является использование безредукторного электропривода.

Лифт – механизм вертикального транспорта, предназначенный для транспортировки пассажиров и грузов в жилых и производственных помещениях [1]. Широкое распространение использования лифтового электропривода в промышленности и в повседневной жизни определяет лифт как наиболее распространенный вид вертикального транспорта.

Режим работы электропривода лифта характеризуется частыми включениями и отключениями. Следящий электропривод лифтовой лебёдки позволит сократить потребление электроэнергии за счёт эффективного управления микропроцессорной системы управления. Также сократится потребление электрической энергии в режиме ожидания вызовов на передвижение.

Для исследования характера протекания переходных процессов рассмотрена модель трёхмассовой механической системы. Принят ряд допущений, упрощающий построение модели трёхмассовой механической системы (ТМС) [2,3,4]:

1. Механическая часть любой ЭМС представляют состоящей из ряда абсолютно жёстких тел, характеризуемых сосредоточенными моментами инерции.

2. Эти сосредоточенные элементы соединены между собой упругими (податливыми) связями, массами (моментами инерции) которых допустимо пренебречь.

3. Деформации упругих связей линейны, т.е. подчиняются закону Гука.

4. Силы или моменты прикладываются к сосредоточенным массам, при этом момент сопротивления (нагрузка) действует лишь у последней от двигателя массы, у рабочего органа.

Демпфирование колебаний механической части 5. (гашение) осуществляется, в частности, благодаря силам внутреннего вязкого трения в материале упругих связей при их деформации, пропорциональным разности скоростей сосредоточенных масс, расположенных по обе стороны от соответствующей упругой связи.

Описание ТМС получено в форме уравнений Лагранжа. С учётом вынужденных колебаний, когда на механическую часть действуют внешние моменты, а также имеются диссипативные силы, вызывающие потери при деформации и, следовательно, затухание колебаний принимает следующий вид [8,9,10]:

d Wк Wк Wп + = Qi + Q*i ;

((1) dt q i q i q i & где Qi - внешнее воздействие (вынуждающие силы, моменты), а Q*i -обобщённая сила (момент) трения при деформации.

Полученные уравнения математической модели ТМС имеют вид:

d J1 1 = M + с12 ( 2 1 ) + b12 ( 2 1 ) + c13 ( 3 1 ) + b13 ( 3 1 ) dt d -J 2 2 = M c2 + с12 ( 2 1 ) + b12 ( 2 1 ) ((2) dt d J 3 3 = M c3 с13 ( 3 1 ) b13 ( 3 1 ) dt Системе уравнений ((2) соответствует структурная схема, приведённая на Рис. 1:

Рис. 1 – Структурная схема разветвлённой трёхмассовой механической системы Для формирования желаемой траектории движения лифта применён следящий режим работы. Найдена установившаяся скоростная ошибка контура положения, при отработке линейно возрастающего сигнала задания.

Получаем следующее значение величины скоростной ошибки:

2 TµПЭ ск = lim Wош.у ( p ) = p k дп k осп p где - скорость нарастания сигнала задания.

Ошибка по ускорению определяется как:

2 Tµ2ПЭ a уск = lim Wош.у ( p ) 2 = a k дп k осп p p где a - ускорение нарастания сигнала задания.

Для устранения скоростной ошибки и ошибки по ускорению применим метод комбинированного управления [5] структурная схема примет вид, представленный на Рис. 2.

Рис. 2 - Структурная схема контура положения с безынерционной обратной связью и компенсацией ошибок по скорости и ускорению Рис. 3 - Переходный процесс отработки линеаризованным контуром положения S-образного сигнала задания Теоретически получены численные значения скоростной ошибки и ошибки по ускорению. Аналогичные результаты также получены при имитационном моделировании.

Переходные процессы скорости и положения ТМС представлены на Рис. Видно, что S-образный задатчик интенсивности с ограничением третьей производной позволяет сформировать плавный переходный процесс по скорости, при котором колебания кабины и противовеса будут практически отсутствовать.

Рис. 4 - Переходные процессы ТМС Заключение:

В ходе проделанной работы получено математическое описание трёхмассовой механической системы с помощью уравнений Лагранжа.

Совместное применение векторной системой управления асинхронным двигателем и S-образного задатчика интенсивности позволило сформировать желаемую форму переходного процесса по положению, с ограничением третьей производной.

Список литературы:

Правила устройства и безопасной эксплуатации лифтов : ПБ 10-558-03 / 1.

Госгортехнадзор России. — СПб. : Деан, 2005. — 172 с.

Герасимяк Р.П., Лещев В.А. Анализ и синтез крановых электромеханических систем. – 2.

Одесса, СМИЛ, 2008. – 192 с.

Пановко Я.Г. Введение в теорию механических колебаний. – М.: Наука, 1991. – 256 с.

3.

Тимошенко С.П., Янг Д.Х., Уивер У. Колебания в инженерном деле/Пер. с англ. Л.Г.

4.

Корнейчука;

Под ред. Э.И. Григолюка. – М.: Машиностроение, 1985. – 472 с.

Попков С.Л. Следящие системы. – М: «Высшая школа», 1963. – 301 с.

5.

ИЗДЕЛИЯ ИЗ РЕЗИСТИВНЫХ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ НА ПРОМЫШЛЕННЫХ И СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ ОБЪЕКТАХ П.А. Дзюба, Д.С. Кудряшов, Д.А. Шкитов Научный руководитель: С.В. Горелов, д.т.н., профессор Новосибирская государственная академия водного транспорта, г. Новосибирск, Россия nsawt_ese@mail.ru Анализ особенностей энергообеспечения промышленных объектов производственной сферы и населения агропромышленных комплексов указывает на перспективность использования возобновляемых и нетрадиционных источников энергии для повышения надёжности и качества электротеплоснабжения, особенно в отдельных районах Сибири и Дальнего Востока [1–3]. С позиций системного подхода выявляется целесообразность применения изделий из резистивных композиционных материалов (РКМ) – бетэла и рапита в качестве активной нагрузки, что приводит более чем к 50% сокращению затрат на энергоснабжение [1].

Для повышения разрядного напряжения резисторов цилиндрического и пластинчатого типов с электропроводными наполнителями предлагаются следующие пути:

• повышение однородности резистивных композиционных материалов;

• улучшение адгезии металлических электродов с резистивными композиционными материалами;

• устранение краевых эффектов;

• кратковременный обжиг (тепловой удар) поверхностного слоя резистора;

• покрытие поверхности резистора кремнийорганическими эмалями;

• улучшение теплоотдачи и теплоотвода.

Это позволяет предложить рекомендации по регулированию комплекса электрофизических, тепло- и физико-механических параметров РКМ технологическими способами (таблица 1) [1].

Основные технологические приёмы изготовления электротехнических устройств из РКМ представлены на рисунке 1 [1–2].

Технология изготовления изделий из РКМ предусматривает наличие электроизоляционных материалов в виде эмалей, стеклонитей или слоя электроизоляционного бетона. Для электрической изоляции, защиты электронагревателей и резисторов от механических повреждений и атмосферного воздействия перспективным является использование золошлаковых отходов электростанций, что в свою очередь позволяет решить экологическую проблему в зоне работы электростанций и сельских котельных, работающих на твёрдом топливе.

Неоднородность структуры РКМ является причиной, обуславливающей электротепловой вид отказа композиционных изделий. В связи с этим выявление дефектов структуры может быть положено в основу прогнозирования надёжности работы изделий на стадии изготовления.

РЕЗИСТИВНЫЕ КОМПОЗИЦИОННЫЕ УСТРОЙСТВА Ингредиенты Технологии Типы композиций изготовления конструкций Формование электропроводные электроизоляционные Объёмные Напыление Кварцевый песок Пластинчатые Металлы и их оксиды Склеивание Периклаз (MgO);

Простые и сложные оксиды кальция, полупроводники цинка, титана и др;

Намотка Плёночные синтетические волокна;

препреги Дисперсные Вулканизация углеродные металлы Ленточные Связующие: цемент, изделий из резистивных композиционных материалов [1] Высокотемператур Углеродные волокна силикат натрия, маг незит с бишофитом, ная обработка ортофосфорная Волокнистые кислота, специальные Шунгиты, руды глины, полимеры, Ультразвуковая некоторых металлов эмали, клеи обработка Рисунок 1 – Целепоглощающая нижестоящая система технологии изготовления и их оксиды Таблица 1 – Технологические способы регулирования параметров резистивных композиционных материалов Технологический Ингредиенты композиции и особенности Улучшаемый параметр способ технологии Изменение проводящей Концентрация проводника, дисперсность Удельное сопротивление, электрическая фазы проводниковых частиц и их тип прочность, энергоёмкость, нелинейность проводника Изменение типа связки Тип цемента, жидкое стекло и растворы Пористость, водопоглощение, разрушающее щелочей, силикат глыба типы каучуков и напряжение при сжатии, стабильность удельного других полимеров сопротивления, температурный коэффициент сопротивления Введение наполнителей Кварцевый песок, оксид магния Теплопроводность, электрическая прочность, (периклаз), оксиды металлов, дисперсные энергоёмкость, разрушающее напряжение при металлы или полупроводники сжатии, температурный коэффициент сопротивления Формование смеси Вибрирование, динамическое или Удельное сопротивление, энергоёмкость, статическое прессование, электрическая прочность, разрушающее экструдирование напряжение при сжатии, пористость, нелинейность, температурный коэффициент сопротивления Формование при Сырая смесь, готовое изделие Удельное сопротивление, разрушающее действии постоянного напряжение при сжатии, пористость, или переменного нелинейность, температурный коэффициент напряжения: сопротивления Обработка поверхности Пропитка электроизоляционными Электрическая прочность, энергоёмкость, изделия жидкостями, кратковременный обжиг пористость, водопоглощение Изменение режима Воздушносухая, в среде насыщенного Удельное сопротивление, разрушающее гидротермальной пара, вулканизация напряжение при сжатии, энергоёмкость, обработки нелинейность, пористость, температурный коэффициент сопротивления Введение поверхностно- Удельное сопротивление, энергоёмкость, Поливинилацетатная эмульсия (ПBA), и активных веществ и эмульгатор, латекс с эмульгаторами электрическая прочность, водопоглощение, латексов разрушающее напряжение при сжатии, нелинейность, температурный коэффициент сопротивления В тепловых методах неразрушающего контроля используется тепловая энергия, распространяющаяся в изделии, например, при протекании электрического тока в электронагревателях. Основной характеристикой температурного поля, являющейся индикатором дефективности, служит величина локального перепада температуры. Топология поля и его величина в градусах являются функцией различных технологических факторов.

Определение температурного поля производится на специальных стендах, с применением различных типов тепловизоров. Наличие значительных локальных превышений температуры свидетельствует о технологических недоработках в изделиях из PКМ [2].

Важной особенностью объёмных резисторов цилиндрического и пластинчатого типов является их нагрев за время действия напряжения до 3,0 с и затем длительное остывание до температуры окружающего воздуха. Это позволяет использовать их в энергетических установках в качестве мощных баластных резисторов, шунтов высоковольтных воздушных выключателей, например, класса напряжений от 0,4 до 110 кВ, связанных с коммутациями в сельских линиях электропередачи, в высоковольтных выключателях, на установках поперечной и продольной ёмкостных компенсаций [2–4].

Повышение надёжности работы электротехнического оборудования электрических подстанций целесообразно обеспечивать заземлением нейтрали трансформаторов и автотрансформаторов. Ограничение токов однофазного короткого замыкания на электрических подстанциях обеспечивают частичным заземлением нейтрали трансформаторов через резисторную установку.

Увеличение до 2-х раз отключающей способности высоковольтных воздушных выключателей типа ВВН достигается установкой при модернизации шунтирующих бетэловых резисторов. Применение низкоомного резистора для шунтирования главных дугогасительных контактов выключателей позволяет снизить напряжение на главных контактах в несколько раз. Бетэловые резисторы успешно применяются в схемах высоковольтных генераторов импульсных напряжений и генераторов импульсных токов;

для заземления нейтрали электрических сетей, трансформаторов и автотрансформаторов [4].

Список литературы:

Резисторы в схемах электротеплоснабжения / С.В. Горелов [и др.];

под ред.

1.

В.П.Горелова, Н.В.Цугленка. – Новосибирск: Новосиб. гос. акад. вод. трансп, 2008. – 424 с.



Pages:   || 2 | 3 | 4 |
 





 
© 2013 www.libed.ru - «Бесплатная библиотека научно-практических конференций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.