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:     | 1 || 3 | 4 |

«СИСТЕМА ВЕКТОРНОГО УПРАВЛЕНИЯ ТЯГОВЫМ АСИНХРОННЫМ ЭЛЕКТРОПРИВОДОМ ТРОЛЛЕЙБУСА А.Л. Лесков Научный ...»

-- [ Страница 2 ] --

Горелов, В.П. Низкотемпературные нагреватели из композиционных материалов в 2.

промышленности и быту / В.П.Горелов. – М.: Энергоатомиздат, 1995. – 208 с.

Энергоснабжение стационарных и мобильных объектов: в 3 ч. Ч.1 / С.В. Горелов [и 3.

др.];

под ред. В.П.Горелова, Н.В.Цугленка. – Новосибирск: Новосиб. гос. акад. вод.

трансп, 2006. – 243 с.

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

4.

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

РАЦИОНАЛЬНЫЙ ВЫБОР ТИПА ЭЛЕКТРОПРИВОДА ДЛЯ ФЕРМЕРСКИХ ХОЗЯЙСТВ С ОДНОФАЗНОЙ ЛИНИЕЙ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ С.Ю. Еремочкин Научные руководители: Т.М. Халина, профессор АлтГТУ, М. И. Стальная, профессор АлтГТУ Алтайский государственный технический университет им. И.И.Ползунова, г. Барнаул, Россия temf@yandex.ru Огромная роль в покрытии дефицита продуктов питания в настоящее время отводится фермерским и индивидуальным хозяйствам.

Число фермерских хозяйств в стране быстро росло в первой половине 1990-х, а в настоящее время держится на уровне 260 тыс. Это соответствует 2 % сельского населения (с учетом семей фермеров – 5–7 %), их доля особенно велика в производстве зерна, гречихи и подсолнечника [1]. Вместе с тем следует учесть, что более половины продовольствия современной России, согласно статистике, производят индивидуальные хозяйства населения.

Развитие фермерских хозяйств предопределило разработку ряда новых электрифицированных машин для работы на мелкоконтурных участках, теплицах, садах и огородах: рыхлители ротационного типа, почвенные буры, культиваторы, сучкорезы, кормодробилки, электронасосы, индивидуальные доильные аппараты и т.п. Основным средством для приведения в движение почти всех машин является электродвигатель.

В фермерских хозяйствах целесообразно использовать асинхронные электродвигатели, при помощи которых приводятся в движение все стационарные производственные агрегаты, мобильные машины в растениеводстве, животноводстве, мукомольном производстве.

Выбор асинхронного электропривода предопределяется рядом преимуществ над приводом постоянного тока: высокая надежность, простота в эксплуатации;

высокое быстродействие;

возможность плавного регулирования скорости;

возможность использования в мукомольном производстве (отсутствие искрообразовании).

Существует два типа асинхронных двигателей – с фазным и короткозамкнутым ротор. Преимущественное применение асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором объясняется спецификой работы электроприводов в фермерском хозяйстве. Электродвигатели работают при неблагоприятных условиях окружающей среды: химически активной атмосфере животноводческих помещений, большой запыленности, зерноочистительно-сушильных комплексов, высокой влажности в кормоцехах, под открытым небом [2]. Многие двигатели имеют длительные перерывы в работе, используются сезонно, территориально разбросаны. Эти условия, осложняя эксплуатацию электроприводов требуют применения более прочного, надежного, простого оборудования, характерного для электроприводов с асинхронными двигателями с короткозамкнутым ротором.

Но, как известно асинхронные электродвигатели с короткозамкнутым ротором могут быть как однофазные, так и трехфазные. Был проведен сопоставительный анализ, в результате которого выявлен ряд преимуществ трехфазных асинхронных двигателей над однофазными. Прежде всего, это более низкая стоимость по сравнению с однофазными (рис. 1).

Рис. 1. Зависимость цены асинхронного двигателя от мощности На рисунке 1 показано: по оси абсцисс откладывается мощность однофазных и трехфазных электродвигателей в киловаттах, по оси ординат стоимость электродвигателей в рублях. Из рисунка 1 видно, что до мощности 2,2 кВт стоимость однофазного асинхронного двигателя в среднем на 28,75 % выше стоимости трехфазного, что показано на рис. 2.

Рис. 2. Процентное превышение стоимости однофазного двигателя над трехфазным На рис. 3 представлено сравнение весовых показателей однофазных и трехфазных асинхронных двигателей. Из рис. 3 видно, что асинхронные трехфазные электродвигатели легче однофазных.

Кроме того, при использовании однофазных асинхронных двигателей необходимо дополнительно применять бумажные конденсаторы, имеющие большие габаритные размеры и стоимость.

Рис. 3. Зависимость веса двигателя от мощности Анализ значений коэффициентов полезных действий сопоставляемых двигателей показал, что асинхронные трехфазные двигатели обладают более высоким КПД. Зависимости КПД от мощности для трехфазных и однофазных двигателей представлены на рис. 4.

Рис. 4. Зависимость КПД двигателей от мощности Таким образом, на основании вышеизложенного можно сделать вывод о том, что использование в отдаленных фермерских хозяйствах трехфазных короткозамкнутых асинхронных двигателей предпочтительнее по следующим причинам:

1) более высокой надежности;

2) простоте в обслуживании и низкой стоимости обслуживания;

3) меньших капитальных затрат;

4) меньших габаритных размеров и веса;

5) более высокий коэффициент полезного действия.

Список литературы:

Васин, Ф.И. Крестьянские (фермерские) хозяйства: правовой статус и учет [Электронный ресурс] / Ф.И. Васин, Е. И. Степаненко ;

– [Россия] : [б. и.], 2010. – с. 30.

– Режим доступа: http://www.cnshb.ru/cnshb/aris/fermer/dig/d_94.htm.

Дайнеко, В. А. Электрооборудование сельскохозяйственных предприятий [Текст]:

учебное пособие / В. А. Дайнеко. – М. : Новое знание, 2008. – 326 с.

Стоимость асинхронных трехфазных и однофазных электродвигателей – [Электронный ресурс] /:

[б. и.], 2010. – с. 6. – Режим доступа: http://www.energodrive.ru/electromotor.asp?id= РАЗРАБОТКА ИНЖЕНЕРНОЙ МЕТОДИКИ ОЦЕНКИ ПОМЕХОЗАЩИЩЕННОСТИ ОТ ВНУТРЕННИХ ПОМЕХ КОНТРОЛЬНЫХ КАБЕЛЕЙ И.Б. Султанкеримова Научный руководитель: С.Н. Шуликин, ст. преподаватель ЭНИН ТПУ Национальный исследовательский Томский политехнический университет, г. Томск, Россия hupy@tpu.ru Вопросы помехозащищенности и электромагнитной совместимости являются насущно актуальными на сегодняшний день. Большое количество задач решено с точки зрения повышения помехозощищенности от внешних помех, но источником помех служат так же сами ТПЖ кабелей. В свете чего данная работа обладает новизной.

С целью создания универсальной инженерной методики определения помехозащищенности, выполнен анализ существующих современных конструкций контрольных кабелей и произведена унификация: выделение четырех основных конструкций с точки зрения экранирующей способности (кабель без экрана, с общим экраном, с экраном по каждой жиле, с общим экраном и экраном по каждой жиле). Все остальные конструкции можно с достаточной точностью считать частным случаем одной из унифицированных.

Изученные вопросы теории экранирования, материалов из которых изготавливаются экраны для защиты от магнитных и (или) электрических полей, оценки помех от внутреннего взаимного влияния, позволяют утверждать, что электромагнитный тип экранирования обладает наибольшей экранирующей способностью при высоких частотах 104-109 Гц [1], поэтому рассматривается в работе как основной (единственный) способ экранирования.

В качестве критерия для оценки помехозащищенности принят коэффициент затухания, т.к. используемые для оценки действия экрана коэффициент экранирования S и затухание экранирования A, являются менее информативными, позволяют оценивать лишь отношение напряженности поля в какой-либо точке пространства при наличии экрана к напряженности поля в той же точке без экрана. Коэффициент затухания позволяет комплексно оценить потери мощности в кабельной линии [2].

Для ряда унифицированных конструкций контрольных кабелей выполнена оценка помехозащищенности и построена калибровочная кривая (рис. 1), анализ которой позволяет утверждать:

а) введение общего экрана приводит к незначительному уменьшению коэффициента затухания 5–14 %, но данный тип экранирования защищает кабель также еще и от внешних помех которые еще не учитывались в расчете, поэтому нельзя делать вывод о нецелесообразности или малой эффективности данных экранов.

б) введение экрана по каждой жиле позволяет уменьшить потери на более значительную величину 25–35 %. Это объясняется уменьшением внутреннего взаимного влияния жил кабеля. В результате этого уменьшается интенсивность электромагнитного поля внутри кабеля.

в) полученные коэффициенты затухания малы ((0.54.4)·10-3 дБ/м), по причине незначительной длины кабельной линии (L = 1м). С увеличением длины кабельной линии, значение коэффициента затухания значительно увеличиваться.

Рис. 1. Калибровочная кривая: 1 – КК без экрана;

2 – с общим экраном;

3 – с экраном по каждой жиле;

4 – с общим экраном и по каждой жиле.

На основании полученных данных для определения коэффициента затухания предложена новая инженерная методика, соединяющая в себе модельное определение параметров кабеля (R,L,C), исключая эмпирические расчетные формулы c множеством экспериментально определяемых коэффициентов, и не трудоемкий расчет параметров кабельной линии (Zв, ).

Разработанная инженерная методика представлена в виде четкой последовательности необходимых действий (алгоритма) для определения оптимальной конструкции контрольного кабеля для заданного уровня помехозащищенности для заданных технических данных с заданной точностью (рис. 2). Что определяет ею простоту использования и не трудоемкость.

По известной конструкции кабеля первоначально производится определение коэффициента затухания по оценочной кривой (рис. 1). Далее рассматривается условие, если значение коэффициента затухания соответствует техническому заданию для данной конструкции кабеля, то конструкция считается оптимальной с заданной точностью для заданных условий, если нет, то необходимо выполнить уточняющий расчет коэффициента затухания и скорректировать выбор конструкции.

Для уточненного расчета необходимо определить параметры кабеля, которые определяются не эмпирическими формулами, а с помощью модели построенной в программном пакете ELCUT. С этой целью строим геометрическую модель исследуемого кабеля и вводим входные данные, которыми являются: свойства материалов (справочные данные), напряжение, ток, частота сигнала.

Рис. 2. Алгоритм выбора конструкции контрольного кабеля с оптимальной степенью защищенности.

Далее переходим к непосредственному определению параметров кабеля, для чего решаем следующие задачи:

1) В разделе электростатики определяем емкость С. Для этого необходимо задать величину напряжения и диэлектрическую проницаемость полимерных материалов конструкции.

2) В разделе магнитного поля переменных токов определяем активное сопротивление R и индуктивность L. Входными параметрами при этом являются: частота, ток, свойства материалов (электропроводность, магнитная проницаемость).

Используя полученные значения параметров кабеля, рассчитываем параметры кабельной линии:

L волновое сопротивление Z В = (Ом);

C скорость распространения сигнала = ( м / с) ;

LC фазовый коэффициент = L C ( рад / м) ;

проводимость G = C tg (См / м);

После чего рассчитывается коэффициент затухания.

RСG L = + (дБ / м) 2 L2C По известной величине коэффициента затухания корректируется конструкция кабеля.

Таблица 1 Сравнение параметров контрольного кабеля.

Параметры Параметры кабеля Параметры кабельной линии R, Ом L, Гн C, Ф,дБ/м,рад/м ZВ,Ом G,Cм/м Способы определения Расчетное значение 0,03·10-3 5,1·10-7 0,13·10-9 1,77·10-6 5,1·10-5 5·10- 0,03·10-3 4,8·10-7 0,11·10-9 1,39·10-6 3,8·10-5 3,4·10- Цифровой измеритель Е7- 0,03·10-3 5,8·10-7 0,16·10-9 2,07·10-6 6,1·10-5 6,03·10- Программное обеспечение Еlcut Подтверждение адекватности полученных значений, смоделированных и рассчитанных в программной среде ELCUT выполнено сравнением параметров, определенных модельным, экспериментальным (непосредственное измерение данных величин) и расчетным традиционным способом (табл. 1). Расхождение определенных параметров составляет 10-13%, что является приемлемым для инженерных методик.

Список литературы:

Гефле О. С. Кабели связи. Электрические кабели связи. Учебное пособие. – Томск:

1.

ТПУ, 1999 – 160 с.

Электромагнитная совместимость радиоэлектронных средств и непреднамеренные 2.

помехи. Вып. 2. Внутрисистемные помехи и методы их уменьшения: Сокр. пер. с англ./Под ред. А. И. Сапгира. – М.: Советское радио, 1978 – 272 с.

ИССЛЕДОВАНИЕ ЭЛЕКТРОПРИВОДА ЛАБОРАТОРНОГО ВИСКОЗИМЕТРА Е.С. Черепанова Научный руководитель: А.В. Глазачев, доцент ЭНИН ТПУ Национальный исследовательский Томский политехнический университет, г. Томск, Россия elenka177@mail2000.ru Изучение реологических свойств нефти является важной практической задачей сегодняшнего дня. Вязкость является важнейшей физической величиной, характеризующей эксплуатационные свойства нефти и нефтепродуктов. По значению вязкости судят о возможности перекачивания нефтепродуктов при транспортировке нефти по трубопроводам. Для изучения реологических свойств жидкости в лабораторных условиях используются капиллярные и ротационные вискозиметры [1]. Лабораторный вискозиметр ротационного типа предназначен для снятия кривых течения высокопарафинистых нефтей, хотя может быть использован для снятия кривых течения различных жидкостей. В ротационных вискозиметрах используют метод крутящего момента. Измеряемый крутящий момент или момент сопротивления, передаваемый анализируемой жидкостью чувствительному элементу прибора и являющийся функцией вязкости жидкости.

На рис. 1 представлена кинематическая схема электропривода вискозиметра. В качестве исполнительного двигателя в электроприводе применяется синхронный реактивный двигатель (СРД) СОЛ-1.

M М ЭМ, ДВ P М КР, ИЗ d H h D Рис. 1. Кинематическая схема электропривода вискозиметра:М – двигатель;

Р – редуктор;

ИЗ – измерительный зонд Работа синхронных реактивных двигателей в общем случае сопровождается электромеханическими переходными процессами, которые являются весьма сложными и их математическое описание не представляется возможным без применения целого ряда допущений [2]. Так как СРД можно представить в частном случае явнополюсной синхронной машиной, то здесь становятся применимы методы исследования синхронных машин и общепринятые допущения: отсутствие насыщения магнитной цепи;

отсутствие гистерезиса, потерь в стали и механических потерь;

полная симметрия всех обмоток СРД;

напряжение сети синусоидально и сеть обладает бесконечно большой мощностью и др.

Процессы, происходящие в СРД могут быть представлены в виде уравнений равновесия напряжений обмоток статора и ротора, а также уравнением движения ротора. При исследовании электромеханических переходных процессов СРД возможны различные формы записи полной системы дифференциальных уравнений, описывающих работу СРД. Наиболее распространенной является система координат d, q, 0 жестко связанная с ротором. Положительное направление продольной оси ротора d совпадает с осью полюса ротора, а ось q опережает ось d на 90 электрических градусов (рис. 2).

a d b c q Рис. 2. Схема синхронной явнополюсной машины Модель СРД в виде системы дифференциальных уравнений имеет вид:

ud = p d + rid q ;

uq = p q + riq + d ;

d = xd ( p )id ;

q = xq ( p )iq ;

( ) J p = q id d iq M c, где d, q – потокосцепления статора по продольной и поперечной осям;

id, iq – токи статора по продольной и поперечной осям;

ud, uq – составляющие напряжения по продольной и поперечной осям;

r – активное сопротивление обмотки статора;

xd ( p ), xq ( p ) – операторные реактивные сопротивления по продольной и поперечной осям ротора;

J,, M c – момент инерции, частота вращения и момент нагрузки.

Исследования проводились с помощью имитационного моделирования в программной среде MATLAB Simulink. Имитационная модель синхронного электропривода вискозиметра представлена на рис. 3. Результаты моделирования представлены на рис. 4, 5.

Рис. 4. Имитационная модель синхронного электропривода вискозиметра со скалярным управлением Рис. 4. Переходный процесс скорости Рис. 5. Переходный процесс электромагнитного момента Для определения вязкости нефти необходимо построить кривые течения, т.е. зависимость напряжения сдвига от скорости сдвига. Кривые течения нефти при пуске и торможении электропривода представлены на рис.6.

Рис.6 Кривые течения нефти при пуске и торможении Список литературы:

1. Неньютоновские жидкости;

Гидромеханика, перемешивание и теплообмен: пер. с англ.

/ У. Л. Уилкинсон. – М.: Мир, 1964. – 216 с.: ил.

2. Шпаков В. И. Синхронные реактивные двигатели с улучшенными энергетическими и массо-габаритными показателями: диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук: Спец. 05.09.01. / Томский политехнический институт;

Науч. рук. Е.

В. Кононенко. – Томск, 1988. – 270 л.

3. Кононенко Е. В. Синхронные реактивные машины. – М.: «Энергия», 1970. – 208 с.

ОПТИМИЗАЦИЯ КОМПЕНСАЦИИ РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТИ В ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЯХ ПРОМЫШЛЕННЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ Р.В. Беляевский, Н.В. Пономарев Научный руководитель: В.М. Ефременко, к.т.н., с.н.с., зав. каф. ЭГПП КузГТУ Кузбасский государственный технический университет, г. Кемерово, Россия belaevsky@mail.ru Проблемы энергосбережения на промышленных предприятиях приобретают в настоящее время все более важное значение. На решение проблем энергосбережения направлены многочисленные обращения и указы Президента РФ, постановления Правительства РФ, в том числе Федеральный закон от 23.11.2009 № 261-ФЗ «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности…» [1]. В связи с этим актуальной задачей является снижение потерь электроэнергии в промышленных электрических сетях. Снижение потерь электроэнергии в электрических сетях позволит не только в значительной степени реализовать потенциал энергосбережения, имеющийся на промышленных предприятиях, но и обеспечит существенную экономию энергетических ресурсов за счет сокращения объемов непроизводительного расхода электроэнергии.

Значительная часть потерь электроэнергии в промышленных сетях обусловлена перетоками реактивной мощности. Это связано с тем, что на промышленных предприятиях большинство электроприемников являются потребителями реактивной мощности, к основным из которых относятся асинхронные двигатели, силовые трансформаторы, преобразовательные установки и др. Вместе с тем, наличие значительных перетоков реактивной мощности в электрических сетях не только увеличивает потери электроэнергии, но и снижает пропускную способность электрических сетей, а также оказывает влияние на режимы напряжения [2].

Для снижения перетоков реактивной мощности в промышленных электрических сетях должна осуществляться компенсация реактивной мощности. Технические мероприятия по компенсации реактивной мощности заключаются в установке компенсирующих устройств в соответствующих точках системы электроснабжения промышленного предприятия. Наибольшее распространение в качестве компенсирующих устройств в промышленных электрических сетях получили конденсаторные установки. С помощью конденсаторных установок на промышленных предприятиях могут осуществляться следующие способы компенсации реактивной мощности:

централизованная, групповая, индивидуальная, комбинированная [3]. Каждый из перечисленных способов компенсации имеет свои преимущества и недостатки. Поэтому выбор мест установки компенсирующих устройств в общем случае является оптимизационной задачей, т. е. необходимо выбрать такой вариант, который обеспечивает максимальный экономический эффект при соблюдении всех технических условий нормальной работы электрических сетей и электрооборудования.

С этой целью была рассмотрена система электроснабжения цехов крупного промышленного предприятия (рис. 1). Для данных цехов характерна большая постоянная двигательная нагрузка, присутствуют как высоковольтные, так и низковольтные асинхронные двигатели, поэтому потребление реактивной мощности по цехам довольно значительное.

  Рис. 1. Система электроснабжения цехов промышленного предприятия Для выбора оптимального способа компенсации реактивной мощности в представленной электрической сети были рассмотрены несколько возможных видов компенсации. В качестве критериев оптимизации были выбраны минимум потерь электроэнергии и минимум суммарных приведенных затрат.

Для расчета потерь электроэнергии и последующего определения оптимального способа компенсации реактивной мощности нами была разработана программа «Расчет потерь электроэнергии v1.0». Данная программа позволяет осуществлять расчет потерь мощности и электроэнергии в элементах электрической сети (в линиях электропередачи, силовых трансформаторах, конденсаторных установках), построение графика зависимости потерь электроэнергии от времени W = f(T), гистограммы потерь электроэнергии для визуализации результата, а также определять оптимальный способ компенсации реактивной мощности, исходя из величины потерь электроэнергии в электрической сети.

Проведенные расчеты показали, что наиболее оптимальным способом компенсации реактивной мощности для рассматриваемой электрической сети является индивидуальная компенсация, т. к. в этом случае обеспечивается минимум потерь электроэнергии. Расчет суммарных приведенных затрат также показал, что индивидуальный способ компенсации является наиболее оптимальным. Наибольшие потери электроэнергии в электрической сети имеют место при отсутствии компенсации реактивной мощности, а также в случае централизованной компенсации (рис. 2).

  Рис. 2. Потери электроэнергии в электрической сети при различных способах компенсации реактивной мощности Таким образом, оптимизация процесса компенсации реактивной мощности в промышленных электрических сетях является важной практической задачей.

Оптимизация компенсации реактивной мощности позволит максимально снизить потери электроэнергии в электрических сетях, обусловленные перетоками реактивной мощности, увеличить пропускную способность электрических сетей и будет способствовать реализации на промышленных предприятиях потенциала энергосбережения.

Список литературы:

1. Российская Федерация. Законы. Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации [Текст]: федер. закон: [принят Гос. Думой 11 ноября 2009 г.: одобр. Советом Федерации 18 ноября 2009 г.]. – (Актуальный закон).

2. Ефременко В.М., Беляевский Р.В. О влиянии перетоков реактивной мощности на параметры систем электроснабжения промышленных предприятий // Вестн.

Кузбасского гос. тех. унив. – 2011. – № 3. – С. 60–63.

3. Константинов Б.А., Зайцев Г.З. Компенсация реактивной мощности. – Л.: Энергия, 1976. – 104 с.

ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНЫЕ СИСТЕМЫ НА ОСНОВЕ МНОГОЭЛЕКТРОДНЫХ КОМПОЗИЦИОННЫХ ЭЛЕКТРООБОГРЕВАТЕЛЕЙ А.Б. Дорош, А.В. Жуйков Научные руководители: Т.М. Халина, д.т.н., профессор АлтГТУ, М.В. Халин, д.т.н., профессор АлтГТУ Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова, г. Барнаул, Россия temf@yandex.ru Одним из основных направлений инновационного развития экономики является создание энергоэффективных электротехнологий, обеспеспечивающих значительный экономический эффект. Исключительную значимость для повышения энергоэффективности потребления электроэнергии приобретают разработка и внедрение современных систем, обеспечивающих высокотехнологический поверхностно-распределенный обогрев, в энергетике, промышленности, сельском и жилищно-коммунальном хозяйстве.

Предлагаемые системы обогрева на основе наноструктурных многоэлектродных композиционных электрообогревателей (МКЭ) обеспечивают снижение энергоматериальных затрат, экологическую безопасность, повышают сохранность и качество сельскохозяйственной продукции, что предопределяет их широкое использование в хозяйствах Сибири (табл. 1) [1, 2]:

МКЭ, входящие в системы обогрева, должны соответствовать следующим требованиям:

• техническим условиям ТУ 3468-007-02067824-2003 с изм. №1 и ГОСТ Р 52161.1;

• классу защиты от поражения электрическим током - II по ГОСТ Р 52161.1;

• степени защиты поверхности - IР27 по ГОСТ 14254.

• МКЭ предназначены для работы в отапливаемых и неотапливаемых помещениях или внутри комплектных изделий, а так же во влажных и агрессивных кислотно-щелочных средах по ГОСТ 21126-75 при условиях:

• температура окружающей среды - от -40 до +25°С;

• относительная влажность воздуха - 100% при 20°С;

• температура на поверхности - от +10°С до +80°С ± 5%;

• водородный показатель pH - от 0 до 12,5.

МКЭ должны соответствовать следующим электрическим параметрам:

• удельная мощность, не более, Вт/м2 - 1200;

• номинальное напряжение в зависимости от модификации, В – 24, 36, 220, 380 ± 20 %;

• отклонение потребляемой мощности от номинальной, не более ± 5 %.

Многоэлектродные композиционные электрообогреватели представляют собой сложную систему, преобразующую электрическую энергию в тепловую и обеспечивающую заданную температуру на поверхности электрообогревателя.

Таблица Характеристики используемых МКЭ Ток утечки, не более, А Тип Длина х Наработка на отказ, не ляции, не менее МОм Температура на повер Тангенс угла диэлек Сопротивление изо изоляционного слоя МКЭ ширина х трических потерь Диэлектрическая проницаемость напряжение, В хности при t +18°C мощность, Вт Номинальное Приоритет Номинальная толщина, мм при f=1кГц Тип системы менее, ч Длина х электро внутрен обогрева ний диаметр х толщина, мм 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 МКЭ 1.Системы 570х400х10± 3036 Патент РФ № (1,41,6)10- напольного -1/2 5% ±5% 220±10% 2,0+3, 25·10- обогрева МКЭ 900х600х10± 3036 молодняка -1/5 5% ±5% животных и птицы МКЭ 2.Система 1500х1000х1 4060 Патент РФ № (1,41,6)10- обогрева -1/4 0±5% ±5% 220±10% 2,0+3, 25·10- бытовых МКЭ 900х600х10± 4060 помещений, -1/5 5% ±5% грунта теплиц МКЭ 3.Система 200х135х10± 3060 обогрева -1/1 5% ±5% индукционны (1,41,6)10- № Патент РФ х счетчиков в 220±10% 2,0+3, 25·10- щитах учета электроэнер гии и оборудования телекоммуни каций МКЭ 4.Система 200х135х10± 3040 2284541 № Патенты РФ № аппаратного -1/1 5% ±5% (1,41,6)10- подогрева 220±10% 2,0+3, 25·10- зерна в зерноперера батывающей промышлен ности МКЭ 5.Система 300х250х12± 7080 Патенты РФ № шнекового -2 5% ±5% подогрева МКЭ 200х135х10± 3060 380/220±10% (1,41,6)10- № зерна -1/1 5% ±5% 2,0+3, 75·10- 1 2 3 4 5 6 8 9 10 11 МКЭ 6.Система 200х135х10± 3040 Патент РФ № обогрева -1/1 5% ±5% сливов (1,41,6)10- 220±10% 2,0+3, кровель 25·10- зданий и сооружений (антиобледен ительная система) В качестве примера рассмотрим определение параметров системы напольного обогрева молодняка животных и птицы.

Уравнение теплового баланса композиционного электрообогревателя с учетом теплоотдачи обогреваемого пола Q может быть представлено в следующем виде [2,3]:

t t Q = пв (t п t в ) + э осн Fп = P = U 2 K э, (1) R низ где пв - коэффициент теплоотдачи поверхности обогреваемого пола в воздух, Вт/(м2·°C);

FП - площадь обогреваемых участков пола, м2;

tП - температура поверхности пола,°C;

tВ- температура воздуха помещения,°C;

tЭ- температура композиционного электрообогревателя, °C;

tОСН- температура основания пола, °C;

RНИЗ - сопротивление теплоотдач слоев конструкции, лежащих ниже МКЭ:

R НИЗ = 1, НИЗ где НИЗ - сумма коэффициентов теплоотдачи слоев конструкции основания пола, Вт/(м2·°C);

- удельная проводимость композиционного материала, См/м;

Р - активная мощность, Вт;

K э - коэффициент электропроводности МКЭ, имеющий размерность длины, при этом K э = Gэ /, где Gэ - электрическая проводимость МКЭ, определяемая точными и приближенными методами.

Для того, чтобы выполнить расчет этих параметров применительно к системе электродов, расположенных в электропроводном композиционном материале(КМ), рассмотрим систему локального поверхностно распределенного обогрева (рис. 1).

Решение задачи выполнено методом непосредственного определения напряженности электрического поля в сочетании с методом конформных преобразований. Этот метод основан на введении вспомогательной функции (x,y), выражающей величину угла, образуемого вектором напряженности плоскопараллельного поля в какой-либо точке рассматриваемой области с одной из осей декартовой системы координат. Функция является гармонической, удовлетворяющей двухмерному уравнению Лапласа и граничным условиям первого рода.

L 4 t 2h L H B d a 2l d Рис.1. Система локального поверхностно-распределенного электрообогрева, где 1 электрообогреватель МКЭ;

2 - изоляционный слой;

3 - электропроводящий слой;

4 электроды;

5 - токоподводы;

6 - деревянное покрытие;

7 - основание пола;

8 - заземляющая металлическая сетка;

B, L, H, h,, d1, d2, t, а - геометрические размеры МКЭ Определение электрофизических характеристик МКЭ в соответствии с требованиями температурно-влажностного режима при локальном обогреве в свинарниках-маточниках должно быть непосредственно связано с расчетом конструктивных параметров электрообогревателя и условиями теплопередачи, при этом электрообогреватель должен обеспечивать саморегулирование мощности для наиболее энергоэффективного способа обогрева.

Приближенное решение удельной проводимости КМ находится из уравнения [4]:

t э t осн пв (t п t в ) + hL =.

F U l(1 + a/l 0,88h/l ) (2) R низ Зная значение удельной проводимости МКЭ, осуществляют направленный выбор состава композиции и технологического регламента изготовления композиционного материала, обеспечивая наиболее энергоэффективный режим работы МКЭ и системы обогрева в целом.

Эффективность предлагаемых технологий определяется:

• получением аналитических зависимостей их электро-, теплофизических характеристик от конструктивных параметров, которые использованы при создании новой научно-методической и проектно-конструкторской документации на энергоэффективные системы обогрева;

• разработкой энергоэффективных, безопасных, экологически чистых технологии локального поверхностно-распределенного электрообогрева, реализованных на основе НТМКЭ из бутилкаучука со самостабилизацией и саморегулированием температуры на поверхности, отвечающих требованиям сельскохозяйственного производства;

• предложением научно-методических и проектно-технологических рекомендации, положенных в основу проектирования и создания энергоэффективных технических средств с положительным или отрицательным температурным коэффициентом, что позволяет обеспечить работу НТМКЭ по заранее заданным режимам в зависимости от условий теплоотдачи и снизить расход электроэнергии на местный обогрев молодняка животных;

• созданием надежной системы напольного обогрева для молодняка животных (наработка на отказ - не менее 50 тыс. часов), экологически безопасной, позволяющей снизить энергоматериальные затраты по сравнению с традиционными вариантами обогрева от 20 до 35 %.

Рекомендуемые области применения МКЭ приведены в (табл. 2).

Таблица Область применения Объект подогрева Животноводство Молодняк птицы, молодняк животных, места доращивания поросят Растениеводство Рассада в теплицах, в домашних условиях, на открытом грунте Профессиональная Индукционные электросчетчики, локальный обогрев мест в сфера коммерческих киосках, бытовые помещения, устройства и установки электронной связи, локальный обогрев мест в передвижных мастерских и лабораториях Жилищно- Обогрев ступеней и крылец социальных учреждений, частных и коммунальная сфера многоквартирных домов в зимний, осенний, весенний периоды (предотвращение образования наледи), обогрев карнизов и водостоков (предотвращение образования ледяных навесов) Быт Сушка обуви, продуктов, пол в сан.узлах Медицина Пеленальные столики, хирургические столы, в процедурных кабинетах Список литературы:

Dorosh, А.В.. The electric heating system with multielectrode composite electric heaters used 1.

for electricity supply meters in the count panels at the enterprises of agro - industrial complex.

/ A.B. Dorosh, T.M. Khalina, M.V. Khalin, E.l.Vostrikov, G.A. Litvinenko // TPE-08 4rd International Conference on Technical and Physical Problems in Power Engineering, Pitesti, Romania, 2008. - P. 6-11.

Халина Т. М., Халин М. В., Дорош А. Б., Строков М. Н., Востриков Е. И., Зыбцев М.

2.

Ю. Разработка проектно-конструкторской документации для создания устройств и установок на основе многоэлектродных композиционных электрообогревателей:

Научно-технический отчет/ ЭнергоЭффектТехнология - ГР № 0120080719, - ГК № 5922р/6815. - Барнаул, 2009. - 178 с.

Халина, T.M. Теоретический анализ и расчет электрической проводимости 3.

многоэлектродных низкотемпературных композиционных электрообогревателей / Т.М.

Халина // Электротехника. - 2001. - №8. - С. 57-62.

Марсов, В.Ю. Технологии и технические средства электрообогрева на основе 4.

композиционных электрообогревателей в животноводстве: дис... канд. техн. наук / В.Ю. Марсов.-Барнаул, 2006. - 137 с.

ЭКОНОМИЧЕСКИЕ И ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ УТИЛИЗАЦИИ ПОПУТНОГО НЕФТЯНОГО ГАЗА Н.С. Белинская Научный руководитель: О.Ю. Корнева, доцент ИЭФ ТПУ Национальный исследовательский Томский политехнический университет г. Томск, Россия ns_belinskaya@sibmail.com Модернизация сырьевых и перерабатывающих производств, а так же снижение энергоемкости производства и повышение его экологичности являются приоритетными задачами развития российского топливно энергетического комплекса. Решение данных задач может быть осуществлено путем эффективной утилизации попутного нефтяного газа.

Согласно Энергетической стратегии России на период до 2020 года одной из основных задач для достижения целей развития нефтяного комплекса является комплексное извлечение и использование всех ценных попутных и растворенных в нефти компонентов, то есть комплексная переработка попутного газа и увеличение степени его использования [1].

В апреле 2007 г. в послании Президента Федеральному Собранию РФ, Владимир Путин уделил отдельное внимание использованию попутного газа, отметив, что «сегодня в России на нефтяных промыслах сжигается, по самым минимальным оценкам, более 20 млрд м3 попутного газа в год. Такое расточительство недопустимо».

Таблица 1. Уровень использования нефтяного (попутного) газа, в % от общих ресурсов нефтяного (попутного) газа [2] 2005 2006 2007 2008 2009 76 77 73 77 79 Как видно из табл. 1 уровень использования попутного газа увеличился на 6 % с 2005 до 2010 года до 82 %. Однако, данный показатель значительно ниже, чем аналогичный для развитых стран, где уровень использования попутного нефтяного газа составляет 95–97 % [3].

Рис. 1. Использование попутного нефтяного газа В России сегодня существует 1200 нефтегазоконденсатных месторождений, на которых добывается 55 млрд м попутного нефтяного газа (ПНГ). При этом 47 % (26 млрд м3) добываемого ПНГ списывается на технологические потери или используется на нужды промыслов, 26 % (14 млрд м3) сжигается в факелах и только 27 % (15 млрд м3) направляется на переработку на газоперерабатывающие заводы (рис. 1). Таким образом, коэффициент утилизации газа составляет 82 %, если основываться на данных о технологических потерях и расходах на собственные нужды [4].

Сжигание ПНГ приводит к значительным выбросам твердых загрязняющих веществ и ухудшению экологической обстановки в нефтепромысловых районах. По оценкам Минпромэнерго в 2008 году в атмосферу в нефтедобывающих регионах было выброшено 321,8 тыс. тонн загрязняющих веществ (около 12 % общего объема выбросов в России). По данным общественной организации «Экологической движение конкретных дел», в 2008 году объем загрязнения атмосферы при сжигании ПНГ составил 12 % от общего объема выбросов вредных веществ в стране.

В результате сжигания ПНГ в факелах оказывается существенное воздействие на климат. При «технологических потерях» и сжигании ПНГ в атмосферу выбрасывается диоксид углерода и активная сажа. В результате горения газа в факелах в России ежегодно образуется почти 100 млн. тонн выбросов СО2 (при условии эффективного сжигания всего объема газа). Однако российские факелы известны своей неэффективностью, т. е. газ в них сжигается не полностью. Соответственно, в атмосферу выделяется метан, гораздо более активный парниковый газ, чем СО2. Объем выбросов сажи оценивается приблизительно в 0,5 млн. тонн в год.

Сжигание ПНГ сопровождается тепловым загрязнением окружающей среды: вокруг факела радиус разрушения почв колеблется в пределах 10 – метров, растительности – от 50 до 150 метров. При этом в атмосферу поступают как продукты сгорания ПНГ, в том числе окись азота, сернистый ангидрид, окись углерода, так и различные несгоревшие углеводороды. Существенные концентрации окислов азота и серы фиксируются на расстоянии 1–3 км от факела, сероводорода – 5–10 км, а окиси углерода и аммиака – до 15 км. Это приводит к увеличению заболеваемости местного населения раком легких, бронхов, к поражениям печени и желудочно-кишечного тракта, нервной системы, зрения [5].

По расчетам Министерства природных ресурсов, из-за сжигания НПГ Россия ежегодно теряет около 139,2 млрд рублей (консолидированная стоимость жидких углеводородов, пропана, бутана и сухого газа, производимых при переработке попутного газа), хотя суммарный эффект от переработки НПГ в стране мог бы составить 362 млрд рублей в год [6].

По подсчетам Минпромэнерго, из-за недостаточной степени переработки НПГ бюджет ежегодно теряет около $13 млрд. Только в одном Ханты мансийском автономном округе, по данным администрации округа, ежегодно сгорает в факелах до 7,6 млрд м3 попутного газа, что сравнимо с уничтожением 6,5 млн. тонн нефти.

Согласно результатам исследования, профинансированного Всемирным банком, при уровне цен 2008 г. около трети сжигаемого в факелах российского НПГ можно было бы полезно использовать, что привело бы к дополнительным ежегодным доходам страны в размере 2,3 млрд долл., и позволило бы сократить выбросы СО2 более чем на 30 млн. т/год [5].

Приоритетным направлением модернизации нефтяной отрасли является увеличение энергоэффективности использования невозобновляемых природных ресурсов, а именно увеличение степени использования попутного нефтяного газа. Для этого необходимо создавать производственную и технологическую инфраструктуру на месторождениях.

Существует два основных способа утилизации НПГ: энергетическое и нефтехимическое. Энергетическое направление доминирует, потому что энергетическое производство имеет практически неограниченный рынок.

Попутный нефтяной газ – топливо высококалорийное и экологически чистое.

Учитывая высокую энергоемкость нефтедобычи, во всём мире существует практика его использования для выработки электроэнергии для промысловых нужд. При постоянно растущих тарифах на электроэнергию и их доли в себестоимости продукции, использование ПНГ для выработки электроэнергии можно считать экономически вполне оправданным [3].

Наиболее эффективный способ утилизации попутного нефтяного газа – его переработка на газоперерабатывающих заводах с получением сухого отбензиненного газа (СОГ), широкой фракции легких углеводородов (ШФЛУ), сжиженных газов (СУГ) и стабильного газового бензина (СГБ). ШФЛУ является сырьём для производства целого спектра продуктов нефтехимии;

каучуков, пластмасс, компонентов высокооктановых бензинов [5].

При исследовании степени использования попутного нефтяного газа, выявлено, что данный невозобновляемый природный ресурс используется не рационально с экономической точки зрения. Так же показан масштаб финансовых потерь от бесцельного сжигания нефтяного газа. Определены основные способы эффективного использования попутного газа, в частности использование попутного нефтяного газа на энергетические нужды промыслов для повышения энергоэффективности, экологичности и снижения себестоимости добычи нефти.

Список литературы:

1. Энергетическая стратегия России на период до 2020 года. Утверждена распоряжением Правительства Российской Федерации № 1234-р от 28 августа 2003 года 6 октября 2. Официальный сайт Федеральной службы государственной статистики РФ [Электронный ресурс] – URL: http://www.gks.ru 3. Попутный нефтяной газ (ПНГ). Способы утилизации ПНГ. [Электронный ресурс] – URL: http://www.europagaz.ru/biblioteka/poputnyj-neftjanoj-gaz.html 4. Утилизация попутного нефтяного газа в России. [Электронный ресурс] – URL:

http://www.nwgazprom.ru/utilgaz.html 5. А. Ю. Книжников, Н. Н. Пусенкова. Проблемы и перспективы использования попутного нефтяного газа в России. Ежегодный обзор проблемы в рамках проекта «Экология и Энергетика Международный контекст». Москва, 6. Профиль, №6 (562) от 18.02. ИМПУЛЬСНО-ДУГОВАЯ СВАРКА НА ПРЯМОЙ ПОЛЯРНОСТИ КОРОТКОЙ ДУГОЙ А.Ф. Князьков, Ю.В. Сотокина Юргинский технологический институт (филиал) Национального Исследовательского Томского политехнического университета г. Юрга, Россия Juliazem@bk.ru Сварка на прямой полярности плавящимся электродом практически не применяется в современной промышленности из-за неудовлетворительных технологических свойств сварочной дуги. Дуга горит неустойчиво, что приводит к повышенному разбрызгиванию металла и неудовлетворительному формированию шва в диапазоне часто используемых токов дуги 200–300 А.

Однако эффект блуждания и перемещения катодного пятна на боковую поверхность имеет и положительный момент: тепловой поток из дуги в электрод как бы раздваивается. Часть тепла дуги передается электроду через каплю, остальная часть – через боковую поверхность.

Причиной пространственной неустойчивости дуги является изменение катодного падения напряжения, вызванного неоднородностью поверхности электрода [1]. На высоких сварочных токах (Iсв свыше 400 А) дуга становится устойчивой. Однако такие режимы не применяются для сварки в положениях, отличных от нижнего и изделий малых толщин.

Тем не менее у данного способа сварки имеется немаловажное преимущество – расход потребляемой электроэнергии уменьшается в 1,5 раза [2], расплавление электродного металла увеличивается в 1,6–1,8 раз [3].

Поэтому данный способ сварки представляет интерес для изучения с целью разработки новых технологий, при которых процесс шел бы устойчиво, с минимальным разбрызгиванием электродного металла.

Технология управления переходом электродного металла в сварочную ванну при импульсном питании дуги разработана давно и применяется в основном для сварки на обратной полярности [4].

Задачей настоящей работы является выявить возможность использования импульсно-дуговой сварки на прямой полярности с управляемым механизмом коротких замыканий.

Для решения поставленной задачи сравнивали три различных метода образования коротких замыканий: при автоматической сварке на обратной полярности с переходом электродного металла во время коротких замыканий, обеспечиваемых параметрически;

при автоматической сварке на обратной полярности с управляемым механизмом коротких замыканий и при автоматической сварке на прямой полярности с управляемым механизмом коротких замыканий.

На рис. 1 приведена осциллограмма тока и напряжения сварочного цикла с управляемым механизмом коротких замыканий синхронно с кинограммой.

Рис. 1. Осциллограмма тока и напряжения сварочного цикла Для сравнения проводили наплавки на металлическую пластину 09ГС, размером 2005012 мм. Использовалась проволока СВ-08Г2С диаметром 1,2 мм.

Наплавки велись в среде защитного газа СО2 (расход составлял 12 л/мин) на следующих режимах:

1. автоматическая сварка на обратной полярности с переходом электродного металла во время коротких замыканий, обеспечиваемых параметрически Vпод=147 м/час, Vсв=12 м/час, Uхх=28В;

2. сварка с управляемым механизмом коротких замыканий, обратная полярность Vпод=147 м/час, Vсв=12 м/час, Uхх=36В, tгор=10mc;

3. сварка с управляемым механизмом коротких замыканий, прямая полярность Vпод=236 м/час, Vсв=12 м/час, Uхх=36В, tгор=5mc.

Многократные наплавки и осциллографирование процесса на прямой полярности с управляемым механизмом коротких замыканий показали, что сварка на прямой полярности идет значительно стабильнее, чем на обратной (рис. 2), отсутствуют случайные короткие замыкания, длительность цикла каплеобразования постоянна, отсутствуют колебания тока короткого замыкания.

а) б) Рис. 2. Осциллограммы тока и напряжения при сварке на обратной (а) и прямой (б) полярности На рис. 3 представлены поперечные сечения швов. Рис. 3, а – поперечное сечение шва, полученного при автоматической сварке на обратной полярности с переходом электродного металла во время коротких замыканий, обеспечиваемых параметрически;

рис. 3, б – автоматическая сварка на обратной полярности с управляемым механизмом коротких замыканий;

рис. 3, в – автоматическая сварка на прямой полярности с управляемым механизмом коротких замыканий.

а) б) в) Рис. 3. Поперечные сечения наплавленных валиков, полученных при различных методах коротких замыканий: 1 – зона наплавленного металла;

2 – зона проплавления;

3 – зона термического влияния (ЗТВ) На рис.4 представлены численные значения поперечных сечений наплавленного металла, зон проплавления и термического влияния при сварке исследуемыми методами.

Рис. 4. Площади поперечных сечений Анализ расчетных данных и рис. 3 показывают, что площадь поперечного сечения наплавленного металла при сварке с управляемым механизмом коротких замыканий на прямой полярности наибольшая, а зона проплавления наименьшая. Таким образом, самое большое количество наплавленного металла получается при сварке на прямой полярности с управляемым механизмом коротких замыканий.

Выводы.

1. Применение метода управления механизмом коротких замыканий при сварке на прямой полярности позволяет существенно повысить физическую устойчивость горения дуги и технологическую устойчивость процесса.

2. Сварка на прямой полярности с управляемым механизмом коротких замыканий значительно расширяет диапазон режимов в сторону меньших значений тока при качественном формировании сварного шва.

3. Увеличение коэффициента расплавления электродного металла в 1,6-1, раз и более существенно снижает потребление электроэнергии и долю основного металла в наплавленном валике.

Список литературы:

1. Повышение устойчивости дуги при сварке плавящимся электродом током прямой полярности в защитных газах / В.А. Ленивкин, Н.Г. Дюргеров, Е.Н. Варуха // Сварочное производство. 1981. №12. С.38 – 30.

2. О процессе сварки в СО2 током прямой полярности / В.А. Щекин, Н.Г. Дюргеров, Л.Е. Небылицын, О.А. Барилов // Сварочное производство. 1972. №5. С. 19 – 20.

3. Суслов В.Н. О некоторых особенностях сварки в углекислом газе на прямой полярности // Сварочное производство. – 1956. – №12. – С. 18 – 21.

4. Патент РФ № 2120843, кл. В23К9/09, зарегистрирован 31.07.1997г. в Государственном реестре изобретений РФ.

КОМПЕНСАЦИЯ РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТИ НА ПОДВИЖНОМ СОСТАВЕ С ПРИМЕНЕНИЕМ КОМПЕНСИРОВАННОГО ТЯГОВОГО ТРАНСФОРМАТОРА А. С. Матвеев Научный руководитель: Ю. П. Попов, профессор СФУ ПИ Политехнический институт Сибирского Федерального университета, г. Красноярск, Россия.

em261@yandex.ru В современных системах электроснабжения остро стоит вопрос минимизации потерь, связанных с передачей электрической энергии по линиям.

Основные потери в воздушных линиях электропередач связаны с необходимостью передачи по ним помимо активной еще и реактивной мощности, что ведет к дополнительной загрузки ЛЭП. Для уменьшения потерь связанных с передачей реактивной мощности целесообразно приблизить источник реактивной мощности к потребителю.

Железная дорога, будучи энергоемким потребителем, имеет необходимость уменьшения потерь электроэнергии. В силу специфики данного объекта традиционная установка компенсирующих устройств на подстанциях экономически не обосновано в виду больших потерь в контактной сети. В настоящее время на железной дороге нашли применение несколько схем компенсации [5].

1. Продольная компенсация – БК устанавливаются в фазу С, подключенной к рельсу.

Недостатки:

1) мощность БК должна соответствовать максимальному току, проходящему по данной фазе, также возможно возникновение перенапряжений из-за резонанса.

Преимущества:

1) низкое напряжение на конденсаторах;

Нашла широкое применение на Красноярской железной дороге.

2. Поперечная компенсация: БК устанавливают на постах секционирования и на шинах тяговой подстанции переменного тока.

а) БК на шинах 27,5 кВ тяговых подстанций – в результате разгружаются сети энергосистемы от реактивной мощности, повышая напряжение на шинах подстанции;

б) БК на постах секционирования – повышается напряжение, частично уменьшаются потери мощности за счет приближения источник реактивной мощности (ИРМ) к электроподвижному составу;


в) БК на электроподвижном составе – в результате контактная сеть полностью разгружается от Q, повышается U на электроприемнике, недостатком является то, что на электроподвижном составе недостаточно места для размещения батарей конденсаторов для полной компенсации РМ и как следствие возможна только частичная компенсация.

Наиболее целесообразным является компенсация реактивной мощности на подвижном составе, так как это позволяет разгрузить контактную сеть от потоков реактивной мощности. Для этих целей целесообразно применение разработки сотрудников кафедры «Электротехнические комплексы и систем»

Сибирского федерального университета политехнического института компенсированного трансформатора (Трансформатора-конденсатора) [2,3].

Данный трансформатор может быть выполнен в габаритах стандартного тягового трансформатора, что позволяет производить его установку на электроподвижной состав без внесения серьезных изменений в конструкцию.

Принцип действия данного трансформатора основан на изменении конструкции магнитопровода. (рис. 1) Рис. 1. Конструкция магнитопровода компенсированного трансформатора.Первая обкладка конденсатора;

2. Вторая обкладка конденсатора;

3. Третья обкладка конденсатора;

4. Слой твердого диэлектрика;

5. Пластина электротехнического железа.

Между листами электротехнической стали укладывается слой твердого диэлектрика, который создает гальваническую развязку между листами стали и позволяет получить эффект конденсатора. Для возможности регулирования генерируемой реактивной мощности магнитопровод набирается нескольких разделенных слоями диэлектрика полос электротехнического железа, после чего осуществляется его намотка. К концам полос закрепляются контактные пластины, которые позволяют подавать потенциал на обкладки конденсатора.

Наличие нескольких независимых обкладок обусловлено тем, что это позволяет раздельно компенсировать постоянные потери, связанные с холостым ходом трансформатора и переменные, идущие на тяговую нагрузку.

В силу того что потери холостого хода носят постоянный характер, имеется возможность отказа от устройств регулировки в данной части. Для исключения возможности перекомпенсации в части потерь, расходуемых на тягу, целесообразно применение в этой части устройств регулирования напряжения подаваемого на обкладки.

Были произведены расчеты и установлены величины генерируемой реактивной мощности в зависимости от толщины пластин электротехнической стали (табл. 1).

Таблица 1. Зависимость генерируемой реактивной мощности от толщины пластин магнитопровода Потребляемая Потребляемая Генерируемая реактивная мощность Толщина пластин реактивная мощность мотор- трансформатора магнитопровода, мощность, вагонной секции, ОДЦЭР-1600/25, мм квар квар квар 0,15 448, 0,23 492, 400 0,35 192, 0,5 134, В ходе исследовании был оценен возможный экономический эффект от внедрения данного трансформатора. При расчетах на участке Красноярской железной дороги (КЖД) на участке пути между станциями Кача-Кемчуг экономия составила порядка 76690 рублей на километр пути. При этом срок окупаемости мероприятия по замене стандартных трансформаторов компенсированными составил порядка 3 лет.

К недостаткам данного трансформатора, возможно, отнести возросшую стоимость производства. Это обусловлено необходимостью беспрерывной намотки магнитопровода с последующим ручным монтажом обмотки.

Список литературы:

Кучумов, В. А. Компенсация реактивной мощности на электроподвижном составе 1.

переменного тока [Текст] / В. А. Кучумов, В. Б. Похель. – М.: Интекст, 2001. – 88 с.

А. с. SU 1403893 А1 СССР, Н 01 F 27/24. Трансформатор / А. Ю. Южанников, Ю. П.

2.

Попов (СССР). №1403893 А1.

А. с. SU 1391369 А1 СССР, Н 01 F 27/24. Трансформатор / А. И. Грюнер, Ю. П. Попов, А.

3.

Ю. Южанников, Е. Ю. Лохмакова (СССР). №1391369 А1.

Марквардт, К. Г. Электроснабжение электрифицированных железных дорог [Текст] :

4.

учебник для вузов ж.-д. трансп. / К. Г. Марквардт. – М.: транспорт, 1982. – 528 с.

5. Мамошин, Р. Р. Зимакова А. Н. Электроснабжение электрифицированных железных дорог [Текст] : учебник для техникумов ж.-д. транспорт. М.: Транспорт, 1980. 296 с.

ВАРИАНТ ПРИМЕНЕНИЯ ПНЕВМОЭЛЕКТРОГЕНЕРАТОРНОГО АГРЕГАТА НА ПРЕДПРИЯТИИ ОАО «КРАСНАЯ ЗВЕЗДА»

А.Ю. Облупин, К.Ю. Афанасьев Научный руководитель: Л.И. Молодежникова, ст. преподаватель ЭНИН ТПУ ГОУ ВПО Национальный исследовательский Томский политехнический университет, г. Томск, Россия au_oblupin@sibmail.com Основным направлением экономического и технического развития в настоящее время стал перевод экономики в русло энерго- и ресурсосбережения, включая не только эффективное и рациональное использование топливно энергетических ресурсов, но и максимальное использование вторичных энергоресурсов. В связи с этим идет поиск и применение различных установок, которые позволили бы не только выполнить требуемую основную функцию, но вместе с тем дать возможность для получения дополнительного энергетического и экономического эффекта.

Одной из таких установок может служить пневмоэлектрогенераторный агрегат, который при параллельном соединении с газораспределительным пунктом может взять на себя его функции по снижению давления газа перед потребителем, а также обеспечить выработку электрической энергии и холода.

В городе Томске установка данного оборудования будет актуально на многих предприятиях, одним из которых является ОАО «Красная Звезда». В настоящее время в системе получения холода используются две парожидкостные компрессионные установки для поддержания требуемых температур охлаждения продукции. В зимнее время забор холодного воздуха осуществляется, непосредственно с улицы, вентиляторами, что зачастую негативно сказывается на продукции из-за неравномерности температур.

Система холодоснабжения предприятия эксплуатируется более 20 лет и требует частичной замены оборудования. Для этой цели был проведен анализ холодопотребления на конфетной фабрике.

При оценке основных потребителей холода можно выделить следующее оборудование:

• охлаждающий шкаф на вафельной линии;

• камера непрерывной выстойки, расположенная на линии отливки конфет;

• охлаждающий транспортер на производстве ириса;

• узкий ленточный и двухъярусный транспортеры на линии изготовления леденцов «Монпансье».

Температура охлаждающего воздуха на производственных линиях варьируется от +2 до +4 °С в зависимости от вида продукции. Исходя из того что производство не нуждается в «низком» холоде, можно установить всего ступень расширения [4].

Схема подключения пневмоэлектрогенераторного агрегата в существующую систему газоснабжения предприятия приведена на рисунке 1.

Рис. 1. Схема подключения пневмоэлектрогенераторного агрегата в систему газоснабжения предприятия Газ с параметрами 1,2;

0,8, или 0,6 МПа пройдя узел замера расхода газа поступает через отводящий трубопровод в пневмоэлектрогенераторный агрегат, в котором понижается температура газа на 15–17°С за счет понижения давления газа в турбодетандере и вырабатывается электроэнергия на генераторе соединенном с турбиной. Электрический ток через силовой шкаф и разъединительную ячейку отводится потребителю, а охлажденный газ поступает в воздухоохладитель, где нагревается, охлаждая воздух. После воздухоохладителя газ поступает обратно в систему газоснабжения предприятия [2].

Принцип действия установки представлен на рисунке 2.

  Рис. 2. Функциональная схема установки Газ высокого давления при открытом запорном органе 1, пройдя очистной фильтр 2, поступает на редуктор 9, поддерживающий заданное постоянное давление на входе газовой магистрали агрегата. На редуктор 9 газовый поток поступает через запорный орган 7 по любому из трех трубопроводов, подсоединенных к подающему трубопроводу.

В штатной ситуации газ, пройдя редуктор 9 поступает через дроссель дозатор 11 энергопривода в турбодетандер 12, где происходит расширение газа и совершается работа по вращению вала электрогенератора 14. На выходе турбодетандера измеряют понижение температуры газового потока и в зависимости от ее значения газ через обратный клапан 15 и конденсатосборник 21 направляют либо в теплообменник 16, либо, если понижение температуры недостаточно, газовый поток может быть направлен во второй турбодетандер, который может включаться в схему последовательно с первым, для реализации следующей ступени расширения газа. После воздухоохладителя газ возвращается в систему газоснабжения [2].

На основании расхода газа на производство и необходимых температур для воздухоохладителя был подобран агрегат холодопроизводительностью 25 кВт и выработкой электроэнергии тоже 25 кВт которая может полезно использоваться на предприятии.

Таким образом, используя такой агрегат можно получить электроэнергию и холод без дополнительных затрат на их производство, а также использовать потенциал давления газа, который ранее терялся на газораспределительном пункте при дросселировании, в тоже время энергия выработанная в пневмоэлектрогенераторном агрегате является экологически чистой, так как для её получения не сжигается топливо и не загрязняется окружающая среда.

Список литературы:

1. Теоретические основы теплотехники. Техническая термодинамика: учебное пособие / Л.С. Коновалова, Ю.А. Загромов;

Томский политехнический университет. – 3-е изд., стер. – Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2009. – 136 с.

2. Пат. RU(11) 2098713(13)C1//Способ использования энергии перепада давления источника природного газа, энергохолодильный агрегат и турбодетандер в виде энергопривода с лопаточной машиной / Д.Т. Аксенов, Е.Д. Лашкевич № 96116523/06;

Заявлено 13.08.1996;


Опубл. 10.12.1997.

3. Д. Т. Аксенов. Выработка электроэнергии и «холода» без сжигания топлива Журнал "Энергосбережение" 2003 год №2.

4. Технологический регламент конфетной фабрики ОАО «Красная звезда».

5. Справочник проектировщика. Внутренние санитарно-технические устройства: В 2 ч. / Под ред. И.Г. Староверова. – 3-е изд. – М.: Стройиздат, 1976 – Ч.2. Вентиляция и кондиционирование воздуха. – 1978. – 509 с.

6. Теплопередача: учебное пособие / В.П. Исаченко, В.А. Осипова, А.С. Сукомел. – 4-е изд., перераб. и доп. – М.: Энергия, 1981. – 416 с.

7. Андрющенко А.А. Основы термодинамики циклов теплоэнергетических установок. – М.: Высш. Шк., 1985. – 319 с.

ПРОГРАММНЫЙ МОДУЛЬ РАСЧЕТА ЗНАЧЕНИЙ ПОТЕРЬ В АСИНХРОННОМ ДВИГАТЕЛЕ С КОРОТКОЗАМКНУТЫМ РОТОРОМ А. Н. Комков РГУ нефти и газа имени И.М. Губкина, г. Москва, Россия komkov.a@gubkin.ru Напряженность и непрерывность технологических процессов в нефтегазовой промышленности обуславливают высокие требования к надежности используемых электроприводов. Одним из способов повышения эксплуатационной надежности электроприводов является непрерывная температурная диагностика электродвигателей [3]. Основными параметрами, характеризующими температурный режим электрической машины, являются потери, выделяемые в ее элементах. То есть температурная диагностика позволяет не только повысить надежность, но и оценить энергетическую эффективность работы отдельно взятого электропривода.

Рассматривались асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором, как наиболее распространенные в нефтяной и газовой промышленности.

Основные и большинство вспомогательных электроприводов работают в продолжительном режиме S1, поэтому рассматриваются стационарные тепловые режимы.

Анализ существующих методов теплового расчета показал, что все методы требуют в качестве исходных данных значений потерь с точностью, достаточной для инженерных расчетов. Расчет установившихся температур производится с помощью метода тепловых схем, так как он соответствует заявленным требованиям. Погрешность данного метода при определении значений установившихся температур не превышает 5 % [5]. Для АД защищенного исполнения малой и средней мощности расчет производится по упрощенной тепловой схеме (рис. 1) К методам определения потерь в асинхронных предъявлялись следующие требования:

1) Исходными данными для расчета являются каталожные данные АД.

2) Данными для определения текущих значений потерь являются текущие значения линейного напряжения U 1 и скорости вращения n.

3) Выходными данными являются значения потерь, определенных с достаточной точностью.

Рис. 1. Упрощенная тепловая схема асинхронного двигателя защищенного исполнения Рассматривались следующие методы определения потерь [2]:

1) расчет по методике, применяемой при проектировании АД;

2) расчет с помощью Г-образной схемы замещения;

3) расчет с помощью Т-образной схемы замещения;

4) расчет с помощью Т-образной схемы замещения, учитывающей магнитные потери в роторе;

5) расчет с помощью многоконтурных схем замещения [4].

Анализ существующих методов определения потерь показал, что ни один из них не удовлетворяет предъявленным требованиям. Поэтому был разработан метод определения потерь в АД. В основу была положена Т-образная схема замещения (рис. 2), учитывающая магнитные потери в роторе [6]. Данная схема замещения была разработана на кафедре ТЭЭП РГУ нефти и газа имени И.М.

Губкина. Данная схема замещения удовлетворяет практически всем предъявленным требованиям.

Рис. 2. Модифицированная Т-образная схема замещения Расчет добавочных потерь предлагается рассчитывать по формуле I = 0,005 k доб Pном 1, где k доб - эмпирический коэффициент, зависящий от Pдоб I 1Н мощности и числа пар полюсов. Добавочные потери прибавляются к общим потерям. Расчет механических потерь производится по эмпирическим формулам, выбор которых зависит от способа охлаждения и диаметра статора АД [1]. Определенные механические потери предлагается распределять пропорционально между электрическими потерями в статоре, магнитными потерями в статоре и роторе.

Рис. 3. Интерфейс программного модуля определения потерь в АД Таблица 1. Опытные и расчетные значения установившихся превышений температуры обмотки статора м для двигателя АО2-32- Опытные значения, Расчетное 2, со Погрешность 1, со Среднее значение м,, о.е. стороны,% значение стороны раб.

м вентилятора механизма 0,8 48 50,8 49,4 47,07 4,7% 1 57,4 61,1 59,25 59,11 0,2% 1,2 68,1 72,5 70,3 73,32 4,3% На основе разработанного метода создан программный модуль (рис. 3), позволяющий определять текущие значения потерь в АД закрытого исполнения. Был проведен ряд аналитических и натурных экспериментов для двигателя АО2-32-4 закрытого исполнения мощностью 3 кВт (табл. 1).

Значение установившейся температуры обмотки статора, определенное исходя из значений потерь, рассчитанных с помощью данного модуля, отличается от опытных данных не более чем на 5 % для режимов близких к номинальному.

Для номинального режима погрешность в определении значения температуры составила 2 %.

Применение программного модуля в устройствах температурной диагностики требует дополнить существующие системы датчиками напряжения и скорости.

Список литературы:

1. Гольдберг, О.Д. Проектирование электрических машин / О.Д. Гольдберг. – М. : Высшая школа, 2001. – 430 с.

2. Комков, А.Н. Методы определения потерь в асинхронных машинах для целей температурной диагностики / А.Н. Комков // Актуальные проблемы развития нефтегазового комплекса России: Тезисы докладов / РГУ нефти и газа имени И.М.

Губкина– М., 2010. - С. 64-65.

3. Максютов, С.Г. Методы и средства температурной диагностики электроприводов нефтяной и газовой промышленности [Текст]: дис. … канд. техн. наук: 05.09.03 :

защищена 19.10.2009/ Максютов Сергей Геннадьевич. – М.,2009. – 134 с.

4. Сивокобыленко, В.Ф. Параметры и их схемы замещения асинхронных двигателей с вытеснением тока в роторе / В.Ф. Сивокобыленко, В.А. Павлюков // Электрические станции. - 1976. - №2. - с. 51-54.

5. Сипайлов, Г.А. Тепловые, гидравлические и аэродинамические расчеты в электрических машинах / Г.А. Сипайлов, Д.И. Санников, В.А. Жадан. – М. : Высш. шк., 1989. – 239 с.

6. Трифонов, А.А. Оценка качества систем электроснабжения с электростанциями собственных нужд нефтегазовых комплексов на стадии проектирования и реконструкции [Текст]: дис. … канд. техн. наук : 05.09.03 : защищена 31.10.2006/ Трифонов Александр Александрович. – М., 2006. – 278 с.

ЭЛЕКТРОПРИВОД ЭКСТРУДЕРА ЛИНИИ МЕ- Е. А. Медведев Научный руководитель: А. Ю. Чернышев, к.т.н., доцент ЭНИН ТПУ Национальный исследовательский Томский политехнический университет г. Томск, Россия Основным способом наложения изоляции или оболочек из пластической массы или резины на кабели и провода является выдавливание (выпрессование, экструзия) на червячных (шнековых) прессах (экструдерах). Этот способ осно ван на использовании пластических свойств термопластических и термореак тивных материалов, которые при нагревании способны выдавливаться через кольцевые отверстия для образования трубчатого слоя изоляции или оболочки на кабелях и проводах.

Основным типом пластмассы, применяемым для изоляции проводников является полиэтилен. Это – твердый, белый материал, (-СН2-СН2-) – термопла стический полимер, получающийся в результате полимеризации этилена – де шевого и доступного сырья, получаемого при переработке нефти или природ ного газа.

Червячный пресс является основным технологическим узлом агрегата для наложения изоляции или оболочки из полимерных материалов.

Схематическое устройство такого пресса показано на рис. 1.

Червячный пресс (экструдер) состоит из обогреваемого цилиндра, внутри которого вращается червяк, и головки с формирующим инструментом. Ци линдр пресса присоединяется к корпусу, в котором размещены шестеренчатый или червячный редуктор и упорный подшипник, воспринимающий осевое дав ление червяка. Цилиндр пресса присоединяется к корпусу консольно или с под держивающими стойками. Размеры червячных прессов определяются внутрен ним диаметром их цилиндра, а также отношением эффективной длины цилинд ра (от конца загрузочного отверстия до решетки) к внутреннему его диаметру.

В зависимости от свойств перерабатываемых материалов длина цилиндра стан дартных прессов принимается равной от 4 до 24 внутренних его диаметров.

Основной рабочей частью пресса является червяк (шнек). Он имеет винто вую нарезку и, вращаясь, захватывает нагревающийся материал, уплотняет его, гомогенизирует и подает в головку пресса.

Для уплотнения материала объем витка червяка на выходе делается мень ше объема на входе;

отношение этих объемов называется компрессией (степе нью сжатия).

Рис. 1. Устройство экструдера. 1 – электродвигатель;

2 – редуктор;

3 – загрузочная зона;

4 – червяк;

5 – цилиндр;

6 – головка пресса;

7 – формирующий инструмент (дорн и матрица);

8 – расплав полимера;

9 – изолируемый проводник Для электропривода экструдера применен электропривод постоянного тока с двухконтурной системой подчиненного регулирования (рис. 2). Внешний контур осуществляет регулирование скорости двигателя. Регулятор скорости РС в данном случае пропорционально-интегрального типа. На его вход через резистор R 4 подается сигнал задания скорости U зс, а через резистор R5 сиг нал отрицательной обратной связи U ос по скорости двигателя. Первичным дат чиком скорости является тахогенератор BR. Конденсатор C4 выполняет роль фильтра низких частот, сглаживающий коммутационные и коллекторные коле бания напряжения тахогенератора. Резисторы R11 и R10 образуют делитель, обеспечивающий напряжение обратной связи по скорости U оc, соответствую щее стандартному напряжению системы управления.

Особенностью системы подчиненного регулирования является равенство количество регуляторов и замкнутых контуров числу регулируемых координат.

Как следует, выходной сигнал внешнего контура регулирования скорости U зт является сигналом задания внутреннего контура регулирования тока. Таким об разом, каждый внутренний контур оказывается подчиненным внешнему конту ру. Это и послужило основанием названия системы регулирования. Кроме того, такое построение системы позволяет осуществлять независимую настройку контуров регулирования.

Рис. 2. Функциональная схема электропривода экструдера Для электропривода экструдера произведен синтез параметров регуляторов, со ставлена имитационная модель и рассчитаны переходные процессы (рис. 3.).

Рис. 3. Графики переходных процессов скорости и тока при пуске электропривода экструде ра в нелинейной САУ при U зс=2 В Анализ графиков переходных процессов показывает, что они полностью удовлетворяют технологическому процессу наложения изоляции на жилу или кабель.

ПРИМЕНЕНИЕ ВЭЙВЛЕТ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ДЛЯ ДИАГНОСТИКИ ПОВРЕЖДЕНИЙ АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ К.Ю. Зюба Научный руководитель: А.С. Глазырин, доцент ЭНИН ТПУ Национальный исследовательский Томский политехнический университет, г.

Томск, Россия kir9i@sibmail.com Актуальность проблемы.

Как известно в тепловых электростанциях вводится понятие собственных нужд. Собственные нужды – это комплекс теплового и электрического оборудования, обеспечивающий непрерывность технологического процесса.

Основная часть агрегатов собственных нужд основывается на асинхронных и синхронных двигателях. При поломке одного или нескольких двигателей, нарушается технологический процесс, возникает простой оборудования, предприятие несет экономический убытки. Ввиду этого возникает вопрос о диагностике двигателей, обнаружении и прогнозировании возможных внутренних дефектов. Внутренние дефекты практически невозможно обнаружить при визуальном осмотре.

Распространенные неполадки в двигателе.

К электрическим неполадкам относятся: внутренние обрывы в обмотке статора или ротора, обрыв в питающей сети, нарушения нормальных соединений в пусковой аппаратуре. При обрыве обмотки статора в нем не будет создаваться вращающееся магнитное поле, а при обрыве в двух фазах ротора в обмотке последнего не будет тока, взаимодействующего с вращающимся полем статора, и двигатель не сможет работать. Если обрыв обмотки произошел во время работы двигателя, он может продолжать работать с номинальным вращающим моментом, но скорость вращения сильно понизится, а сила тока настолько увеличится, что при отсутствии максимальной защиты может перегореть обмотка статора или ротора.

Скорость вращения двигателя при полной нагрузке ниже номинальной может быть из-за пониженного напряжения сети, плохих контактов в обмотке ротора, а также из-за большого сопротивления в цепи ротора у двигателя с фазным ротором. При большом сопротивлении в цепи ротора возрастает скольжение двигателя и уменьшается скорость его вращения. Сопротивление в цепи ротора увеличивают плохие контакты в щеточном устройстве ротора, пусковом реостате, соединениях обмотки с контактными кольцами, пайках лобовых частей обмотки, а также недостаточное сечение кабелей и проводов между контактными кольцами и пусковым реостатом. У роторов с глубокими пазами может также происходить разрыв стержней из-за механических перенапряжений материала.

Метод Вэйвлет - преобразования.

Целью магистерской диссертации является разработка защиты двигателя от повреждений ротора.

Конкретно нас будет интересовать анализ двигателя в переходных режимах. Ввиду того что известные методы представления сигналов и функций постоянно наталкивались на принципиальные теоретические ограничения, не позволяющие говорить о принципиальном решении проблемы единообразного представления функций и сигналов методами созданными на основе средств преобразований Фурье, математиками в 90х годах было введено понятие вэйвлетов. Вэйвлеты – обобщенное название особых функций, имеющих вид коротких волновых пакетов с нулевым интегральным значением. Вэйвлеты по существу являются новыми математическими понятиями и объектами, применение которых может теоретически строго приблизить любую функцию и любой сигнал. Поэтому они перспективны в решении математических задач приближения (интерполяция, аппроксимация и т.д.) функций, сигналов и изображений.

Ввиду того, что полученные данные с реальных двигателей чаще всего зашумлены, возникает вопрос обработки данных, выделения полезного сигнала.

Различают дискретное и непрерывное Вэйвлет-преобразование. Пример непрерывного Вэйвлет-преобразования.

Рис 1. Исходный сигнал Рис 2. Разложение сигнала на Вэйвлет коэффициенты Рис 3. Реконструкция сигнала.

Пример дискретного Вэйвлет -преобразования:

i = 0..383 ряд произвольных чисел vi :=rnd(1) w:=dwt(v,4,daublet(8)) функция дискретного преобразования x := idwt ( w, 4, daublet (8)) функция обратного дискретного преобразования uuuur max( v x ) = 4.395 1011 погрешность реконструкции Рис 4. Исходная и реконструированные функции Заключение.

Применение Вейвлет-преобразования позволяет детально рассматривать сигнал, исследовать те области сигнала, которые могут содержать информацию о повреждении. Этот метод позволяет диагностировать повреждения на ранних стадиях, когда они не заметны при внешнем осмотре, но вносят вклад в снижение эффективности работы двигателя. Дальнейшее развитие этой области позволит обнаруживать дефекты и места их дислокации, снижая эксплуатационные расходы и издержки связанные с простоем оборудования и позволит наиболее эффективно использовать двигатели, соответственно будет улучшаться качество производимой работы.

Список литературы:

Дьяконов В.П. Вэйвлеты. От теории к практике.-М.:СОЛОН-Р, 2002 – 448c.

1.

http://leg.co.ua/info/elektricheskie-mashiny/ «Электрические машины».

2.

3. http://prodav.narod.ru/ ГЛАВНЫЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД ЭКСТРУДЕРА НИТИ И. В.Зубарев Научный руководитель: А. Ю. Чернышев, к.т.н., доцент ЭНИН ТПУ Национальный исследовательский Томский политехнический университет г. Томск, Россия Экструзия - процесс формирования изделия продавливанием расплава по лимерного материала через формующую щель фильеры. Пластические массы в процессе экструзии, не претерпевая химических изменений, последовательно переходят сначала из твердого состояния (гранулы или порошок) в расплав, а затем вновь в твердое состояние - после выхода из фильеры.

Схема линии представлена на листе 1 графической части. Перерабатывае мый материал в виде гранул подается к загрузочной воронке 1 одношнекового экструдера 2. При помощи дозирующего устройства 3, расположенного верти кально в бункере материал поступает в зону загрузки цилиндра экструдера.

Внутри цилиндра под воздействием энергии обогрева, энергии сдвига и давле ния происходит процесс пластикации материала.

Рис. 1. Кинематическая схема червячного экструдера Шнек экструдера выдавливает пластифицированный материал в выходную часть 4. Она состоит из устройства для фильтрации расплава и щелевой филье ры.

Выдавливаясь из фильеры в виде плёнки, расплав погружается в воду ох лаждающей ванны. Вытягивающими валками над ванной плёнка поднимается из ванны и подается на режущую кассету.

Кинематическая схема червячного экструдера приведена на рис. 1. Элек тропривод экструдера выполнен по системе тиристорный преобразователь двигатель. Система тиристорный преобразователь-двигатель осуществляет ав томатическое поддержание постоянства скорости двигателя в установившихся и переходных режимах. Система выполнена замкнутой с обратными связями по току и скорости, что позволяет обеспечить высокие статические и динамиче ские показатели точности.

Система обеспечивает стабилизацию параметра регулирования на одном заранее заданном уровне. Таким образом, процесс стабилизации является част ным случаем процесса управления и называется регулированием и системы стабилизации называются системами регулирования параметров. В них исполь зуются принципы регулирования В системе регулирования скорости двигателя задающее (управляющее) воздействие в виде напряжения задания скорости UЗС подается скачком, при этом часто в динамических режимах возникают недопустимые значения пара метров управления. Что требует введения ограничений в связи с требованиями технологического процесса, обеспечения прочности механизмов передающих устройств и ограничения значений параметров электродвигательных, преобра зующих и управляющих устройств.

Возмущающие воздействия, определяемые технологическим процессом (в общем случае, изменяющем нагрузку и момент инерции электропривода), пи тающей сетью (имеющей колебания напряжения), окружающей средой (влияющей на температуру и создающей различные помехи), отрабатываются обратными связями, осуществляющими управление по отклонению параметров электропривода от заданного значения.

По структуре системы стабилизации электропривод выполнен с подчинен ным регулированием параметров, где регулирование осуществляется последо вательно. Каждому регулируемому параметру соответствует свой регулятор, а задающий сигнал каждого последующего регулируемого параметра соответст вует выходу предыдущего регулятора. Система с подчиненным регулировани ем позволяет настраивать каждый параметр отдельно, начиная с внутреннего, и делать это независимо от настройки внешнего параметра. В таких схемах про сто осуществляется ограничение значений параметров путем ограничения вы ходного сигнала предыдущего параметра.

Принцип подчиненного регулирования значительно облегчает поиск пере даточных функций регуляторов и реализацию желаемого управления.



Pages:     | 1 || 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.