+
Повышение быстродействия цифрового фильтра Фурье в измерительных органах микропроцессорных защит
стр.193-208
Румянцев В. Ю., Румянцев Ю. В., РОМАНЮК Ф. А., Дерюгина Е. А.
Рассмотрена методика построения цифрового фильтра на основе дискретного преобразования Фурье в составе микропроцессорных защит электроустановок, обладающего повышенным быстродействием в переходном режиме установления его выходного сигнала. Для реализации фильтра предлагается использовать так называемые эквивалентные ортогональные составляющие входного сигнала тока или напряжения, которые являются функцией текущего значения нелинейного корректирующего коэффициента и ортогональных составляющих сигнала основной частоты, выделяемых с помощью цифрового фильтра Фурье. Скорость изменения эквивалентных ортогональных составляющих в переходных режимах определяется характером изменения нелинейного корректирующего коэффициента. Для формирования последнего необходимо иметь две независимые друг от друга переходные характеристики входного сигнала. Ранее предлагалось формировать указанные характеристики с использованием двух цифровых фильтров: собственно фильтра Фурье, выделяющего из входного сигнала действующее значение основной гармоники, и дополнительного фильтра, определяющего действующее значение всего входного сигнала. В настоящей работе предлагается отказаться от дополнительного цифрового фильтра и определять нелинейный корректирующий коэффициент, а также ортогональные составляющие эквивалентного сигнала с использованием непосредственно цифрового фильтра Фурье. В среде динамического моделирования MATLAB-Simulink реализована математическая модель разработанного фильтра и модели элементов для воспроизведения тестовых воздействий. Проверка функционирования модели цифрового фильтра Фурье с ускоренным функционированием в переходном режиме проводилась с использованием нескольких видов тестовых воздействий – синусоидального сигнала с частотой 50 Гц, сигнала с апериодической составляющей, воздействием с высшими гармониками, а также сигналом, приближенным к реальному вторичному току трансформатора тока при коротком замыкании. Проведенные вычислительные эксперименты выявили существенное (до 1,5–1,7 раза) повышение быстродействия в переходном режиме предлагаемого цифрового фильтра по сравнению со стандартным фильтром Фурье.
Загружаем данные из библиотечной системы...
Ключевые слова
+
Вольт-амперные характеристики выпрямительных диодов металл – полупроводник. Часть 1 Формирование токов проводимости и токов смещения на p–n переходе
стр.209-229
Электрические токи, возникающие в контакте металл – полупроводник, представляют в виде суммы токов диффузии и токов дрейфа. Для определения их величины предлагались разные эмпирические формулы. Такой подход определения электрических токов в диодах металл – полупроводник не позволяет получать экспериментально определенные величины электрических токов. В этой связи возникла проблема в разработке теоретических основ производства такого вида техники на достаточно обоснованной теоретической базе с учетом последних достижений в электротехнике и электронике. Теоретически рассчитанная поверхность из трехатомных молекул для кремния полностью совпала с экспериментальными данными, полученными на туннельном микроскопе. Рассмотрен процесс нанесения пленки из полупроводника германия или кремния на основу металла – алюминия. Показано, что наиболее оптимальным является нанесение покрытий методом лазерного распыления. Определена концентрация свободных электронов в зоне проводимости алюминия, которая возникает вследствие ионизации отрицательных ионов и термоавтоэлектронной эмиссии электронов из металла под действием температуры и приложенного внешнего напряжения. Разработана теория формирования электрических токов проводимости и смещения. Установлены условия возникновения электрического тока проводимости в столбообразных пустотах на поверхности алюминия и токов смещения в подводящих проводах. Показано, каким образом происходит превращение токов проводимости в ток смещения на границе p–n перехода.
Загружаем данные из библиотечной системы...
Ключевые слова
+
Почвенно-грунтовые факторы, влияющие на процесс коррозии стальных подземных трубопроводов, и их компьютерное моделирование
стр.230-244
Романюк В. Н., Нияковский А. М., Струцкий Н. В., Свистун А. Л.
Коррозия различных газопроводов, в особенности такая ее распространенная разновидность, как электрохимическая, представляет собой главную угрозу для стальных подземных трубопроводов на стадии эксплуатации. Негативный эффект коррозии заключается в прямых потерях металла, увеличении материальных и трудовых затрат на обслуживание, ремонт и замену трубопроводов, простоях оборудования, ухудшении безопасности и экологической ситуации в случае выхода перекачиваемого продукта (особенно, если это горючий газ или нефть и нефтепродукты) в окружающую среду. В статье приводится анализ комплекса почвенно-грунтовых факторов, влияющих на интенсивность коррозионных процессов, протекающих на подземных стальных трубопроводах, освещены актуальные исследовательские подходы к данному вопросу, отечественные и зарубежные источники. Рассмотрены ключевые параметры, определяющие коррозионную агрессивность грунта, такие как влажность, аэрированность грунта, его физико-механические свойства, химический состав грунтового электролита (в том числе содержание хлоридов и сульфатов), наличие ряда специфических почвенных микроорганизмов. Рассматривается возможность и устанавливается вывод о целесообразности использования методов компьютерного моделирования для оценки воздействия ключевых параметров с применением современных программных средств, в частности программных сред SOLID и ANSYS, а также технологий нейросетевого моделирования. Компьютерное моделирование предоставляет широкие возможности для анализа и предсказания процессов коррозии в зависимости от изменения условий окружающей среды, что может иметь важное прикладное значение для лучшего понимания данных процессов и их влияния на надежность и долговечность стальных подземных трубопроводов в данных конкретных условиях.
Загружаем данные из библиотечной системы...
Ключевые слова
+
Температура в периоде падающей скорости сушки тонких плоских капиллярно-пористых влажных материалов
стр.245-258
Ольшанский А. И., Жерносек С. В.
Статья посвящена разработке новых способов обработки опытных данных для процессов сушки на основе зависимости безразмерной температуры от обобщенных комплексных переменных, характеризующих наиболее общие закономерности сушки в периоде падающей скорости. В качестве обобщенных комплексных переменных использованы обобщенное время сушки, отношение времени сушки по ее периодам, отношение текущего влагосодержания к критическому. Безразмерный температурный комплекс представляет связь отношения перепада температур в периоде падающей скорости к перепаду температур в периоде постоянной скорости. Рассмотрен метод определения средней температуры из решения нестационарного уравнения теплопроводности для тонких плоских тел на основе критериев Предводителева и Фурье. Для случая нагревания тонкого плоского тела при постоянной температуре среды на основе уравнения баланса теплоты для второго периода сушки дан способ расчета средней температуры с помощью темпа нагрева влажного тела. Представлены методы определения средней температуры для периода падающей скорости сушки на основе комплексных переменных: обобщенного времени сушки и отношения времени сушки по ее периодам. Обработка эксперимента с использованием безразмерного температурного комплекса позволяет определять среднюю температуру материала с учетом влияния на процесс важных характеристик кинетики сушки. Представлена обработка эксперимента на основе температурного коэффициента сушки с использованием экспериментальных температурных кривых. Дана проверка полученных формул на установление точности расчетных значений температуры от экспериментальной температурной кривой. Сопоставление полученных расчетных значений температур с экспериментом дано в таблицах для всех исследуемых материалов.
Загружаем данные из библиотечной системы...
Ключевые слова
+
Аналитическое решение математической модели анаэробного брожения в проточном биореакторе при производстве биогаза
стр.259-273
СЕДНИН В. А., Храмцов П. П., Седнин Н. А.
В статье рассмотрены современное состояние и перспективы развития технологий производства биогаза (биометана) при утилизации органических отходов. Актуальность проблемы определяется тем, что опыт эксплуатации биогазовых комплексов в условиях Республики Беларусь при генерации биогаза только из органических отходов показал низкую экономическую эффективность. В то же время решение важной задачи по утилизации производственных и бытовых отходов с одновременным получением энергетического ресурса и органического удобрения является не только необходимым, но и привлекательным результатом как с экологической, так и энергетической стороны. Состояние данной проблемы за рубежом показывает наличие потенциала для развития биотехнологий в нашей стране как в технологическом, так и в системно-конструктивном оформлении биогазовых комплексов. Реализация этого потенциала на практике предполагает наличие у разработчиков адекватного математического аппарата, описывающего процессы переноса в биореакторах. Приводится аналитическое решение математической модели процесса сбраживания органических отходов, которое предполагается использовать для исследования процессов переноса в биотенках проточного типа при конструировании гибридных энерготехнологических систем генерации биогаза с применением альтернативных источников энергии. Показано, что выбранная для исследования математическая модель и полученное ее аналитическое решение достаточно хорошо согласовываются с известными эмпирическими зависимостями, полученными для описания непрерывного режима работы проточного биореактора, и находятся в хорошем соответствии с результатами численных расчетов аналитических моделей целого ряда других исследователей. Данное аналитическое решение позволяет определять характерные зависимости темпа производства биогаза, динамику скорости его генерации, изменения концентрации питательного вещества, усвояемого бактериями, и концентрации бактерий в биореакторе проточного типа в зависимости от скорости подачи питательных веществ в биореактор. Полученные решения в дальнейшем предполагается использовать при синтезе алгоритмов управления разрабатываемой многосырьевой гибридной энерготехнологической системой для генерации и обогащения биогаза проточно-накопительного типа с использованием альтернативных источников энергии.
Загружаем данные из библиотечной системы...
Ключевые слова
+
Методический подход к оценке затрат на увеличение электропотребления в Республике Беларусь в условиях развития атомной энергетики
стр.274-286
Зорина Т. Г., Александрович С. А., Кондрусев В. Ю., Старостенко К. В.
Цель данного исследования – оценка затрат на увеличение электропотребления в Республике Беларусь на долгосрочную перспективу в условиях развития атомной энергетики. Исходные данные по различным мероприятиям в промышленном секторе (производительность, капитальные затраты, увеличение электропотребления) подготовлены на основе анализа планируемых к реализации инвестиционных проектов в Республики Беларусь и зарубежных странах (преимущественно Российской Федерации). Для достижения поставленной цели была построена оптимизационная модель. Критерием оптимизации является минимизация капитальных затрат на реализацию мероприятий по увеличению электропотребления с достижением технически возможного его потенциала. Ограничениями являлись технически возможный потенциал увеличения электропотребления, а также объемы выпускаемой продукции. На основе оптимизационной модели с учетом вариации входных параметров разработаны сценарии, предусматривающие нарастающее увеличение объема производимой той или иной продукции с целью минимизации суммарных затрат на реализацию комплекса мероприятий. Результаты моделирования показали, что для повышения электропотребления по ряду видов экономической деятельности в промышленном секторе производство отдельной категории продукции необходимо существенно увеличить. Это может, с одной стороны, выступить инструментом импортозамещения (т. е. отказа от импортных поставок данной категории продукции) и, с другой стороны, повысить экспортный потенциал промышленных производителей Республики Беларусь.
Загружаем данные из библиотечной системы...
Ключевые слова
