+
АДАПТАЦИЯ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОГО УРАВНЕНИЯ ЭНЕРГИИ К УСЛОВИЯМ ТОПОЧНЫХ ПРОЦЕССОВ В КОТЕЛЬНЫХ АГРЕГАТАХ
стр.5-10
Торопов Е.В., Осинцев К.В.
Предложена форма дифференциального уравнения энергии для потока среды в топке котельного агрегата с учетом значимых для данного случая механизмов переноса теплоты: конвекции, излучения, теплопроводности и объемных тепловыделений. Коэффициенты переноса теплоты в уравнении энергии адаптированы к реальным условиям процесса; раскрыт их физический смысл и пределы варьирования, определены числа подобия и интервалы их влияния на пространственное температурное поле топки, режимы течения и теплообмен топочной среды. Показано, что при наблюдаемых на практике значениях оптической плотности среды в топках 2,8-3,6 в математическом описании вектора плотности потока излучения возможен переход от сферической зависимости к градиентной форме. Также градиентная форма описания рекомендована для конвективно-кондуктивного механизма образования температурных молей в топке. Определены участки перехода к турбулентному режиму в пристенном пограничном слое, масштаб турбулентных полей при этом достигает 0,3 м. Уточнено влияние температуры потока среды на ее теплофизические свойства.
Загружаем данные из библиотечной системы...
Ключевые слова
+
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ СТАТИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК НАГРУЗКИ ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ СИСТЕМ
стр.11-20
Панкратов А.В., Полищук В.И., Бацева Н.Л.
Учет статических характеристик нагрузки необходим для повышения адекватности расчетных моделей электроэнергетических систем в целом. Экспериментальные исследования являются единственным способом их достоверного определения. Измеряемая мощность зависит как от реакции объекта на изменение питающего напряжения, так и от случайного процесса изменения нагрузки. В общем случае строгого универсального решения, позволяющего выделить естественную статическую характеристику нагрузки из экспериментальных данных, не существует. В статье предложена авторская методика, являющаяся частным решением этой задачи. Методика включает выделение соседних пар отсчетов, между которыми питающее напряжение заметно изменяется, фильтрацию выделенных пар отсчетов с помощью значений регулирующего эффекта нагрузки и последующее выделение из экспериментальных данных естественной статической характеристики нагрузки, представленной полиномом второй степени. Приведен пример использования методики для определения статической характеристики нагрузки по напряжению предприятия ЗАО «Сибкабель», г. Томск. Изложенные в статье положения могут быть использованы для разработки методов определения статических характеристик нагрузки по результатам измерений, полученных как при проведении активных экспериментов, так и в других эксплуатационных режимах электроэнергетических систем.
Загружаем данные из библиотечной системы...
Ключевые слова
+
МАТЕМАТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ И МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ ЧАСТОТЫ МАТРИЧНОГО ТИПА С НЕПОСРЕДСТВЕННЫМ УПРАВЛЕНИЕМ ПО МЕТОДУ ПРОСТРАНСТВЕННО-ВЕКТОРНОЙ МОДУЛЯЦИИ
стр.21-33
Мещеряков В.Н., Байков Д.В.
Матричные преобразователи частоты на полностью управляемых ключах переменного тока являются одним из перспективных решений в сфере экономии энергии и развития электропривода переменного тока. Возможность рекуперативного торможения позволяет расширить сферу применения частотных преобразователей и улучшить их эксплуатационные характеристики. В работе использованы общие положения теории цепей, методы математического и численного моделирования, линейная алгебра, теория нелинейных и дискретных систем управления и теория цифровой обработки сигналов. Основным методом исследования в данной работе является метод математического моделирования. При обработке результатов исследований широко применялось современное программное обеспечение. Произведен полный математический анализ силовой схемы матричного преобразователя частоты вместе с вычислением коммутационных циклов (алгоритма коммутации) как для низкого коэффициента передачи напряжения (0,5), так и для максимального коэффициента передачи напряжения (0,866). Рассмотрена работа преобразователя частоты матричного типа, представляющего собой комбинацию виртуального активного выпрямителя и виртуального автономного инвертора напряжения с непосредственным управлением по методу пространственно-векторной модуляции. Разработаны имитационные модели такой системы и представлены результаты моделирования в среде MATLAB/Simulink. Представленные результаты исследований показывают, что высокие качественные показатели электропривода с матричным преобразователем частоты, несомненно, открывают для него широкие перспективы. Данный вид преобразователей может с успехом найти применение в машинах двойного питания для ветрогенераторов, на производственных линиях в стальном производстве, на погрузочно-разгрузочных устройствах, лифтах, подъемниках, в стендах обкатки двигателей внутреннего сгорания, а из-за меньших массогабаритных показателей матричный преобразователь частоты может найти применение в тех областях промышленности, где размер и вес преобразователя имеют жизненное значение, а ограничение величины выходного тока некритично, как например в аэро- и космической промышленности. Однако несмотря на все свои преимущества над схемами обычных преобразователей частоты, схемы матричных преобразователей пока не нашли широкого применения ввиду большого количества полупроводниковых приборов и сложных алгоритмов управления.
Загружаем данные из библиотечной системы...
Ключевые слова
+
THE WAY OF LOGICAL DATA TRANSMISSION ALONG A SINGLE-WIRE COMMUNICATION LINE ON THE BASIS OF MULTIZONE FREQUENCY-WIDTH-PULSE MODULATION
стр.34-40
Tsytovich L.I., Brylina O.G., Tyugaev A.V.
The paper considers several logical variables transmission describing regular and emergency modes of operations of the inspected control object by means of a single-channel communication line. The method is based on multizone frequency-width-pulse modulation. The block diagram of receiving and transmitting channels and example of modulation zones allocation algorithm between logical variables are given. The authors present the block diagram, time diagrams of signals and main equations for static and dynamic modes of the multizone frequency-pulse-width scanning converter with zero conjugation of modulation zones. The paper gives the results of analysis of the correlation between the number of relay elements and the number of modulation zones for the basic structure of the multizone integrating scanning converter. The block diagram of single-wire transmission system of the logic data about control object condition is considered. The principle of single-wire logic messages transfer is discussed. Algorithm of the modulation zones distribution on a code condition of the inspected control object is shown. The paper may be of interest for specialists in the field of power and information electronics, of the electric drive and automation of technological processes.
Загружаем данные из библиотечной системы...
Ключевые слова
+
ПРЕДЕЛЬНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ОПТИКО-МЕХАНИЧЕСКИХ СИСТЕМ СО СКАНИРОВАНИЕМ
стр.41-46
Аристов А.В., Аристова Л.И.
Рассмотрен принцип построения оптико-механической системы со сканированием на базе асинх-ронного двигателя, работающего непосредственно в режиме периодического движения за счет фазовой модуляции питающих напряжений. Представлена ее функциональная схема, включающая систему управления электроприводом и оптический коррелятор, позволяющая исключить влияние девиации частоты сети на координатную точность сканатора. Получены аналитические соотношения и определена методика построения предельных характеристик сканирующих систем с учетом кругового электромагнитного поля. Предложено искать предельную характеристику в виде следов на плоскостях, представляющих собой предельные механические, пусковые или характеристики холостого хода.
Загружаем данные из библиотечной системы...
Ключевые слова
+
МЕТОДЫ И СРЕДСТВА ПОВЫШЕНИЯ ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОСТИ МАШИН И ТЕХНОЛОГИЙ С АСИНХРОННЫМИ ЭЛЕКТРОПРИВОДАМИ
стр.47-53
Козярук А.Е., Васильев Б.Ю.
Рассмотрены методы и структуры асинхронного электропривода, обеспечивающие повышение энергоэффективности машин и механизмов, использующих электроприводы. Проанализированы следующие методы и средства повышения энергоэффективности асинхронный электроприводов: рациональный выбор электрооборудования электроприводов; уменьшение потерь в приводных электродвигателях; уменьшение потерь в питающих сетях; переход от нерегулируемого электропривода к регулируемому. Показано, что вопрос обеспечения высокого уровня электромагнитной и энергетической совместимости является определяющим при разработке методов и средств повышения энергоэффективности машин и технологий с асинхронными электроприводами. Первый аспект заключается в минимизации высокочастотных гармоник в сети электроснабжения, источником которых является преобразователь частоты. Второй аспект заключается в обеспечении работы асинхронного электропривода с единичным коэффициентом мощности. Приведен пример использования рассмотренных методов и средств при реализации многодвигательного регулируемого электропривода главных механизмов экскаватора.
Загружаем данные из библиотечной системы...
Ключевые слова
+
ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКОГО КОМПЛЕКСА ДЛЯ СИММЕТРИЧНОГО ИНДУКЦИОННОГО НАГРЕВА МЕТАЛЛОИЗДЕЛИЙ ШАРООБРАЗНОЙ ФОРМЫ
стр.54-58
Мещеряков В.Н., Титов С.С.
В последние несколько лет вышел ряд публикаций, затрагивающих вопросы симметричного индукционного нагрева под термообработку металлоизделий шарообразной формы на заданную глубину токами повышенной частоты. Следует отметить высокую степень важности разрабатываемой технологии в массовых производствах мелющих тел для горно-обогатительных фабрик и цементных заводов, шариков подшипников качения, клапанов в гидравлических системах, в том числе высокоизносостойких шариков в обратных клапанах глубинных насосов для нефтедобычи и др. В качестве идеи технического решения задачи симметричного индукционного нагрева металлоизделий шарообразной формы в публикациях указывается новая конфигурация индуктора, направляющий желоб которого (он же транспортирующий профиль) изогнут в пространственную спираль с вертикальной осью симметрии. Кинематика движения шара по спиральному желобу в индукторе (свободное скатывание) характеризуется двухмерным, а в другом случае при переменной кривизне витков спирали (или траектории движения центра массы шара) - трёхмерным побуждением к изменению направления его оси собственного вращения от входа в индуктор до выхода из него. Указанный факт предопределяет возможность создания установок индукционного нагрева (УИН) непрерывного действия, обеспечивающих равномерное по плотности взаимодействие всей поверхности скатывающегося шара с электромагнитным полем в индукторе. Таким образом, появляется возможность достижения искомого симметричного нагрева на заданную глубину - прямого скоростного и потому высокоэнергоэффективного, практически без окисления и обезуглероживания. В связи с особой актуальностью разрабатываемой технологии, возникает потребность в анализе энергетических показателей УИН, обеспечивающих заявленные выше качества нагрева.
Загружаем данные из библиотечной системы...
Ключевые слова
+
МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ВЗАИМОСВЯЗАННЫХ ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИХ СИСТЕМ НЕПРЕРЫВНОЙ ПОДГРУППЫ КЛЕТЕЙ ПРОКАТНОГО СТАНА. ЧАСТЬ 1. РАЗРАБОТКА МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ
стр.59-73
Радионов А.А., Карандаев А.С., Евдокимов А.С., Андрюшин И.Ю., Гостев А.Н., Шубин А.Г.
Рассматриваются вопросы разработки математической модели взаимосвязанных клетей непрерывной подгруппы черновой группы широкополосного стана горячей прокатки. Обоснована задача исследования повторных динамических процессов, возникающих в электромеханических системах вертикальных валков универсальной клети при захвате полосы валками последовательно расположенной горизонтальной клети. Отмечено, что динамический момент в данном режиме может превышать установившийся момент прокатки в 2-2,5 раза. Основной причиной возникновения повторных ударных нагрузок является несогласованность скорости выхода полосы из валков вертикальной клети и линейной скорости валков горизонтальной клети. С целью исследования передачи кинетической энергии на вал двигателя предыдущей клети обоснована целесообразность разработки уточненной математической модели очага деформации. Предложено разработать данную модель на основе уравнения закона сохранения энергии при прокатке. Представлена структурная схема математической модели взаимосвязанных элект¬роприводов вертикальных и горизонтальных валков трехклетевой прокатной группы стана 2000 ОАО «Магнитогорский металлургический комбинат». Представлены аналитические выражения для расчета мощности, подводимой к очагу деформации со стороны приводного двигателя валков, мощности, подводимой за счет переднего натяжения (подпора) и заднего подпора (натяжения), мощности, затрачиваемой на формоизменение проката и мощности трения скольжения. Для этого исследовано поведение металла в очаге деформации, представлены математические выражения изменения элементарных скоростей точек на поверхностях входного и выходного сечений. Приведены зависимости скольжения металла относительно валков и мощностей трения скольжения для зон опережения и отставания, полученные с учетом изменения сечения обрабатываемого металла и его сопротивления деформации. На основе полученных выражений построена структурная схема модели очага деформации. Представлены аналитические и операторные выражения для моделирования сил натяжения и подпора и структура модели, описывающей упругие свойства полосы в межклетевом промежутке. Приведена структура математической модели системы регулирования скорости электропривода, основанная на известных уравнениях якорной цепи двигателя постоянного тока. В результате сравнения переходных процессов координат электроприводов и параметров прокатки, полученных при моделировании и путем осциллографирования на стане, подтверждена адекватность разработанной модели исследуемому объекту. Представленная математическая модель рекомендуется для исследования силового взаимодействия электромеханических систем прокатного стана, а также исследования динамических режимов, возникающих при захвате полосы валками горизонтальных и вертикальных клетей.
Загружаем данные из библиотечной системы...
Ключевые слова
+
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ МОЩНЫХ ЭЛЕКТРОПРИВОДОВ НА БАЗЕ АКТИВНЫХ ДВУНАПРАВЛЕННЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ В СОСТАВЕ ПРОМЫШЛЕННОЙ SMART GRID СИСТЕМЫ
стр.74-81
Радионов А.А., Маклаков А.С., Чернышев А.Д.
В статье выполнены теоретические исследования применения технологии промышленной Smart Grid системы для главного электропривода прокатной клети толстолистового стана 5000 с точки зрения генерации реактивной мощности. Типовые особенности основного силового электрооборудования главного электропривода прокатной клети позволяют организовать управления потреблением или генерированием реактивной мощности. Генерирование или потребление реактивной мощности может быть осуществлено с помощью управления двухзвенными преобразователями частоты с активными выпрямителями напряжения. На базе экспериментальных и расчетных данных для марки стали X70 было определено, что генерация реактивной мощности возможна в больших диапазонах во время черновых проходов. Наиболее актуально использовать данный метод управления, когда рядом с точкой их подключения параллельно работают установки с нелинейной нагрузкой. Данный метод управления перспективно использовать только совместно с технологией промышленной Smart Grid системы. Промышленная Smart Grid система должна осуществлять на верхнем уровне управления мониторинг в реальном времени величин активной и реактивной мощности и формировать на локальном уровне управления преобразователями задание на генерацию или потребление реактивной мощности. Это позволит уменьшить величину потребляемой реактивной мощности с подстанции и улучшить технико-экономические показатели системы электроснабжения.
Загружаем данные из библиотечной системы...
Ключевые слова
+
ОБЕСПЕЧЕНИЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ СОВМЕСТИМОСТИ МОЩНЫХ ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИХ КОМПЛЕКСОВ
стр.82-93
Храмшин Т.Р., Абдулвелеев И.Р., Корнилов Г.П.
Рассмотрены основные технические средства обеспечения электромагнитной совместимости мощных нелинейных электроприемников - дуговых сталеплавильных печей и электроприводов прокатных станов. Проведено сравнение основных показателей компенсирующих устройств реактивной мощности двух типов: статического тиристорного компенсатора и СТАТКОМа. Проанализированы силовые схемы мощных СТАТКОМов с различными методами АИМ. Особое внимание уделено формированию входного напряжения 12-пульсного СТАТКОМа на базе параллельного соединения двух трехуровневых инверторов с уравнительным реактором, имеющим среднюю точку. Показано, что данное схемотехническое решение обеспечивает спектр напряжения с уровнем гармоник не более 2,5 %.
Загружаем данные из библиотечной системы...
Ключевые слова
