При проектировании автоматизированного электропривода требуется обеспечить необходимыепоказатели качества регулирования скорости с наименьшими потерями энергии в нем. Оценкадинамических потерь в силовых полупроводниковых ключах автономных инверторов напряжения(АИН) обусловлена необходимостью выбора оптимальных алгоритмов управления ими с целью повышения энергоэффективности в системах частотно-регулируемого асинхронного электропривода.Для решения поставленных задач применялся метод математического моделирования. С помощью разработанной программы произведена оценка динамических потерь в высокоскоростном электроприводе в ходе его работы в установившемся режиме. При типичной частоте модуляции f = 6 000 Гц, обеспечивающей при скалярных алгоритмах управления достаточную степень аппроксимации формируемых огибающих фазных напряжений к синусоидальной форме, и применении алгоритмов широтно-импульсного регулирования (ШИР) наблюдались значительные динамические потери в ключах автономного инвертора напряжения. В ходе использования алгоритмов ШИР не требуется точной аппроксимации синусоидальной формы, что дает возможность сократить частоту модуляции и, как следствие, уменьшить величину динамических потерь в ключах АИН. Поэтому сравнительная оценка динамических потерь проводилась для схемы классического трехфазного АИН при использовании алгоритмов однополярного и двухполярного широтно-импульсного регулирования. Полученные результаты моделирования показали, что алгоритм однополярного ШИР является более энергосберегающим по сравнениюс алгоритмом двухполярного ШИР при использовании в высокоскоростных электроприводах.
При обеспечении пожарной безопасности современного морского судна требуется своевременное выявление дефектов электрооборудования и кабельной сети. Метод непрерывного контроля величины сопротивления кабельной изоляции малоинформативен и не применим для оценки срока службы кабелей и прогнозирования их замены в процессе эксплуатации и ремонта. В настоящее время актуализируется проблема разработки современных неразрушающих методов контроля изоляции для определения работоспособности кабеля, поиска диагностических параметров, характеризующих состояние изоляции в процессе длительного старения, а также внедрения показавших свою эффективность на объектах береговой инфраструктуры традиционных методов диагностики электрооборудования. Перспективным решением является методика контроля значений тангенса угла диэлектрических потерь tgδ изоляции кабеля с помощью приборов, позволяющих регистрировать параметры с высокой точностью. В ходе исследованияпроведено определение изменений параметров судового кабеля, который подвергался ускоренному термическому старению при температурах120-130 °С. Измерения tgδ шланговой оболочки кабеля выполнялись с использованием измерителя параметров изоляции Тангенс-2000. Испытания показали, что старение кабельной шланговой изоляции сопровождается нелинейнымизменением tgδ; при определенных значениях тангенса угла диэлектрических потерь появляютсявидимые трещины, свидетельствующие о наступлении аварийного состояния кабеля. Характеризменения параметра tgδ объясняется протеканием реакций окислительного дегидрохлорированияполихлоропрена в процессе термического старения изоляции и изменения ее массы. Таким образом, тангенс угла диэлектрических потерь может являться одним из диагностических параметров для оценки состояния изоляции судового кабеля и прогнозирования срока его службы.
Определение основных характеристик топологии и технического состояния оборудования в условиях эксплуатации необходимо для анализа и оценки потерь мощности и количества электроэнергии во внутрицеховых низковольтных сетях промышленного электроснабжения. Сравнительный анализ технических характеристик автоматических выключателей ВА57-31 (Курский электроаппаратный завод), NSX100 TM-D (Schneider Electric), DPX3 160 (Legrand), Tmax XT1 TMD (ABB) показал, что базовые технические параметры автоматов близки по своим значениям. При этом установлено, что автоматические выключатели серии ВА57-31 имеют наименьшее значение потерь мощности на полюс (7,5 Вт), а автоматы серии Tmax XT1 TMD - наибольшее значение (10 Вт). Таким образом, в условиях эксплуатации оборудования наименьшая величина потерь мощности и количества электроэнергии характерна для низковольтных электрических сетей с установленными автоматическими выключателями серии ВА57-31,а наибольшее значение потерь отмечается во внутрицеховых системах с установленными автоматическим выключателями Tmax XT1 TMD. С использованием каталожных данных установлены зависимости потерь активной мощности в автоматических выключателях от номинальных токов; разработаны алгоритмы и проведено моделирование полученных зависимостей с помощью аппроксимирующих функций; вычислено среднеквадратическое отклонение составленных аппроксимирующих функций. В ходе исследования определены аналитические выражения динамики потерь мощности на полюс в рассматриваемых автоматах в функции от номинального тока и представлены графические зависимости исследуемых параметров низковольтной аппаратуры. Разработанные модели рекомендуется использоватьдля повышения достоверности оценки и уточнения величины потерь активной мощности и электроэнергии в электрических сетях низкого напряжения систем электроснабжения промышленных предприятий, агротехнических комплексов, объектов коммунально-бытового сектора.
В целях энергоэффективности, экологичности и меньших временных затрат на цикл ремонта электродвигателей в части выемки обмотки статора был исследован инновационный метод демонтажа обмоток на основе ультразвука. Метод показал себя как наиболее оптимальный с технической точки зрения в сравнении с существующими способами удаления обмотки. Данная статья является продолжением фундаментального исследования по освоению инновационного метода ремонта электродвигателей. Основной акцент сделан на материал, из которого изготовлена изоляция обмоток. Рассматриваются два вида изоляции: лаковая и компаундная - основные виды изоляции промышленных электродвигателей в нашей стране. В работе произведен анализ пропиточных электроизоляционных составов обмоток статора электродвигателей и изучено влияние на них ультразвука при демонтаже обмоток электродвигателей под воздействием различных факторов: продолжительность и мощность ультразвукового воздействия, концентрация и температура рабочего раствора. Достоверность полученных результатов подтверждается корректностью применяемого математического аппарата и методов математического моделирования, сходимостью результатов численного моделирования и натурных экспериментов. В статье смоделирована система уравнений и построены модели воздействия полезных факторов относительно друг друга, произведена оптимизация полученных результатов в ходе эксперимента и выявлены оптимальные параметры как лаковой, так и компаундной систем изоляции.Оптимальные параметры исследуемых типов изоляции показали обнадеживающие результаты по многим важным пунктам: продолжительность, энергозатратность, экологичность. Адекватность используемых математических моделей подтверждается результатами проведенных экспериментальных исследований процесса деполимеризации обмоток статора электродвигателей.
В современной нефтедобывающей отрасли подавляющее большинство установок по добыче нефти представлены штанговыми скважинными насосными установками, приводимыми в действие в основном асинхронными электродвигателями без применения средств контроля, управления и регулирования. Исследования, проводимые на таких установках, показывают их невысокую энергетическую эффективность и надежность. Поэтому актуальным является вопрос разработки комплексных электроприводов нового поколения, основанных на применении синхронных вентильных электродвигателей, позволяющих существенно повысить энергоэффективность и надежность как отдельных установок, так и обеспечить создание "умных" систем управления месторождениями. В статье рассмотрены новые технические решения экспериментального стенда, позволяющего проводить исследования энергетических характеристик электроприводов на основе асинхронных и синхронных вентильных электродвигателей, а также создавать условия, максимально приближенные к реальным полевым, с имитацией работы станка-качалки. В существующих системах испытательного оборудования часто применяются устройства для создания механического нагружения на валу исследуемого электродвигателя. В качестве такого устройства предложена и реализована система "преобразователь частоты - нагрузочный асинхронный электродвигатель", которая прошла апробацию на испытательном стенде и зарекомендовала себя с лучшей стороны по сравнению с традиционными схемами с применением двигателей постоянного тока. Но применение в составе испытательного стенда нагрузочного асинхронного электродвигателя выявило ряд недостатков: перегрев данного электродвигателя, работающего в режиме противовключения, невысокая точность создания нагрузочного момента и скорость реакции системы. Проблема перегрева нагрузочного электродвигателя решена переводом преобразователя частоты в режим прямого управления моментом, при этом обнаружено значительное снижение тока двигателя и стабилизация температурного режима. Низкая точность и скорость реакции системы были увеличены путем введения в систему управления стендом обратной связи и ПИД-регулятора.
Дан анализ перспектив развития ветроэнергетики, а такжеотражена информация о доле ветроэнергетики в производстве электроэнергии в мире и Российской Федерации. Приведены данные о валовом, техническом и экономическом потенциалах России и Мурманской области.При расчете валового ветропотенциаларегиона использованы данные последних 10 лет наблюдений, проводимых на 37 метеостанциях. Для 6 зон различной ветровой активности территории Мурманской области рассчитан валовой ветропотенциал на высоте флюгера 10, 50, 100 и 150 м. Так, для Мурманской области для высоты 150 м валовой потенциал оценен в 23 090 млрд кВт´ч. В 2021 г. подразделением Группы Enel в Мурманской области должна быть возведена ветроэлектростанция (ВЭС)"Кольская" мощностью 201 МВт, состоящая из 57 ветроустановокSiemensGamesa SG 3.4-132 единичной мощностью 3,465 МВт. Для Кольской ВЭС определена годовая выработка электроэнергии. Расхождение полученных результатов с показателями, заявленными специалистами из Группы Enel, составляет менее 15 %. Рассмотрены варианты размещения Кольской ВЭС в других зонах ветровой активности, для которых была оценена годовая выработка электроэнергии и коэффициент использования установленной мощности. Определено, что при размещении Кольской ветроэлектростанции в зоне с наибольшей в области ветровой активностью, ее выработку можно было бы увеличить до 1,5 раз. Рассмотрена энергосистема Мурманской области. Разработана математическая модель энергосистемы на базе ПО NEPLAN и оценена ее достоверность. Расчеты режимов работы Кольской ВЭС в составе энергосистемы Мурманской области, выполненные на математической модели, показали, что уровни напряжений в узлах энергосистемы и перетоки мощностей в эксплуатационных режимах Кольской ВЭС находятся в рамках допустимых нормативными документами значений. Показана эффективность регулирования реактивной мощности ВЭС.