Электроэнергетика. Производство, преобразование, передача, распределение и регулирование электроэнергии. Электроизмерительная техника. Техническое применение магнетизма и статического электричества

В методических указаниях рассмотрено приведение механических величин к валу приводных двигателей, описан расчет и построение статических и динамических характеристик электроприводов на базе двигателей постоянного и переменного тока наиболее распространенных режимов работы регулируемых электроприводов.

Учебное пособие содержит общие сведения об измерительных средствах автоматики, сведения о монтажных и наладочных работах первичных преобразователях, практические сведения о наладке средств измерения.

В методических указаниях рассмотрено приведение механических величин к валу приводных двигателей, описан расчет и построение статических характеристик электромеханических систем на базе двигателей постоянного и переменного тока, а также представлены математические модели (Matlab Simulink) для построения динамических характеристик наиболее распространенных режимов работы электромеханических систем.

В пособии представлены основные сведения об измерительных трансформаторах тока и напряжения, их конструкции и физических причинах возникновения погрешностей, а также даны указания по проектированию систем измерения и учета электрической энергии, требования к расчетным счетчикам и схемы их подключения. Рассмотрен численный пример расчета системы коммерческого учета электроэнергии в соответствии с действующими нормами и требованиями.

Настоящее учебно-методическое пособие охватывает полный цикл практических работ, выполняемых бакалаврами III курса РЭФ по «Основам силовой электроники». В пособии содержится описание аппаратного комплекса, включающего разного рода типы преобразователей и нагрузок. Студенты выполняют работы по выпрямителям, зависимым инверторам, реверсивным преобразователям и тиристорному регулятору переменного напряжения. Приводится порядок выполнения экспериментов и необходимые формулы для обработки результатов.

В пособии даны рекомендации по самостоятельной работе при изучении дисциплин «Специальные вопросы электроснабжения». Приведены содержание дисциплины, задания для выполнения расчетно-графических работ, тесты для оценки компетентности. Даны основные сведения теоретического и справочного характера по расчету электрических сетей.

В учебном пособии рассматривается математическое описание частотного асинхронного электропривода, анализируется режим оптимального управления с обеспечением минимума тока статора, приводятся схемные решения с реализацией оптимальных режимов с помощью корректирующих средств.

Для специалиста в области электронной техники термин «силовая электроника» ассоциируется в первую очередь с источниками питания, схемами управления различными исполнительными механизмами с мощностью, не превышающей нескольких киловатт. В этой книге рассмотрены особенности оборудования с мощностями, измеряемыми в МЕГАВАТТАХ! Эта книга по сути краткая энциклопедия современной силовой электроники. В первых главах книги приведен интереснейший исторический обзор развития электротехники, описаны основные компоненты электрических систем. Далее рассмотрены некоторые методы расчетов, основы теории управления системами с обратной связью, переходные процессы в электрических цепях. Большое внимание уделено трансформаторам и электрическим машинам — от принципов работы до особенностей конструкций и систем охлаждения. Весьма подробно описаны выпрямители (в том числе многофазные), IGBT, тиристоры и схемы их применения, рассмотрены вопросы параллельного и последовательного включения тиристоров. В отдельных главах рассмотрены особенности импульсных режимов работы трансформаторов и тиристоров, вопросы, связанные с возбуждением гармоник в сетях электропитания и коэффициентом мощности, а также с процессами передачи тепла и охлаждения полупроводниковых приборов. Последняя глава касается применения силовой электроники. В ней описано множество уникальных устройств — от передатчика системы связи с подводными лодками и операционного усилителя с мощностью 600 кВт до разнообразных источников питания электродуговых печей, индукционных нагревателей и генераторов озона. В приложениях представлена разнообразная полезная информация — от нормирования параметров конденсаторов, применяемых для коррекции коэффициента мощности, до свойств водных растворов гликоля. Эта книга будет полезна инженерам и техникам, разработчикам и конструкторам, работающим в сфере силовой электроники, а также студентам, изучающим различные аспекты силовой электроники.

Учебное пособие предназначено для студентов, аспирантов и научных работников и содержит теоретические основы и рекомендации к выполнению научно-исследовательской работы по экспериментальному изучению метода измерения параметров функциональных материалов с помощью микрополосковой линии передачи.

В пособии приведена краткая хронология становления и развития светотехники и источников света. Даны характеристики оптических излучений, закономерности их действия на приемники и преобразования в приемниках в технологические виды энергии. Рассмотрены принципы действия, конструктивное исполнение и основные характеристики электрических источников оптического излучения. Изложены методы расчета и проектирования различных осветительных и облучательных установок. Приведены сведения о построении и методы расчета электрической части осветительных и облучательных установок.

Рассматривается новое поколение структурированных каталитических систем на основе стекловолокнистых катализаторов, отличающихся необычной геометрической структурой и высокой механической гибкостью, что открывает путь к разработке принципиально новых конструкций каталитических реакторов на их основе. Обсуждаются вопросы синтеза стекловолокнистых катализаторов, конструкций каталитических картриджей на их основе, описаны исследования их гидравлических и массообменных свойств. Приводятся примеры эффективного практического применения таких катализаторов и процессов на их основе для целей очистки отходящих газов от токсичных органических примесей и диоксида серы, кондиционирования дымовых газов ТЭЦ для снижения золопылевых выбросов, экологически чистого производства электрической и тепловой энергии.

В учебном пособии изложены вопросы расчета систем электропривода. Рассмотрено моделирование систем электропривода. Пособие предназначено для студентов, обучающихся по направлению «Электротехника, электромеханика и электротехнологии» по специальности «Электропривод и автоматика промышленных установок и технологических комплексов».

Изложены вопросы расчета систем автоматизированного электропривода. Рассмотрен тиристорный и транзисторный электропривод постоянного тока, а также транзисторный асинхронный электропривод переменного тока. Даны методики выбора параметров регуляторов. Приведено описание функциональных схем электроприводов типа «ЭШИР», «ЭРАТОН», «ИРБИ» и «FRS-520». Рассмотрено моделирование систем электропривода.

Монография посвящена разработке методов структурного синтеза и схемотехнического анализа вентильных преобразователей переменного тока в постоянный ток. В ней рассмотрена теория построения схемных решений многопульсных выпрямителей с естественной коммутацией и на конкретных примерах показаны пути их дальнейшего развития и совершенствования. Проведен детальный анализ классификационных признаков существующих вентильных преобразователей и установлено, что они не в полной мере реализуют гносеологическую роль, не отражают иерархию и суть происходящих в них процессов. Предлагаемая топологическая классификация не зависит от элементной базы и помогает ориентироваться в огромном множестве схемных решений вентильных преобразователей, систематизируя принципы их работы. Это упрощает проведение анализа, делая более осмысленным подход к изучению электромагнитных процессов для решения прикладных задач потребительского характера.

В учебном пособии рассматриваются особенности структурного анализа динамики электромеханических систем с упругими связями и асинхронного двигателя как приводного компонента электромеханической системы.

В методических указаниях рассмотрены генераторные и двигательные режимы синхронной машины. Представлена программа исследований, направленная на получение характеристик, которые отражают эксплуатационные свойства этого класса электрических машин.

В учебно-методическом пособии рассмотрены общие требования и принципы компоновки объектов ТЭС, АЭС на ситуационном и генеральном плане, а также особенности их реализации для электростанций различного типа. Приводятся методики и базы данных, используя которые, можно определить размеры, конфигурацию площадей, на которых компонуются основные здания и сооружения энергообъектов, в том числе промплощадка, электрическое распределительное устройство, мазутное и угольное топливные хозяйства и др. Изложены принципы взаиморасположения объектов с учётом внутренних и внешних коммуникационных связей, технологического процесса производства и выдачи потребителю электрической и тепловой энергии.

Методические указания подготовлены в соответствии с Федеральным государственным образовательным стандартом высшего образования по направлению подготовки 35.03.06 Агроинженерия.

Пособие составлено в соответствии с требованиями ФГОС ВО, ООП и рабочими программами, в нем представлены методические указания по выполнению девяти лабораторных работ, содержащих краткие теоретические материалы, задания и контрольные вопросы.

Рассмотрены современная элементная база силовой электроники, методы управления и способы защиты силовых ключей, приведены описание и анализ работы выпрямителей и регуляторов, включая анализ коммутационных процессов и оценку влияния преобразователей на питающую сеть. Дан анализ ущерба от высших гармоник в СЭЭС и мероприятия по его снижению. Приведены сведения об активных энергетических фильтрах, позволяющих эффективно решать проблему качества электроэнергии в автономных электроустановках. Изложены схемы и режимы работы зависимых и автономных инверторов и преобразователей частоты на их основе, включая НПЧ матричного типа на современных ключевых элементах. Приведено описание нового класса выпрямителей и инверторов, построенных на базе трансформаторов с вращающимися магнитными полями. Изложены способы построения систем управления судовыми преобразователями и моделирование преобразователей в среде Micro-Cap. Приведены сведения о реально применяемых преобразователях на судах, а также рассмотрены вопросы обеспечения качества электрической энергии на входе и выходе ПП и улучшение их электромагнитной совместимости с питающей сетью и нагрузкой. Дана оценка влияния качества электроэнергии на виброакустические характеристики судового электрооборудования и самих ПП.

Рассмотрены современная элементная база силовой электроники, методы управления и способы защиты силовых ключей, приведены описание и анализ работы выпрямителей и регуляторов, включая анализ коммутационных процессов и оценку влияния преобразователей на питающую сеть. Дан анализ ущерба от высших гармоник в СЭЭС и мероприятия по его снижению. Приведены сведения об активных энергетических фильтрах, позволяющих эффективно решать проблему качества электроэнергии в автономных электроустановках. Изложены схемы и режимы работы зависимых и автономных инверторов и преобразователей частоты на их основе, включая НПЧ матричного типа на современных ключевых элементах. Приведено описание нового класса выпрямителей и инверторов, построенных на базе трансформаторов с вращающимися магнитными полями. Изложены способы построения систем управления судовыми преобразователями и моделирование преобразователей в среде Micro-Cap. Приведены сведения о реально применяемых преобразователях на судах, а также рассмотрены вопросы обеспечения качества электрической энергии на входе и выходе ПП и улучшение их электромагнитной совместимости с питающей сетью и нагрузкой. Дана оценка влияния качества электроэнергии на виброакустические характеристики судового электрооборудования и самих ПП.

Второй том трехтомного словаря-справочника включает около 3500 понятий и терминов, связанных с аналитическими методами и теоретическими подходами к исследованию сверхпроводников и сверхпроводимости, а также содержит множество данных о свойствах конденсированных сред. Большое внимание уделено соответствующим математическим и физическим методам, используемым для их оценки. Широко представлены химические и физические основы сверхпроводимости, а также результаты моделирования структурно-чувствительных свойств сверхпроводников и родственных материалов. Все представленные в словаре термины расположены по алфавиту. Каждому термину посвящена отдельная статья, раскрывающая его смысловое научно-техническое и/или математическое содержание, область применения и связь с другими терминами, при этом все термины снабжены английскими эквивалентами. Кроме того, целый ряд статей посвящен родственным для сверхпроводимости вопросам из смежных тематик.

Первый том трехтомного словаря-справочника содержит свыше 2500 понятий и терминов по всем направлениям материаловедения сверхпроводников. В частности, широко представлены экспериментальные технологии получения материалов и композитов, исходные композиции, экспериментальные методы и результаты исследований сверхпроводящих и родственных им материалов. Подробно описана методология и инструментальное обеспечение данных исследований. Представлены физические и математические подходы, использующиеся при проведении экспериментов, обработке и анализе полученных результатов. Все представленные в словаре термины расположены по алфавиту. Каждому термину посвящена отдельная статья, раскрывающая его смысловое научно-техническое и/или математическое содержание, область применения и связь с другими терминами, при этом все термины снабжены английскими эквивалентами. Кроме того, целый ряд статей посвящен родственным для сверхпроводимости вопросам из смежных тематик.

Рассмотрена информационно-измерительная система, предназначенная для мониторинга состояния преднапряжения, целостности, герметичности и прочности защитной оболочки и состояния подкрановых путей полярного крана атомного блока. Приведено описание компонентов и частей системы

Описаны способы изготовления интерференционного полосового фильтра для ультрафиолетовой области спектра. Фильтр имеет высокие коэффициент пропускания и контраст в рабочей области спектра и малый коэффициент пропускания в области “фоновых” сигналов. Обсуждается оригинальная конструкция гибридного фильтра, принцип работы которого основан на многократном отражении световых лучей. Приведены экспериментально измеренные спектральные характеристики изготовленных образцов фильтров

В традиционных схемах многоуровневых автономных инверторов напряжения с фиксирующими диодами питание уровней инвертора осуществляется или от одного неуправляемого выпрямителя, нагруженного на гирлянду емкостных делителей, или нескольких неуправляемых выпрямителей для каждого уровня. При работе на переменной частоте в схемах частотно-регулируемого электропривода на низких скоростях задействуется только часть из возможных уровней напряжения, что существенно ухудшает качество выходной сети инвертора. Тогда при работе приводного асинхронного двигателя на низких скоростях проявляется негативное влияние широтно-импульсной модуляции на обмотки статора двигателя. При этом оно не намного меньше, чем при питании машины от обычного двухуровневого автономного инвертора напряжения. Некоторое снижение отрицательного влияния обусловлено лишь уменьшением амплитуды импульсов напряжения на выходе инвертора. В то же время производные импульсов напряжения по-прежнему не отличаются от этих производных для случая двухуровневого инвертора напряжения. Долговечность приводного двигателя существенно снижается из-за протекающих паразитных токов между витками обмотки и между обмоткой и станиной машины. В результате такого негативного воздействия происходит ускоренное старение изоляции двигателя и преждевременный ее пробой. Эта проблема часто решается конструированием и применением специального частотно-регулируемого двигателя. От двигателя общепромышленных серий он отличается применением специальной изоляции повышенной прочности и непроводящих неметаллических подшипников. При этом значительно возрастает стоимость и так недешевой системы электропривода из-за дорогого объекта управления — двигателя В работе показан вариант относительно простого усовершенствования силовой схемы для четырехуровневого автономного инвертора напряжения заменой питания уровней от неуправляемого на управляемый выпрямитель. Это позволяет получить лучший спектр выходного напряжения инвертора. Коэффициент гармоник линейного напряжения при этом снижается почти в 5 раз. Решение может быть рекомендовано, если работа электропривода на низких скоростях составляет значительную часть производственного цикла.

Приведены виды и характеристики электродвигателей, применяемых в электроприводах трубопроводной арматуры

Приведены результаты испытаний семейства дисковых взрывомагнитных генераторов (диаметром 250, 400 и 1000 мм) с плоскими дисковыми зарядами ИИ и металлическими вкладышами треугольного сечения, установленными в полостях сжатия магнитного потока. Использование генераторов данного типа позволяет сохранить выходные электрические характеристики дисковых ВМГ семейства «Поток» и уменьшить в два раза количество ИИ в дисковом элементе

Исследован новый метод измерения интегральных характеристик по мгновенным значениям гармонических сигналов, основанный на формировании ортогональной составляющей напряжения и сравнении входного и дополнительного сигналов напряжения. Метод позволяет начинать процесс измерения в произвольный момент времени. Приведены результаты анализа погрешностей измерения параметров сигналов, обусловленных отклонением реального сигнала от гармонической модели

Представлены результаты синтеза алгоритмов управления активным силовым фильтром, функционирующим в режиме безынерционного источника тока, практическое применение которых позволяет существенно улучшить качество потребляемой электрической энергии в случае нелинейной нагрузки произвольного вида с одновременной возможностью генерации реактивной мощности по основной гармонике

Предпринимается попытка создать компьютерную программу для оценки ежечасного солнечного излучения: создана и просчитана модель прямых лучей, рассеянного и суммарного солнечного излучения на основе среднего месячного показателя дневного солнечного излучения, определенного для горизонтальной поверхности в климатической зоне города Мосул (широта: 36°19, долгота: 43°09, высота 223 м над уровнем моря). Большинство параметров, используемых для моделирования в данной работе, являются частью вводных данных, необходимых для создания программного обеспечения для систем теплового моделирования и солнечных энергосистем. Сравнение некоторых результатов с измеренными данными указывает на их соответствие друг другу. Результаты, представленные в этой работе, могут быть полезны для быстрой оценки солнечного излучения для вычисления показателей работы солнечного коллектора. Также модели и компьютерные программы, разработанные в этой работе, образуют основу для проведения любых автоматизированных тепловых расчетов и вычислений параметров работы солнечных энергосистем.

Исследовано состояние внутренних поверхностей ростовой ячейки после зонной сублимационной перекристаллизации кремния. Выявлены типы и характер распределения образующихся дефектов. Анализ результатов исследований позволил оценить степень влияния остаточной газовой среды вакуумной камеры на качество получаемых слоев кремния

Рассматривается активация окислителя в реакциях воспламенения и горения твердого топлива за счет применения нанокатализаторов. Приведены теоретические предположения механизма образования возбужденной синглетной формы кислорода при контакте с наноматериалом

Для повышения чувствительности и точности контроля толщины немагнитных металлических покрытий необходимо совершенствовать известные способы и средства контроля. В статье представлен способ и реализующее его устройство, которые решают данную задачу путем компенсации основных инструментальных погрешностей измерений

Представлен комплекс технических решений, направленных на снижение излучаемого энергетическими установками звукового давления

В статье изложены способы снижения методической погрешности определения среднего значения напряжения одиночного импульса в цифровых запоминающих осциллографах серии TPS2000, вычисляемого в режиме автоматических измерений (функция «Meam»). Рассмотрены: визуально-аналитический способ; способ использования интерфейсных функций осциллографа и программных методов расчета средних значений импульсов.

Статья посвящена Круглому столу, проведенному Департаментом Комитета индустриального развития и промышленной безопасности Министерства по инвестициям и развитию РК по Карагандинской области, темой которого являлось рассмотрение «Меморандума о взаимном сотрудничестве в области энергосбережения и повышения энергоэффективности».

Скважинные электрические центробежные насосы (ЭЦН) по своей конструкции являются многосекционными и многоступенчатыми машинами, что влечет за собой их существенную вибрационную активность. Уровень вибраций насосов представляет собой один из основных факторов, определяющих их надежность и ресурс. Основным видом колебаний в системе являются вынужденные колебания под воздействием сил от неуравновешенности рабочих колес. В данной работе предложена методика снижения уровня вибрации ЭЦН от неуравновешенных вращающихся деталей насоса, базирующаяся на принципе определения последовательности расположения рабочих колес на оси вала, возможно более близкой к оптимальной с точки зрения динамики конструкции.

Рассмотрены варианты эффективного применения электромагнитного тормоза для обеспечения условий динамической устойчивости электроэнергетической системы. На основе максимума Понтрягина сформулированы критерии оптимальности для простейшей энергосистемы с электромагнитным тормозом. Построен алгоритм решения двухточечной краевой задачи с применением метода стрельбы. Сформулированы задачи, необходимые для реализации оптимального управления электромагнитным тормозом в сложной энергосистеме в «темпе процесса».

Рассматривается генезис конструктивных модификаций и областей применения бесконтактных двигателей с возбуждением от постоянных магнитов. Показаны направления совершенствования бесконтактных двигателей.

В монографии дано новое решение актуальной задачи - совершенствование деятельности по энергосбережению и по осуществлению технологических присоединений филиала ОАО «МРСК Центра» - «Орёлэнерго». Проведенные исследования позволили обосновать необходимость учета динамики технологических присоединений. В монографии разработана методика учета динамики технологических присоединений, которая позволит своевременно планировать затраты на реконструкцию энергообъектов при составлении инвестиционных программ компании, во избежание ущерба от недоотпуска электроэнергии потребителям, которые энергокомпания терпит от наличия дефицита мощностей. Другим вопросом, рассмотренным в монографии, является анализ фактических, технологических и коммерческих потерь электроэнергии в филиале ОАО «МРСК Центра» - «Орёлэнерго». На основании проведенного анализа разработана программа мероприятий по снижению потерь в филиале ОАО «МРСК Центра» - «Орёлэнерго» на 2014-2019 г.

В учебном пособии рассматриваются существующие типы синхронных электрических машин, способы их управления, математическое описание синхронных двигателей в динамических режимах. Основное внимание уделено синхронным электрическим машинам общепромышленного назначения.

Рассмотрены основы теории и расчета совмещенных бесщеточных возбудительных устройств нового поколения, в которых использовано нетрадиционное конструктивное, магнитное и электрическое совмещение в одной машине нескольких электромеханических преобразователей. Впервые даются основы проектирования таких возбудительных устройств, доведенных до сравнительно простых алгоритмов и методов расчета характеристик.

Проектирование преобразовательных устройств (в частности, сварочных инверторов) связано с необходимостью выполнения требований по их электромагнитной совмести. Для решения этой задачи необходимо оценить спектральный состав фидерных токов преобразователя. На примере сварочного инвертора переменного тока частоты 30 кГц показан способ осуществления такой оценки путем компьютерного моделирования процессов в схеме. Достоверность полученной картины спектра выходного тока инвертора подтверждена результатами испытаний физического образца. Приведены зависимости, отражающие связь спектральной мощности и ширины спектра со скважностью импульсов тока. Показано, что в момент обрыва электрической дуги в спектре на частоте около 5 МГц появляются новые составляющие значительной амплитуды.

Предлагается систематизировать способы измерения комплексного сопротивления по используемому методу решения обобщенного уравнения мостовой цепи. Выявлены способы измерений, перспективные для применения в процессорных средствах измерений комплексного сопротивления. Описаны оригинальные устройства для измерения составляющих комплексного сопротивления.

Рассмотрены методические вопросы определения характеристик солнечного излучения, прежде всего энергетических характеристик, которые позволяют оценить солнечную энергию как возобновляемый ресурс. Подробно рассмотрены факторы, влияющие на солнечную энергию при ее прохождении через атмосферу Земли, приведены методики учета этих факторов при расчетах прихода солнечной энергии на горизонтальную поверхность. Даются методики определения реальных плотностей солнечного излучения, поступающего на ориентированные поверхности, в условиях реальной облачности.

Рассматривается система управления для многофункционального электрического комплекса, который обеспечивает автономное бесперебойное питание потребителей и получение высокого КПД электричества.

Ученые выяснили: клерков, чтобы они не спали, надо освещать синим светом.

В пособии даются теоретические основы формирования расчетных методик параметров электромагнитного и температурного полей посредством каскадных схем.

Дан анализ актуальных проблем функционирования распределительных сетевых компаний на либерализуемых розничных рынках электроэнергии в РФ, выдвинуты и аргументированы авторские предложения по их решению. С этой целью сформулированы общемировые принципы либерализации электроэнергетики, выявлены типичные проблемы функционирования распределительных сетей и перспективные направления их развития. Описан процесс реформирования российской электроэнергетики и современная структура рынков электроэнергии в РФ. Выполнен количественный анализ ряда эмпирических данных. Охарактеризованы состояние и перспективы развития распределительных сетей на розничных рынках электроэнергии в РФ.