Электричество

О новом стандарте Российской Федерации на турбогенераторы

Евгений Федорович Кади-Оглы — 2025-02-27

В статье представлены результаты деятельности технического комитета ТК 333 «Электрические машины вращающиеся» Росстандарта по разработке и введению в действие стандарта на турбогенераторы ГОСТ Р 70940-2023. Описаны проблемы гармонизации стандартов российских и межгосударственных с международными. Продемонстрирована связь нового стандарта с действующими на территории РФ нормативными документами. Выполнен сравнительный анализ содержательной части используемого ранее на территории РФ ГОСТ IEC 60034-3 и нововведенного стандарта, позволяющего исключить имеющие место недостатки, несоответствия и опечатки, учесть требования, предъявляемые к энергетическому оборудованию, используемому в Единой энергосистеме Российской Федерации. Представлено описание деятельности технического комитета ТК 333 и его взаимодействия со смежными комитетами. Новый стандарт ГОСТ Р 70940-2023 разработан специалистами Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого при активном инициативном участии специалистов АО «Силовые машины», ПАО «Форвард Энерго», АО «Севкавэлектроремонт», АО «Россети НТЦ», НПО «Элсиб», АО «Институт Гидропроект», ООО «ААЭМ», ООО «ИТЦ УралЭнергоИнжиниринг», НИУ «МЭИ» при содействии ТК 016, ТК 322 и поддержке ФГБУ «Институт стандартизации».

Разработка нечеткого регулятора для демпфирования колебаний гибкоподвешенного груза в электромеханических системах крановых механизмов

Станимир Вълчев — 2025-02-27

Статья посвящена исследованиям, направленным на обеспечение демпфирования колебаний, возникающих в механизмах передвижения кранов при перемещении груза на гибком подвесе. Разработан алгоритм создания универсального блока-регулятора на базе нечеткой логики, корректирующего сигнал задания на скорость электропривода. Приведена поэтапная разработка в среде MATLAB Simulink универсального нечеткого регулятора, использование которого позволит снизить нагрузку на аппаратные ресурсы процессора. Представлены результаты исследования использования предлагаемого универсального нечеткого регулятора в качестве блока гашения колебаний гибкоподвешенного груза. Применение регулятора позволило снизить амплитуду колебаний груза в период переходных процессов и свести ее к нулевому значению в установившемся режиме за счет введения корректирующего воздействия на сигнал, поступающий с задатчика интенсивности. Увеличение отклонения груза приводит к увеличению корректирующего сигнала, выдаваемого на выходе нечеткого регуляторе, при этом происходит притормаживание механизма перемещения, что приводит к уменьшению угла отклонения груза от вертикального положения.

Сверхпроводящие коммутаторы для управления магнитной системой МРТ 1,5 Тл

Василий Васильевич Зубко — 2025-02-27

Современный уровень развития технологий в мире позволяет создавать сверхпроводящие (СП) магнитные системы с безгелиевой системой охлаждения, которая не требует доливки жидкого гелия в течение всего времени эксплуатации. В России разрабатывается магнитно-резонансный томограф (МРТ) с магнитной системой на 1,5 Тл, которая работает в вакууме в условиях безгелиевого охлаждения. В статье представлена конструкция сверхпроводящего коммутатора-ключа (СП-ключа) для управления магнитной системой МРТ при вводе/выводе тока. СП-ключ, как и вся магнитная система, работает в условиях безгелиевого охлаждения. Для оптимизации конструкции СП-ключа и исследования его нестационарных режимов работы разработана численная модель на основе метода конечных элементов, решающая нестационарное уравнение теплопроводности. Рассмотрено два режима работы СП-ключа: стандартный ввод (или вывод) тока и быстрый вывод тока. Представлены изменения температуры обмотки ключа при его работе. Приведены рассчитанные методом конечных элементов механические напряжения, возникающие в захоложенном СП-ключе. Приведены изготовленные экспериментальные образцы СП-ключа, которые отвечают техническим требованиям к магнитной системе МРТ 1,5 Тл.

Влияние температуры на диэлектрический отклик изоляционной системы высоковольтного оборудования

Максим Анатольевич Кисляков — 2025-02-27

Современные подходы к оценке состояния высоковольтного оборудования основаны на измерении параметров изоляционной системы. В мировой практике для оценки качества диэлектрической изоляции все чаще используют методы измерения токов поляризации и деполяризации в диэлектрике. При этом предполагается, что поляризационные процессы определяются состоянием диэлектрика, влияние же внешних факторов на результаты измерений, как правило, не учитывается. Статья посвящена исследованию влияния внешних эксплуатационных факторов (температура, приложенное тестовое напряжение) на токи поляризации и деполяризации, а также диэлектрический отклик системы. В результате эксперимента установлены зависимости токов поляризации и деполяризации от температуры и приложенного тестового напряжения. Обнаружено, что функция диэлектрического отклика не зависит от тестового напряжения только при температуре ниже 60 ^оС, что требует корректировки методик интерпретации результатов диагностики высоковольтного оборудования, полученных при более высоких значениях температуры. Дано теоретическое обоснование установленных зависимостей на основе физических процессов, протекающих в диэлектрике. Полученные результаты могут быть использованы при оценке состояния и интерпретации результатов диагностики изоляционной системы высоковольтного электрооборудования (силовые трансформаторы, электродвигатели, кабели и др.).

Экспериментальное определение потерь в транзисторе резонансного инвертора напряжения

Ильяс Юсыфович Абдулхаков — 2025-02-27

Все более актуальными становятся вопросы повышения эффективности мощных преобразователей энергии и улучшения характеристик изделий силовой электроники в части повышения рабочих частот преобразования, уменьшения потерь мощности на силовых элементах, снижения динамических перегрузок. Одним из наиболее энергоэффективных типов преобразователей являются резонансные инверторы напряжения, однако часто численное моделирование не демонстрирует радикальной разницы в энергоэффективности при работе преобразователя в различных расстройках, способных привести к выходу его из строя. Статья посвящена экспериментальным исследованиям потерь в резонансном инверторе при работе в различных расстройках. Проводится сравнение результатов экспериментальных исследований с расчетными данными при использовании стандартных моделей транзисторов. Для определения зависимости потерь мощности на транзисторах резонансного инвертора от частоты собран лабораторный стенд. Разработана компьютерная Spice-модель резонансного инвертора для пояснения различий потерь в зависимости от расстройки. Результаты моделирования демонстрируют меньшую зависимость потерь мощности транзисторной ячейки от частоты при отклонении от частоты резонанса и не показывают столь значительного ее влияния. Проведенное исследование позволяет несколько приближенно увидеть распределение потерь в зависимости от типа расстройки и сделать вывод о необходимости прохождения верификации моделей полупроводниковых элементов.

Снижение пожарной опасности в индивидуальных жилых зданиях при несимметричной и нелинейной нагрузке

Игорь Владимирович Наумов — 2025-02-27

В статье рассмотрена возможность использования методов и технических средств для снижения риска возникновения пожароопасных ситуаций в индивидуальных жилых зданиях (ИЖЗ) из-за несбалансированных режимов, обусловленных несимметричной и нелинейной нагрузкой. Определены максимально допустимые значения тока в нейтральном проводнике внутренней электрической сети ИЖЗ и в четырехпроводной сети напряжением 0,4 кВ при различных температурных режимах. На основе фактических измерений параметров электрической энергии во внутренней электрической сети ИЖЗ проведено имитационное моделирование подключения разработанного балансирующего устройства к вводному распределительному устройству ИЖЗ. Проведен анализ эффективности использования балансирующего устройства с целью снижения риска возникновения пожара. Установлено, что использование балансирующего устройства позволяет уменьшить тепловые потери, которые могут вызывать опасность возникновения пожара в исследуемой электрической сети, более чем на 60 %. Полученные результаты могут представлять интерес для компаний, занимающихся проектированием и строительством ИЖЗ, а также для ученых, исследующих несбалансированные режимы работы низковольтных электрических сетей.

Исследование радиационно-стойкого асинхронного двигателя с кольцевыми обмотками статора (в порядке обсуждения)

Ольга Валерьевна Тихонова — 2025-02-27

Статья посвящена разработке двигателя специального назначения, предназначенного для работы в условиях повышенной температуры и радиации. Рассмотрена конструкция якоря многофазного асинхронного двигателя, имеющего кольцевые обмотки с керамической изоляцией. Предложено использовать якорь нового типа для электрических машин мощностью до 20 кВт. В отличие от машин традиционной конструкции вращающееся магнитное поле в машине нового типа формируется с помощью специальным образом организованной магнитной системы. Представленная конструкция якоря позволяет укладывать статорные катушки во время сборки магнитной системы без их повреждения и деформации, а применение керамической изоляции позволит увеличить срок службы двигателя. Рассмотрена проблема возможности создания вращающегося магнитного поля и его распределения в магнитной системе. На базе серийного двигателя общепромышленного применения спроектирован и изготовлен опытный образец асинхронного двигателя с кольцевыми обмотками. На первом этапе исследований проведен цифровой эксперимент, результаты которого верифицированы на втором этапе с помощью натурных испытаний опытного образца.

Итоги Общего собрания Академии электротехнических наук РФ

Редакционная статья — 2025-04-17

Владимир Яковлевич Фролов (к 75-летию со дня рождения)

Редакционная статья — 2025-04-17