Секция «электротехника и электромеханика»

СПОСОБЫ ПОВЫШЕНИЯ УСТОЙЧИВОСТИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ДУГИ

Пивоваров А.Е., Сальникова В.М., научный руководитель к.т.н., доц. Мякишев В.М.

(Самарский государственный технический университет)

Устойчивость горения сварочной дуги определяется внешней характеристикой источника питания. Следовательно, изменением внешней характеристики можно влиять на режим горения дуги, т.е. на ее устойчивость. Практическая реализация данного метода заключается в основном в изменении конфигурации магнитопровода, числа витков обмоток трансформатора и способа их соединения. С целью улучшения условий зажигания дуги обмотки трансформатора соединяются так, что он имеет круто падающую внешнюю характеристику, а при горении сварочной дуги за счет изменения схемы соединения обмоток характеристика становится «мягкой»

Повышение устойчивости, стабильности горения сварочной дуги, а также обеспечение её надежного зажигания достигнуто изменением формы кривой напряжения холостого хода. Этот оказался наиболее простым и эффективным при дуговой сварке металлов малых толщин и при сварке алюминиевых сплавов неплавящимся электродом в среде защитных газов.

Разработана и исследована магнитная система сварочного трансформатора, обеспечивающего надежное и устойчивое горение электрической дуги. Проведена его оптимизация

Разработка расчетного модуля для определения СТАТИСТИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСИК ГРАФИКОВ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ НАГРУЗКИ ОТ ГРУППЫ ОДНОТИПНЫХ РАВНОПЕРИОДИЧНЫХ ЭЛЕКТРОПОТРЕБИТЕЛЕЙ

Юдина В.О, научный руководитель ст. преп. Бирюков А.Н.

(Самарский государственный технический университет филиал в г. Сызрани)

Разработан расчетный модуль, позволяющий определять такие статистические характеристики, как дисперсия группового графика электрической нагрузки DP, DQ и коэффициент его формы КФ по уточненной методике с учетом взаимно корреляционных моментов от индивидуальных графиков однотипных равнопериодичных электропотребителей, работающих в режиме «включено-выключено». Рассматриваемое количество электропотребителей – от 2 до 10, но при необходимости диапазон может быть расширен.

Поскольку для оптимальной работы такой группы наиболее эффективно выбирать равные сдвиги по времени включения ΔТ каждого очередного электропотребителя в цикле (время цикла – Тц), то оцениваются все возможные равномерные сдвиги от 0 до Тц с шагом 0,01Тц, а в качестве исходных данных используются только параметры индивидуальных графиков – мощность во включении pв, qв и коэффициент включения kв. Результатом работы расчетного модуля является формирование таблицы с расчетными параметрами и отображение графиков КФ = f(ΔТ) для разного количества электропотребителей в группе.

Использование разработанной системы позволяет находить оптимальные временные сдвиги ΔТ, соответствующие наименьшим потерям электроэнергии в питающей сети. Модуль реализован в общедоступной программной среде Microsoft Excel.

ПРЕДОХРАНИТЕЛЬ МНОГОКРАТНОГО ДЕЙСТВИЯ С ПРИМЕНЕНИЕМ ЖИДКОГО МЕТАЛЛА

Иванов Н.А., научный руководитель Воронин А.А.

(Самарский государственный технический университет)

Разрабатываемый жидкометаллический предохранитель, обладает токоограничивающим эффектом и рассчитан на напряжение до 10 кВ и ток термической стойкости до 40 кА. Устройство имеет цилиндрическую форму, состоит из набора керамических и медных пластин со сквозным каналом малого сечения внутри. Канал заполняется жидким металлом, а именно эвтектическим сплавом Ga(67%)-In(20,5%)-Sn(12,5%). При возникновении в сети тока короткого замыкания жидкий металл в канале нагревается затем испаряется, в результате между контактами возникает электрическая дуга, за счет чего происходит токоограничивающий эффект. После того как сработает коммутационный аппарат, жидкий металл в предохранителе охлаждается и конденсируется, вновь заполняя канал, поэтому его можно считать предохранителем многократного действия.

Для подтверждения работоспособности данного устройства собраны испытательные модели, на которых проведены эксперименты по определению температурных характеристик. Результаты можно считать положительными. Дальнейшие исследования будут связаны с определение коммутационной способности предохранителя.

РАЗРАБОТКА АВТОМАТИЗИРОВАННОГО МНОГОДВИГАТЕЛЬНОГО ЭЛЕКТРОПРИВОДА ПЕЧИ ПРЕДВАРИТЕЛЬНОГО НАГРЕВА СЫРЬЯ УСТАНОВКИ

ТЕРМИЧЕСКОГО КРЕКИНГА ТК-4

Макарова А.И., научный руководитель Шумилов Е. А.

(Самарский государственный технический университет филиал в г. Сызрани)

Проанализированы режимы работы печи установки первичной переработки нефти ТК-4.

Обоснована целесообразность использования многодвигательного электропривода с учетом взаимосвязанности.

Проведен синтез оптимального многосвязного нечеткого регулятора температуры, обеспечивающего в 1,5-2 раза лучшие показатели качества переходных процессов.

При синтезе системы регулирования температуры использовался алгоритм Густафсона-Кесселя.

ОСОБЕННОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ ПРИНЦИПА ПОНСЕЛЕ В ЭЛЕКТРОПРИВОДЕ ПОСТОЯННОГО ТОКА

Колесников И.П., научный руководитель доц. Курган В.П.

(Самарский государственный технический университет)

Сущность принципа Понселе состоит в том, что для устранения или уменьшения влияния помехи от возмущающего воздействия, в систему автоматического управления электрическим двигателем вводится сигнал, пропорциональный этой помехе, но с обратным знаком, который и компенсирует влияние этого возмущающего воздействия, которое обусловлено действием момента нагрузки. Если рассматривать статический режим работы такой системы регулирования, то можно определить условие инвариантности к этому возмущению. Однако, в динамике из – за контроля нагрузки по току якоря подобная связь по возмущению существенно повышает колебания скорости, так как динамическая составляющая тока якоря образует в структурной схеме данной системы регулирования гибкую положительную обратную связь по току. При этом рассматриваемая система регулирования электропривода описывается консервативным звеном, в котором отсутствует затухание колебаний скорости электропривода. Поэтому для исключения такого недостатка предлагается принципиальная схема устройства, позволяющего выделить электрический сигнал, который пропорционален только статической составляющей тока якоря, что позволяет практически реализовать принцип регулирования по возмущению, моменту нагрузки.

МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ АСИНХРОННОГО ЧАСТОТНО-РЕГУЛИРУЕМОГО ЭЛЕКТРОПРИВОДА В ПРОГРАММНОМ ПАКЕТЕ МATLAB

Ларюшкина Е.С. научный руководитель Горшков Р.Г.

(Самарский государственный технический университет филиал в г. Сызрани)

Большое распространение асинхронных электродвигателей для привода механизмов различных систем обусловлено простотой, надежностью и относительно небольшой стоимостью этих машин. Сложным вопросом является оценка эффективности внедрения ЧРП.

В работе проведено математическое моделирование электропривода при вариациях режимных параметров и определены его энергетические показатели. Кроме того, показано влияние частотного преобразователя на питающую сеть и параметры асинхронного двигателя.

Исследование динамики электромагнита и его системы импульсного питания

Д.П.Сорокин, научный руководитель Чуркин И.М.

(Тольяттинский государственный университет)

Представлены результаты экспериментальных исследований тягового электромагнита и его системы импульсного питания с рекуперацией электромагнитной энергии из обмоток возбуждения в накопительную емкость. Такое техническое решение позволяет повысить КПД энергопреобразования электромагнитной энергии накопительной емкости в механическую энергию движущегося якоря электромагнита, а также улучшить его амплитудно-частотные характеристики. Приведены полученные в результате эксперимента электромеханические характеристики электромагнита: скорость якоря v(t), усилие, развиваемое якорем f(t) при его ускорении и торможении, токи и напряжения на элементах схемы питания. Полученные результаты дают основание использовать такого рода электромагнит для инженерно-строительных изысканий, а также для целей сейсморазведки на нефть и газ. Схема питания, построенная на базе генератора импульсов тока, позволяет в широких пределах управлять амплитудно-частотными характеристиками электромагнита как привода сейсмоисточника. Тем самым обеспечивается избирательность подхода к выбору выходных характеристик привода, например, сейсмоисточника, при его работе на различных по структуре грунтах.

СТРУКТУРНО-ПАРАМЕТРИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ОПТИМИЗАЦИИ ПРОЦЕССА НАМОТКИ МАЛОМОЩНЫХ ТРАНСФОРМАТОРОВ

Гирин Н.Г., научный руководитель доц. Стулин В.В.

(Самарский государственный технический университет)

Разработан экспериментально-аналитический подход для решения оптимизационных задач при исследовании сложных технологических процессов, органически сочетающий методологию планирования эксперимента и анализа математических моделей регрессионного типа при обработке результатов вычислительных и реальных экспериментов. Метод рассмотрен применительно к процессу намотки маломощных трансформаторов (ПНМТ). Формируется структурно-параметрическая модель процесса (СПМП) намотки маломощных трансформаторов, реализующая алгоритм определенной совокупности математических методов и приёмов, направленных в комплексе на улучшение качества процесса изготовления. При этом последовательно используются данные и результаты теоретических исследований авторов по динамике специфических элементов процесса намотки.

Приведенный формальный аппарат и алгоритм выполнения этапов составляют методическую основу постановки и решения различных по степени технологической сложности оптимизационных одно- и многокритериальных задач, СПМП является важной информационно-аналитической схемой и системой анализа вычислительных вариантов, возникающих при программной реализации алгоритмов обработки исходных данных ПНМТ. Совмещение поиска вычислительных и экспериментальных экстремумов уменьшает неопределенность относительно близости их локализации в многофакторном пространстве, сокращает материально-технические и др. затраты при реализации самого подхода.