Статья: Магнитное поле постоянного магнита с поверхностным рельефом (2024)

Статья посвящена исследованию существующих и будущих перспектив использования природных возобновляемых источников энергии в различных регионах Ирака. Географическая широта территории дает Ираку возможность использовать солнечную энергию. Ирак обладает одной из самых высоких плотностей солнечного излучения в мире. Вместе с тем, многие районы Ирака обладают огромным потенциалом ветроэнергетики. Южный регион подходит для реализации проектов по производству электроэнергии с помощью ветряных турбин, поскольку скорость ветра находится в допустимых пределах. В качестве одной из будущих энергосистем, основанных на возобновляемых ресурсах, для нескольких городов страны была предложена гибридная система “PV-Wind”. Оптимальное использование экологически чистых энергетических ресурсов способствует развитию систем электроснабжения и сокращению времени перерывов питания в результате дефицита общего объема производства электроэнергии. Также это способствует сокращению выбросов углекислого газа, вызванных потреблением ископаемого топлива, что приносит пользу окружающей среде.

Коэффициент связи является ключевой характеристикой бесконтактной передачи электроэнергии, к которой относится индуктивная связь, и служит оценкой степени ее эффективности. Статья посвящена исследованию влияния геометрии катушек на оценку коэффициента связи. Получено выражение для коэффициента связи дисковых катушек, а также катушек квадратной формы сечения, даны соответствующие сопоставления. Рассмотрена геометрия сопрягаемых прямоугольных катушек, по которой определён коэффициент взаимной индукции для средних витков с последующей оценкой взаимной индуктивности катушек в целом. Установлено, что реальная геометрия катушек может оказывать существенное влияние на оценку значения коэффициента связи по сравнению с идеализированными витками.

Статья посвящена исследованию системы управления многозонного преобразователя переменного напряжения, используемого в качестве устройства плавного пуска асинхронного двигателя (АД). Проведён анализ достоинств, недостатков и особенностей современных устройств для плавного пуска АД. Представлены результаты синтеза различных структур регулятора. С помощью метода алгебраизации дифференциальных уравнений проведен математический расчёт схемы однофазного трехзонного регулятора переменного напряжения. С помощью имитационного моделирования в среде Matlab/Simulink получены осциллограммы переходных процессов при разгоне однофазного асинхронного двигателя. Исследованы одноконтурные системы автоматического регулирования пускового тока с использованием релейного регулятора и ПИ-регулятора. Разработана двухконтурная система автоматического управления, которая позволяет двигателю разгоняться до номинальных оборотов как с линейным, так и с сигмоидальным ускорением, ограничивая при этом пусковой ток. Полученные результаты верифицированы с помощью экспериментального стенда. Статья является продолжением исследования многозонного преобразователя переменного напряжения [1].

В статье предложен способ управления возбуждением крупных синхронных двигателей. Предлагаемый способ управления основан на использовании регулятора с нечеткой логикой. Представлены функции принадлежности входных параметров (отклонения коэффициента мощности и уровня потребления реактивной мощности в узле), а также выходного параметра (напряжения возбуждения). Приведена база правил, позволяющая вырабатывать выходной сигнал в зависимости от изменения коэффициента мощности и потребления реактивной мощности в узле нагрузки. Проведено исследование переходных процессов при подключении крупной асинхронной нагрузки к узлу питания синхронного двигателя, оснащенного регулятором на основе нечеткой логики. Показана эффективность предложенного способа управления.

В современных энергосистемах наблюдается устойчивый рост числа генерирующих объектов на основе сетевых инверторов, приводящий к значительному изменению динамических свойств энергосистем. В первую очередь это выражается в снижении инерционного отклика, который обеспечивали традиционные синхронные генераторы. В связи с этим ключевой технологией для современных гибридных энергосистем становится новая концепция управления сетевыми инверторами в режиме «виртуальный синхронный генератор» (ВСГ), которая позволяет имитировать свойства и возможности синхронной генерации. Однако традиционным алгоритмам управления ВСГ характерен ряд принципиальных проблем, например, взаимовлияние контуров управления активной и реактивной мощностями. В статье предлагается альтернативная структура ВСГ, управляемая опорным сигналом тока (ВСГ-Т). Однако данная структура является сложной и ей характерен недостаток демпфирующего момента при изменении плотности электрической сети. В связи с этим предлагается подход по усилению демпфирующих свойств ВСТ-Т за счёт использования согласно-параллельного регулятора, состоящего из простого пропорционального звена. Представленный в статье анализ замкнутой передаточной функции продемонстрировал снижение порядка модели до второго за счёт предложенного регулятора, что позволило вывести простые зависимости для настройки модели. С помощью рассмотрения модели в пространстве состояний и коэффициентов чувствительности и участия доказано преобладающее влияние коэффициента усиления разработанного регулятора именно на низкочастотные корни, что приводит к улучшению демпфирующих свойств ВСГ-Т. Результаты динамического моделирования во временной области подтвердили обозначенные свойства и возможности модифицированной структуры ВСГ-Т с согласно-параллельным регулятором. Продемонстрировано отсутствие влияния демпфирующего эффекта на инерционный отклик модифицированной структуры ВСГ-Т, выражающееся в постоянстве скорости изменения частоты при увеличении коэффициента демпфирования. Сделан вывод об эффективности, устойчивости модифицированной структуры ВСГ-Т и возможности её гибкой настройки для получения любого желаемого динамического отклика в условиях разной плотности электрической сети и загрузки по мощности сетевого инвертора.

Системы электроснабжения перспективных авиационных концепций, таких как более или полностью электрифицированный самолет, предполагают совместную работу как высокотемпературных сверхпроводниковых (ВТСП) устройств, так и силовых полупроводниковых преобразователей электроэнергии. Так как пригодные для практического применения современные ВТСП-материалы принципиально требуют их охлаждения до критических температур, достигаемых с помощью криогенного охлаждения, то целесообразно исследовать и возможность использования последнего для охлаждения силовых полупроводниковых преобразователей электроэнергии. Статья посвящена разработке прототипа управляемого трехфазного выпрямительного устройства с криогенным охлаждением силового преобразовательного каскада для использования в перспективных авиационных системах электроснабжения. Выпрямительное устройство строится как корректор коэффициента мощности с целью выполнения требований к качеству электроэнергии. С целью повышения эффективности системы электроснабжения предложено использовать двуполярное повышенное напряжение постоянного тока. Проведен сравнительный анализ структур силовых преобразовательных каскадов, исследованы обеспечиваемые ими предварительные показатели качества потребляемой электроэнергии и выбрана рациональная структура для данного применения. Показаны результаты имитационного компьютерного моделирования и конструкция разработанного прототипа преобразователя. В ходе проведенных испытаний собранного устройства подтверждена его работоспособность в криогенных условиях при повышенном выходном напряжении постоянного тока. Представлены результаты проведенных экспериментальных исследований.