Բանբեր ՀԱՊՀ - Էլեկտրատեխնիկա, էներգետիկա

Исследование электроприводной системы при разных законах изменения технологической нагрузки

М. К. Багдасарян — 2019-10-01

Проведено исследование электроприводной системы при разных законах изменения технологической нагрузки. Выявлено, что для обеспечения высокой точности при исследовании динамических процессов электроприводной системы технологического процесса важное значение имеет учет не только характера существующих инерционных элементов систем, связей между ними, но и изменений момента сопротивления, создаваемого технологической нагрузкой.
Исследование электроприводной системы в условиях изменения технологической нагрузки представляет интерес также с точки зрения рационального выбора параметров привода при его управлении.
Показано, что из-за большого объема факторов и их влияния на технологический процесс детальное изучение электроприводной системы невозможно. В связи с этим обосновывается необходимость создания адекватной модели, имитирующей поведение исследуемой системы. Для исследования динамики привода при изменении технологической нагрузки использован программный пакет Matlab, содержащий инструмент визуального моделирования Simulink. Рассмотрена динамика электроприводной системы при изменении момента сопротивления, создаваемого технологической нагрузкой, по постоянному, экспоненциальному и периодическому законам. Разработана расчетная схема электромеханической системы. На основе метода нормальных координат составлена система дифференциальных уравнений, описывающая динамику приводной системы с учетом механических, электромагнитных и технологических явлений. Получены зависимости, характеризующие изменение динамического момента системы с учетом разных значений жесткости упругого элемента при постоянном, экспоненциальном и периодическом моментах сопротивления. Полученные данные дают основание утверждать, что для уменьшения динамической нагрузки системы в качестве оптимального параметра следует использовать жесткость приводного вала систем двигатель-механизм.

К обобщению понятия четырехполюсника

В. С. Сафарян — 2019-10-01

Работа посвящена исследованию обобщенных параметров и уточнению понятий двухполюсника, трехполюсника и четырехполюсника. В классических трудах по теорети-ческим основам электротехники определение четырехполюсника сводится к следую-щему: четырехполюсником называют часть электрической цепи, рассматриваемую по отношению к двум парам ее выводов. В иностранной литературе дается более точное, с точки зрения функциональности, название четырехполюсника: two-port network, что в переводе означает цепь с двумя портами. Аналогично дается название двухполюсника: one-port network - цепь с одним портом.
В некоторых работах отмечается, что все четырехполюсники, у которых не заданы парные зажимы для присоединения источника электрической энергии и приемника, характеризуются в общем случае шестью коэффициентами. Согласно последнему правилу, получается, что четырехполюсник без спаренных выводов - это другая электрическая цепь, которая, однако, также называется четырехполюсником.
В настоящей работе уточнены понятия электрической цепи с выделенными

Влияние демпферной системы на устойчивость режимов работы компактного гидроагрегата

А. Л. Маилян — 2019-10-01

Исследовано влияние демпферной системы компактного гидроагрегата на устойчивость работы. Изучены признаки устойчивой работы и возникновения колебательного процесса синхронного гидроагрегата. Отмечены преимущества компактного гидроагрегата. Приведены возможность применения маховика в качестве внешней демпферной системы компактного гидроагрегата, а также принципиальная схема, согласно которой компактный гидроагрегат состоит из гидротурбины, мультипликатора, внешней демпферной системы, синхронного генератора, возбудителя, согласующего трансформатора, а также соединительных муфт, которые соединяют вал турбины с валом генератора жесткой связью. Рассмотрено применение внешней демпферной системы в компактном гидроагрегате. Составлено уравнение моментов синхронного гидроагрегата во время колебательного процесса с учетом асинхронного момента внешней демпферной системы для оценки влияния демпферного момента всего гидроагрегата на устойчивость. Представлена диаграмма векторов напряжения и электродвижущей силы во время колебательного процесса синхронного генератора. Даны значения коэффициентов демпфирования синхронного генератора и внешней демпферной системы. Получено уравнение моментов для синхронного гидроагрегата при наличии внешней демпферной системы. Решением дифференциального уравнения второго порядка получены постоянная времени затухания колебаний и угловая частота свободных колебаний синхронного генератора. Обосновано увеличение коэффициента демпфирования гидроагрегата, что, в свою очередь, вызывает быстрое затухание возникающих колебаний.

Экономия расхода электроэнергии в процессе измельчения руды с использованием компенсирующей способности синхронных двигателей

Д. В. Давтян — 2019-10-01

Обоснована необходимость экономии расхода электроэнергии, используемой в процессе измельчения руды, для повышения эффективности производства металлических концентратов. Путем анализа известных работ произведена классификация основных способов экономии расхода электроэнергии, применяемых в технологическом процессе. Для решения задачи экономии потребляемой электроэнергии выбрано направление, позволяющее использовать возможности реактивной мощности, вырабатываемой синхронными двигателями для работы асинхронных двигателей. Выявлены особенности использования компенсирующей способности реактивной мощности в процессе измельчения топологических схем, применяемых в данном производстве. Приведены алгоритмы, позволяющие получить зависимости, характеризующие изменения реактивной мощности, вырабатываемой синхронными и потребляемыми асинхронными двигателями, от нагрузки и напряжения питающей сети. Исследовано также изменение реактивной мощности при разных значениях коэффициента мощности. На примерах одно- и двухстадийной топологических схем процесса измельчения руды оценены возможности компенсирующей способности синхронных двигателей. Произведен расчет, позволяющий рассматривать возможности использования компенсирующей способности синхронных двигателей при разных топологических схемах измельчения минерального сырья с применением двигателей разных мощностей.
Выявлено, что при разных значениях коэффициента нагрузки коэффициент мощности на шине питающей сети не претерпевает значительных изменений, и, кроме того вырабатываемые синхронными двигателями реактивные мощности полностью компенсируют необходимую для потребления реактивную мощность, вырабатываемую асинхронными двигателями, используемыми в технологической схеме измельчения руды.

Исследование влияния конструктивных факторов на шумы электродвигателей для привода лифтов

В. И. Афонин — 2019-10-01

Проведено исследование влияния конструктивных факторов на шумы электродвигателей для привода лифтов. Излучение шума электрической машиной определяется ее конструкцией и электромеханическими параметрами. Технология изготовления и режим работы также влияют на создаваемый шум. Поэтому несовершенство (нерациональность) конструкции является важнейшим показателем динамического поведения машины. Методы уменьшения шума электрических машин основаны на изучении причин, вызывающих этот шум, а методы анализа – на основных акустических понятиях. При проектировании электродвигателей для привода лифтов уменьшение шума основывается на поиске компромисса между акустическими требованиями и техническими возможностями.
Предлагаются мероприятия по уменьшению магнитных вибраций лифтовых электродвигателей. Разработан алгоритм поиска способов улучшения вибрационных и шумовых характеристик лифтовых электродвигателей, включающий последовательность следующих шагов: выявление факторов, существенно влияющих на вибрационные и шумовые характеристики; установление повышенных уровней вибрации и шума двигателей; определение факторов, обеспечивающих минимальное значение вибраций и шумов в переходных режимах.
Показано, что в зависимости от характера причин, определяющих уровни вибрации и шумов двигателей, различают конструктивные, технологические и режимные факторы, оказывающие влияние на уровни шума и вибрации.
Учитывая результаты предыдущих исследований авторов, в работе рассматривается влияние только конструктивных факторов. Это обусловлено тем, что конструктивные факторы позволяют реализовывать на стадии проектирования большинство известных методов улучшения вибрационных и шумовых характеристик. Кроме того, обладая универсальностью действия на вибрационные и шумовые характеристики, они выделяются относительной экономичностью в отличие от технологических и режимных факторов.

Повышение рабочей частоты бумажно-фольговых конденсаторов за счет применения двух охлаждаемых водой змеевиков

Л. А. Варданян — 2019-10-01

Создание мощных тиристоров с малыми временами восстановления свойств позволяет увеличить частоту коммутации преобразователя, в том числе бумажно-фольговых электротермических конденсаторов, до 20 кГц. Это возможно осуществить за счет применения двух змеевиков, охлаждаемых водой.
Известны конденсаторы с водяным охлаждением, в которых собирательные шины всех обкладок одной полярности выведены через выводной изолятор, а шины другой полярности тоже выведены через выводной изолятор, но установленный на крышке конденсатора. Недостатком таких конденсаторов является то, что выход первого змеевика служит входом второго змеевика. Следовательно, допускается перегрев воды до 5...10 ℃.
С целью устранения этого недостатка на крышке конденсатора установлены два дополнительных изолятора, служащие выходами двух змеевиков. Змеевики снаружи конденсатора соединяются параллельно по воде. Для расчета электротермических конденсаторов с бумажно-фольговыми обкладками при известных напряжении, частоте, емкости и поверхности охлаждения необходимо определить коэффициент теплоотдачи

Об одном методе исследования молекулярного светорассеяния чистых газов

Р. С. Асатрян — 2019-10-01

Рассматривается метод исследования молекулярного светорассеяния чистых газов. Проведены экспериментальные исследования с целью определения с высокой точностью значений коэффициентов молекулярного светорассеяния чистых газов, в частности, воздуха и углекислого газа. Полученные экспериментальные результаты имеют весьма важное значение для проведения градуировочных и метрологических работ оптико-электронных приборов и систем, предназначенных для измерения оптических параметров приземной атмосферы. В настоящей работе дается описание разработанного нами метода измерений коэффициентов светорассеяния чистого воздуха и углекислого газа, а также необходимого для этой цели вспомогательного оборудования.
Измеренные с высокой точностью значения коэффициентов молекулярного светорассеяния чистых газов необходимы для проведения оптической градуировки и метрологической аттестации разработанной нами оптико-электронной системы ʺПОМПАʺ - полевого оптико-метеорологического поста-автомата, предназначенного для экспериментальных исследований приземной атмосферы с целью оперативного измерения прозрачности атмосферы в области длин волн от 0,35 до 1,03 мкм и метеорологической дальности видимости при различных климатических условиях на расстоянии от 0,1 до 300 км.
Метеорологическая дальность видимости (Sm) является одним из основных оптико-физических параметров атмосферы, особенно при взлете и посадке летательных аппаратов. В этом аспекте большую роль приобретают оптико-физические измерения полей излучений аэрозольного и молекулярного рассеяния. Такие измерительные системы имеют важную роль не только в научных исследованиях физических свойств атмосферы, но и при применении авианавигации для оперативной оценки “оптической погоды” в атмосфере.

Измерение некоторых параметров электрических цепей фазовым методом

Б. М. Мамиконян — 2019-10-01

Фазовый метод измерения параметров электрических цепей позволяет реализовать раздельное определение составляющих комплексного электрического сопротивления, существенно упростить процесс измерения и повысить его точность. При этом обеспечи-вается единственный выходной сигнал, что позволяет сопрягать измерительное устройст-во со средствами вычислительной техники для автоматизированной обработки измери-тельной информации. Сущность метода заключается в следующем. Для каждой конкрет-ной задачи разрабатывается соответствующая схема измерительной цепи, которая под-ключается к источнику переменного синусоидального тока требуемой частоты. Информа-тивным параметром выходного сигнала измерительной цепи является угол фазового сдви-га между двумя напряжениями, снимаемыми с ее соответствующих участков. Этот угол измеряется, и по его значению с помощью разработанного алгоритма определяется изме-ряемая величина. Если исследуемый объект имеет два измеряемых параметра (например, в случае катушки индуктивности – активное сопротивление и индуктивность обмотки), то в процессе измерения производится изменение структуры измерительной цепи и времен-ное разделение канала измерения. Управление процессом измерения, измерение угла фазового сдвига и определение измеряемых параметров по заданным алгоритмам произ-водятся программируемым микроконтроллером. Представлены новые схемные решения для измерения параметров электрических цепей с применением фазового метода. Рас-смотрены разработанные автором измерительные цепи для измерения параметров кату-шек индуктивности, взаимной индуктивности двух магнитно-связанных катушек, танген-са угла диэлектрических потерь электроизоляционных материалов. Для катушек индук-тивности разработаны две измерительные цепи, предназначенные для незаземленных и заземленных катушек. Проведен анализ представленных измерительных цепей, получены алгоритмы избирательного (раздельного) определения измеряемых параметров.

Получение и исследование прозрачных пленок оксида цинка для солнечных элементов

Ж. Р. Паносян — 2019-10-01

Разработана методика получения прозрачных как электропроводящих, так и диэлек-трических пленок ZnO, легированных примесью лития (Li). Наряду с распространенным n-типом проводимости ZnO стало возможным выращивать ZnO с p-типом проводимости с целью создания n-p гомогенных переходов для солнечных элементов (СЭ). Измерения темновой и фотопроводимости солнечного элемента проводились в широком диапазоне частот 0…1010 Гц. Исследования фотоэлектрических свойств показали, что при легиро-вании ZnO литием можно добиться значительного увеличения фотопроводимости СЭ, что позволяет создавать эффективные солнечные элементы для применения как на Земле, так и в Космосе. Разработанная технология электронно-лучевого вакуумного напыления одновременно позволяет построить как источники электричества, так и твердотельные фотоприемники ультрафиолетового (УФ) диапазона 290...340 нм.
Легированные литием пленки ZnO демонстрируют как высокую фотопроводимость к видимому и УФ излучению, так и высокую прочность к внешним воздействиям. Полу-ченныe различные высоты барьеров Шоттки для темновых токов (Φd = 0,42 эВ) и фотото-ков (Φph = 0,98 эВ) объясняются переносом заряда для фото- и темновых носителей раз-личными механизмами переноса заряда. Разработаны солнечные элементы, предназна-ченные для использования в высокогорных областях и на космических аппаратах, которые наравне с видимым излучением преобразуют и УФ излучение. В этих СЭ использовалась пленка ZnO:Li в качестве резистивного буферного i-го слоя для преобразования УФ излучения.

An Alternative Method to Mitigate the Hydrogen Challenge in Severe Accidents at a Nuclear Power Plant

V. G. Petrosyan — 2019-10-01

Mitigation of hydrogen challenge is one of the basic goals of severe accident management at a NPP. The main measures for hydrogen control are inertization of the atmosphere and removal of hydrogen. Most of the commonly used strategies for hydrogen removal is based on the use of Passive Autocatalytic Recombiners (PAR) of hydrogen. The analysis of PAR operation specificity reveals that in some scenarios PARs can turn out to be not efficient and reliable enough. The efficiency of the hydrogen removal system will depend on the strategies used, the accident scenario and many different factors. A conclusion is made that the hydrogen mitigation strategy should consist of a combination of different strategies (e.g., PARs with venting) to be more flexible in hydrogen challenge management, and efficient and reliable in a broad scope of accident scenarios. The authors of the paper propose a new alternative method for coping with the hydrogen challenge. The concept and advantages of the method (strategy) are presented. The strategy is more applicable, but not limited for the PWR power plants having big dry containments. The proposed strategy, besides mitigation of hydrogen challenge, also ensures the removal of aerosols from the containment atmosphere, as well as heat removal from the containment as opposed to the operation of PARs, which is in line with the main goals of the severe accident management.

Ядерные реакторы малой мощности – большие ожидания

А. Ю. Гагаринский — 2019-10-01

Ядерные установки малой мощности стали неотъемлемой частью атомной техники в двух больших областях человеческой деятельности: на них основаны атомный флот и исследовательские реакторы для науки и обучения, которые получили широкое распро-странение в десятках стран и сегодня являются основной тренировочной базой для воспи-тания новых атомщиков мира. Следует отметить, что атомные станции малой мощности с их очевидными преимуществами перед традиционными источниками энергии на труд-нодоступных территориях, несмотря на огромное стремление и обоснованные надежды разработчиков, пока что не стали весомым направлением в энергетике. В регулярно обновляющейся базе данных МАГАТЭ по малым реакторам в настоящее время приво-дятся данные по более чем 50 проектам из десятка стран. Однако только три демонстра-ционные установки находятся в стадии строительства: интегральный PWR CAREM в Аргентине, газоохлаждаемый реактор HTR-PM в Китае и плавучая атомная станция с реакторами КЛТ-40С в России. Начало их эксплуатации ожидается между 2019 и 2022 годами. Тем не менее, в мировом научном сообществе последние несколько лет наблюдается всплеск интереса к ʺвечнойʺ теме атомных станций малой мощности. Эксперты дружно пророчат этому направлению перспективу коммерциализации в самые ближайшие годы. В целом ситуацию хорошо описывает заимствованный из классики термин ʺбольшие ожиданияʺ.
В данном обзоре кратко представлена история развития направления малых реак-торов для стационарной и транспортабельной энергетики. Обсуждаются современные состояние и перспективы атомных станций малой мощности в мире и России.