ВЕКТОРНЫЕ УРАВНЕНИЯ ВСТАВКИ ПОСТОЯННОГО ТОКА НА

Международный Научный Институт "Educatio" VI (13), 2015
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
151
Точность найденного истинного результата связана
в первую очередь с мерой рассеяния – дисперсией наблюдаемой случайной величины. Она для сосковой резины
марки Ultraliner DL000U в процессе эксплуатации описывается
полиномиальной
функцией
y=2,7109x222,207x+89,233. Для нее коэффициент регрессии явился
наибольшим из рассмотренных функций распределений и
составил R² = 0,7923. Исходя из вышесказанного, постоянной точностью обладает сосковая резина марки DL000U
с первого по девятый месяцы. С десятого месяца она резко
изменяется, что подтверждает предыдущие выводы по
анализу математического ожидания и плотности случайной выборки.
fD(t)
DL000U
250
200
Линейная (DL000U)
150
y = 13,035x + 7,0029
R² = 0,5644
Полиномиальная
(DL000U)
100
50
0
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
t, мес
y = 2,7109x2 - 22,207x + 89,233
R² = 0,7923
Рисунок 5 – Изменения точности истинного результата случайных величин перемещения сосковой резины марки
Ultraliner DL000U в процессе эксплуатации
Вывод
Анализ случайной величины перемещений сосковой резины марки Ultraliner DL000U по числовым характеристикам распределения: математическому ожиданию,
плотности и точности истинного результата выявил продолжительность эксплуатации сосковой резины равным
девять месяцев.
Список литературы
1. Козлов Н.А., Тимирбаева А.И. Повышение точности и достоверной оценки жесткости сосковой резины доильных аппаратов. Вестник ЧГАА, Челябинск, 2014 г., Т.68, с.98-104.
2. Шахов В.А., Поздняков В.Д. и др. Повышение эффективности использования и эксплуатационной
надежности доильных аппаратов. Вестник ЧГАА,
Челябинск, 2014 г., Т.67/1, с.60…64.
3. Козлов А.Н., Тимирбаева А.И. Исследование сосковой резины доильных аппаратов в динамическом
4.
5.
6.
7.
8.
режиме. Вестник КрасГАУ, Красноярск 2014, Т. 1,
с.136-140.
Соловьев С.А., Козлов А.Н., Тимирбаева А.И., Ольховацкий А.К. Обоснование продолжительности
эксплуатации сосковой резины доильных аппаратов. Труды ГОСНИТИ, М 2013, Т. 113, с.26-32.
Козлов А.Н., Шатруков В.И., Тимирбаева А.И. Деформация сосковой резины доильных аппаратов
при различных температурах ее нагрева. Вестник
ЧГАА, Челябинск, 2012г., Т.62, с.54-57.
Козлов А.Н. Повышение технологической надежности доильной установки. Вестник ЧГАА, Челябинск, 2013 г., Т.66, с.42-47.
Соловьев С.А., Карташов Л.П. Исполнительные механизмы системы «Человек – машина – животное».
Екатеринбург, 2001, 178с.
Борознин В.А., Борознин А.В. Определение оперативного ресурса сосковой резины. МЭСХ, №4 –
2007.с.15 – 16.
ВЕКТОРНЫЕ УРАВНЕНИЯ ВСТАВКИ ПОСТОЯННОГО ТОКА НА ОСНОВЕ
СВЕРХПРОВОДЯЩИХ ТРАНСФОРМАТОРОВ С ВРАЩАЮЩИМСЯ МАГНИТНЫМ ПОЛЕМ
Кохреидзе Демур Климентьевич
кандидат техн.наук, профессор, Грузинского Технического Университета,
Хачидзе Георгий Зурабович
Докторант, Грузинского Технического Университета
VECTOR EQUATIONS OF DC INSERTION BASED ON SUPERCONDUCTING TRANSFORMERSWITH A ROTATING
MAGNETIC FIELD
Kokhreidze Demur Klimenti, Candidate of Technical Sciences, Professor, Georgian Technical University
Khachidze Giorgi Zurab, PhD Student, Georgian Technical University
АННОТАЦИЯ
Выведены векторные уравнения переходных режимов вставки постоянного тока связывающей две электросистемы с разными частотами. Выпрямительные и инверторные подстанции вставки содержат сверхпроводящие
трансформаторы с вращающимся магнитным полем на аморфных материалах.
Ключевые слова: вставка, выпрямитель, инвертор.
ANNOTATION
Are derived vector equations transient modes DC insertions connecting the two electrical systems with different
frequencies. Rectifier and inverter substations of insertion are containing superconducting transformers with rotating magnetic
field on the amorphous materials.
Keywords: insertion, rectifier, inverter.
Международный Научный Институт "Educatio" VI (13), 2015
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
152
Сверхпроводящие обмотки трансформаторов с вращающимся магнитным полем возбуждения конструктивно выполняются по аналогии с замкнутыми обмотками
электрических машин, расположенными в пазах и состоящими из последовательно соединенных секций. Каждая
секция такой обмотки соединяется с соответствующим
полупроводниковым переключателем (ПП) управляемого
полупроводникового коммутатора (УПК). Сверхпроводящий трансформатор (СПТ) с УПК можно рассматривать
как частный случай электрической машины с УПК, с заторможенным ротором. Теория указанных трансформаторов может быть получена на основе теории электрических
машин с УПК по усредненным значениям величин при
большом числе фаз.
Использование СПТ с вращающимся магнитным
полем возбуждения с УПК открывает возможность разработки новых видов статических преобразователей электромашинного типа: выпрямителей, инверторов, преобразователей частоты и т.д.
В настоящей работе рассматривается вставка постоянного тока, связывающая две электросистемы с различными частотами. Вставка постоянного тока содержит
выпрямитель и инвертор на основе СПТ с вращающимся
магнитным полем. Между выпрямителем и инвертором
включен реактор. На рис. 1 представлена схема вставки
постоянного тока.
Уравнения звеньев вставки постоянного тока получим из общих уравнений двухобмоточного СПТ с УПК с
первичной и вторичной стороны [1. c. 173].
Для выпрямителя при соответствующих допущениях имеем векторные уравнения:
0  0 , uB1  0 , uB2  1B ,
 B  u 2  u1  1B ,
0B   B  0  1B  1B ,
0B   B  0  1Bt  1Bt ,
mB  3 , mnB  1, A1B  0 , A2B  e j 22B .
d1B
B
B B
U1  r1 I1 
dt ,
Рис. 1. Вставка постоянного тока на основе СПТ с вращающимися магнитным полем:
В – выпрямитель; И – инвертор; Р – реактор.
d2B
U r I 
 j1B 2B  j1B 2B
dt
,
B
2
где:
B B
2 2
* B
(1)
* B
* B
d 2
U r I 
 j1B  2  j1B  2
dt
,
* B
2
3 
3

1B   x1BS  xMB  I1B  xMB I 2B
2 
2

,
B
B *
2
2
* 
*
B
B
B
1 
1 
1

2B   x2BS  xM  I 2B  xM  I 2B  e j1 t  e j 22 I1B   xM e j 22 e j1t I 2B
2 
2 

 2
,
Международный Научный Институт "Educatio" VI (13), 2015
2B 
3
* 
B
B
1
1 
xM I 2B  xM  I 2B  e j1 t  e j 22 I1B   1 x e j 22B e j1t I* B
2
2
2 
 2 M
,
U1B   U1Bk e j1k U B  e j1B t  U B e j2B
2
k 1
, 2
,
B
3
I  i e
B
1
B
1k
j1k
j1
B
B j 2


I
e
t
i
e
2
2
,
2
1Bk   0B  (k  1)
3 .
k 1
B
B
,
где:
0
угол, отсчитываемый в координатной
системе, вращающейся с угловой скоростью
случае считаем
0  0 .
0 . В нашем
t
   dt  u 2  u1
0
i, u – мгновенные значения токов и напряжений эквивалентных фаз;
I1 , I 2 , 1 , I 2 , U 2 , 2  результирующие вектора
токов, напряжений и потокосцеплений первичной и вторичной стороны СПТ, записанные в координатной си-

стеме, вращающейся с угловой скоростью 0 .
  углы магнитных осей фаз, относительно продольных
осей;
r – активные сопротивления фаз;
t
 0   0 dt 
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
153
,
u1 , u 2  угловая частота переключения ПП комму-
таторов первичной и вторичной обмоток.
Нижний индекс «1» относится к величинам первичной обмотки, а индекс «2» - к величинам вторичной обмотки СПТ. Верхний индекс «В» соответствует режиму
работы преобразователя выпрямителем, а индекс «и» инвертором.
xS  индуктивные сопротивления рассеяния фаз;
xM  индуктивные сопротивления взаимной индукции.
Инверторы на основе СПТ с вращающимися магнитным полем возбуждения преобразуют постоянное
напряжение в переменное.
Электрическая схема такого преобразователя приведена на рис. 1. Первичная замкнутая силовая обмотка
СП трансформатора, состоящая из последовательно соединенных секций, к ответвлениям которых присоединены ПП входящие в УПК питается от источника постоянного напряжения. Вторичная обмотка является трехфазной.
Уравнения инвертора на основе СПТ с вращающимся магнитным полем возбуждения получим из общих
уравнений при соответствующих допущениях:
И
И
И
0  0 , uИ1  2И , uИ2  2И ,   И 2  И 1  0 ,
0   И  0,  0   И  0 , m  1 , mn  3 ,
A1  e j 2
И
И
1
3
И
,
A2  0 ,
d1И
U r I 
 j2И 1И 
dt
,
И
d2
U 2И  r2И I 2И 
 j2И 2И  j1И 2И 
dt
,
И
1
* И
2
U
где:
1И  x1ИS 
1И  
* И
* И
d 2
r I 
 j1И  2
dt
,
B
И *
2
2
1
xM I1И  xM I 2И   1 e j 21И  xM I*1И  xM I*2И 
2
2

,
2И  
3
xM I 2И  xM I1И ,
2
U e
j 2И
3
U
И
U1И   U 2 k e j 2 k
,
k 1
i e
И
 2k
I 2И   i2 k e j 2 k
j1И
,
k 1
,
,
2
  0И  (k  1)
3
.
После определения результирующих векторов токов, токи в фазах находим по обратному преобразованию.
В вставке постоянного тока выпрямитель и инвертор связаны через реактор. Для реактора имеем уравнение
U 2B  U1И  R p i2B  x p
1
xM I1И  xM I 2И   1 e j 21И  xM I*1И  xM I*2И 
2
2

,
И
2
I
И И
1
1
И
2
где
Rp 
xp 
di2B
dt
,
активное сопротивление реактора;
индуктивное сопротивления реактора.
С целью уменьшения потерь энергии СПТ с вращающимся магнитным полем целесообразно выполнить на
аморфной электротехнической стали. При изготовлении
обмоток трансформаторов на идеальных сверхпроводниках активными сопротивлениями можно пренебречь.
Сверхпроводящая составляющая тока ограничивается ки-
Международный Научный Институт "Educatio" VI (13), 2015
154
нетической индуктивностью, которая в уравнениях электрического равновесия увеличивает величину индуктивности рассеяния обмоток.
Выводы
1. Сверхпроводящие трансформатора с вращающимся магнитным полем с УПК открывают широкие
возможности для создания различных устройств
электроэнергетического назначения.
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
2. Анализ электромагнитных процессов в рассмотренных устройствах целесообразно проводить на основе теории электрических машин с УПК по усредненным значениям переменных, при большом
числе фаз.
Список литературы
1. Лутидзе Ш.И., Джафаров Э.А. Сверхпроводящие
трансформаторы: монография. М.: ООО Издательство «Научтехлитиздат», 2002. – 206 с.
АНАЛИЗ ПРИЧИН СУЩЕСТВУЮЩИХ ЭКОЛОГИЧЕСКИХ ПРОБЛЕМ АВТОТРАНСПОРТА
В КРУПНЫХ ГОРОДАХ И МЕГАПОЛИСАХ
Азаров Вадим Константинович
канд. техн. наук, начальник управления центра бизнес планирование Государственного научного центра Российской
Федерации ФГУП «НАМИ»
Васильев Андрей Владимирович
Инженер, директор научно-исследовательского центра технической экспертизы ФГУП «НАМИ»
Кутенев Вадим Федорович
Док. тех. наук, профессор, Заслуженный деятель науки Российской Федерации, Председатель экспертного совета
ФГУП «НАМИ»
ANALYSIS OF THE EXISTING REASONS OF ENVIRONMENTAL PROBLEMS OF MOTOR TRANSPORT
IN BIG CITIES AND MEGA-CITIES
Vadim K. Azarov, Head of the Business Assessments (risks assessments) Department of the FSUE “NAMI” Business Planning
Centre, Candidate of Technical Science;
Andrey V. Vasilyev, Director of the FSUE “NAMI” Scientific Research Centre of Technical Expertise, an engineer;
Vadim F. Kutenev, Chairman of the FSUE “NAMI” Expert Board, Professor, Doctor of Technical Science, Honoured Science
Worker of the Russian Federation;
АННОТАЦИЯ
В статье анализируются современные проблемы и причины, связанные с загрязнением воздушной атмосферы
городов вредными выбросами от автомобильного транспорта. Проведен сравнительный анализ зарубежных и отечественных исследований выбросов вредных веществ от износа шин, тормозных механизмов автомобильного транспорта и дорожного полотна. Обосновывается вывод об увеличивающемся загрязнении окружающей воздушной среды
крупных городов твердыми и особенно взвешенными частицами от увеличивающегося парка автотранспорта.
ABSTRACT
Lead. The article delivers the analysis of current problems and reasons connected with atmospheric pollution in cities by
hazardous emissions of vehicles. There was conducted a comparative analysis of Russian and foreign researches on hazardous
substances emissions that are results of tyres, breaking mechanisms and road surfaces wear. The article proves a conclusion on
increasing air pollution in big cities by particulates and especially by suspended particulates due to a growing number of
vehicles.
Ключевые слова. Загрязнение воздушной среды городов, вредные выбросы от автотранспорта, твердые частицы, взвешенные частицы, износ шин, износ тормозных колодок, износ дорожного полотна.
Key words: air pollution in cities, hazardous vehicle emissions, particulates, suspended particulates, tyre wear, brake
shoe wear, road surface wear.
В результате износа шин, тормозных механизмов и
дорожного покрытия в воздушную среду городов выбрасывается изношенный материал в виде твёрдых частиц
(ТЧ) различного размера [1,2,3,4]. Зарубежные исследователи пришли к выводу о том, что частицы крупного размера вплоть до нескольких сот микрометров (мкм) не
взвешиваются в воздухе и оседают на дорожное полотно.
1.
Исследования выбросов частиц от износа шин
Масштабные исследования по определению размера взвешенных в воздухе частиц активно проводились
в 70-х годах прошлого века. В соответствии с результатами работы [5], размер части износа шин варьируется в
диапазоне от 0,01- 30 мкм. В рамках других исследований
определены две отдельные группы: одна, состоящая из частиц менее 1 мкм, и другая, из крупных частиц более 7
мкм [6,7].
Другие зарубежные исследователи, позже проводившие в 1995-2000 годах измерения размеров (ТЧ) шинной пыли, сделали предположение о следующем распределении размеров шинных частиц: 80% оседающих на дорожное полотно и 20% мелких ТЧ, находящихся в воздухе, которые «умозрительно» были распределены по размерам в следующем соотношении: ТЧ10 - 70%; ТЧ2,5 12%; ТЧ1- 10%; ТЧ0,1- 8%. Однако исследователи сделали замечание о том, что представленное распределение
размеров взвешенных частиц носит всё же приближенную
оценку этого соотношения [8].
В работе, в которой проводились исследования износа покрышек в туннели, были обнаружены частицы
только крупных размеров (>2,5 мкм) [9]. В другой работе
сообщается о распределении частиц по размеру, где до
90% от всей массы частиц составляли частицы размером
менее 1 мкм [10].