Search

Актуальность исследования обусловлена большой зависимостью бесперебойной работы ответственных механизмов, приводимых во вращение высоковольтным асинхронным двигателем, работающих в нефтегазовой и химической промышленности, металлургии, электроэнергетике и других стратегически значимых отраслях страны. Особо остро вопрос надежности непрерывной работы стоит при эксплуатации тепловых электрических станций. Практически все электроприводы ответственных механизмов собственных нужд тепловых электрических станций выполняются на базе мощных высоковольтных асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором. Как правило, спецификой работы этих двигателей являются тяжелые условия пуска под нагрузкой при повышенных температурах и загрязнении окружающей среды. Аварийные остановы асинхронных двигателей совместно с ответственными механизмами на тепловых электрических станциях в конечном результате вызывают отключение энергоблока, приводят к недоотпуску электроэнергии и пересмотру режима работы электроэнергетической системы. Несмотря на такие последствия, в частности от повреждений короткозамкнутой обмотки ротора высоковольтного асинхронного двигателя, до сих пор не разработана защита, обладающая чувствительностью, способной выявить этот дефект. Повреждение роторной цепи носит скрытый характер, может существовать достаточно длительное время, не оказывая критического влияния на режим работы машины, тем не менее факт наличия обрыва можно считать аварийным состоянием машины в комплексе с механизмом. По данным ремонтов и ревизий высоковольтных асинхронных двигателей имеют место случаи, когда одновременно повреждены до 30 % стержней всего ротора. При нарушении целостности соединения стержня и короткозамыкающего кольца его деформация может произойти только в сторону воздушного зазора, безвозвратно повреждая активную часть статора. Эксплуатация асинхронного двигателя с обрывом стержня сопровождается рядом дополнительных побочных негативных явлений, например, таких как повышенное потребление электрической энергии, общее снижение характеристик и КПД машины, выделение дополнительного тепла, повышенный износ подшипников. В случае диагностирования дефекта короткозамкнутой обмотки на ранней стадии его развития возможен ремонт ротора силами самого предприятия. Раннее диагностирование обрывов стержней ротора высоковольтных двигателей собственных нужд тепловых электрических станций являлось трудноразрешимой и вместе с тем крайне актуальной задачей. Цель: разработка и экспериментальное апробирование метода диагностики обрыва стержней ротора высоковольтного асинхронного двигателя, основанного на математической обработке сигналов от датчиков токов статора. Методы: теория электрических машин, методы цифровой обработки сигналов, статистические методы обработки данных, методы аппроксимации экспериментальных данных, метод регрессионного анализа. Представленные исследования проводились на экспериментальной установке, специально созданной для целей диагностики обрыва стержней ротора. Результаты. Предложен метод диагностики обрывов стержней ротора, основанный на аппроксимации сигналов токов статора. Выявлен критерий повреждаемости роторной цепи, и получена зависимость этого критерия от степени повреждения «беличьей клетки» асинхронного двигателя. The relevance of the research is conditioned by great dependence of uninterrupted operation of critical mechanisms driven by highvoltage induction motor, providing operation of oil and gas and chemical industry, metallurgy, electric power industry and other strategically important branches of the country. The issue of reliability of continuous operation is particularly acute in the operation of thermal power plants. Almost all electric drives of critical auxiliary mechanisms of thermal power plants are based on powerful high-voltage induction motors with squirrel-cage rotor. As a rule, specifics of operation of these motors are severe conditions of starting under load at increased temperatures and environmental pollution. Emergency stops of induction motors together with the responsible mechanisms at thermal power plants eventually cause power unit shutdown or lead to under-release of electricity and revision of the operating mode of the power system. Despite such consequences, in particular from damage to the short-circuited rotor winding of a high-voltage induction motor, a protection with sensitivity capable of detecting this defect has not yet been developed or introduced. Damage of rotor circuit has latent character, can exist for a long enough time, not critically affecting the operation of the machine, nevertheless, the fact of presence of breakage can be considered as an emergency condition of the machine in complex with the mechanism. According to the data of repairs and revisions of high-voltage induction motors, there are cases when up to 30 % of bars of the whole rotor were damaged simultaneously. When the integrity of the connection between the bar and the short-circuiting ring is broken, its deformation can occur only in the direction of the air gap, irreversibly damaging the active part of the stator. Operation of inductions motor with a broken core is accompanied by a number of additional negative side effects, such as increased power consumption, general reduction of machine performance and efficiency, generation of additional heat, increased wear of bearings. In case of diagnosing a short-circuited winding defect at an early stage of its development, it is possible to repair the rotor by the company itself. Early diagnosis of rotor core breaks of high-voltage auxiliary motors of thermal power plants is a difficult and at the same time extremely relevant purpose. The main aim of the research is the development and experimental testing of a method for diagnosing broken rotor bar in a high-voltage induction motor based on mathematical processing of signals from stator current sensors. Methods: theory of electrical machines, methods of digital signal processing, statistical methods of data processing, methods of approximation of experimental data, method of regression analysis. Presented studies were carried out on the experimental workbench, specially created for the purpose of diagnostics of broken rotor bars. Results. The paper introduces the method of diagnostics of broken rotor bars based on approximation of stator current signals. The criterion of rotor circuit damageability was revealed and the dependence of this criterion on the degree of damage to the «squirrel cage» of an induction motor was obtained.

В целях повышения качества отделения семенной части от стеблей и снижения содержания путанины в ворохе льна при комбайновой уборке, в Белорусской государственной сельскохозяйственной академии разработано роторное бильно-вычесывающее устройство. Для определения конструктивных параметров предлагаемого устройства проведен теоретический анализ взаимосвязи радиуса ротора и радиуса защитного кольца с учетом зазора между ротором и передней плоскостью зажимного транспортера, а также предельного угла изгиба стеблей льна. In order to improve the quality of separation of seed part from the stems and to reduce the amount of leaves and outer casing in the flax heap during combine harvesting, a rotary beater-combing device has been developed at the Belarusian State Agricultural Academy. To determine the design parameters of the device a theoretical analysis of the relationship between the radius of the rotor and the radius of the protective ring was carried out, taking into account the gap between the rotor and the front plane of the clamping conveyor, as well as the limiting bending angle of the flax stalks.

Актуальность исследования обусловлена острой необходимостью в теоретическом обосновании и практической разработке селективных методов диагностирования сложных внутренних повреждений мощных высоковольтных асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором, являющихся одним из главных элементов ответственных механизмов всех технологических процессов в топливно-энергетическом комплексе. Как правило, спецификой работы высоковольтных асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором в топливно-энергетическом комплексе как на стадии добычи и транспортировки георесурсов, так и на стадии их переработки являются тяжелые условия пуска, особенно это выражено для ответственных механизмов тепловых электростанций (питательные насосы, мельницы, дробилки, дымососы, дутьевые вентиляторы и т. д.). Отказы асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором на тепловых электростанциях приводят либо к отключению энергоблока, либо как минимум к снижению уровня выработки электроэнергии. При этом, несмотря на тяжелейшие и, как правило, необратимые последствия от такого повреждения - дефекты в короткозамкнутой обмотке ротора асинхронных двигателей - защит от данного повреждения не существует, и выявляется оно только в период капитального ремонта. Обрыв стержня ротора, вызывающий несимметрию роторных цепей, в начальной стадии носит скрытый характер и является толчком для развития более опасных аварийных режимов. Отсутствие апробированных технических средств диагностики данного вида повреждения, прежде всего, связано с недостаточной формализацией математического описания процессов в асинхронных двигателях с короткозамкнутым ротором при возникновении дефектов в обмотке ротора. Объект: высоковольтные асинхронные электродвигатели переменного тока с короткозамкнутым ротором. Цель: разработать математическую модель асинхронной машины с несимметрией роторных цепей, адекватно отображающую физические процессы в машине при возникновении повреждений в обмотке ротора. Методы и средства. Для достижения поставленной цели применялись теоретические методы исследований. К ним относятся: теория электрических машин, численные методы. Имитационное моделирование производилось в среде MatLab, а математическая обработка данных - в пакете MathCad. Результаты. Разработана n-фазная имитационная модель асинхронного двигателя, позволяющая исследовать обрыв стержня в беличьей клетке. Предложены аналитические выражения, которые описывают процессы в двигателе при неподвижном роторе. Relevance of the study is caused by an urgent need in theoretical justification and practical development of selective methods of diagnosing complex internal damages of powerful high-voltage squirrel-cage induction motors, which are one of the main elements of responsible mechanisms of all technological processes in fuel and energy complex. As a rule, specificity of work of high-voltage squirrel-cage motors in fuel and energy complex, both at a stage of extraction and transportation of georesources, and at a stage of their processing, are heavy conditions of start-up, especially it is expressed for critical mechanisms of thermal power plants (feed pumps, mills, crushers, smoke exhausters, blowers, etc.). Failures of squirrel-cage induction motors of critical mechanisms at thermal power plants lead to either shutdown of a power unit or at least to reduction of a level of electric power generation. At the same time, despite the gravest and, as a rule, irreversible consequences, there are no protections against such damage as defects in short-circuited winding of squirrel-cage induction motor rotor and such damage is detected only during overhaul. Broken-rotor-bar in the initial stage is latent and is a trigger for the development of more dangerous emergency modes. Lack of tested technical means for diagnostics of this type of damage is first of all related to insufficient formalization of mathematical description of processes in squirrel-cage induction motor when defects in rotor winding occur. Object: high voltage squirrel-cage induction AC motors. The aim of the research is to perform modeling of induction machine with electrical asymmetry rotor, adequately reflecting physical processes in the machine when damage occurs in the rotor cage. Methods. Theoretical research methods were used to solve the problem. They include: the theory of electrical machines, numerical methods. Simulation modeling was performed in MatLab environment, and mathematical data processing in MathCad package. Results. An n-phase simulation model of an induction motor has been developed, which allows us to investigate the broken rotor bar in a squirrel-cage. Proposed analytical expressions, which describe the motor operation when the rotor is stationary.

Актуальность исследования обусловлены необходимостью обеспечить более эффективную экономичность, повышения надежности и долговечности, эффективности и производительности работы центрифуг. Требуется получение и изучение их энергетических характеристик, особенно связанных с затратами энергии на преодоление различных вредных сопротивлений. Получение энергетических характеристик центрифуг также необходимо для создания новых приводов, так как применяемая в настоящее время в приводах промышленных центрифуг ременная передача имеет существенные недостатки, отдельные из которых недопустимы. Цель: на основании результатов экспериментальных исследований предложить новую математическую модель движения разделяемой системы в роторах фильтрующих центрифуг с центробежной и шнековой выгрузкой осадка при тонкослойном фильтровании суспензий со среднезернистой твердой фазой и объемной концентрацией меньше 60 %. Объекты. Исследуются процессы в роторах фильтрующих центрифуг с центробежной и шнековой выгрузкой осадка при тонкослойном фильтровании суспензий со среднезернистой твердой фазой. Экспериментально в роторах рассматриваемых центрифуг удается различить две зоны - зону напорного фильтрования и зону центробежного отжима. При нарушении режима фильтрования суспензия из зоны напорного фильтрования может попадать в зону центробежного отжима. В местах прорывов суспензии, как и в зоне напорного фильтрования, слой осадка смывается. Методы. Согласно разработанной математической модели, ротор по образующей разделен на две зоны. В зоне I осадок отсутствует, он смывается потоком суспензии и отбрасывается в зону II, где происходит накопление осадка с объемной влажностью порядка 40-50 %. Осадок в зоне II накапливается до тех пор, пока напряжения от тангенциальной составляющей центробежной силы не станут равными внутренним касательным напряжениям в осадке. После этого осадок начинает двигаться вдоль ротора, постепенно освобождаясь от влаги. Для определения длины зоны напорного фильтрования составлено дифференциальное уравнение, описывающее течение жидкости вдоль ротора (в виде тонкой пленки) с одновременной фильтрацией ее через сито. Рассматривается движение осадка в зоне II. В первом приближении к реологической модели принимается осадок за неньютоновскую жидкость. Результаты. Предложенная на основе проведенных аналитических и экспериментальных исследований математическая модель движения разделяемой системы в коническом роторе позволяет определить длину зоны напорного фильтрования и рассчитать параметры процесса, обеспечивающие наличие в роторе зоны осадка, а также определить продолжительность пребывания осадка в роторе, зная которую можно по известным формулам вычислить влажность получаемого осадка. The relevance of the research is caused by the need to provide more efficient economy, improve reliability and durability, efficiency and productivity of centrifuges. It is required to obtain and study their energy characteristics, especially those associated with energy costs to overcome various harmful resistances. Obtaining the energy characteristics of centrifuges is also necessary to create new drives, since the belt drive currently used in industrial centrifuge drives has significant drawbacks, some of which are unacceptable. Purpose: based on the results of experimental studies, propose a new mathematical model for a separated system movement in the rotors of filter centrifuges with centrifugal and screw unloading of sediment in thin-layer filtration of suspensions with a medium-grained solid phase and a volume concentration of less than 60 %. Objects. The processes in the rotors of filtering centrifuges with centrifugal and screw unloading of sludge during thin-layer filtration of suspensions with a medium-grained solid phase are studied. Experimentally, in the rotors of the centrifuges under consideration, it is possible to distinguish two zones - the pressure filtration zone and the centrifugal pressing zone. If the filtration mode is violated, the suspension from the pressure filtration zone can fall into the centrifugal pressing zone. In places of suspension breakthroughs, as well as in the pressure filtration zone, the sediment layer is washed off. Methods. According to the developed mathematical model, the rotor is divided into two zones along the generatrix. There is no sediment in zone I, it is washed away by the suspension flow and thrown into zone II, where sediment is accumulated with a volumetric moisture content of about 40-50 %. Sediment in zone II is accumulated until the stresses from the tangential component of the centrifugal force become equal to the internal shear stresses in the sediment. After that, the sediment begins to move along the rotor, gradually freeing itself from moisture. To determine the length of the pressure filtration zone, a differential equation was compiled that describes the flow of liquid along the rotor (in the form of a thin film) with its simultaneous filtration through a sieve. The sediment movement in zone II is considered. In the first approximation to the rheological model, the sediment is taken as a non-Newtonian liquid. Results. The mathematical model of the movement of the separated system in the conical rotor proposed on the basis of the conducted analytical and experimental studies makes it possible to determine the length of the pressure filtration zone and calculate the process parameters that ensure the presence of a zone and sediment in the rotor, as well as determine the duration of the sediment in the rotor, knowing which, one can according to known formulas, calculate the moisture content of the resulting sediment.

Сегодня многие водители в Китае, да и во всем мире, часами простаивающие в пробках, с нетерпением ожидают появления совершенно нового вида транспорта — «летающих» автомобилей, которые позволят им преодолевать все дорожные препятствия. В недалеком будущем сервис воздушного такси станет одной из важнейших транспортных систем, которая позволит снизить нагрузку на дорожную сеть в крупнейших мегаполисах мира и удовлетворить потребности горожан в мобильности на расстояние от 15 до 50 км внутри мегаполиса. Следует отметить, что процесс активного поэтапного внедрения аэротакси в повседневную жизнь может занять более 10 лет, что связано с рядом технологических, финансовых, инфраструктурных и юридических препятствий, над решением которых активно сегодня работают ведущие автопроизводители всего мира., Today, many drivers in China, and all over the world, who stand idle for hours in traffic jams, are looking forward to the appearance of a completely new type of transport – “flying” cars that will allow them to overcome all road obstacles. In the near future, the air taxi service will become one of the most important transport systems, which will reduce the load on the road network in the largest megacities of the world and meet the needs of citizens for mobility at a distance of 15 to 50 km inside the metropolis. It should be noted that the process of active phased introduction of air taxi into everyday life can take more than 10 years, which is associated with a number of technological, financial, infrastructural and legal obstacles, which are actively being addressed by leading automakers around the world today.

Сегодня многие водители в Китае и во всем мире, часами простаивающие в пробках, с нетерпением ожидают появления совершенно нового вида транспорта — “летающих” автомобилей, которые позволят им с легкостью преодолевать все дорожные препятствия. В недалеком будущем сервис воздушного такси станет одной из важнейших транспортных систем, которая позволит снизить нагрузку на дорожную сеть в крупнейших мегаполисах мира и удовлетворить потребности горожан в мобильности на расстояние от 15 до 50 км внутри мегаполиса, а затем, по мере увеличения расстояния транспортировки, аэротакси станут перевозит их в аэропорты и даже осуществлять междугородние рейсы. Следует отметить, что процесс активного поэтапного внедрения аэротакси в повседневную жизнь может занять более 10 лет, что связано с рядом технологических, финансовых, инфраструктурных и юридических препятствий, над решением которых активно сегодня работают ведущие автопроизводители всего мира., Today, many drivers in China and around the world, standing idle for hours in traffic jams, are looking forward to the appearance of a completely new type of transport — “flying” cars that will allow them easily overcome all road obstacles. In the near future, the air taxi service will become one of the most important transport systems that will reduce the load on the road network in the largest megacities of the world and meet the needs of citizens for mobility at a distance of 15 to 50 km inside the megalopolis. After that as the transportation distance increases, the air taxi will transport them to airports and even carry out intercity flights. It should be noted that the process of active phased introduction of air taxi into everyday life may take more than 10 years, which is associated with a number of technological, financial, infrastructural and legal obstacles, which are actively being addressed by the leading automakers of this world today.

В статье рассмотрен вопрос модернизации машины для очистки корнеплодов.

Рассмотрены существующие подходы к низкочастотной балансировке гибких роторов, применяемые в целях более корректной компенсации начальных дисбалансов. Указано, что метод балансировки с учётом теории форм колебаний ротора является наиболее универсальным и позволяет добиться высокого качества уравновешивания как новых роторов, так и роторов после проведения ремонтных операций. Рассмотрены достоинства и ограничения методики при её реализации в условиях энергоремонтного предприятия, порядок проведения инженерной подготовки к балансировке ротора по предложенной методике. Описан опыт применения данной методики на примере ротора с высокой степенью асимметрии., Existing approaches to the low-frequency balancing of flexible rotors, which are used to more correctly compensate for the initial imbalances, are considered. It is indicated that the rotor balancing method, taking into account the rotor mode shapes theory , is the most universal and allows to achiev e high quality balancing of both new and repaired rotors . The experience of this method applying and their advantages in the conditions of an energy repair enterprise are described., Энергетик, Выпуск 6 2021, Pages 44-46

Представлены основные направления проводившихся ВТИ с начала 1960-х до середины 1990-х годов расчётно-экспериментальных исследований переменных режимов паровых турбин ТЭС и АЭС, проводившихся ВТИ с начала 1960-х до середины 1990-х годов -- от ВК-100-6 до К-800-240-3 и от К-220-44 до К-1000-60/3000. Результаты этих исследований легли в основу внесения изменений в конструкцию турбин, выпуска «Типовых пусковых инструкций» и других нормативных документов, разработки новых методов и средств контроля состояния турбин, построения автоматизированных систем управления. С ростом единичной мощности турбин качественное изменение самого объекта исследований вызывает необходимость коренного изменения методики пусковых испытаний с широким привлечением аналитических и численных методов для изучения и оптимизации переменных режимов, автоматизации управления ими. Натурные испытания в значительной мере заменяются исследованиями на математических моделях, и основными целями собственно натурных испытаний становится получение недостающих характеристик и верификация разрабатываемых моделей., Under consideration are the major lines of experimental and computational investigations carried out by VTI since the early 1960s until the mid-1990s as applied to transients of steam turbines in service at fossil-fuel and nuclear power plants ranging from VK-100-6 up to K-800-240-3 and from K-220-44 to K-1000-60/3000. Gotten results served as a basis for refurbishing steam turbine design, issuing standard instructions for start-ups of power units as well as other normative papers, developing new methods and means for operational monitoring of the turbine condition indices, developing automated data acquisition and control systems. With enlarging the single capacity of steam turbines, qualitative changes of them as the objects of investigations make it necessary to change profoundly the methodology of turbine start-up field tests with invoking analytical and numerical methods for investigating and enhancing the turbine transients, automating their operational control. Computational investigations on mathematical models to a great degree substitute turbine field tests. Getting unknown characteristics of these models and their verification become the main aims and contents of turbine field tests., Электрические станции, Выпуск 6 2021, Pages 23-33

Представлены разделы, содержащие основные уравнения напряженного и деформированного состояния в упругой области и за пределами упругости, уравнения для расчета напряжений в основных деталях турбомашин, методика расчета критических скоростей вращения роторов турбомашин. Учебное пособие соответствует специальностям научных работников 05.04.03 «Машины и аппараты, процессы холодильной и криогенной техники, систем кондиционирования и жизнеобеспечения», 05.04.06 «Вакуумная компрессорная техника и пневмосистемы», 05.04.12 «Турбомашины и комбинированные турбоустановки». Учебное пособие предназначено для использования при курсовом проектировании и подготовке ВКР для студентов бакалавриата направления 13.03.03 «Энергетическое машиностроение», профилей 13.03.03_02 «Газотурбинные, паротурбинные установки и двигатели», 13.03.03_03 «Авиационные двигатели и энергетические установки», 13.03.03_04 «Двигатели внутреннего сгорания», 13.03.03_05 «Гидравлические машины, гидроприводы и гидропневмоавтоматика», 13.03.03_06 «Компрессорные и холодильные установки топливно-энергетического комплекса», 13.03.03_10 «Газотурбинные агрегаты газоперекачивающих станций (прикладной бакалавриат)», 13.03.03_11 «Компрессорные, холодильные установки и газотранспортные сети нефтегазовой отрасли»; для студентов магистратуры направления 13.04.03 «Энергетическое машиностроение», программы 13.04.03_02 «Паровые и газовые турбины», 13.04.03_03 «Поршневые и комбинированные двигатели», 13.04.03_05 «Компрессорная, вакуумная, холодильная техника и газотранспортные системы», 13.04.03_06 «Гидравлические машины и гидропневмоагрегаты», 13.04.03_07 «Системы гидравлических и пневматических приводов», 13.04.03_08 «Энергетические технологии»,13.04.03_09 «Газотурбинные агрегаты газоперекачивающих станций», 13.04.03_10 «Компрессоры, оборудование и газотранспортные сети нефтегазовой отрасли».

Цель. Исследование характеристик двух высокоскоростных однофазных электрических машин с магнитами на статоре (электрическая машина с переменным направлением потока и гибридная вентильно-индукторная реактивная машина): сравниваются такие характеристики как КПД, вес, стоимость активных материалов, номинальный ток элементов преобразователя частоты. Методика. Расчет характеристик электрической машины с помощью решения двухмерных краевых магнитостатических задач. Результаты. Произведено сопоставление двух типов однофазных машин с магнитами на статоре; получено расчетное сравнение характеристик однофазной электрической машины с переменным направлением потока и однофазной гибридной вентильно-индукторной реактивной машины; получены результаты сравнения массы и размеров КПД двух машин. Научная новизна. Впервые получены результаты сравнения однофазной электрической машины с переменным направлением потока и однофазной гибридной вентильно-индукторной реактивной машины. Практическое значение. Полученные результаты могут помочь при выборе лучшей конструкцией электродвигателя в рассматриваемых приложениях: электрический турбонаддув, бытовые приборы, вентиляторы, насосы и компрессоры малой мощности и т.д. Purpose. Single-phase machines with permanent magnets on the rotor are widely used in a variety of applications of a low rated power. When these machines are applied in high-speed applications, a retaining ring on the rotor core must be often used. However, it makes the assembly more complex and the high-speed machines become more expensive. On the other hand, machines with magnets on the stator still can be a valuable alternative due to their simple and reliable rotor design. In this paper the comparative study of performances of two single-phase electrical machines with magnets on the stator (flux reversal electrical machine and hybrid switched reluctance machine) is presented. The following performances have been compared: efficiency, weight, active materials cost, value of rated current of switches of the frequency converter. Methodology. Calculation of electrical machines performances using solving two-dimension boundary magnetostatics problems. Results. The theoretical comparison of the flux reversal electrical machine and the hybrid switched reluctance machine has been carried out; the comparison on specific torque and efficiency of the two aforementioned machines have been obtained. The flux reversal machine has a significantly higher efficiency and a fewer weight. In addition, it has a lower value of rated current. On the contrary, the cost of active materials of the hybrid switched reluctance one is much less. Originality. The presented results can assist in selecting the best design alternative of electrical machines in the following applications: electrical blowers, household appliances, fans, pumps and compressors of a low rated power etc. Practical value. The comparisons results of the flux reversal electrical machine and the hybrid switched reluctance machine has been obtained for the first time.

This paper presents a strategy for a permanent magnet synchronous motor sensorless vector control based on rotor flux estimation considering a rotor saliency. The integration problem in the stator flux estimation was solved by replacing the integrator with a low-pass filter. The low-pass filter parametric adaptation algorithm with phase delay compensation, based on Bode diagrams was designed for the rotor angular position estimation accuracy improving. The proposed adaption algorithm allowed to expand a stable motor control with a high accuracy in the rotor position estimation down to 15 rpm. Also the developed rotor angular position estimation algorithm together with adaptive field weakening algorithm provides a sable motor operation with a high accuracy in the rotor position estimation at the high speed.

В учебном пособии описывается организация контроля вибрации роторов паротурбинных установок. В основу учебного пособия положены материалы соответствующих ГОСТов по контролю вибрации роторов. Имеется описание датчиков вибрации и соответствующих систем измерения. В учебном пособии содержится часть, посвященная вибрационной диагностике роторов. В разделе рассмотрены соответствующие примеры диагностирования конкретных неисправностей роторов. В учебном пособии приведен список и дано краткое описание программ расчета динамики роторов. Использование указанных программ позволяет выполнить численное моделирование некоторых неисправностей, характерных для роторов турбин. Работа с рассмотренными программами расчетов позволяет уточнить алгоритмы диагностирования нарушений в работе или неисправностей роторов.

В работе предложена методика расчета важных характеристик планетарного смесителя − эффективности, производительности и мощности, затрачиваемой на перемешивание. Все они зависят от скорости движения рабочего органа с перемешивающими лопастями. Методами классической механики с использованием мгновенного центра скоростей получена формула для расчета скорости в любой точке перемешивающей лопасти. Составлена модель определения мощности для элементарного участка, а затем методом интегрирования получена расчетная зависимость для всей лопасти.

Эта работа фокусируется на двух основных направлениях динамики ротора, моделировании систем роторных подшипников и диагностике неисправностей.Из серьезных множественных неисправностей, которые могут появиться в системе ротора-подшипников, некоторые из них являются объектом данной исследований; трещины ротора и углы наклона, и ориентация углов между двумя трещинами.убеждение данной диссертации, чтобы добиться определения метода, способного выявить трещины от изменений критической скорости и амплитудной реакции на ротор, и мы будем изучать влияние трещин на устойчивости, а также влияние трещин на DLF, по аналитическом и численном.Аналитические и численные методы будут использованы для определения влияния дефектов на устойчивости системы ротора и обнаружения дефектов.

В учебном пособии рассмотрена методика расчета ротора лопастного насоса, включающая статические исследования для проверки обеспечения условий статической прочности; модальный анализ для подтверждения вибрационной устойчивости ротора. В учебном пособии рассмотрены основные возможности программ SolidWorks Simulation и Ansys Mechanical, позволяющие решить данные задачи механики деформированного твердого тела.

This paper presents a strategy for a permanent magnet synchronous motor sensorless vector control based on rotor flux estimation considering a rotor saliency. The integration problem in the stator flux estimation was solved by replacing the integrator with a low-pass filter. The low-pass filter parametric adaptation algorithm with phase delay compensation, based on Bode diagrams was designed for the rotor angular position estimation accuracy improving. The proposed adaption algorithm allowed to expand a stable motor control with a high accuracy in the rotor position estimation down to 15 rpm. Also the developed rotor angular position estimation algorithm together with adaptive field weakening algorithm provides a sable motor operation with a high accuracy in the rotor position estimation at the high speed.

В учебном пособии описывается методика экспериментального определения критических скоростей на примере ротора простейшей конфигурации. Экспериментальные исследования проводились с помощью современной цифровой измерительной системы, использование которой позволяет наглядно продемонстрировать вибрацию и критические скорости вращения ротора. В учебном пособии приведено сопоставление экспериментальных данных с результатами соответствующего численного расчета критических скоростей ротора. Описан порядок проведения лабораторной работы на экспериментальном стенде и описан порядок выполнения расчета критических скоростей ротора в программе ANSYS WB.

Работа посвящена созданию бездатчиковой системы векторного управления для генераторного и двигательного режимов работы вентильной машины. Система управления обеспечивает создание максимального отношения момента к току статора, минимизацию пульсаций электромагнитного момента. Приведен обзор основ векторного управления и современных методов бездатчикового управления вентильным двигателем. Разработана Simulink- модель системы управления. Произведено моделирование и анализ результатов для генераторного и двигательного режимов работы системы. Рассмотрены методы начального определения положения ротора и скорости машины в генераторном и двигательном режимах работы.

В статье описаны теоретические исследования движения жидкости в гидродинамическом нагревателе, используемом для подготовки и улучшения качества питьевой воды. Установлено, что принцип действия устройства основан на преобразовании механической энергии, подведенной к ротору, в энергию вихревого движения жидкости. The article describes theoretical studies of fluid motion in a hydrodynamic heater used to prepare and improve the quality of drinking water. Established: the principle of the device is based on the conversion of mechanical energy, supplied to the rotor, into the energy of the vortex motion of the liquid.

Объектом исследования является испытательный стенд - центрифуга, на роторе которого установлены пневматический амортизатор совместно с механическим вибратором. Цель работы - исследование работы пневматического амортизатора при воздействии центробежной силы и вибрационных усилий. В работе описаны виды испытательных центрифуг, их применение, методы компоновки центрифуги и ротора. Показаны реальные модели, существующие на рынке. Описаны виды амортизаторов, конструкция их работы. Рассмотрены аналогичные исследования, в частности, конструкции испытательных центрифуг, осуществляющие совместно линейные и вибрационные ускорения. Составлена структурно-функциональная схема испытательного стенда, который исследуется. Исследовано распределение сжатого воздуха внутри камеры закрытого цилиндра, который закреплен на роторе испытательной центрифуги, при вращении ротора с постоянной скоростью, где построены графики распределений при различных значениях параметров системы.

The paper deals with the problem of nutation damping of dynamically tuned gyroscopes (DTG). Unlike the common two-axis gyroscopes, the DTG damping torques caused by dry and viscous frictions are absent in gimbal bearings, while those due to the rotor/gaseous medium interaction are insufficient to provide the required nutation damping. A physical explanation is given to the damping torques induced in the gyroscope by the magnetoelectric torque detectors. Control coils of the latter are included in the output circuits of the electronic amplifiers. The equation is proposed for the calculation of the damping torque. The numerical estimate of the damping coefficient is given in this paper.

Монография направлена на развитие теории и методов проектирования электрических машин вообще и турбогенераторов, в частности. Это делается на основе численных методов расчета и анализа их магнитных полей, электромагнитных и силовых параметров, характеристик и процессов в сочетании с использованием современной компьютерной техники. Излагаются теоретические основы численного анализа, представляется программное обеспечение, проводится широкий расчетный анализ на конкретных моделях турбогенераторов. Предназначено для научных и инженерных работников, занимающихся расчетом, проектированием и исследованием электрических машин, а также для студентов специальности "Электроэнергетика, электротехника и электромеханика".

Актуальность работы обусловлена важной практической задачей для нефтедобывающей промышленности, такой как повышение эффективности процесса добычи нефти, надежности работы оборудования и снижение затрат на эксплуатацию. В связи с этим в статье рассмотрены вопросы оптимизации активной части вентильно-индукторного двигателя, обладающего рядом преимуществ по отношению к применяемым асинхронным двигателям и синхронным с постоянными магнитами в нефтедобывающей отрасли. Основными преимуществами вентильно-индукторного двигателя являются энергоэффективность и надежность в эксплуатации. Для дальнейшего совершенствования его удельных показателей и экономической эффективности применен метод Нелдера-Мида, позволяющий в заданных габаритах увеличить электромагнитный момент двигателя за счет оптимизации геометрии его активной части. Это важно для погружного насоса, имеющего жесткие габаритные ограничения. При большой кривизне скважины в случае наклонного бурения применение данного типа двигателя позволяет в полной мере реализовать его преимущества. Цель работы: анализ основных методов проектирования вентильно-индукторного привода и оптимизация активной части вентильно-индукторного двигателя с целью увеличения среднего значения электромагнитного момента. Методы исследования. Расчеты магнитного поля проводились методом конечных элементов, заложенных в основу программы по расчету и визуализации электромагнитных процессов FEMM 4.2; площадь под кривой электромагнитного момента вычислялась численным интегрированием этой кривой методом трапеций; использовался детерминированный метод Нелдера-Мида (деформируемого многогранника), который относится к методам безусловной оптимизации функции от нескольких переменных и не использует производной (градиентов) функции. Результаты. Проведен анализ основных методик проектирования вентильно-индукторного привода. Разработана программа автоматизированного проектирования вентильно-индукторного двигателя в среде MATLAB, с помощью которой формируются геометрические данные зубцовой зоны двигателя. Расчет магнитного поля выполнен в программе FEMM 4.2. Реализован оптимизационный алгоритм расчета среднего значения электромагнитного момента, основанный на методе Нелдера-Мида (деформируемого многогранника) и позволяющий существенно улучшить характеристики вентильно-индукторного двигателя. The relevance of the work relates to an important practical problem for oil industry, such as improving the efficiency of oil extraction, the reliability of equipment and reduction of operating costs. In this regard, the paper considers the issues of optimization of active part of the switched-reluctance motor, which has several advantages compared to asynchronous motors and synchronous with permanent magnets which are applied in oil industry. The main advantages of the switched-reluctance motor are efficiency and reliability. For further improvement of its specific indicators and economic efficiency the authors have applied the Nelder-Mead method, which allows in the given dimensions increasing the electromagnetic torque of the motor by optimizing the geometry of the active part. It is important for a submersible pump having strict size constraints. At directed drilling of a well with high curvature the application of the motor of this type allows implementing fully its advantages. The main aim of the study is to analyze the basic design techniques for the switched-reluctance drives and to optimize the active part of the switched-reluctance motor for increasing the average value of the electromagnetic torque. The methods used in the study. Magnetic field was calculated by the finite element method, embedded in the program for calculating and visualizing the electromagnetic processes FEMM 4.2; the area under the curve of the electromagnetic torque was calculated by numerical integration of this curve by the method of trapezoids. The authors used the deterministic Nelder-Mead method (simplex), which relates to the methods of unconditional optimization of functions of several variables and does not use the derivative (gradient) function. The results. The authors analyzed the basic methods of designing the switched-reluctance drive and developed the software of automated design of the switched-reluctance motor in MATLAB environment. This software help form the geometrical figures of tooth area of the motor. The magnetic field was calculated in the program FEMM 4.2. The authors implemented the optimization algorithm for calculating the average value of the electromagnetic torque, based on the Nelder-Mead method (deformable polyhedron) and it allows improving significantly the switched-reluctance motor performance.

В работе рассмотрено применение существующих методов снижения технологического минимума на ТЭЦ, исследованы перспективные мероприятия по снижению технологического минимума на ТЭЦ, проведена оценка снижения технологического минимума при переводе части отсека низкого давления турбины в режим необлопаченного ротора, проанализированы методы эффективного снижения технологического минимума на примере энергоблока Т-250/300-240, приведены основные рекомендации по ограничению применения данных мероприятий. С помощью программного комплекса «United Cycle» произведены расчеты основных мероприятий для наиболее выгодного прохождения минимумов потребления электроэнергии для ТЭЦ, выполнены расчеты эффективности использования ротора-проставки, маржинального дохода при снижении технологического минимума энергоблока., The paper discusses the application of existing methods for the reduction of the technological minimum in the CHP investigated promising measures to reduce the technological minimum in the CHP, the estimation of the reduction of the technological minimum of the translation of the compartment low-pressure turbine mode of the rotor, the methods effectively reduce the technological minimum, for example, unit T-250/300-240, the main recommendations to limit the use of these activities. With the help of software complex "United Cycle" made calculations of the basic events to the best of passage of the minimum consumption of electricity for CHP, the calculations of efficiency of use of the rotor-spacers, marginal income by reducing the technological minimum unit.

Існує проблема появи задирок на поверхні осердя фазного ротора машини змінного струму та осердя якоря машини постійного струму. Проблема полягає в тому, що задирки з`єднують між собою окремі пластини осердя, що призводить до збільшення магнітних втрат і зниження ККД машини.

Рассматриваются теоретические основы учета демпфирования и сил сопротивления в динамических системах, способы учета демпфирующих свойств конструкционных элементов при расчете динамических характеристик систем, математическое описание сил сопротивления. Анализируется эффективность использования демпферов в зависимости от их конструктивных особенностей. Приводятся примеры использования демпфирующих элементов различного типа в механических системах, в том числе роторах. The theoretical basis of accounting the damping and the forces of resistance in dynamic systems, methods of accounting for the damping properties of structural elements in the calculation of dynamic characteristics of the systems, the mathematical description of the resistance forces. Consideration of the resistance forces of different nature. Efficiency dampers analyzed according to their structural features. Examples of using different types of damping elements in mechanical systems, including rotors. The article presents the resistance forces that characterize linear and Coulomb friction, the degree of resistance (linear, quadratic and cubic), dry friction. Some forces are a product of functions, depending on the generalized coordinates and velocities (model Van der Pol model positional viscous friction model positional viscous Coulomb friction). Considered dampers, which are divided into oscillation absorbers, dynamic dampers and dynamic dampers with friction. Consideration of the two models of friction applied theory of mechanical oscillations, which are used for modeling the dynamics of the system, for which the generalized friction force depends on the amplitude of the oscillations does not depend on speed (hysteresis model) and when the friction force depends on the speed of motion (the model of viscous friction or speed model). The article consists of five parts, which contain the statement of the problem, the theoretical basis of accounting and the damping forces of resistance in dynamic systems, modeling of the resistance forces, damping elements in a variety of mechanical systems , and as a special case in rotary systems.

The authors of the paper have obtained formulas for analytical calculation of the constants with the harmonic electromagnetic field, which characterize the surface layer (a skin layer) of the ferromagnetic conductors in case of heating and nonlinear magnetic properties, which can be used for practical calculation of the electromagnetic screens, rotors of the electrical machines and inductive heating installations. A nonlinear dependence of the magnetic induction on the magnetic tension of the ferromagnetic conductor is replaced by one or two linear sections. It is considered that the skin layer of the conductor has constant quantities of the specific conductivity and averaged temperature. Linear electrodynamics equations are solved for the conductive half-space. Parameters of the ferromagnetic conductor's surface layer are calculated: magnetic permeability, the thickness of the skin layer and its averaged temperature, exposure time of the electromagnetic field on the conductor with the established maximum temperature on the conductor's surface, pressure of the field on the conductor and its resistance, inductivity of the internal magnetic field in the conductor, the thermal energy capacity. The methods credibility is confirmed with the concurrence of the resistance and inductiviry of the ferromagnetic conductor with analogous quantities from other methods.

Рассматривается модель асинхронного электродвигателя с массивным ферромагнитнымротором. Принцип работы электродвигателя основан на взаимодействии магнитного поля вихревых токов, наведенных на поверхности ротора с вращающимся магнитным полем статора. Объект исследования - натурный макет электродвигателя с экспериментально установленными рабочими характеристиками. Цель исследования - оценка характеристик электродвигателя при допущении разгона ротора в режим минимального скольжения, характерного для асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором при неизменных параметрах питающего напряжения. Модель полностью соответствует исходным геометрическим, электрическим и конструктивным параметрам натурного макета. Моделирование произведено в программной среде COMSOL 5.0 методом конечных элементов в модуле расчета магнитных полей постоянных и переменных электрических токов. В результате исследования получена механическая характеристика исследуемого привода, установлены зависимости фазного и поверхностного токов от скорости вращения ротора, что может быть использовано при разработке алгоритмов управления электроприводами подобной конструкции. The model of an asynchronous engine with a massive ferromagnetic rotor is examined. The principle ofwork this engine based on the interaction of the magnetic field of the surface currents induced on the surface of therotor with the rotating magnetic field of the stator. The object of study - real model of the engine with theexperimentally established features. The purpose of research - to evaluate the features of the engine assuming the rotor acceleration to a minimum slip mode, in an asynchronous engine with a squirrel cage at constant voltage. Themodel is fully consistent with the original geometrical, electrical and design parameters of real model. Simulationsoftware environment made COMSOL 5.0 finite element method in the module for calculating the magnetic fields of direct and average currents. The study investigated the mechanical characteristic obtained drive phase and setdepending from surface currents rotor speed that can be used in the development of electric control algorithmssimilar construction.

В ходе расчета, с точки зрения оптимальных энергетических показателей, были определены коэффициент полюсного перекрытия, величина воздушного зазора и длина сердечника статора. Выполнен электромагнитный расчет синхронного реактивного двигателя с аксиально-ламинированным ротором на основе асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором серии 4А. С помощью программного пакета Elcut произведено моделирование магнитостатического поля машины. Дан сравнительный анализ полученных результатов математического моделирования и аналитических расчетов. Приведен сравнительный анализ спроектированного синхронного реактивного двигателя с аксиально-ламинированным ротором с асинхронным двигателем с короткозамкнутым ротором. Показана возможность создания синхронного реактивного двигателя с аксиально-ламинированным ротором на базе асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором., During the calculation, based on optimal energetic parameters, pole pitch coefficient, airgap distance and stator core length were determined. Electromagnetic calculations for synchronous reluctance motor were made based on 4A-series asynchronous motor with short-circuit rotor winding. Using the Elcut software pack a magnetostatic field of the motor was modelled. A comparative analysis of results obtained by mathematical modelling and analytical calculations was made. A comparative analysis of constructed synchronous reluctance motor with axially laminated rotor based on asynchronous motor with short-circuit rotor winding is given.