CC BY
72основываясь на коэффициентах описывающих конструктивных моделях ветродвигателей. Конечно, данные, полученные с помощью данной программы, носят ориентировочный характер и позволяют только примерно провести количественную оценку и сравнение эффективности существующих моделей.
Анализ полученных результатов позволил сделать следующие выводы:
• использование ветровой электроэнергии экономически выгодно при среднегодовых скоростях ветра более 5 м/с.
• количество полученной электроэнергии в основном зависит от скорости ветра V и диаметра винта D, в то время как все остальные факторы - количество лопастей, их вес, площадь, профиль, обороты и т.д., являются второстепенными.
• на количество полученной ВЭУ электрической энергии влияют потери в кабеле (рекомендуется при использовании длинного кабеля выбирать большое сечение жилы), потери в аккумуляторной батарее и инверторе.
Исходя из перечисленных выше факторов, для подбора ветрогенератора и сопровождающего оборудования необходимо учитывать: количество электроэнергии для конкретного объекта, желаемое время автономной работы энергосистемы в безветренные периоды, максимальную нагрузку в пиковые моменты работы электрической сети.
В настоящее время авторами ведется работа по созданию дополнительного модуля для выбора типа и параметров аккумуляторных батарей для ВЭУ, а также доработка созданной программы для выбора районов РФ со средними данными о ветровых потоках, для облегчения использования оценки эффективности.
Литература
1. Дробинский А. В., Кадкин А. Г. Сравнительная оценка эффективности вертикально-осевых и горизонтально-пропеллерных ветроэнергетических установок. Вестник Инновационного Евразийского Университета, 2012. С. 15-19.
2. National instruments. [Электронный ресурс]: LabVIEW. URL: http://www.ni.com/ru-ru.html (дата обращения: 31.07.2016).
3. Кириллов В. В., Байтлеуова Д. К., Пантелеев В. П. Автономное электроснабжение потребителя ветроэнергетической установкой. Бишкек: Изд-во КРСУ, 2006. 28 с.
Исследование индуктивно-емкостного преобразователя
Светлов М. Д.
Светлов Максим Дмитриевич / Svetlov Maxim Dmitrievich - магистр, кафедра электротехнологической и преобразовательной техники, факультет электротехники и автоматики, Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет им. В. И. Ульянова
(Ленина);
инженер по наладке и ремонту релейной защиты и автоматики, Каскад Ладожских ГЭС - 9, пос. Свирьстрой, Ленинградская область
Аннотация: в статье исследуется индуктивно-емкостной преобразователь. Рассматриваются его свойства и актуальность использования в современных технологиях.
Ключевые слова: индуктивно-емкостной преобразователь, однофазный преобразователь.
Введение
В настоящее время в электротехнике широко используются такие элементы как источник ЭДС и источник тока. При этом известно, что, несмотря на высокий уровень развития современной техники, источник тока, как целостное устройство, подобное гальваническому элементу - источнику ЭДС, не существует.
По закону Ома для участка цепи:
Сила тока прямо пропорциональна напряжению и обратно пропорциональна сопротивлению, через который течет ток. То есть при изменяющемся сопротивлении для поддержания постоянного значения тока необходимо изменять пропорционально и напряжение, что технологически не оправдывает цели, т.к. требует вмешательства человека, следовательно, необходим альтернативный вариант, разрешающий данную проблему.
Вышеупомянутых целей можно достичь путем включения в цепь источника ЭДС и пассивных четырехполюсников, использующих резонансные свойства реактивных элементов при их питании от источников переменного напряжения.
Процессы, происходящие в такого рода устройствах, основаны на явлении резонанса (однофазного или многофазного) в электрических цепях, содержащих линейные реактивные элементы Ь и С [1, с. 9].
1. Индуктивно-ёмкостные преобразователи
Индуктивно-емкостной преобразователь - устройства, использующие резонансные свойства реактивных элементов, при их питании от источников переменного напряжения промышленной частоты.
Рассмотрим в отдельности два преобразователя: индуктивный и емкостной.
1.1. Индуктивный преобразователь Измеряемой величиной простых индуктивных преобразователей может быть перемещение от 10 до 15 мм, для индуктивных трансформаторных преобразователей с незамкнутой системой это значение может быть увеличено до 100 мм. Емкостные преобразователи применяют для измерения перемещений порядка 1 мм.
Индуктивные преобразователи представляют собой две катушки индуктивности, размещенные на незамкнутом сердечнике (рисунок 1). На взаимную индуктивность катушек влияют такие параметры как: длина воздушного зазора незамкнутого участка, площадь поперечного сечения воздушного зазора, магнитная проницаемость воздушного зазора.
II
>
) 1лг2
■о
Рис. 1. Индуктивный преобразователь Таким образом, измерением взаимной индуктивности катушек можно определить насколько изменились вышеприведенные параметры. А измениться они
11
могут при перемещении в воздушном промежутке пластины диэлектрика. На этом основан принцип работы индуктивных преобразователей [1, с. 17].
1.2. Емкостной преобразователь Принцип работы емкостных преобразователей основан на изменении емкости конденсатора при уменьшении активной площади обкладок, изменении расстояния между обкладками конденсатора и изменении диэлектрической проницаемости межобкладочного пространства (рисунок 2).
Емкостные преобразователи имеют более высокую чувствительность к изменению входных параметров. Емкостной преобразователь в состоянии зафиксировать изменение емкости даже при перемещении на тысячные доли миллиметра.
Основными недостатками индуктивных и емкостных преобразователей можно назвать их подверженность воздействию внешних электрических полей, паразитных токов и необходимость в источниках питания повышенной частоты.
Наиболее известным примером ИЕП служит схема Бушеро. Она представляет собой последовательный колебательный LC-контур, подключенный к источнику синусоидального напряжения и настроенный с ним в резонанс, в которой нагрузка подключена параллельно конденсатору. В следующих подглавах будут рассмотрены некоторые из видов ИЕП [2, с. 123]. 1.3. Однофазный индуктивно-емкостный преобразователь Однофазный индуктивно-емкостный преобразователь (ИЕП) является проходным четырехполюсником, представленным на рисунке 3, напряжения и токи которого определяются уравнениями:
е. I
Рис. 2. Емкостный преобразователь
(1.3.1)
Так как и2 = /2 ■ 1Н , то:
а12 + аи1Н
(1.3.2)
Где: а12 = 11 , а11 = 1 +—
£1.
V
(1.3.3)
Рис. 3. Однофазный индуктивно-емкостный преобразователь
Различают однофазные ИЕП с предвключенной ёмкостью и с предвключенной индуктивностью (рисунок 4).
Рис. 4. Простейшие схемы ИЕП: а) Г-образная с предвключенной индуктивностью; б) Г-образная с предвключенной емкостью
Если при питании от синусоидального напряжения = и1т со б (ш£:)
1 ?
шЬ = — => ЬС = 1 , то для ИЕП с предвключенной индуктивностью (рисунок 4 а)):
соС
_ Ц1т СОБрО _ Ц1т СОБрО 'н = ( \= ]шЬ + !н (1 - ш2 Ь С) ( 1 ■6 ■ 4)
]шЬ+2н1 1+Щ-
\ и>С.
Для ИЕП с предвключенной ёмкостью (рисунок 4 б)):
Н = В,.». (16 5)
Можно сделать вывод из уравнения, что ток нагрузки не зависит от величины нагрузки.
Из рисунка 4 а), при н ток ограничен индуктивным сопротивлением реактора L и отстает по фазе от напряжения на р т.е. со б (р) = О
При н появляется емкостный ток, вследствие чего суммарный ток увеличивается, со б (р ) > О возрастает из-за частичной компенсации индуктивной составляющей суммарного тока. При последующем увеличении 2Н происходит дальнейшее увеличение со б (р ) и при 2Н —о так как X ь = X с ток ограничиваются только активными потерями в реактивных элементах.
Литература
1. Бирзниекс Л. В. Импульсные преобразователи постоянного тока. М.: Энергия, 1974. С. 256.
2. Семенов Б. Ю. Силовая электроника: от простого к сложному. М.: СОЛОН-Пресс, 2005. С. 416.
Перспективы использования композитов в строительной отрасли
Слесарев П. В.
Слесарев Павел Владимирович /Slesarev Pavel Vladimirovich - магистрант, кафедра строительства, строительных материалов и конструкций, Тульский государственный университет, г. Тула
Аннотация: в представленной работе рассмотрены перспективы использования современных композитных материалов в строительной отрасли и рассмотрены материалы, имеющие высокие показатели прочности и пределы упругости. Такие материалы позволят повысить сроки эксплуатации здания, его долговечность, а также снизить расходы на содержание и ремонт.
Ключевые слова: композитные материалы, увеличение износостойкости конструкций, усиление ж/б элементов.
Композитами называют материалы, которые состоят из большого числа ингредиентов. Основой композитов является матрица, имеющая углеродную, металлическую или керамическую природу. Её армируют различными элементами, будь то волокно или кристалл, в виде нити или частиц различного рода [1].
С помощью изменения процентной доли в составе матрицы и наполнителя, а также с помощью выбора их конкретных видов, можно получить требуемые характеристики и свойства.
Однако в последнее время материалы всё более усложняются. Так если взять для одного материала две или три матрицы, то можно расширить диапазон характеристик, получаемых в результате, в разы. Кроме того, используя различные наполнители, можно добиться больших показателей прочности, так как именно наполнитель испытывает наибольшие напряжения под воздействием нагрузки.
Различают следующие виды композитных материалов по виду наполняющих элементов: волокнистые, слоистые, дисперсионные.
Роль матрицы в составе таких материалов велика. Она является основным связующим между частицами наполнителя, способствует устойчивому равномерно распределённому полю напряжений, а также отвечает за основные эксплуатационные характеристики материала, такие как влагостойкость, морозостойкость, огнестойкость и т.д.
В строительной отрасли большим спросом пользуются материалы с наполнителем в виде волокон (волокнистые) [2]. Эти материалы обладают повышенной прочностью, чем и вызвали интерес. К таким материалам можно причислить полимерные композиты на полифенол-формальдегидной основе, с добавлением в них арматуры из упрочнённых пластмасс, углеродных волокон и т.д.; металлокомпозитные материалы с алюминиевой, магниевой или титановой основой, которую армируют либо волокнами из бора и углерода, либо проволокой из металлов повышенной прочности и т.д. Примеры таких материалов приведены в таблице 1.
