Степанов Анатолий Владимирович

С. 38-49

В статье затрагивается тема расчета линейных электрических цепей с взаимной индукцией операторным методом. Этот вопрос в учебной и методи-ческой литературе или не рассматривается, или рассмотрен недостаточно, без обоснования, без формулировки правил перехода к операторным схе-мам замещения. В статье устраняется этот пробел и рассмотрены все возможные варианты схем со взаимоиндукцией, для которых возможен непо-средственный переход к эквивалентным операторным схемам замещения. Сформулированы условия необходимые для выполнения такого перехода. Статья будет полезна преподавателям при изложении студентам опера-торного метода расчета электрических цепей по учебной дисциплине «Электротехника».

С. 288-301

В статье рассмотрены новые методические возможности по изучению электромеханического преобразования энергии в электрических машинах индуктивного типа на основе обобщённой модели. Выполнена адаптация обобщенной модели, что позволяет с единых позиций рассматривать функционирование различных электрических машин индуктивного типа. Адаптация заключается в построении такой структуры обобщённой модели, которая при соответствующих коммутациях позволяет демонстрировать работу электрической машины постоянного тока, асинхронной машины, синхронной машины. Представлена конструктивная схема лабораторного макета электромеханического преобразователя.

Для анализа динамической устойчивости прямым методом Ляпунова при управлении системой синхронных генераторов предлагается метод определения неустойчивых положений равновесия на многомерной сфере. Этот метод основан на поиске экстремума (минимума) функции Ляпунова на многомерной сфере центром которой является устойчивое положение равновесия. Радиус многомерной сферы увеличивается до тех пор, пока не будет найдено неустойчивое положение равновесия (седло). Это позволяет вычислить критическое значение функции Ляпунова и произвести оценку запасов динамической устойчивости. При анализе динамической устойчивости используется функция Ляпунова энергетического типа. Предлагаемый метод позволяет снизить вычислительные затраты и повысить надежность оценки запасов динамической устойчивости синхронных генераторов.

В статье приведены основные соображения по выбору конструкции синхронного генератора индукторного типа и его предварительному расчету, совместимого со сравнительно тихоходным ветродвигателем без применения редуктора. Принцип действия генератора основан на использовании зубцовых пульсаций магнитного потока возбуждения. Предложен способ включения выходной обмотки и обмотки возбуждения, что позволяет устранить  негативное влияние переменных составляющих магнитных потоков на обмотку возбуждения. Показаны способы достижения приемлемых результатов проектирования при выполнении жестких требований технического задания, предполагающих максимально возможную технологичность и минимальные затраты в процессе изготовления изделия.

Предлагается метод моделирования процессов в электрических цепях синусоидального тока основанный на дифференциально-комплексном преобразовании переменных состояния. С помощью дифференциально-комплексного оператора переменные состояния, оригиналы (токи и напряжения электрической цепи), отображаются в комплексную область. Полученное отображение, комплексные функции действительного переменного (изображения) представляется в виде функций амплитуды и фазы зависящих от действительной переменной. Получены спектральные формы дифференциально-комплексного преобразования в области дифференциальных изображений. Это позволяет по математической модели электрической цепи, вычислить вначале дифференциальные спектры переменных состояния, а затем получить и дифференциально-комплексные изображения. Предлагаемый метод совмещает преимущества комплексного метода расчета установившихся процессов и численных методов расчета переходных процессов.

Для обеспечения надежного функционирования электроэнергетических систем необходимо производить анализ и оценку запасов динамической устойчивости синхронных генераторов при больших возмущениях. В статье развивается методика анализа и оценки запасов динамической устойчивости, особенностью которой является совместное использование качественных (метод функций Ляпунова) и численных методов. Предлагается аппроксимационный метод с использованием интерполяционного полинома для сокращения вычислительных затрат и более точного вычисления критического значения функции Ляпунова. Эта методика позволяет повысить достоверность получаемых результатов по оценке запаса динамической устойчивости и более обоснованно производить выбор режимов энергосистемы и настройку систем противоаварийной автоматики.