Аннотация: Типовые устройства выборки и хранения (УВХ) характеризуются рядом недостатков: смещением нуля на выходе УВХ, вызванное, прежде всего, напряжением смещения нуля входящих в состав УВХ операционных усилителей; значительным временем выборки, обусловленным необходимостью использования конденсатора хранения с как можно большей емкостью в целях увеличения времени хранения; неопределенностью значения времени выборки, обусловленной режимом перезаряда конденсатора хранения, представляющего собой коммутационный процесс с ненулевыми начальными условиями, имеющими случайный характер. Попытка стабилизации времени выборки при одновременной ее минимизации привела к разработке способа ускоренного перезаряда конденсатора хранения УВХ, базирующегося на выполнении операций: усиления входного сигнала; принудительного перезаряда конденсатора хранения; определения момента равенства амплитуд запоминаемого аналогового сигнала и выходного сигнала УВХ.

Аннотация: Предложена резистивная схема защиты высоковольтных импульсных конденсаторов мощного емкостного накопителя энергии (ЕНЭ) многомодульного исполнения от аварийных сверхтоков, возникающих в отдельных модулях ЕНЭ при внутреннем или внешнем электрическом пробое изоляции их конденсаторов. Главной отличительной особенностью схемы является раздельная работа модулей ЕНЭ на стадии заряда параллельно включенных конденсаторов и их совместная работа на стадии разряда конденсаторов модулей на общую электрическую нагрузку. Такой режим предотвращает взрывообразное разрушение их защитных графито-керамических постоянных резисторов ТВО-60 в аварийной ситуации, возникающей при пробое одного из конденсаторов ЕНЭ на стадии заряда. Представлены результаты расчета основных электротехнических параметров предложенной резистивной схемы защиты. Количественная оценка подобных параметров защитной схемы ЕНЭ указывает на ее практическую реализуемость в области высоковольтной импульсной техники.

Аннотация: Рассматривается проблема сохранения блокирующей способности мощного составного транзистора в динамических (коммутационных) режимах. Составной транзистор представляет собой последовательное соединение высоковольтного индукционного тиристора с электростатическим управлением и низковольтного МОП (Металл-Оксид-Полупроводник) транзистора, обеспечивающего управление по цепи изолированного затвора. Важным компонентом составной схемы является также ключевой пороговый элемент, который обеспечивает режим плавающего потенциала в цепи затвора индукционного тиристора при его открытом состоянии и фиксацию затвора на общую шину при его запирании. Аварийные ситуации, приводящие к выходу составного транзистора из строя, возникают в переходном процессе выключения и связаны с двумя основными причинами - снижением отрицательного запирающего напряжения в цепи затвор - исток индукционного тиристора ниже уровня, обеспечивающего смыкание областей пространственного заряда в его базовой области, и повышением напряжения в выходной цепи низковольтного управляющего МОП-транзистора выше максимально допустимого уровня. Получены математические критерии обеспечения блокирующей способности мощного составного транзистора. Показано, что для надежной работы составной схемы необходимо снижать амплитуду обратного тока в цепи затвора индукционного тиристора, уменьшать паразитное сопротивление и паразитную индуктивность в контуре коммутации и согласовывать значения паразитных емкостей в элементах составной схемы. На основе предложенной аналитической модели рассмотрены способы обеспечения блокирующей способности составного транзистора для ряда практических схемных вариантов с различными пороговыми элементами.

Аннотация: Рассмотрено применение параметрического управления в системе стабилизации напряжения постоянного тока, представляющее собой изменение сопротивления резистора, включенного последовательно с нагрузкой. Регулирование сопротивления осуществляется путем изменения относительной длительности шунтирования резистора контактом ключа, происходящего с высокой частотой. Фильтр из дросселя и конденсатора, включенный между коммутируемым резистором и нагрузкой позволяет сгладить пульсации напряжения на нагрузке до допустимого уровня. Построена предельная непрерывная модель стабилизатора напряжения с интегральным регулятором. Определен стационарный режим и получено условие его асимптотической устойчивости по линеаризованному уравнению возмущенного движения. Показано, что при использовании во вторичных источниках питания стабилизатор с параметрическим управлением имеет определенные преимущества перед стабилизатором, использующим импульсный понижающий преобразователь напряжения. Исследование рассчитанного стабилизатора на математической модели показало хорошее совпадение экспериментальных и расчетных результатов.

Аннотация: В классе электрических явлений группа инвариантности, представлением которой является группа преобразований, представлена параметрической идентификацией и стабилизацией электрического напряжения. В статье рассмотрены способ стабилизации электрического напряжения на базе сопряженного представления параметрической идентификации, что позволяет связать ее с общей теорией пределов, пространств или групп, глубоко идентифицировать многообразие пространства в рамках современной теорией потенциалов в базовом многообразии принципа инвариантности. Известно несколько способов стабилизации электрического напряжения, причем основными являются параметрический и компенсационный. При параметрическом способе дестабилизирующий фактор непосредственно действует на параметр нелинейного или управляемого элемента, что автоматически в значительной мере ослабляет воздействие дестабилизирующей фактора. В таких стабилизаторах используются нелинейные активные (стабилитроны, барреттеры, термисторы, варисторы, лампочки накаливания) и реактивные сопротивления. У всех перечисленных элементов имеется параметр, зависящий от напряжения, тока или их аналогов.

Аннотация: Массогабаритные показатели и потребляемая мощность во многом определяют характеристики электротехнических изделий. Для электромагнитной коммутационной аппаратуры существенное улучшение этих показателей могут быть достигнуты за счет форсированного и импульсного управление приводами. Поэтому разработка эффективной методики проектирования форсированных приводных электромагнитов с использованием уточненных математических моделей, определение их электромагнитных и тепловых характеристик с учетом современных требований к функционированию коммутационной аппаратуры является актуальной задачей. В статье предложена методика проектирования форсированного втяжного броневого электромагнита в схеме с балластным резистором, минимизирующая суммарную массу электротехнической стали и обмоточной меди, затрачиваемой на изготовление электромагнита. Получены расчетные выражения основных соразмерностей электромагнита, минимизирующие его суммарную массу.

Аннотация: Основным приоритетом при проектировании электрических машин является уменьшение электрических потерь и повышение энергетических показателей. При этом увеличение первоначальных затрат при изготовлении электрических машин из-за роста расхода активных материалов относительно быстро окупается снижением эксплуатационных расходов. Для однофазных электрических двигателей, в частности, конденсаторных асинхронных двигателей, обладающих электрической и магнитной асимметрией, совершенствование способов уменьшения электрических потерь представляет важнейшую задачу, для решения которой необходимо проведение исследований процесса их симметрирования. Предложена методика расчета рабочих и энергетических характеристик асинхронных конденсаторных электродвигателей, основанная на результатах решения уравнений электромагнитного поля. Определены параметры фазосмещающего конденсатора и коэффициент трансформации двигателя, при которых в воздушном зазоре существует круговое магнитное поле. Показано, что результаты расчета могут быть использованы для построения графических зависимостей коэффициента трансформации, емкости конденсаторов, напряжения на конденсаторе от скольжения и последующего анализа для получения наиболее рациональных решений.

Аннотация: Рассмотрены проблемы обеспечения надёжности силовых полупроводниковых приборов на начальном (1000-3000 ч) участке их длительной эксплуатации. Обоснована необходимость использовать в качестве параметра надёжности число отказов за время FIT (Failure in Time). Показано, что стабильность обратного тока силового ключа при воздействии высокостабильного обратного напряжения является одним из параметров, определяющих физическую надёжность силовых приборов. Представлена установка автоматического контроля стабильности электрических параметров силовых полупроводниковых приборов, как элемент практической реализации процесса тренировки готовой продукции и обнаружения потенциально ненадёжных образцов.

Аннотация: Рассмотрено переходное электрическое сопротивление контактной системы. Определена зависимость переходного электрического сопротивления контактов от шероховатости контактирующих поверхностей, что особенно существенно при малых контактных давлениях. На переходное электрическое сопротивление кроме параметров шероховатости поверхностей существенное влияют физико-механические характеристики контактирующих поверхностей. Предложена методика определения переходного электрического сопротивления контактов, учитывающая материал, шероховатость и форму контактирующих поверхностей, а также силы контактного давления. Значение переходного электрического сопротивления, полученное на основе предложенной методики, хорошо согласуется с экспериментом в области реально действующих контактных давлений в электрических контактах.

Аннотация: Приведены результаты исследований суперконденсаторов фирмы Panasonic с помощью нескольких экспериментальных методик - измерения зависимостей токов заряда и разряда от времени, циклического заряда постоянным током и циклической вольтамперометрии. Определены значения внутреннего сопротивления, статической и динамической емкости, а также их зависимости от приложенного к конденсатору напряжения. Измерения показали, что начальная стадия релаксации тока разряда хорошо аппроксимируется экспоненциальной зависимостью от времени, а далее наблюдается переход к степенной зависимости. Этот известный эффект находит объяснение на основе учёта особых свойств процессов переноса в пористой среде фрактального типа, адекватно отражаемых дробно-дифференциальной моделью аномальной диффузии. Слабая чувствительность формы кривых релаксации к величине малого напряжения и изменение степенного показателя при повышенных напряжениях объясняется возникновением новых перколяционных путей, блокированных при малых напряжениях заряда наличием высоких потенциальных барьеров. По измерениям напряжения при циклическом заряде постоянным током были определены внутреннее сопротивление и статическая емкость суперконденсатора. Показано, что эти характеристики зависят от приложенного к конденсатору напряжения. С помощью циклической вольтамперометрии установлена зависимость динамической емкости от напряжения и показано, что емкость зависит не только от напряжения, но и от предыстории заряда и разряда конденсатора. Сравнение результатов экспериментов с данными по имеющимся в литературе моделям и схемам замещения с пассивными элементами R, С и L позволяет сделать вывод, что такие схемы могут быть применены для объяснения лишь ограниченного круга явлений, в частности, поведения при малых временах релаксации.

Аннотация: Рассмотрены проблемы обеспечения тепловой устойчивости силовых полупроводниковых приборов при воздействии на них резких динамических токовых перегрузок. Предложен новый метод интеллектуальной тепловой защиты силовых полупроводниковых приборов, базирующийся на использовании эквивалентной тепловой постоянной времени физической структуры силового прибора, определяемой по переходной функции термочувствительного параметра.

Аннотация: На электроподвижном составе постоянного тока (пригородных электропоездах, метрополитене) применяют системы контакторно-реостатного пуска и электрического торможения тяговых электродвигателей. Согласно действующей технологии контроля сопротивления пуско-тормозных резисторов (ПТР) используются измерительные мосты постоянного тока. Такой контроль требует значительных затрат времени, трудоёмок и может сопровождаться ошибками операторов. Эти недостатки могут быть устранены автоматизацией контроля сопротивления ПТР. Автоматизация контроля сопротивления ПТР затруднена следующими факторами: большим количеством ступеней ПТР; диапазоном измеряемых сопротивлений, составляющим от десятых долей до нескольких единиц Ом; требуемой точностью сопротивлений и технологических допусков; влиянием переходного сопротивления соединений ПТР и сопротивлений соединительных проводов. Эти особенности конструктивного исполнения ПТР налагают на устройства автоматизированного контроля определённые ограничения по количеству, мощности и погрешностям составных элементов. В статье предложены принципы построения и расчёта параметров измерительного устройства, позволяющего автоматизировать контроль его сопротивления. В основу устройства положена измерительная мостовая цепь, с помощью которой формируется напряжение, уровень и знак которого определены уровнем и знаком отклонения измеряемого сопротивления ПТР от его номинального значения.

Аннотация: Рассмотрена задача повышения электрической прочности высоковольтной конструкции, соответствующей участку сферического конденсатора. В таком конденсаторе с радиусами определяющими изоляционный промежуток величиной гт - Гд с диэлектрической проницаемостью, указанная задача решена с помощью дополнительного слоя изоляции с диэлектрической проницаемостью, ограниченный радиусами. Получен простой алгоритм расчёта оптимальной толщины этого слоя, минимизирующего максимальную напряжённость Ет в функции радиусов, и относительной проницаемости. Согласно расчётам снижение тшЕт может достигать нескольких десятков процентов. Полученный алгоритм преобразован также в алгоритм синтеза толщины указанного слоя, обеспечивающей заданное значение ттЕт. В удобной для практического использования форме приведены расчёты оптимальных значений всех размеров конденсатора в функции диэлектрической проницаемости слоя и степени снижения напряжённости Ет.

Аннотация: Разработан алгоритм расчета токов высших гармоник в системе электроснабжения промышленных предприятий с косинусными батареями конденсаторов. На основе данного алгоритма реализована компьютерная программа, которая позволяет оценить возможность применения батарей конденсаторов для компенсации реактивной мощности с учетом их допустимой перегрузки токами высших гармоник. В программе предусмотрено исследование гармонического состава тока на соответствие нормам ГОСТ 32144-2013. Программа составлена с учетом требований данного нормативного документа для исследования гармонического состава тока и напряжения в сети 6 (10) и 0, 38 кВ с источниками высших гармоник.