РАЗРАБОТКА УСТРОЙСТВА ДИНАМИЧЕСКОЙ КОМПЕНСАЦИИ РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТИ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ, ИСПОЛЬЗУЕМЫХ В СОСТАВЕ ЭЛЕКТРОПРИВОДОВ СЕКЦИЙ ДОЖДЕВАЛЬНОЙ МАШИНЫ

УДК 621.3:658.26

РАЗРАБОТКА УСТРОЙСТВА ДИНАМИЧЕСКОЙ КОМПЕНСАЦИИ РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТИ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ, ИСПОЛЬЗУЕМЫХ В СОСТАВЕ ЭЛЕКТРОПРИВОДОВ СЕКЦИЙ

ДОЖДЕВАЛЬНОЙ МАШИНЫ

© 2020 г. С.М. Бакиров

Посвящается памяти заслуженного деятеля науки и техники РФ, почетного работника высшего образования, доктора технических наук, профессора Геннадия Петровича Ерошенко

Электрифицированные дождевальные машины имеют автоматическую систему управления с приборами синхронизации движения в линию. Работа системы приводит к частым пускам электродвигателей. Движение машины задается циклом повторности включения крайнего электропривода в диапазоне 100 секунд, в промежутке которого наблюдается 5-11 пусков всех электроприводов. Причем продолжительность работы некоторых электроприводов составляет 2-5 секунд. За 12-часовой (дневной) период полива число пусков достигает 4000 раз. Данный порядок действия системы автоматического управления приводит к завышенному потреблению электроэнергии и негативному воздействию на источник энергии. Пусковой режим электроприводов секций дождевальной машины характеризуется малой продолжительностью и нестабильным потреблением реактивной мощности. Поэтому в работе ставится цель не только разработать устройство динамической компенсации реактивной мощности, но и экспериментально проверить его работоспособность, а также определить оптимальные параметры устройства и возможный эффект от его применения. Расчетная емкость для пускового режима может привести не только к компенсации, но и перекомпенсации реактивной мощности. Поэтому постановка эксперимента выполнена с варьированием емкости конденсаторной батареи и продолжительности включения устройства динамической компенсации реактивной мощности. На основе данных эксперимента зависимость доли снижения потребления электроэнергии от емкости конденсаторной батареи и продолжительности ее включения описывается полиномом второго порядка, который адекватно характеризует экспериментальные исследования в пределах 7%-го расхождения расчетных и экспериментальных данных. Наибольший эффект снижения потребления электроэнергии для дождевальной машины, состоящей из 10 секций, с числом пусков 5-7 раз в 100-секундный цикл работы крайнего электропривода, за 12 часов работы УКДРМ позволяет снизить потребление электроэнергии на 12,1-36,2%.

Ключевые слова: компенсация реактивной мощности, электропривод секции дождевальной машины, энергозатраты, потери электроэнергии.

DEVELOPMENT OF POWER FACTOR DYNAMIC COMPENSATION UNIT OF ELECTRIC MOTORS USED IN THE COMPOSITION OF THE ELECTRIC DRIVES OF THE SPRINKING MACHINE SECTIONS

© 2020 S.M. Bakirov

Dedicated to the memory of Honored Worker of Science and Technology of the Russian Federation, Honored Worker of Higher Education, Doctor of Technical Sciences, Professor G.P. Eroshenko

Electrified irrigation machines have an automatic control system with in-line synchronization devices. System operation leads to frequent starts of electric motors. The movement of the machine is set by the cycle of repeating the switching on of the extreme electric drive in the range of 100 seconds, in the interval of which 5-11 starts of all electric drives are observed. Moreover, the operating time of some electric drives is 2-5 seconds. During a 12-hour (day) watering period, the number of starts reaches 4000 times. This procedure for the automatic control system leads to an overestimated power consumption and a negative impact on the energy source. The starting mode of the electric drives of the sprinkler sections is characterized by a short duration and unstable consumption of reactive power. Therefore, the aim of the work is not only to develop a device for dynamic compensation of reactive power, but also to experimentally test its operability, as well as to determine the optimal parameters of the device and the possible effect of its application. The calculated capacity for the starting mode can lead not only to compensation, but also to overcompensation of reactive power. Therefore, the experiment was set up with varying the capacitance of the capacitor bank and the duration of switching on the device for dynamic compensation of reactive power. Based on the experimental data, the dependence of the share of reducing electricity consumption on the capacity of the capacitor bank and the duration of its switching on is described by a second-order polynomial, which adequately characterizes the experimental studies within 7% discrepancy between the calculated and experimental data. The greatest effect of reducing electricity consumption for a sprinkler consisting of 10 sections, with the number of starts 5-7 times in a 100-second cycle of operation of the extreme electric drive, for 12 hours of operation of the power factor dynamic compensation unit allows reducing electricity consumption by 12,1-6,2%.

Keywords: reactive power compensation, electric drive of the sprinkler section, power consumption, power losses.

Введение. Электродвигатели переменного тока характеризуются потреблением как активной, так и реактивной мощности, что выражается показателем cos ф (коэффициент мощности) [1]. Реактивная энергия затрачивается на создание магнитного поля. В источниках [2, 3]

приводятся способы компенсации реактивной мощности (РМ), включение которых никак не отражается на работе двигателей. Однако это дает эффекты снижения потерь электроэнергии в линиях и источнике, а также разгрузки линий и источника.

8

J p„e

1. Ш) .il ч V * V, '/ f ; ч . Оде Г \ / • f  1 . Jk .Лл Л -

IIм л' 1 f. л л > w V Ш V V А Л Л'А / V \ A yv 1 »/ « , н iVi 'ft?**.

г "Рте— » S s|

Г" t

t, С

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

Рве - активная мощность, Вт; Ове - реактивная мощность, кВар Рисунок 1 - Осцилограмма пускового режима электродвигателя 550 Вт без нагрузки в программе MatLab Simulink

В электрифицированных дождевальных машинах (ДМ) применяются устройства компенсации как для электродвигателей, которые используются в составе электроприводов секций дождевальной машины, так и для устройств коммутации (магнитных пускателей) [4, 5]. Однако эти устройства рассчитаны на номинальные режимы работы электроприемников. В динамическом режиме при пуске или других коммутационных действиях автоматики этих устройств не достаточно. Анализ рабочего процесса ДМ показывает, что число пусков на один цикл работы электропривода крайней секции, по которому задается скорость перемещения, достигает 5-7 раз при повторности включения ПВ = 50% и 8-11 раз при ПВ = 80% [6]. При этом динамический режим пуска электродвигателя (ЭД) описывается так, что в момент подачи напряжения возникает пусковой ток, в 5-7 раз превышающий номинальный [7], и в течение короткого промежутка времени постепенно снижается (рисунок 1).

Обычно пусковыми процессами можно пренебречь, когда электродвигатель работает в продолжительном режиме. Однако для ДМ динамический режим запусков ЭД выполняется часто 2-4 тысячи раз за 12 часов работы, пренебрегая которым ускоряется износ контактных соединений, снижается сопротивление изоляции и повышается потребление энергии [8]. Для источника энергии ДМ переносного дизельного генератора такой режим работы является самым неблагоприятным.

Исключить частые пуски электроприводов секций дождевальной машины нельзя, так как перемещение машины подвержено действию различных факторов и основано на действии приборов синхронизации движения в линию (ПСЛ). Поэтому улучшить показатели (потребление энергии и cos ф) пуска можно путем воздействия на процесс пуска. Это можно выполнить с помощью включения устройства компенсации реактивной мощности. Однако по рисунку 1 видно, что значение реактивной мощности,

вызванной действием реактивного тока электродвигателя, переменное в течение пускового промежутка времени.

На основе вышеизложенного в работе ставится цель - разработать устройство динамической компенсации реактивной мощности электродвигателей, используемых в составе электроприводов секций дождевальной машины, а также оценить снижение потребления энергии и повышение КПД пуска при различной продолжительности пускового режима электропривода.

Для достижения поставленной цели воспользуемся как эмпирическими: наблюдение, эксперимент, измерение, описание; так и теоретическими методами научного исследования: анализ, синтез и моделирование.

Результаты исследований и их обсуждение. Для динамического режима в качестве компенсирующего устройства можно использовать полярные электролитические конденсаторы. Они чувствительны к приложенному напряжению и выпускаются на напряжение 5-550 В постоянного тока [9]. Использование полярных электролитических конденсаторов в цепях переменного тока возможно только в специальных схемах [10] и ограничено не действующим значением напряжения, а его амплитудным значением, которое в л/2 раз больше действующего. С учетом этого следует собирать схему на полярных конденсаторах с запасом по напряжению. Этого можно добиться при последовательном соединении конденсаторов в батарею.

¥Т1-в - тиристорный пускатель; С2-7 - полярные электролитические конденсаторы; 401-8 - выпрямительные диоды; Ни] С1 - балластные сопротивления схемы; ОУ - компаратор Рисунок 2 - Схема включения устройства динамической компенсации реактивной мощности

с помощью тиристорного пускателя

Устройство динамической компенсации реактивной мощности (УДКРМ) на полярных электролитических конденсаторах собирается по известной схеме [10] с добавлением цепи управления.

Рассмотрим несколько схем включения устройства динамической компенсации. Тири-сторная схема включения (рисунок 2) характеризуется сложной настройкой чувствительного элемента - так называемого датчика пуска, в роли которого может выступать маломощный понижающий трансформатор Т1. Выводы трансформатора подключены к двум любым фазам, питающим электродвигатель. При номи-

нальном значении тока в фазах вся мощность во вторичной обмотке трансформатора Т1 преобразуется в резисторе с сопротивлением Нь При пусковом токе двигателя компаратором формируется импульс выходного напряжения на сопротивлениях Не и Но, которые рассчитаны на падение напряжения, позволяющее подать сигнал на управляемый вывод тиристорного пускателя [11].

Также рассмотрим упрощенную схему включения устройства динамической компенсации реактивной мощности, подключенную через реле времени (рисунок 3).

При подаче напряжения на реле времени с задержкой на отключение, например, при включении электродвигателя, реле питает катушку контактора конденсаторной батареи. За-

тем после пускового промежутка времени реле размыкает свой контакт питания катушки контактора и конденсаторная батарея отключается.

КМ1, КМ1.1-1.3 - катушка и контакты магнитного пускателя; КТ1, КТ1.1 - реле времени и его размыкающий контакт Рисунок 3 - Схема включения устройства динамической компенсации реактивной мощности с помощью реле времени

с задержкой отсечки по установленному значению

Представленные схемы включения динамической компенсации обладают разными свойствами энергопотребления. Элементы схем имеют различный уровень потребления электроэнергии, и в целом значения потребления электроэнергии тиристорной схемы ШТ можно уравнять с потреблением релейной схемы WKT через коэффициент

Wvт = Ьсх Wкт,

где Ьсх - коэффициент соотношения схем управления включения УДКРМ для рассматриваемых вариантов.

Затраты энергии на пуск снижаются за счет компенсации реактивного тока, тогда потребление энергии с УДКРМ можно снизить с упрощенной схемой на

Ж

д— = 1 -

' РМ-п 1 Ж

' ' Г7К

где Wпб - затраты энергии пусковых режимов без устройства компенсации, кВтч.

Однако предварительно и однозначно оценить величину снижения затрат энергии на пуск нельзя с учетом тех соображений, что потребление реактивной мощности электродвигателем не однородно в пусковой промежуток времени. В зависимости от величины расчетной емкости по пусковому току и продолжительно-

сти включения компенсирующего устройства вместе с компенсацией может наступить явление перекомпенсации (рисунок 4).

По рисунку видно, что в некоторой области графика при включении расчетной емкости наступает явление перекомпенсации. Это вызывает дополнительное потребление реактивной энергии. С конденсаторами ближайшей стандартной емкости Сукп-1 и Сукп-2 перекомпенсация частично исключается. Причем если регулировать продолжительность включения от (п-1 до (п1 действия конденсаторов, то перекомпенсацию также можно частично исключить. Поэтому для оценки доли снижения потребления энергии на пуск и в целом на работу электропривода секции дождевальной машины требуется выполнение эксперимента с варьированием емкости и продолжительности включения конденсаторной батареи.

Для проведения эксперимента воспользуемся теорией математического планирования эксперимента [12] и рассмотрим схему включения компенсирующего устройства через управляемое реле времени, в котором можно регулировать продолжительность отсечки (срабатывания).

Рисунок 4 - Потребление и компенсация реактивной мощности при включении электродвигателя

с конденсаторной батареей: а - расчетной емкости с продолжительностью включения Ь, ; б - емкости ближайшей к расчетной, выпускаемой промышленностью на одну ступень ниже с продолжительностью включения 4,; в - емкости ближайшей к расчетной, выпускаемой промышленностью на две ступени ниже с продолжительностью включения Ью; г - емкости ближайшей к расчетной, выпускаемой промышленностью, на одну ступень ниже с продолжительностью включения Ью

Соберем стенд для проверки параметров компенсирующего устройства и снижения потребления реактивной энергии в момент пуска. Принципиальная электрическая схема стенда представлена на рисунке 5, где указаны электродвигатель переменного трехфазного тока, компенсирующее устройство и приборы учета и контроля параметров.

Стенд запитан от источника трехфазного переменного тока, фаз АВС, через автоматический выключатель QF1. Электродвигатель М и устройство динамической компенсации запускаются в работу нажатием кнопки пуск SB1, замыкая цепи питания катушек пускателей KM2 и KM1. Затем реле времени КТ1 отключает

устройство компенсации через промежуток времени П С помощью приборов рА, рУ, р4 измеряются параметры, соответственно, тока, напряжения потребителей и температуры конденсаторной батареи.

Измерительные трансформаторы тока ТТ в схеме измеряют значения токов для счетчика рШ, который фиксирует потребление из сети активной, реактивной и полной мощности. На основе данной схемы, расчетов емкости конденсаторных батарей, выбора конденсаторов и диодов, магнитных пускателей, приборов, реле времени и других устройств собран лабораторный стенд. Внешний вид стенда для измерения параметров представлен на рисунке 6.

Рисунок 5 - Электрическая принципиальная схема лабораторного стенда

1 - ноутбук для фиксации показаний счетчика; 2 - токовые клещи; 3 - трансформаторы тока; 4 - счетчик электрической энергии; 5 - кнопки пуск/стоп; 6 - магнитный пускатель электродвигателя; 7 - вольтметр; 8 - магнитный пускатель УДКРМ; 9 - реле времени; 10 - щит питания с автоматическим выключателем; 11 - УДКРМ;

12 - электропривод с электродвигателем переменного тока Рисунок 6 - Внешний вид стенда проверки устройства динамической компенсации реактивной мощности

Маркировка и основные технические устройства, а также приборы измерения параметров представлены в таблице 1.

В результате выполнения опытов были получены данные потребления активной и реактивной мощности в период пуска.

В эксперименте принято положение, что напряжение на зажимах электродвигателя и устройства динамической компенсации реактивной мощности не изменяется и равно номинальному значению, так как данная схема подключена к сети на незначительном расстоянии от источника (I = 15 м, трансформатор 10/0,4 630 кВА). Однако в дальнейших исследованиях следует

учитывать варьирование напряжения, так как протяженность питающей линии ДМ достигает 500-1000 м, что приводит к снижению напряжения в конце линии. Также пуск электродвигателя одной секции ДМ может совпадать с пуском электродвигателя другой секции, что приводит к провалу напряжения.

Таблица 1 - Оборудование стенда проверки УДКРМ

Наименование оборудования Марка (маркировка) Основные технические характеристики

Электропривод с электродвигателем переменного тока UMC 3.5 c PSG35-40 Номинальное напряжение 380 В Номинальный ток 1,5 А Кратность пускового тока кI = 7 Частота вращения 1750/1450 об./мин

Магнитный пускатель (2 шт.) IEK КМИ 22510 Напряжение катушки 220 В Номинальный ток гл.контактов 25 А

Потребляемая мощность 10 ВА

Кнопки старт/стоп Кнопка двойная TDM MPD2-11Y Номинальное напряжение 220 В Номинальный ток 2,5 А

Вольтметр АКИП Multimetr GDM 354A Предел измерения напряжения АС 200-1000 В

Амперметр

Реле времени ЭКМ РВО-15 Напряжение катушки АСОС24/ АС220 В Диапазон регулирования времени 0,1-99 с (5%). Потребляемая мощность 1 ВА

Автоматический выключатель IEK ВА47-29 3Р С25 Номинальный ток 25 А Токовременная характеристика С

Номинальное напряжение 450 В Максимальная температура Т 105 °С С 68 мкФ - 6 шт.

Электролитические конденсаторы

Выпрямительный диод Р-600 10А10 Номинальное напряжение 1000 В, Максимальный ток 10 А Максимальная температура 150 °С

Мультиметр с термопарой Тестер MY-64 Диапазон измерения температуры °С-20...+1000

Текстолитовая плата А-171 2,0 Толщина 2,0 мм Размеры 150*100 мм

Трансформатор тока (3 шт.) Т-0,66 Потребляемая мощность 5 ВА Класс точности 0,5

Счетчик электроэнергии Меркурий 230 ART-01 RN Номинальное напряжение 3*230 В Номинальный ток 2,5-7,5 А Класс точности 1,0

Матрица результатов эксперимента с двумя факторами представлена в таблице 2. Результаты потребления энергии и повышение

cos ф в диапазоне действия факторов с кодами [-1; 0; +1] в полной мере характеризуют отклик данной зависимости.

Таблица 2 - Матрица результатов плана двухфакторного эксперимента

№ Код фактора Значение фактора Результаты эксперимента йWpМ-п- йWрасч. - .п о А ч. с сгз £

опыта Х1 Х2 Сук, мкФ Ц с АМ'рм- пЭ1 АМ'рм- пЭ2 АМ'рм- пЭ3 йWpМ-п-сред расч. йWэср со о о со О о

1 - - 31 2 44,2% 39,8% 42,0% 42,0% 43,5% -1,49% 10,1% 2,1%

2 + - 50 2 77,7% 74,7% 88,8% 80,4% 70,1% 10,25% 62,0% 6,3%

3 - + 31 3 48,3% 45,1% 42,7% 45,4% 43,5% 1,88% 14,5% 2,1%

4 + + 50 3 80,0% 69,9% 74,3% 74,7% 70,1% 4,59% 6,8% 6,3%

5 0 0 40,5 2,5 62,2% 61,6% 57,6% 60,5% 56,8% 3,65% 9,2% 3,6%

6 0 + 40,5 3 63,2% 60,2% 63,4% 62,3% 56,8% 5,45% 4,0% 3,6%

7 0 - 40,5 2 64,0% 73,8% 76,6% 71,5% 56,8% 14,65% 44,8% 3,6%

8 + 0 50 2,5 66,7% 74,2% 71,9% 70,9% 70,1% 0,79% 50,4% 6,3%

9 - 0 31 2,5 40,1% 44,8% 49,2% 44,7% 43,5% 1,21% 17,7% 2,1%

Исследуемая зависимость снижения потребления электроэнергии на пуск электродвигателя с УДКРМ представляется в виде полинома второго порядка

У

Ъ0 + ЪхХх + Ъ2Х2 + Ь\Х\ + Ь22Х2 + ^Х1Х2 •

Рассчитав значения коэффициентов квадратичного полинома, получим уравнение вида

у = 0,62 + 0,15хг - 0,019х

0,050х; + 0,040х2

0,022хх •

Незначимых коэффициентов регрессии нет, согласно данным [13]. Полученное уравнение регрессии квадратичного полинома адекватно описывает экспериментальные исследования зависимости снижения энергозатрат пускового режима в пределах 7%-го расхождения расчетных и экспериментальных данных, а выполнение условия по критерию Фишера с оценкой доверительного интервала 95% свидетельствует о достаточном исследовании данного процесса компенсации реактивной мощности в момент пуска.

На основе расчета множественного коэффициента детерминации снижения потребления энергии в момент пуска по совокупности двух факторов R2йwрм-п = 0,29 можно сделать вывод о неколлениарности факторов полученной математической модели [12, 13].

Изобразим графически поверхность отклика показателя оптимальности уравнения регрессии. Задаваясь значениями факторов (Сук, Ц, получим значения показателя снижения затрат энергии (рисунок 7).

Рисунок 7 - Отклик АМ'рм-п = ( (Сук, ц 85

2

Для этого переведем полином (4) в физические значения факторов:

С -40 5 t -2 5 г AW = 0,62 + 0,15 СК-- - 0,019 -- - 0,050

+ 0, 004

rt - 2,5 v

v 0,5 у

9,5

/

0,022

v

Сж - 40,5 9,5

0,5

^ t - 2,5 Л

СуЮ - 40,5 9,5

+

у

v 0,5 у

Анализируя полученный график, можно сделать вывод, что компенсация в динамическом режиме в максимальном виде достигается при емкости конденсатора Сук-опт = 50 мкФ и продолжительности включения реле не более tn-onm = 2,0 с, что способствует снижению энергетических затрат на пуск до AWpM-n-max = 84,1%. Это означает, что пусковой режим электродвигателя переменного тока, установленного в составе электропривода секции дождевальной машины, имеет продолжительность 2-3 с.

Заключение. На основе данных исследований можно сделать следующий вывод. Предлагаемое устройство динамической компенсации реактивной мощности с конденсаторной батареей из полярных электролитических конденсаторов работоспособно в пусковых режимах работы электродвигателей, установленных в составе электропривода секций дождевальной машины. На основе данных эксперимента наибольший эффект снижения потребления электроэнергии на 84,1% и повышения cos ф на 63,6% для электродвигателя мощностью 550 Вт достигается при емкости конденсаторной батареи 50 мкФ и продолжительности их включения не более 2 с. Для одной секции дождевальной машины применение данного устройства при номинальном напряжении на зажимах электродвигателя с числом пусков 100-4000 раз за 12-часовой режим работы позволяет снизить потребление электроэнергии соответственно на 0,1-36,2%.

Литература

1. Справочник по электрическим машинам: в 2 т. / под общ. ред. И.П. Копылова, Б.К. Клокова. - Т. 1. - М.: Энергоатомиздат, 1988. - 456 с.

2. Черкасова, Н.И. Повышение энергоэффективности системы сельского электроснабжения компенсирующими устройствами / Н.И. Черкасова // Механизация и электрификация сельского хозяйства. - 2013. - № 6. -С. 17-18.

3. Мугалимов, Р.Г. Определение емкости компенсирующего конденсатора асинхронного двигателя с индивидуальной компенсацией реактивной мощности / Р.Г. Мугалимов, А.Р. Мугалимов // Известия ТулГУ. Тех-

нические науки. - Тула, 2010. - Вып. 3: в 5 ч. - Ч. 4. -С. 115-120.

4. Каталог ирригационной продукции Zimmatic by Lindsay [Электронный ресурс]. - Режим доступа: www. lindsay.com. - Дата обращения: 23.11.2019.

5. Каталог продукции Valley [Электронный ресурс]. -Режим доступа: / www.valmont.com/irrigation. - Дата обращения: 16.11.2019.

6. Рязанцев, А.И. Снижение энергетических затрат на движение многоопорных электрифицированных дождевальных машин / А.И. Рязанцев, А.О. Антипов, А.В. Цветков // Вестник Рязанского государственного агротехнологи-ческого университета им. П. А. Костычева. - 2016. - № 1 (29). - С. 83-86.

7. The rationale for the method of powering rail electrified machines / G.P. Eroshenko, I.Yu. Loshkarev, S.M. Bakirov, S.V. Shlyupikov, A.P. Ischenko // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. - 2019. - № 341 (1).

8. Значение динамической компенсации реактивной мощности электродвигателей сельскохозяйственных предприятий / Г.П. Ерошенко, С.М. Бакиров, Ш.З. Зиниев,

A.С. Грачев // Актуальные проблемы энергетики АПК: материалы Х нац.. науч.-практ. конф. с межд. участием / под общ. ред. В.А. Трушкина. - Саратов: ООО «ЦеСАин», 2019.

- С. 89-93.

9. Справочник. Алюминиевые электролитические конденсаторы EPCOS. - М.: Epcos (www.epcos.com), 2004.

- 627 с.

10. Ерошенко, Г.П. Экономия электроэнергии в сельскохозяйственных асинхронных электроприводах за счет плавной индивидуальной компенсации реактивной мощности / Ш.З. Зиниев // ВЕСТНИК. - 2013. - № 1. -Грозный: ФГБОУ ВПО Чечен. ГУ. - С. 143-145.

11. Auto-reclosing Control Strategy of Thyristors-based High Voltage DC Hybrid Circuit Breaker / H. Jia, J. Yin, J. Li, Q. Huo, L. Han // Gaodianya Jishu. High Voltage Engineering. -2019. - № 45 (1). - Р. 46-54.

12. Иберла, К. Факторный анализ: [пер. с нем.] / К. Иберла. - М.: Статистика, 1980. - 398 с.

13. Суздальцев, А.И. Основы стратегии научного исследования технических систем / А.И. Суздальцев, С.П. Петров // Известия Орловского государственного технического университета. Серия: Информационные системы и технологии. - 2008. - № 1-2. - С. 222-227.

References

1. Spravochnik po elektricheskim mashinam [Electrical Machines Handbook], v 2 t., pod obshh. red. I.P. Kopylova,

B.K. Klokova, T. 1, M.: Energoatomizdat, 1988, 456 р.

2. Cherkasova, N.I. Povyshenie energoeffektivnosti sistemy sel'skogo elektrosnabzheniya kompensiruyushhimi ustroystvami [Improving the energy efficiency of the rural

:

power supply system by compensating devices], Mekhani-zatsiya i elektrifikatsiya sel'skogo khozyaystva, 2013, No 6, pp. 17-18.

3. Mugalimov, R.G., Mugalimov A.R. Opredelenie emkosti kompensiruyushhego kondensatora asinkhronnogo dvigatelya s individual'noj kompensaciej reaktivnoj moshhnosti [Determination of the capacity of the compensating capacitor of an induction motor with individual compensation for reactive power], Izvestiya TulGU, Tekhnicheskie nauki, Vyp. 3: v 5 ch. Tula, 2010, Ch. 4, pp. 115-120.

4. Katalog irrigatsionnoy produktsii Zimmatic by Lindsay [Irrigation Product Catalog Zimmatic by Lindsay], [Elektronnyy resurs]. Rezhim dostupa www.lindsay.com. Data obrashheniya 23.11.2019.

5. Katalog produktsii Valley [Product Catalog Valley], [Elektronnyy resurs]. Rezhim dostupa. www.valmont.com/ irrigation. Data obrashheniya 16.11.2019.

6. Ryazancev A.I., Antipov A.O., Czvetkov A.V. Snizhenie energeticheskikh zatrat na dvizhenie mnogo-opornykh elektrifitsirovannykh dozhdevalnykh mashin [Reducing energy costs for driving multi-support electrified sprinklers], Vestnik Ryazanskogo gosudarstvennogo agrotekhnolog-icheskogo universiteta im. P.A. Kostycheva, 2016, No 1

7. Eroshenko, G.P., Loshkarev I.Yu., Bakirov S.M., Shlyupikov S.V., Ischenko A.P. The rationale for the method of powering rail electrified machines. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, 2019, No 341(1).

8. Eroshenko G.P., Bakirov S.M., Ziniev Sh.Z., Grachev A.S. Znachenie dinamicheskoy kompensatsii reaktivnoy moshhnosti elektrodvigateley sel'skokhozyaystvennykh predpriyatiy [The value of dynamic compensation of reactive power of electric motors of agricultural enterprises], Aktual'nye problemy energetiki APK: materialy X nacz. nauch.-prakt. konf. s mezhd. uchastiem, pod obshh. red. V.A. Trushkina, Saratov: OOO «CeSAin», 2019, pp. 89-93.

9. Spravochnik. Alyuminievye elektroliticheskie kon-densatory EPCOS [EPCOS Aluminum Electrolytic Capacitors], M.: Epcos

10. Eroshenko G.P., Ziniev Sh.Z. Ekonomiya elektro-energii v sel'skokhozyaystvennykh asinkhronnykh elektro-privodakh za schet plavnoy individual'noy kompensatsii reaktivnoy moshhnosti [Saving electricity in agricultural asynchronous electric drives due to smooth individual compensation of reactive power], VESTNIK, 2013, No 1, Groznyy: FGBOU VPO Chechen. GU, pp. 143-145.

11. Jia H., Yin J., Li J., Huo Q., Han L. Auto-reclosing Control Strategy of Thyristors-based High Voltage DC Hybrid Circuit Breaker, Gaodianya Jishu. High Voltage Engineering, 2019, No 45 (1), pp. 46-54.

12. Iberla K. Faktornyy analiz [Factor analysis], [per. s nem.], M.: Statistika, 1980, 398 p.

13. Suzdal'tsev A.I., Petrov S.P. Osnovy strategii nauchnogo issledovaniya tekhnicheskikh sistem [Fundamentals of the Research Strategy of Technical Systems], Izvestiya Orlovskogo gosudarstvennogo tekhnicheskogo universiteta. Seriya: Informatsionnye sistemy i tekhnologii, 2008, No 1-2, pp. 222-227.

Сведения об авторе

Бакиров Сергей Мударисович - кандидат технических наук, доцент, доцент кафедры «Инженерная физика, электрооборудование и электротехнологии», ФГБОУ ВО «Саратовский государственный аграрный университет имени Н.И. Вавилова» (Российская Федерация). Тел.: +7-917-217-28-88. E-mail: s.m.bakirov@mail.ru.

Information about the author

Bakirov Sergey Mudarisovich - Candidate of Technical Sciences, associate professor of the Engineering physics, electrical equipment and electrical technologies department, FSBEI HE «Saratov State Agrarian University named after N.I. Vavi-lov» (Russian Federation). Phone: +7-917-217-28-88. E-mail: s.m.bakirov@mail.ru.

Конфликт интересов. Автор заявляет об отсутствии конфликта интересов.

Conflict of interest. The author declares no conflict of interest.

УДК 621.548: 621.311.24

ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ КОНЦЕНТРАТОРА ВОЗДУШНОГО ПОТОКА НА ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ МОДЕЛИ ВЕРТИКАЛЬНО-ОСЕВОГО РОТОРНОГО ВЕТРОДВИГАТЕЛЯ

© 2020 г. В.А. Алексеенко, Д.А. Сидельников, С.Н. Капов, В.А. Иноценко, Е.А. Шабаев

Ветроэлектрические станции рентабельны при среднегодовой скорости ветра больше 5 м/с. Одним из способов повышения их эффективности в регионах с малыми среднегодовыми скоростями ветра является использование концентраторов воздушного потока. Распространение концентраторов воздушного потока сдерживается отсутствием данных о их влиянии на основные энергетические характеристики ветроэлектрических станций. Испытание предусматривает определение энергетических показателей модели вертикально-осевого роторного ветродвигателя с концентратором воздушного потока в зависимости от угла установки на нем плоских вертикальных направителей с использованием аэродинамический трубы. Для достижения поставленной цели разработана и изготовлена лабораторная установка. Она