WWW.SELUK.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

 

Pages:     | 1 |   ...   | 8 | 9 || 11 |

«Российская академия сельскохозяйственных наук Министерство сельского хозяйства Российской Федерации Государственное научное учреждение Всероссийский ...»

-- [ Страница 10 ] --

В то же время для стабилизированного варианта концентра ция озона в улье изменялась не более чем на 10%. Отличие значений концентрации озона для стабилизированного варианта от 500 мг/м объясняется погрешностью измерений и ошибкой управления. В ре зультате экспериментальных исследований подтверждены теорети ческие положения (4;

5;

6) и целесообразность стабилизации кон центрации озона в улье путем регулирования активной мощности разрядного устройства электроозонатора в зависимости от темпера туры наружного воздуха. Произведенные исследования показывают, что без компенсации дестабилизирующих факторов концентрация озона в улье отклоняется от требуемой в десятки раз, что недопус тимо. А при стабилизации параметров с использованием современ ных средств автоматизации, с учетом накопления ошибки регулиро вания отклонение не превысит ±10%.

В результате проведенных теоретических и эксперименталь ных исследований:

1. Получено выражение, устанавливающее функциональную зависимость концентрации озона в улье от температуры наружного воздуха, производительности компрессора, производительности электроозонатора.

2. Разработана математическая модель требуемой активной мощности разрядного устройства для достижения заданной концен трации озона в улье. Данная математическая модель определяет тре буемые параметры разрядного устройства электроозонатора для ста билизации требуемой концентрации озона в улье при изменении температуры наружного воздуха.

3. Определена функциональная зависимость действующего значения питающего напряжения на первичной обмотке повышаю щего трансформатора от температуры наружного воздуха для стаби лизации параметров озонирования пчел, позволяющая, для источни ка питания синусоидального тока, практически реализовать стаби лизацию концентрацию озона в улье.

Следует отметить, что стабилизация параметров озонирова ния путем компенсации дестабилизирующих факторов регулирова нием параметров электроозонатора позволяет более эффективно и качественно применять озон в пчеловодстве для лечения болезней пчел.

1. Овсянников Д.А. Использование технологии озонообработки для повышения эффективности производства пчелопакетов на Кубани// Материалы междуна родной научно-практической конференции «Основы достижения устойчивого развития сельского хозяйства». - Волгоград, ВГСХА, 2004. - С. 183-186.

2. Николаенко С.А. Анализ факторов дестабилизирующих параметры озонирова ния пчелиных семей // Научное обеспечение агропромышленного комплекса:

Материалы восьмой региональной научно-практической конференции моло дых ученых. - Краснодар: КГАУ, 2006.- С. 102-106.

3. Патент РФ № № 2237404. Способ борьбы с аскосферозом (варианты) / Куб ГАУ, Д.А. Нормов, И.А. Заболотная, Д.А. Овсянников, В.В. Вербицкий, Т.А.

Нормова. – Заявл. 25.12.2002, № 2002135255.// БИ. 2004. № 28.

4. Патент РФ № 2198134. Способ обработки пчел / КубГАУ, Д.А. Нормов, Ю.Н Помозанова, Д.А. Овсянников, А.С. Оськина, Т.А. Нормова.– Заявл. 25.12.2002, № 2002135256/12 // БИ. 2004. № 24.

КРИТЕРИАЛЬНОЕ УРАВНЕНИЕ ИЗМЕНЕНИЯ

КОНЦЕНТРАЦИИ АЭРОИОНОВ ПРИ ТРАНСПОРТИРОВКЕ

Канд. техн. наук А.Н. Васильев, Н.Н. Грачёва Для интенсификации процесса сушки и при предпосевной обработке зерна на установках активного вентилирования может ис пользоваться электроактивированный воздух (ЭАВ). Эффективность данных процессов зависит от реализуемых режимов, которые, в свою очередь, определяются концентрацией ионов в воздухе. В дальнейшем будем называть их аэроионами. Рассмотрим процесс изменения концентрации аэроионов при транспортировке.

Для получения зависимости концентрации аэроионов Q (м 3 ) необходимо хорошо представлять процессы, происходящие в воздуховоде.

Естественно предположить, что законы изменения Q в воз духоводе и в зерновом слое будут различны, так как на искомую ве личину в этих двух объектах влияют различные физические факто ры.

Итак, распишем Q на две составляющие:

где Q1 - концентрация аэроионов в воздуховоде, м ;

Q 2 - концентрация ионов в зерновом слое, м-3.

Рассмотрим первую составляющую уравнения (1).

Процесс транспортировки ЭАВ по воздуховоду является оп ределяющим для концентрации аэроионов на входе в зерновой слой.

Согласно /1, 2/, концентрация аэроионов на выходе из воздуховода (т.е. на входе в зерновой слой) зависит от концентрации аэроионов на входе в воздуховод, коэффициента объемной рекомбинации аэ роионов, скорости ухода аэроионов на стенки воздуховода и от гео метрических размеров воздуховода.

Для получения зависимости концентрации аэроионов Q1 в воздуховоде при сушке зерна активным вентилированием ЭАВ (от источника аэроионов до входа в зерновой слой) примем следующие обозначения:

1. E (В / м) - напряженность электрического поля, созда ваемого электроактиватором.

4. L Т (м) - расстояние от электроактиватора до входа в зерновой слой.

ховода.

Чтобы исследовать процесс и поставить эксперимент по ус тановлению закона изменения концентрации аэроионов в воздухо воде, необходимо провести многофакторный эксперимент с шестью указанными выше факторами. Количество опытов пропорционально числу факторов в степени, равной количеству уровней варьирования каждого фактора. Поставить такой эксперимент невозможно из-за огромного количества опытов.

Потому применим теорию подобия для моделирования изу чаемого процесса и постановки эксперимента.

Учитывая перечисленные факторы, получим полное физиче ское уравнение, описывающее исследуемый процесс /3/:

Составим полную матрицу размерностей A для исследуе мых параметров. Запишем размерности всех параметров в выбран ной системе основных единиц измерения (в системе СИ) – [M ], [L], [T ], [I], [] /3/:

Таким образом, получим полную матрицу размерностей A, в которой число строк – число параметров m = 7, число столбцов – число основных единиц измерения q = 5.

Число k независимых параметров равно рангу матрицы раз мерностей A, а число критериев подобия – m k.

Согласно матричному анализу, определитель, имеющий две линейно зависимые строки (столбца), равен нулю. В нашем случае первая и пятая строки линейно зависимы, шестая и четвертая строки – линейная комбинация пятой и седьмой строк, первый и четвертый столбец – линейно зависимы. Поэтому исключим из матрицы ли нейно зависимые строки и столбцы. Получим сокращённую матрицу Для данной матрицы существуют определители четвёртого порядка неравные нулю (k = 4). Поэтому из семи параметров можно выбрать четыре независимых и, таким образом, изучаемый процесс характеризуется тремя критериями подобия. Выберем в качестве не зависимых параметров: E, Tа, L Т, V0 (согласно ненулевому опре делителю матрицы), в качестве критериев подобия - Q1, Vа,.

Для нахождения зависимостей критериев подобия от незави симых параметров запишем уравнение (2) в следующем виде:

Выразим каждый критерий подобия в (5) через систему ос новных единиц:

Вычислим коэффициенты, стоящие в степени каждой основ ной единицы:

Получим первый критерий подобия: 1 = Q1 L Т 3.

Те же действия применим к критериям Vа,.

1. Из полученной критериальной зависимости концентрации аэроионов Q (м 3 ) в воздуховоде видно, что при сушке зерна ЭАВ концентрация аэроионов в воздуховоде имеет прямую зависимость от скорости агента сушки Vа, коэффициента объемной рекомбина ции аэроионов и обратную зависимость от расстояния электроак тиватора до зернового слоя L Т, скорости ухода аэроионов на стенки воздуховода V0 (с 1 ) (зависимость от диэлектрических свойств ма териала, из которого сделан воздуховод). Коэффициентом пропор циональности является L Т 3.

2. Согласно соотношению (9) две системы транспортировки ЭАВ по воздуховоду подобны, если подобны геометрические и ди электрические свойства воздуховода, а также коэффициент реком бинации аэроионов.

3. Глущенко Н.А. Решение задачи транспортировки электроактивирован ного воздуха по каналу // Энергосберегающие сельскохозяйственные процессы и установки. – Горки: Изд-во БСХА, 1991.

4. Кононенко А.Ф. Режимы предпосевной обработки семян электроакти вированным воздухом с низкой концентрацией аэроионов: Дисс. … канд. техн. наук. – Зерноград, 2002.

5. Веников В.А. Теория подобия и моделирования (применительно к за дачам электроэнергетики): Учебник для вузов по спец. «Кибернетика электр. систем». – 3-е изд., перераб. и доп. – М.: Высшая школа, 1984. –

ГЕНЕРАЦИЯ ЭЛЕКТРОАЭРОЗОЛЯ

ПНЕВМАТИЧЕСКОЙ ФОРСУНКОЙ

Е.В. Дресвянникова, д-р техн. наук П.Л. Лекомцев Процесс образования электроаэрозоля состоит в формирова нии пленки жидкости с последующей её зарядкой и распадом в электрическом поле на отдельные заряженные капли.

Электрически заряженные капли, двигаясь в электрическом поле и воздушном потоке генератора, создают ток переноса элек трических зарядов – ток конвекции. Ток конвекции является одной из основных характеристик процесса генерации электроаэрозоля, которая определяет эффективность электризации аэрозольных час тиц и степень их дробления где – поверхностная плотность заряда на капле, Кл/м2, dS/dt – скорость образования новой поверхности, например в виде пленки, нитей или отдельных капель.

Электрическое поле генератора в отсутствии объемного за ряда полностью определяется системой выбранных электродов и формой напряжения. Пневматическую форсунку рассмотрим как систему цилиндрических электродов.

Известно, что напряженность поля для системы цилиндриче ских электродов равна где R, R1, R2 – средний, заземленный и потенциальный радиусы электродов, м.

При пневматическом способе диспергирования, энергия под водится к жидкости главным образом в результате динамического взаимодействия её с высокоскоростным потоком газа (распыливаю щего агента). Благодаря большой относительной скорости потоков в распылителе жидкость расслаивается на отдельные нити, с после дующим распадом на капли.

Под действием электрического поля генератора нити приоб ретают электрический заряд. Поверхностный заряд нити равен Заряд вытянутой полусферы в равномерном поле равен [1] где q пр = а 2 0 Е ;

для случая 21 и 1= 0=b/c, с = b 2 a 2, 2 – удельная объемная электропроводность жидкости, (Омм)-1, 1 – удельная объемная электропроводность воз духа, (Омм)-1, 2 – относительная диэлектрическая проницаемость жидкости, 1 - относительная диэлектрическая проницаемость воз духа, 0 – электрическая постоянная, Ф/м, ар - диаметр нити, м, t время образования нити, с, - постоянная времени, с.

Медианный диаметр капель при распылении в пневматиче ских форсунках можно представить в виде эмпирического уравне ния [2] где dм – медианный диаметр, м, г и ж - плотности газа и жидкости, кг/м3, г и ж – кинематическая вязкость газа и жидкости, м2/с, ж – динамическая вязкость жидкости, Н·с/м2, ж – поверхностное натя жение жидкости, Н/м, mж – массовый расход жидкости, кг/с, Ск - ко эффициент, зависящий от конструкции форсунки.

Диаметр нити, получаемой при распылении на выходе из со пла равен Подставив полученные выражения в уравнение (1) и полу чим основную характеристику процесса генерации электроаэрозоля – ток конвекции Ток конвекции, мкА По выражению (11) построены зависимости тока конвекции от скорости газожидкостной смеси, при разном напряжении.

Влияние отдельных параметров на ток конвекции проявляет ся в следующем. Увеличение скорости газожидкостной смеси по вышает диаметр образующихся капель, что приводит к снижению интенсивности роста тока конвекции. Из свойств жидкости наи большее влияние оказывают удельная объемная проводимость и по верхностное натяжение. Повышение поверхностного натяжения жидкости увеличивает диаметр частиц и снижает ток. Высокая про водимость жидкости обеспечивает значительный электрический за ряд капель и больший ток конвекции. Таким образом, факторы, при водящие к уменьшению размера и повышению заряда, образующих ся капель увеличивают ток конвекции.

1. Наизаде А.Т. Зарядка частиц удлиненной формы на плоском электроде // Энергетика и транспорт: изв. АН СССР. – 1966. - №1.

2. Пажи Д.Г., Галустов В.С. Основы техники распыливания жидкостей.

М.: Химия, 1984. - 254 с.

АНАЛИЗ СУЩЕСТВУЮЩИХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СХЕМ ДЛЯ

ЭЛЕКТРООБЛУЧЕНИЯ РАСТЕНИЙ

Асп. Е.А. Козырева (Ижевская ГСХА) Поглощение световой энергии растительными клетками являет ся, как известно, процессом квантованным и связано с электронным возбуждением. Когда фотоны поглощаются, то в терминах элек тронных состояний это означает переход электрона из состояния с низкой энергией в возбужденное состояние. Еще в 1914 году А.А.Рихтером наблюдалось повышение энергии фотосинтеза при прерывистом освещении, если напряженность света была сравни тельно высока.

В научной литературе описаны способы импульсного облучения солнечным светом. Идея состоит в том, чтобы облучать высаженные в поле растения, с помощью концентратора солнечной энергии, ко торый вращается 8000 раз в минуту и облучает находящиеся вокруг него растения. При этом происходит стимуляция роста растений.

Способ достаточно эффективен, но эту методику применяли в юж ных районах страны, где интенсивность солнечного света высока.

Поэтому этот способ нам не подходит. К тому же стоимость уста новки очень высока.

В специальной литературе описывается влияние спектрального состава света в условиях разных фотопериодов на репродуктивные процессы. Опыты проводились при температуре 20°С в условиях 22-х часового длинного дня и 12-и часового короткого дня. Спек тральный состав света влиял на репродуктивные процессы - количе ственно. При этом синий свет по сравнению с красным стимулиро вал как цветение в условиях длинного дня, так и клубнеобразование в условиях короткого дня. Общая масса клубней и их число в усло виях короткого дня было значительно выше на синем, чем на крас ном свете.

В условиях длинного дня бутонизация и цветение наступали на две недели раньше, чем на красном;

общее число бутонов и цветков, а также процент растений, образовавших цветки, были также выше на синем, чем на красном свете. Что касается площади листьев, то она была выше на синем, чем на красном свете. Кроме того, несмот ря на резкие различия размеров растений на синем и красном свете в условиях короткого дня, масса клубней, приходящаяся у них на кв.дм листовой поверхности, была почти одинаковой. Это говорит о том, что листья как на синем, так и на красном свете могут обеспе чить клубнеобразование пластическими и энергетическими соеди нениями примерно в равной мере.

Встречаются данные по применению импульсного режима, в ко тором время вспышки равна 0,1 с., а интервал между вспышками ра вен 0,03 с. Но этот режим облучения подходит не для всех растений.

В литературе [3] Кондратьевой Н.П. предлагался комбинирован ный режим облучения, представляющий собой комбинацию им пульсного и непрерывного облучения растений. При этом продол жительность импульсного режима составляет 30 с, а непрерывного 15 с. Длительность светового импульса равна 0,5…0,6 с, а темновой паузы - 1 с.

Комбинированный режим облучения позволяет снизить затраты электрической энергии по сравнению с непрерывным способом.

Для реализации комбинированного режима нам был проведен анализ существующих схем, обеспечивающищих работу разрядных ламп в импульсном режиме.

Для многих технологических процессов импульсное облучение весьма эффективно, требует меньших затрат энергии по сравнению с непрерывным облучением. На рис. 1 показан импульсно-диодный генератор, предложенный Битаровым К.С. В ней длительности и светового импульса и темновой паузы составляют по 0,1 с. Прове денные эксперименты показали, что не все растения могут разви ваться при таком облучении [3]. При этом этот емкостно-диодный генератор генерирует четные гармоники и гармоники кратные 3, с которыми необходимо будет бороться. При этом нарушается темпе ратурный режим лампы.

Рис. 1. Импульсно-диодный генератор Для обеспечения импульсного облучения растений можно ис пользовать специальные импульсные лампы для облучения растений световыми импульсами. Промышленностью выпускаются импульс ные лампы типов ИФК, ИСК, ИФП и т.д. На рис. 2 показана одна из схем включения импульсной лампы ИФК – 120. Недостатком такого типа ламп является низкий срок службы при значительной ее стои мости.

Мы сразу отказались от стартерной схемы зажигания, т. к. время замыкания контакта стартера составляет 0,2...0,8 с, а время зажига ния самой лампы - 3...15 с. При этом люминесцентная лампа в пер вый полупериод работает при токе дугового разряда, а во второй при токе тлеющего разряда. Это вызывает усиление ионной бомбар дировки холодного электрода, что приводит к активному распыле нию оксидного слоя.

Существуют схемы с полупроводниковым стартером, которые содержат накопитель энергии (индуктивность) и полупроводнико вый ключ (рис. 3).

Рис. 3. Схема с полупроводниковым стартером Однако все подобные схемы имитируют принцип действия со стартерами тлеющего заряда и поэтому сохраняют принципиальный недостаток – ограниченную возможность регулирования зажигания ламп.

Существуют схемы бесстартерного зажигания люминесцентных ламп с использованием электромагнитного реле (рис. 4). Однако при проверке оказалось, что для задержки времени необходимо исполь зовать очень большую емкость и сопротивления, мощность рассеи вания которых, достигает 100 Вт. На исследования показали, что в Рис. 4. Бесстартерная схема зажигания люминесцентной лампы этой схеме происходит перегревание дросселя, что снижает энергетические показателя схемы.

Схема, описанная в литературе [3], состоит из двух частей: силовой схе мы мгновенного зажигания в ждущем режиме и мультивибратора, обеспечи вающего работу лампы в комбиниро ванном режиме. Схема мгновенного зажигания люминесцентных ламп в ждущем режиме изображена на рис. 5.

Схема работает таким образом. При подаче напряжения, ток протекающий через конденсаторы С1 и С2 мал для то го, чтобы включить реле тока КА1.

Поэтому контакт КА1.1 остаётся замк нутым. На вторичных обмотках транс форматора ТV напряжение равно 6–8 В, к ним подключены нити накала люминесцентных ламп, при этом на электродах происходит термоэлектронная эмиссия. Поэтому сопро тивление лампы уменьшается, а ток проходящий через реле тока КА1 увеличивается и при каком-то заданном значении реле сраба тывает.

Реле тока КА1 размыкает свой контакт КА1.1 и происходит мгновенное (резонансное) зажи гание лампы, у которой все вре мя электроды находятся в разо гретом состоянии.

Рис. 5. Схема мгновенного 1. Анализ литературы показал, что с целью рационального исполь зования электрической энергии на облучение можно использо вать комбинированный режим облучения.

2. Изучение существующих технических решений показало, что в схеме должен предусматриваться постоянный подогрев электро дов для сохранения срока службы люминесцентной лампы.

3. Опираясь на современную элементную базу, необходимо разра ботать такой электронный пускорегулирующий аппарат, кото рый позволит осуществлять на лампе режим димминга (регули рования мощности).

1. Корж Б.В. К вопросу о выращивании растений при импульсном освеще нии. Новый режим освещения. // В кн.: Фотоэнергетика растений. Тезисы докладов 5-й Всесоюзной конференции по фотоэнергетике растений. Ал ма-Ата, 1978, с. 128…129.

2. Корж Б.В. Использование коротких серий импульсного освещения для изучения процесса фотосинтеза дыхания растений на свету. Дисс. на соик.

учен. степ. канд. биол. наук. – Л.: 1976. – 134 с.

3. Большина Н.П. Облучательные установки с газоразрядными лампами в промышленном цветоводстве. Дисс. на соик. учен. степ. канд. техн. наук. – М.: МИИСП, 1985. – 184 с.

4. Живописцев Е.Н., Большина Н.П., Обухов С.Г. Совершенствование уста новок для облучения растений. // Механизация и электрификация с.х. 1984, с. 54…55.

5. Афанасьева Е.И., Скобелев В.М. Источники света и пускорегулирующая аппаратура. - М.: Энергоатомиздат, 1986.

6. Елисеев В.И. Исследование схем импульсных облучательных установок с емкостно-диодными преобразователями и влияние их на электрические се ти. Автореферат на соиск. учен. степ. канд. техн. наук. - М.: Пушкино, 7. Кузнецов О.И. Разработка генераторов импульсов и использование режи мов искусственного облучения растений. Автореферат на соиск. учен.

степ. канд. техн. наук. - М.: Пушкино, 1971.

8. Пецюх Е., Казарец А. Интегральный таймер КР1006ВИ1 // Радио. -1986. 9. Савченко П.И., Земляной И.Н., Марченко И.В. Люминесцентные лампы служат дольше // Механизация и автоматизация с. х. – 1989.- № 11.

10. Шахов А.А. Светоимпульсная стимуляция растений. - М.: Наука, 1971.

ЭНЕРГОРЕСУРСОСБЕРЕГАЮЩИЕ ТЕХНОЛОГИИ

УДАЛЕНИЯ И ПОДГОТОВКИ НАВОЗА

К ИСПОЛЬЗОВАНИЮ

Технологии производства органических удобрений из про дуктов жизнедеятельности животных являются сложными система ми, включающими в себя совокупность отдельных процессов и опе раций, сформированных в определенной последовательности.

Мировая и отечественная практика внедрения в животновод ческие хозяйства энергоэффективных технологий подготовки навоза к использованию показывает их достаточно быструю окупаемость, положительную экологическую и социальную составляющие при условии, что они обеспечивают:

- достаточный уровень автоматизации и механизации ( в том числе и механизацию внесения подстилки и чистку стойл), имеют минимальное количество повторяющихся операций;

- транспортировку навоза без потерь к местам переработки и хранения;

- приготовление органических или органоминеральных удоб рений со сбалансированным составом питательных веществ;

- соблюдение требований по защите окружающей среды;

- исключают возможность попадания в навоз ливневых и та лых вод;

- промерзание его в зимний период года.

Выбор и соотношение технологических процессов в системе подготовки навоза к использованию определяются на стадии проек тирования животноводческих объектов с оценкой величин капи тальных вложений, эксплуатационных расходов, куда входят и энер горесурсозатраты, и экологических требований, несоблюдение кото рых приводит к загрязнению земельных ресурсов, водных источни ков, атмосферы, а также деградации почвы, снижению качества жи вотноводческой продукции [1, 2].

Способ содержания животных и вид подстилочного мате риала, тип кормления и структура кормового рациона, размеры ферм (комплексов), их специализация обусловливают производство наво за различного физико-механического состава и, как следствие, необ ходимость применения различных технологических комплексов ма шин.

Для анализа, планирования, контроля и принятия обоснованных ре шений ВНИИМЖ разработал информационно-аналитическую управ ленческую модель оценки уровня экологичности животноводческих объектов, блок-схема которой представлена на рис. 1 [3].

Рис. 1. Блок–схема информационно-аналитической управленческой модели оценки экологичности животноводческих предприятий Выполненная ВНИИМЖ оценка эффективности вариантов ма шинных технологий и комплектов технических средств животноводче ских предприятий показала, что большинство применяемых и, даже, разрабатываемых новых технических средств не соответствует требо ваниям энергоресурсосбережения. Так, энергоемкость процесса удале ния и транспортирования навоза до хранилищ этой техникой достигает 1,23 кВт.-ч/т, затраты труда – 1,12 чел.-ч/т., что на порядок превышает удельные показатели лучших образцов современной техники для уда ления и транспортирования навоза. При этом в используемых отечест венных и зарубежных технологиях не исключено разбавление экскре ментов водой в 5…10 раз при использовании гидравлических и комби нированных систем удаления навоза из животноводческих помещений.

Не гарантируется обезвреживание удобрений от семян сорных расте ний, гельминтов, опасной микрофлоры.

Очевидно, что наиболее эффективный путь снижения стои мости строительства линий уборки и утилизации навоза, энергети ческих и трудовых затрат, а также эксплуатационных расходов — это уменьшение выхода массы стоков из производственного сектора предприятий, которое может быть обеспечено лишь за счет сокра щения поступления воды в систему навозоудаления.

Вследствие этого наибольшее распространение в животно водстве получают механические транспортерами различных типов и возвратно- поступательного принципа действия, а также самосплав ные способы удаления навоза из животноводческих помещений.

Они обеспечивают уборку навоза естественной влажности без ис пользования воды, а значит, и его разбавления.

Перспективным направлением развития систем удаления на воза из помещений является совершенствование технических средств в рамках технологических процессов, исключающих перма нентное перемешивание и перемещение массы не по кратчайшему пути. ВНИИМЖ разработаны устройства для удаления навоза: скре перная установка (патент РФ на изобретение №2222942), обеспечи вающая 99% чистоту каналов, и установка для порционного удале ния навоза (патент РФ на изобретение №2224423), исключающая волочение и перемешивание навоза. Установки адаптированы к ус ловиям работы и позволяют снизить удельную энергоёмкость в раза, удельную материалоёмкость в 2 раза по сравнению с серийны ми скреперами [6].

ВНИИМЖ разработан мобильный малогабаритный агрегат (патент РФ на изобретение №.2173516). Применение агрегата позво ляет механизировать один из самых трудоёмких процессов, улуч шить микроклимат в помещении, сохранять биохимическую цен ность навоза как удобрения [7].

Одним из предпочтительных и экологически целесообразных направлений использования навоза является производство на его ос нове органоминеральных удобрений с заданными физико химическими характеристиками как в рассыпном, так и в гранули рованном виде. ВНИИМЖ предложил способ получения гранулиро ванного органоминерального удобрения (патент РФ на изобретение №2198152), включающий смешивание навоза с влагопоглощающим материалом и минеральными добавками, обеззараживание, обога щение биологическим препаратом и гранулирование. При этом предварительно в смесь вводят наполнитель, формирующий порис тую адсорбирующую структуру гранул. Гранулирование осуществ ляют после операции смешивания компонентов, при этом соотно шение наполнителя и влагопоглощающего материала составляет 1,4…1,8:1 в пересчёте на сухое вещество по массе. ВНИИМЖ раз работано устройство для приготовления гранулированных органо минеральных удобрений (патент РФ на изобретение №2189855).

Проведенными экспериментальными исследованиями установлено, требуемое заполнение окатывающего барабана достигается только при определенном соотношении расхода материала, скорости вра щения и угле наклона барабана. На базе этих изобретений создана отечественная конкурентоспособная инновационная технология пе реработки бесподстилочного навоза методом ротационного окаты вания, предназначенная для применения на свиноводческих фермах и обеспечивающая получение органоминеральных удобрений в виде окатышей, способствующих повышению урожайности сельскохо зяйственных культур до 50% за счет комплексного использования питательных веществ. Обеспечивается снижение годовых эксплуа тационных затрат в 2,6 раза, единовременных капвложений в 3,4…3,8 раза по сравнению с традиционными технологиями пассив ного компостирования на площадках [4].

Примером модернизированной и выведенной на современ ный уровень служит разработанная ВНИИМЖ технология подго товки к использованию бесподстилочного навоза влажностью более 92% машинная технология подготовки к использованию бесподсти лочного навоза механическим фракционированием. Ресурсосбере гающая технология обеспечивает производство качественных орга нических удобрений в виде твердой и жидкой фракций. Технология обеспечивает подачу исходного навоза в цех разделения на фракции, подачу жидкой фракции в навозохранилище, транспортировку твёр дой фракции из цеха разделения на площадку для биотермической стабилизации, обеззараживание жидкой фракции.

Оборудование комплекта, осуществляющего технологиче ский процесс, изготавливается на отечественной элементной базе, исключает необходимость закупки комплектующих из ближнего и дальнего зарубежья. Использование центрифуги ЦН-Ф-50 [5], со вмещающую процесс центробежного фильтрования с отжимом твёрдой фракции шнековым прессом, позволяет снизить снизить суммарную энергоёмкость процесса обезвоживания навоза в 1, раза. Технология апробирована в хозяйствах РФ и СНГ (например:

подсобное хозяйство « Клёново – Чегодаево» Подольского района, Московской области.) 1. ВНИИМЖ созданы энергоресуссосберегающие экологич ные системы технических средств для внесения подстилки, удаления навоза и подготовки экологически чистых органоминеральных удоб рений в виде окатышей и органических удобрений методом разде ления на фракции.

2. Выбор технологий и технических средств для удаления и подготовки навоза к использованию в каждом конкретном случае должен производиться на основе комплексной технико экономической и энергетической оценки всех операций, начиная от уборки навоза из стойл и заканчивая готовыми удобрениями. При этом обязательно должны учитываться природно-климатические особенности зоны расположения животноводческого объекта, структуры земледелия, влияние технологий на окружающую среду.

3. Для анализа, планирования, контроля и принятия обосно ванных решений при применении энергоресурсосберегающих тех нологий удаления и подготовки навоза к использованию ВНИИМЖ разработал информационно-аналитическую управленческую модель оценки уровня экологичности животноводческих объектов 1. Рекомендации по системам удаления, транспортирования, хранения и подготовки к использованию навоза для различных производственных и природно-климатических условий. М.: ФГНУ « Росинформагротех», 2. Морозов Н.М., Денисов В.А. Экологические требования к средствам механизации уборки и переработки навоза // Вестник РАСХН, 2003, 3. Денисов В.А., Ларкин Д.К. Информационная модель оценки экологи ческой безопасности животноводческих предприятий. // Сборник науч ных трудов 10–й научно-практической конференции ГНУ ВНИИМЖ, 4. W.A. Denisow, P.I. Gridnew, T.N. Kolesnikowa. ROTATION PRODUC

TION OF ORGANIC-MINERAL FERTILIZERS – PERSPECTIVE

TREND OF SEMI-LIQUID BEDDING-FREE MANURE UTILIZATION.//

Problemy intensyfikacji produkcji zwierzecej z uwzglednieniem ochrony srodowiska i przepisow ue. Warszawa, 3-4 pazdziernika, 2000 r.

5. ПРОТОКОЛ № 09-42-96 ( 1020063 ) Государственных приёмочных ис пытаний центрифуги для обезвоживания навозаЦН-Ф-50;

МИНСЕЛЬ ХОЗ РОССИИ, Подольская Государственная МИС;

1996.

6. ПРОТОКОЛ № 09-8-00 ( 1020043 ) Государственных приёмочных ис пытаний установки скреперной для уборки навоза УСН-Ф-0,25;

МИН СЕЛЬХОЗ РОССИИ, Подольская Государственная МИС;

2000.

7. ПРОТОКОЛ № 09-38-13 ( 1020023 ) приёмочных испытаний агрегата для внесения подстилки АВП-Ф-0,5;

МИНСЕЛЬХОЗ РОССИИ, ФГУ «Подольская Государственная ЗональнаяМИС»;

2003.

ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩАЯ СИСТЕМА ПРОГРАММНОГО

УПРАВЛЕНИЯ ОБОРУДОВАНИЕМ УБОРКИ НАВОЗА

ИЗ ЖИВОТНОВОДЧЕСКИХ ПОМЕЩЕНИЙ

В настоящее время скреперные установки получают все большее распространение в промышленном животноводстве.

На молочных фермах этому особенно способствует расши рение сферы применения беспривязной технологии содержания, в свиноводстве – использование щелевых полов.

Для удовлетворительного функционирования скреперной ус тановки необходимо обеспечить оптимальную цикличность уборки помещения, исключить травмирование животных, защитить обору дование от поломок и отказов.

Цикличность уборки помещения тесно связана с качеством выполнения операции, величиной энергозатрат на процесс. Увели чение периода между очередными уборками навоза приводит к пе регрузке рабочих органов, снижению качества уборки. Поэтому для выполнения операции при больших перерывах между уборками тре буется неоднократное прохождение скрепера по одному проходу, что приводит к увеличению энергозатрат, дополнительному износу, отказам и поломкам.

Часто один привод скреперной установки (например, гидро привод) обеспечивает функционирование всех скреперов помеще ния. В этом случае возникает также задача согласования работы скреперов. Она заключается в последовательном подключении каж дого скрепера к общему приводу, контролю исправности скрепера в процессе работы, маркированию его в случае отказа, сигнализации отказа, исключении отказавшего скрепера из рабочего цикла.

Движение скреперов может происходить в условиях контак та с животными (в помещениях КРС). При наезде на конечности в этих случаях необходимо на короткое время (до 5 мин.) прервать процесс уборки, пока животное не сойдет с занимаемого места. Дан ная ситуация разрешается, как показывает опыт, за время порядка мин., т.е. за 2..3 перерыва.

Большее чем три перерыва работы скрепера свидетельствует о наличии неисправности, его также необходимо маркировать как неисправное с последующей сигнализацией и выводу из рабочего цикла.

Рис. 1. Блок-схема системы программного управления оборудованием РД - реле давления;

ГС – гидростанция;

УУ – устройство управления;

ГЦ 1…ГЦ 4 – гидроцилиндры штанг привода скреперов;

Д 1…Д 4 – датчики исходных положений скреперов В ГНУ ВНИИМЖ на базе имеющегося опыта [1], [2] разра ботана система управления скреперными установками уборки наво за, блок-схема которой представлена на рис. 1.

Основной элемент системы управления – микропроцессор ный контроллер УУ, содержащий не менее 6 логических входов и выходов, память программы работы устройства, встроенные часы, логические реле, таймеры, счетчики импульсов.

Силовая часть оборудования уборки навоза (объект управле ния) включает гидростанцию ГС, гидропереключатель ГП, гидроци линдры ГЦ 1 …ГЦ 4.

Аварийное повышение давления в гидросистеме фиксирует ся гидрореле РД.

При аварийном отключении электродвигателя привода мас лонасоса гидростанции при перегрузках, неполнофазном режиме, недопустимом перекосе напряжения фаз, нажатой кнопке «Авост»

обнуляется сигнал одного из входов устройства управления УУ.

К числу аварийных относятся следующие ситуации:

- срабатывание реле давления РД;

- невозврат скрепера в исходное положение через контроль ное время;

- остановка электропривода маслонасоса.

При авариях подается световая и звуковая сигнализация.

Звуковая сигнализация может отключаться тумблером на время ре монтных работ.

Внешний вид и устройство электрического шкафа системы управления оборудованием уборки навоза представлены на рис. 2.

Вся система работает следующим образом. Устройство управления УУ с помощью своих встроенных часов реализует за данный суточный цикл уборки навоза в животноводческом помеще нии (2-х, 3-х ….6-разовый).

В начале цикла уборки навоза подается электропитание на привод маслонасоса и на один их магнитов гидрораспределителя ГП.

Рис. 2. Электрический шкаф системы управления оборудованием Одновременно в работу вступает соответствующий гидроци линдр и связанная с ним штанга скрепера, которые начинают совер шать возвратно-поступательное движение. Штанга постепенно пе ремещает скребок вместе с навозом вдоль зоны уборки навоза, в конце зоны происходит механическое реверсирование скрепера, он возвращается в исходное положение, где срабатывает путевой вы ключатель.

По сигналу путевого выключателя магнит гидрораспредели теля ГП переключается и в работу по аналогичной схеме включается следующий скребок и т.д.

После возврата последнего скребка в исходное положение электропривод маслонасоса отключается, цикл уборки навоза закан чивается, система переходит в режим ожидания следующего цикла уборки согласно уставкам внутренних часов.

Программа работы устройства управления УУ составлена так, что любой навозный проход может считаться недействующим в случае проведении ремонтных работ, при отсутствии животных, при более чем трехкратном срабатывании подряд реле давления.

Таким образом, разработанный алгоритм управления обору дованием уборки навоза позволяет:

- обеспечить заданную кратность уборки навоза в животно водческом помещении в течение суток, - управлять работой скребков в рабочем цикле, - предотвратить травмирование животных и людей движу щимися частями скрепера, - защитить механизмы скрепера от механических поврежде ний, а электрооборудование от перегрузок и коротких замыканий.

Кроме того, у оператора имеется возможность выбрать с по мощью тумблера ручной режим работы оборудования, а в любой момент работа скрепера может быть остановлена нажатием кнопки "АВОСТ" аварийного останова. Возврат в рабочее состояние после кнопки "АВОСТ" производится кнопкой "СБРОС АВАРИИ".

В ручном режиме рабочий скребок выбирается тумблерами "СКРЕБОК-1" или "СКРЕБОК-2", затем кнопкой "ПУСК" необхо димо включить гидростанцию. Остановка рабочего процесса обору дования в этом случае производится кнопкой "СТОП".

Для подготовки системы навозоудаления к работе необходи мо в режиме программирования задать управляющей программе устройства управления УУ моменты включения скрепера в течение суток (до 6 моментов) и длительность цикла уборки навозного про хода. Далее УУ переводится в состояние работа, после чего уборка помещения происходит автоматически без участия оператора.

Разработанная система программного управления внедрена на молочной ферме ОНО ЭХ «Кленово-Чегодаево» в Московской области и после небольшой доработки показала удовлетворительные результаты по всем основным показателям.

1. Использование интеллектуального реле для системы управления оборудованием уборки навоза позволяет реализовать сложный алгоритм работы нескольких рабочих органов, программ ный режим работы в течение суток, автоматический контроль ис правности, защиту животных от травмирования и др., уменьшить при этом почти в 3 раза массогабаритные размеры станции управле ния, а также несколько снизить стоимость станции.

2. Надежная работа современных интеллектуальных реле достигается даже и при их прямом включении в сеть без специаль ных сетевых фильтров.

1. Новиков Н.Н. Автоматизация процессов как фактор повышения на дежности технологических процессов и оборудования в животноводст ве. // Научно-технический прогресс в инженерной сфере АПК России – использование и технический сервис машинотракторного парка в сель ском хозяйстве. Труды XI-й международной научно-практической конференции. Ч. 1. М.: ГОСНИТИ, 2004.

2. Ломов В.И., Новиков Н.Н. Анализ эффективности регулируемого элек тропривода мобильных кормораздатчиков для свиноводческих ферм. // Энергообеспечение и энергосбережение в сельском хозяйстве. Труды 4-й международной научно-технической конференции. Ч. 2. М.: ГНУ ВИЭСХ, 2004.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОТРЕБНОСТИ В ЗАПАСНЫХ ЭЛЕМЕНТАХ

ДЛЯ ТЕХНИЧЕСКОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ И РЕМОНТА

ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ

Д-р техн. наук Н.Н. Сырых, канд. техн. наук А.И. Некрасов, Рекомендации по вероятностным методам определения по требности в запасных элементах (изделиях) для технического об служивания и ремонта электроустановок, базирующиеся на характе ристиках случайного процесса восстановления при функционирова нии элемента (изделия) до отказа и его последующей заменой иден тичным за пренебрежимо малое время изложены в [1,2]. В этом случае случайные времена отказов элементов и восстановлений сов падают.

В настоящей статье конкретизируются методы расчета в за пасных элементах, надежность которых описывается нормальным законом распределения времени их работы до отказа где m – математическое ожидание случайной величины;

– среднее квадратическое отклонение наработки от математического ожида ния.

Поскольку интеграл (1) не выражается через элементарные функции (не берется), то для его вычисления используют так назы ваемую функцию Лапласа, заменив в интеграле (1) переменную Выражение (2) представляет собой нормированную функцию распределения нормально распределенной случайной величины с параметрами m=0, = 1. Хотя интеграл (2) также не выражается через элементарные функции, но его можно вычислять, используя соответствующие таблицы [3]. Учитывая, что такие таблицы имеют ся лишь в специальной литературе и в большинстве случаев для практических работников, как правило, недоступны, эта информа ция приведена в табл. 1.

Функция распределения (1) с параметрами m и выражает ся через нормированную функцию Ф(U) следующим образом Таким образом, зная параметры m и и используя табл. 1, можно вычислить значение функции F(t) при любых значения вели чины t.

В табл. 1 приведены значения функции Ф(U) для положи тельных значений аргумента U. При отрицательных значениях аргу мента следует пользоваться соотношением Ф(-U)=1-Ф(U).

Одной из основных характеристик случайного процесса вос становления являются функция распределения случайного числа отказов n(t) за время t, определяющая вероятность того, что про изойдет n и более отказов. Так вероятность того, что за время t про изойдет один и более отказов определяется функцией распределения времени жизни элемента F1 (t ) = P 1 t Вероятность того, что за время t произойдет два и более отказа определяется функцией распределения второго отказа F2 (t ) = P 1 + 2 t и т. д. Тогда вероятность того, что за время t произойдет n и более отказов опре деляется функцией распределения nго отказа Fn (t ) являются двух и n–кратной сверткой одинаково распреде ленных функций F1 (t ). Поскольку сумма независимых нормально распределенных случайных величин тоже распределена нормально независимо от числа слагаемых, причем их математические ожида ния и дисперсии суммируются, то n-кратная свертка нормально рас пределенных наработок элементов определяется формулой Учитывая, что число запасных элементов должно быть не менее числа отказов, умение вычислять функцию распределения n го отказа за время t позволяет решить следующую практическую задачу: какое минимальное количество запасных элементов потре буется, чтобы с заданной доверительной вероятностью = (где - степень риска) обеспечить бесперебойную работу электро установки в течение заданного времени t, т. е. отыскать наименьшее n, которое удовлетворяет неравенству Случайная величина рядков, в частности моменты, определяемые из выражения При к=1, первый начальный момент (функция восстановле ния), означающий среднее число отказов (и восстановлений) за вре мя t, равен При к=2, из выражения (7) определяется второй начальный момент (математическое ожидание квадрата случайной величины) Используя соотношения между начальными и центральными моментами можно определить дисперсию числа отказов за время t Численное определение перечисленных характеристик про цесса восстановления для конкретных примеров удобно осуществ лять в табличной форме.

Пусть в эксплуатации находится элемент с параметрами: m=10000 ч, пользуя значения функции Лапласа (табл.1) вычислим характери стики процесса восстановления элемента за период времени, равном его средней наработки до отказа t=10000 ч. Решение задачи и ре зультаты вычислений приведены в табл. 2.

Из расчета следует, что в соответствии с (6) для обеспечения функционирования элемента в течение периода времени, равного его средней наработки до отказа, с доверительной вероятностью 0, необходимо иметь два запасных (резервных) элемента.

Рассмотренный случай определения потребности в запасных элементах для одного находящегося в эксплуатации элемента не яв ляется на практике типичным. Он может иметь применение, когда наработки эксплуатируемых элементов существенно меньше дли тельности расчетного периода пополнения резерва.

Более типичным на практике является случай определения запасных элементов для большой совокупности находящихся в эксплуатации однородных взаимозаменяемых элементов. В этом случае необхо димо использовать другие характеристики процесса восстановления - среднее число отказов за время t функция восстановления H 1 (t ), дисперсию и среднее квадратическое отклонение числа от казов, (t ).

Используя выражения (8) и (10), а также теоремы сложения математических ожиданий и дисперсий при N находящихся в экс плуатации элементах получим (эти величины обозначены значком ).

Таким образом, вероятность попадания суммы большого числа случайных величин (отказов) в заданный интервал при нормальном законе надежности определяется выражением:

вующая доверительной вероятности (определяется по приведен ной табл.1).

Отсюда необходимое число запасных элементов, обеспечи вающих нормальное функционирование электроустановок с N эле ментами с погрешностью = 1, определяется по формуле Формула (13) применима и для случая N=1. Так, для рас смотренного выше условного примера по формуле (13) имеем: N=1, = 0,99, U10,01 = 2,4, n = 0,52219 + 2,4 0,54303 = 1,83, т.е. так же два запасных элемента, а, например, при N=50 элементов Относительно применения нормального закона и определе ния его параметров экспериментальным путем в условиях эксплуа тации следует отметить следующее.

Нормальный закон распределения случайных величин явля ется самым популярным и наиболее распространенным на практике из все известных законов распределения, поскольку условия его возникновения на практике весьма часто выполняются [4,5]. Он воз никает во всех случаях, когда исследуемая случайная величина мо жет быть представлена в виде суммы достаточно большого числа независимых (или слабо зависимых) элементарных слагаемых, каж дое из которых в отдельности сравнительно мало влияет на сумму.

Это может иметь место, когда отказы электрооборудования зависят от ряда действующих факторов, каждый из которых производит лишь незначительное действие на оборудование по сравнению с суммарным действием всех остальных. Наличие в действующих факторах хотя бы одного доминирующего, нарушает симметрич ность кривой распределения плотности отказов и требует примене ния других законов надежности с возрастающей интенсивностью отказов, например, Вейбулла-Гнеденко. Некоторые ограничения на применения нормального закона накладывают требования одинако вой распределенности слагаемых и необходимость, чтобы среднее квадратическое отклонение случайной величины было значительно меньше ее среднего значения. Все это требует внимательного подхода к формированию выборок при сборе статистического материала.

Важным вопросов в использовании статистического мате риала по надежности изделий является объем выборки для получе ния надежных результатов. Нормальное распределение имеет два численных параметра m и, приведенных в (1). Поскольку любое значение искомого параметра, вычисленное на основе ограниченно го числа опытов, всегда содержит элемент случайности, то такое приближенное случайное значение называют оценкой парамет ров x. Так, в качестве оценки для математического ожидания явля ется среднее арифметическое значение наблюденных величин где N0 – число независимых опытов, выполненных со случай ной величиной x и давших результаты x1, x2,...xn.

Оценкой статистической дисперсии является величина В соответствии с теоремой Ляпунова [4] распределение среднего значения, случайной величины, полученного из N0 незави симых опытов, всегда стремится к нормальному распределению со средним значением, равным среднему значению случайной вели чины М [mx ] = mx и средним квадратическим отклонением, равным х = Для определения достаточности объема выборки N0 необхо димо использовать доверительный интервал для среднего значения где - относительная ширина доверительного интервала;

U1 - квантиль распределения Стьюдента с N0-1 степенью свободы, отвечающая доверительной вероятности P (находится по табл. 3).

Из выражения (16) можно найти необходимое число наблю дений (объем выборки), для заранее заданной точности средней ве личины Для упрощения расчетов приведена табл. 3 для доверитель ной вероятности 0,95 и 0,99.

Пример. По результатам наблюдений за лампами накали вания с использованием выражений (14) и (15) получены оценки среднего срока службы и среднего квадратического отклонения х = 1000ч, х = 150ч. Определить число наблюдений, которые необходимы для того, чтобы при точности средней оценки равной 5% гарантировать 95% надежность доверительного интервала (16).

Таким образом, для заданных условий число наблюдений должно быть не менее N0=38.

Таблица 3. Необходимое число наблюдений для заданной точности средней величины Рассмотрена методика расчета потребности в запасных эле ментах для эксплуатации электротехнических изделий при нормаль ном законе распределения времени их работы до отказа. Методика базируется на вычислении функции распределения n-го отказа за время t и позволяет определить минимально необходимое количест во запасных элементов c заданной доверительной вероятностью для обеспечения бесперебойной работы электроустановки.

Определение потребности в запасных элементах для боль шой совокупности находящихся в эксплуатации однотипных элек троустановок с N элементами осуществляется с использованием функции восстановления H (t ) и дисперсии (t ).

Применение методики проиллюстрировано примером расче та. Методика предназначена для использования в работе электро технических служб сельхозпредприятий и специализированных служб агротехсервиса.

1. Методические рекомендации по расчету потребности в запасных эле ментах для технического обслуживания и ремонта сельских электроус тановок. - М.: ГНУ ВИЭСХ, 2006. -104 с.

2. Сырых Н.Н., Некрасов А.И. Вероятностные методы расчета потребно сти в запасных элементах (изделиях) для обеспечения надежности электроустановок при эксплуатации. -// Вестник МГАУ, 2006, №5, 3. Вентцель Е.С. Теория вероятностей. - М.: Высшая школа, 2001. – 575с.

4. Митропольский А.К. Техника статистических вычислений. - М.: Физ матиздат, 1961. - 480с.

5. Герхард Поттгофф. Учение о транспортных потоках. - М.: Транспорт,

ПРИМЕНЕНИЕ ФУНКЦИЙ ГРИНА К АНАЛИЗУ ЭЛЕКТРО

МЕХАНИЧЕСКИХ СИСТЕМ ПРИ ДИАГНОСТИКЕ

ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ В СЕЛЬСКОМ ХОЗЯЙСТВЕ

Д-р техн. наук Ф.А. Мамедов (РГАЗУ, г. Москва);

д-р техн. наук С.П. Курилин (Филиал «РУК», г. Смоленск) Энергосберегающие технологии в АПК РФ реализуемы как за счет снижения числа отказов технологических установок, так и за счет уменьшения экономических потерь от проектирования энерго- и мате риалоемкого электрооборудования. Решение этих задач осуществимо путем создания и разработки методов, позволяющих совершенствовать проектирование электромеханических систем (ЭМС), выявлять повре ждения в ЭМС на ранних стадиях эксплуатации, осуществлять экс плуатационную диагностику ЭМС без демонтажа оборудования и дли тельных остановок технологического процесса.

Предлагаемый авторами метод может стать основой для осу ществления поставленных выше задач. Идея его заключается в ис пользовании анализа реакций ЭМС на эталонные воздействия, производимые по ее входам. В качестве воздействий можно исполь зовать как импульсы в электрической части системы, так и силовые воздействия в ее механической части. Реакции ЭМС на такие воз действия моделируются при помощи функций точечного источника (функций Грина). Авторами ранее применялся метод функций Грина для исследования процессов в линейных асинхронных двигателях [1]. Функции Грина обладают информацией о состоянии ЭМС, ко торой достаточно для того, чтобы сделать заключение как об откло нениях системы от нормального режима работы, так (в большинстве случаев) и о причинах такого отклонения.

ЭМС моделируется при помощи системы дифференциаль ных уравнений первого порядка, записанной относительно характе ристик электрической и механической частей следующим образом [2]:

где (t ) - вектор обобщенных координат электромеханической системы (к примеру, фазных токов или потокосцеплений, угловой скорости и т.п.), A - параметрическая матрица потокосцепления с постоянными элементами, u (t ) - вектор питающего напряжения статора или ротора, а также внешних моментов механической части системы, f ( (t )) - вектор-функция, представляющая нелинейную связь между обобщенными координатами, (0) = a 0 - начальные условия.

Для создания научных основ проектирования ЭМС, обла дающих нужными свойствами, а также для создания методов диаг ностики принципиально важно иметь аналитические решения соот ветствующих математических моделей. Для получения таких реше ний, в данной работе предлагается использовать итерационную про цедуру, основанную на интегральных уравнениях с матрицей Гри на в качестве ядра.

Применив преобразование Лапласа к левой и правой частям системы (1), (2), получим уравнение для изображений в векторной форме записи:

где обозначено: p - параметр преобразования Лапласа, ( p ), U ( p ) - изображения искомого вектора обобщенных координат (t ) и вектора питания u (t ), F ( p ) - изображения по Лапласу нелинейной вектор функции f ( (t )). Выразив вектор ( p ) из алгебраиче ского уравнения (3) и считая, что существует матрица, обратная к матрице ( p E A), получаем для этого вектора выражение:

где E - единичная матрица.

Воздействия по каждой из обобщенных координат ЭМС и отклики линейной системы связаны следующим матричным уравнением:

G = ( g mk ) = ( g1, g 2,..., g n ), m = 1,..., n, k = 1,..., n представляют со бою отклики ЭМС по обобщенной координате с индексом m на им пульсное воздействие по входу с индексом k.

Изображения откликов линейной системы (5) на единичные импульсные воздействия представляются матрицей вида:

Применение в формуле (6) обратного преобразования Лапласа при водит к матрице Грина G(t). Используя матрицу Грина и свойства свертки, получаем, при помощи (4), решение исходной задачи в виде системы интегральных уравнений:

Cимволом “ ” в выражении (7) обозначена свертка функ ций, то есть интеграл вида гральных уравнений является матрица Грина, учитывающая все ха рактеристики линейной части системы, как реакции на импульсные воздействия по ее входам.

Для исследования переходных электромеханических про цессов работы ЭМС, в которых учет изменения частоты вращения представляет особую важность [2], предлагается применять итера ционную процедуру вида:

где в качестве начального приближения принимается отклик ли нейной части системы на заданное внешнее воздействие при нуле вых начальных условиях Использование выражений (8) позволяет получать аналити ческие или численно аналитические зависимости для характеристик рассматриваемых систем.

За счет диссипации энергии в ЭМС элементы матрицы Грина представляют собой экспоненциально убывающие функции, что приводит к быстрой сходимости итерационной процедуры к точному решению задачи.

Будем в дальнейшем рассматривать ЭМС, которые из перво начального состояния с течением времени переходят в установив шееся состояние за время 0 о.е.

В качестве примера рассмотрен переходный процесс в двухфазной электрической машине. Ее математическая модель представляла нелинейные уравнения в системе координат статора, записанные относительно неизвестных потокосцеплений s, s, r, r и угловой скорости ротора. При нулевых начальных условиях было произведено численное моделирование переходного процесса в ЭМС путем решения соответствующей сис темы уравнений методом Рунге-Кутта. Напряжения в цепях статора и ротора задавались так:

При тех же самых параметрах поставленная задача решалась по предложенной выше итерационной схеме с использованием мат рицы Грина линейной части этой же системы уравнений. Для срав нения на рис. 1 представлены графические изображения амплитуд роторных токов, подсчитанных численно и методом функций Грина.

Все величины на рис. 1 даны в относительных единицах. При этом в отличие от метода Рунге-Кутта графики, представленные на рис. пунктирными линиями, построены по аналитическим зависимо стям. Сравнение результатов двух подходов показывает их совпаде ние на промежутке времени от нуля до 0 /10 в пределах 10% по грешности уже при второй итерации предложенного выше метода.

Рис. 1. Амплитуды роторных токов в зависимости от времени Полученные на основании метода аналитические результаты можно использовать как при проектировании ЭМС, так и при их ди агностике. Для эксплуатационной диагностики ЭМС предлагается следующий алгоритм:

1). Основываясь на аналитических выражениях, целенаправ ленно создавать последовательности диагностических импульсов различной формы и порядка следования.

2). Варьируя форму и порядок следования импульсов, изби рательно тестировать ту или иную часть ЭМС, в частности обмотки и магнитопровод статора, обмотки ротора, механическую часть.

3). Исследуя отклики на диагностические импульсы и срав нивая их с эталонными откликами, давать заключение о состоянии ЭМС.

Предлагаемый метод, позволит:

1. Исследовать поведение ЭМС при любом режиме питания, при этом имеется возможность получения аналитических зависимо стей;

2. Создать методики выявления повреждений электрообору дования на ранних стадиях эксплуатации, основанные на сравнении поведения ЭМС при специальных видах воздействия по ее входам с поведением эталонной ЭМС;

3. Производить эксплуатационную диагностику электрообо рудования без его демонтажа и длительных остановок технологиче ского процесса, исследуя отклики ЭМС на воздействия по ее входам.

1. Мамедов Ф.А., Денисов В.Н., Курилин С.П., Хуторов Д.В. Варианты построения математической модели линейной машины // Электричест во. - 2000. - №10.

2. Переходные процессы в электрических машинах и аппаратах и вопро сы их проектирования: Учебн. пособие для вузов / О.Д. Гольдберг, О.Б.

Буль, И.С. Свириденко, С.П. Хелемская. - Под ред. Гольдберга О.Д. М.: Высшая школа, 2001.

ДИАГНОСТИКА ТЕПЛОВЫХ ПАРАМЕТРОВ

ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ

В ЖИВОТНОВОДЧЕСКИХ ПОМЕЩЕНИЯХ

На экономические показатели работы агропромышленного комплекса большое влияние оказывает эффективность применения технических средств в технологических процессах.

По оценкам различных специалистов, в России до 70% по требляемой электроэнергии приходится на электропривода. Недос таточная надежность электрооборудования приводит к огромным затратам на преждевременные ремонты, внеплановые простои обо рудования, что в свою очередь отрицательно повлияет на количест во и качество выпускаемой продукции.



Pages:     | 1 |   ...   | 8 | 9 || 11 |
 




Похожие материалы:

«Российская академия сельскохозяйственных наук Министерство сельского хозяйства Российской Федерации Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт электрификации сельского хозяйства (ГНУ ВИЭСХ) Московский государственный агроинженерный университет им. В.П. Горячкина (МГАУ) ФГНУ Российский научно-исследовательский институт информации и технико-экономических исследований по инженерно-техническому обеспечению АПК (ФГНУ РОСИНФОРМАГРОТЕХ) ЭНЕРГООБЕСПЕЧЕНИЕ И ...»

«Российская академия сельскохозяйственных наук Министерство сельского хозяйства Российской Федерации Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт электрификации сельского хозяйства (ГНУ ВИЭСХ) Московский государственный агроинженерный университет им. В.П. Горячкина (МГАУ) ФГНУ Российский научно-исследовательский институт информации и технико-экономических исследований по инженерно-техническому обеспечению АПК (ФГНУ РОСИНФОРМАГРОТЕХ) Открытое акционерное ...»

«МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ НАУК ВСЕРОССИЙСКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ АГРОХИМИИ им. Д. Н. ПРЯНИШНИКОВА ПОЧВЕННЫЙ ИНСТИТУТ им. В. В. ДОКУЧАЕВА УТВЕРЖДАЮ УТВЕРЖДАЮ Министр сельского хозяйства Президент Российской академии Российской Федерации сельскохозяйственных наук _А. В. Гордеев _Г. А. Романенко 24 сентября 2003 г. 17 сентября 2003 г. МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ПРОВЕДЕНИЮ КОМПЛЕКСНОГО МОНИТОРИНГА ПЛОДОРОДИЯ ПОЧВ ...»

«МЕЛИОРАЦИЯ: ЭТАПЫ И ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ Материалы международной научно- производственной конференции Москва 2006 РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ НАУК Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт гидротехники и мелиорации имени А.Н.Костякова МЕЛИОРАЦИЯ: ЭТАПЫ И ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ Материалы международной научно-производственной конференции, посвященной 40-летию начала осуществления широкомасштабной программы мелиорации Москва 2006 УДК 631.6 М 54 ...»

«ПЧЕЛОВОДСТВО А.Г МЕГЕДЬ В.П. ПОЛИЩУК Допущено Государственным агропромышленным комитетом Украинской ССР в качестве учебника для средних специальных учебных заведений по специальностям Пчеловодство и Зоотехния Киев Выща школа 1990 ББК 46.91я723 М41 УДК 638.1(075.3) Рецензенты: преподаватель М. И. Совкунец (Борзнянский совхоз-техникум Черни говской области), И. Ф. Доля (заведующий пчелофермой Республиканского учеб но-производственного комбината по пчеловодству) Переведено с издания: Мегедь О. Г., ...»

«Санкт-Петербургский государственный университет. Институт наук о Земле ГНУ Центральный музей почвоведения им. В.В. Докучаева ГНУ Почвенный институт им. В.В. Докучаева Фонд сохранения и развития научного наследия В.В. Докучаева Общество почвоведов им. В.В. Докучаева МАТЕРИАЛЫ Международной научной конференции XVII Докучаевские молодежные чтения посвященной 110-летию Центрального музея почвоведения им. В.В. Докучаева НОВЫЕ ВЕХИ В РАЗВИТИИ ПОЧВОВЕДЕНИЯ: СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ КАК СРЕДСТВА ПОЗНАНИЯ ...»

«Санкт-Петербургский государственный университет ГНУ Центральный музей почвоведения им. В.В. Докучаева Россельхозакадемии ГНУ Почвенный институт им. В.В. Докучаева Россельхозакадемии Фонд сохранения и развития научного наследия В.В. Докучаева Общество почвоведов им. В.В. Докучаева МАТЕРИАЛЫ Международной научной конференции XVI Докучаевские молодежные чтения посвященной 130-летию со дня выхода в свет книги Русский чернозем В.В. Докучаева ЗАКОНЫ ПОЧВОВЕДЕНИЯ: НОВЫЕ ВЫЗОВЫ 4– 6 марта 2013 года ...»

«Санкт-Петербургский государственный университет ГНУ Центральный музей почвоведения им. В.В. Докучаева Россельхозакадемии ГНУ Почвенный институт им. В.В. Докучаева Россельхозакадемии Фонд сохранения и развития научного наследия В.В. Докучаева Общество почвоведов им. В.В. Докучаева МАТЕРИАЛЫ Международной научной конференции XV Докучаевские молодежные чтения посвященной 150-летию со дня рождения Р.В. Ризположенского ПОЧВА КАК ПРИРОДНАЯ БИОГЕОМЕМБРАНА 1– 3 марта 2012 года Санкт-Петербург ...»

«Санкт-Петербургский государственный университет ГНУ Центральный музей почвоведения им. В.В. Докучаева Россельхозакадемии ГНУ Почвенный институт им. В.В.Докучаева Россельхозакадемии Фонд сохранения и развития научного наследия В.В. Докучаева Общество почвоведов им. В.В. Докучаева МАТЕРИАЛЫ Всероссийской научной конференции XIV Докучаевские молодежные чтения посвященной 165-летию со дня рождения В.В.Докучаева ПОЧВЫ В УСЛОВИЯХ ПРИРОДНЫХ И АНТРОПОГЕННЫХ СТРЕССОВ 1– 4 марта 2011 года Санкт-Петербург ...»

«МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ДЕПАРТАМЕНТ НАУЧНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ПОЛИТИКИ И ОБРАЗОВАНИЯ САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ ВЕТЕРИНАРНОЙ МЕДИЦИНЫ СЕВЕРО-ЗАПАДНАЯ ВЕТЕРИНАРНАЯ АССОЦИАЦИЯ МАТЕРИАЛЫ МЕЖДУНАРОДНОЙ НАУЧНОЙ КОНФЕРЕНЦИИ СТУДЕНТОВ, АСПИРАНТОВ И МОЛОДЫХ УЧЕНЫХ ЗНАНИЯ МОЛОДЫХ ДЛЯ РАЗВИТИЯ ВЕТЕРИНАРНОЙ МЕДИЦИНЫ И АПК СТРАНЫ Санкт-Петербург 2012 1 УДК: 619 (063) Материалы международной научной конференции студентов, аспи рантов и молодых ученых Знания ...»

«МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА И ПРОДОВОЛЬСТВИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ УЧРЕЖДЕНИЕ ОБРАЗОВАНИЯ ГРОДНЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ МАТЕРИАЛЫ ХІІ МЕЖДУНАРОДНОЙ СТУДЕНЧЕСКОЙ НАУЧНОЙ КОНФЕРЕНЦИИ (Гродно, 18-20 мая 2011 года) В ТРЕХ ЧАСТЯХ ЧАСТЬ 3 АГРОНОМИЯ ЗАЩИТА РАСТЕНИЙ ЗООТЕХНИЯ ВЕТЕРИНАРИЯ ТЕХНОЛОГИЯ ХРАНЕНИЯ И ПЕРЕРАБОТКИ ОБЩЕСТВЕННЫЕ НАУКИ К 60-летию вуза Гродно УО ГГАУ УДК 63 (06) ББК М Материалы ХІІ Международной студенческой научной конференции. – Гродно, 2011. – ...»

«Казанский (Приволжский) федеральный университет Общество почвоведов им. В.В. Докучаева Институт проблем экологии и недропользования АН РТ НАСЛЕДИЕ И.В. ТЮРИНА В СОВРЕМЕННЫХ ИССЛЕДОВАНИЯХ В ПОЧВОВЕДЕНИИ Материалы международной научной конференции Казань, 15-17 октября 2013 г. И.В.Тюрин (1892-1962) Казань 2013 УДК 631.4 ББК 40.3 Печатается по решению Ученого совета Института фундаментальной медицины и биологии ФГБОУ ВПО Казанский (Приволжский) федеральный университет Наследие И.В. Тюрина в ...»

«ISSN 1561-1124 МАТЕРИАЛЫ ПО ИЗУЧЕНИЮ РУССКИХ ПОЧВ ВЫПУСК 7 (34) Издательство Санкт-Петербургского университета 2012 САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ КАФЕДРА ПОЧВОВЕДЕНИЯ И ЭКОЛОГИИ ПОЧВ ЦЕНТРАЛЬНЫЙ МУЗЕЙ ПОЧВОВЕДЕНИЯ ИМ. В.В.ДОКУЧАЕВА МАТЕРИАЛЫ ПО ИЗУЧЕНИЮ РУССКИХ ПОЧВ ВЫПУСК 7 (34) Издание основано в 1885 г. А.В. Советовым и В.В. Докучаевым Издательство С.-Петербургского университета 2012 УДК 631.4 ББК 40.3 М34 Редакционная коллегия: Б.Ф. Апарин (председатель), Е.В. Абакумов, ...»

«ISSN 1561-1124 МАТЕРИАЛЫ ПО ИЗУЧЕНИЮ РУССКИХ ПОЧВ ВЫПУСК 6 (33) Издательство Санкт-Петербургского университета 2009 САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ КАФЕДРА ПОЧВОВЕДЕНИЯ И ЭКОЛОГИИ ПОЧВ ЦЕНТРАЛЬНЫЙ МУЗЕЙ ПОЧВОВЕДЕНИЯ ИМ. В.В.ДОКУЧАЕВА МАТЕРИАЛЫ ПО ИЗУЧЕНИЮ РУССКИХ ПОЧВ ВЫПУСК 6 (33) Издание основано в 1885 г. А.В. Советовым и В.В. Докучаевым Издательство С.-Петербургского университета 2009 УДК 631.4 + 577.34 ББК 40.3 М34 Редакционная коллегия: И.А. Горлинский (председатель), Б.Ф. ...»

«X ДАЛЬНЕВОСТОЧНАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ ПО ЗАПОВЕДНОМУ ДЕЛУ МАТЕРИАЛЫ КОНФЕРЕНЦИИ 25-27 сентября 2013 г. г. Благовещенск АМУРСКИЙ ФИЛИАЛ БОТАНИЧЕСКОГО САДА-ИНСТИТУТА ДВО РАН АМУРСКИЙ ФИЛИАЛ WWF РОССИИ БЛАГОВЕЩЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПЕДАГОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ РОССИЙСКИЙ ФОНД ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ АМУРСКОЕ ОТДЕЛЕНИЕ СОЦИАЛЬНО-ЭКОЛОГИЧЕСКОГО СОЮЗА АМУРСКОЕ ОТДЕЛЕНИЕ РУССКОГО БОТАНИЧЕСКОГО ОБЩЕСТВА СОВЕТ МОЛОДЫХ УЧЕНЫХ АФ БСИ ДВО РАН X ДАЛЬНЕВОСТОЧНАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ ПО ЗАПОВЕДНОМУ ДЕЛУ 25-27 сентября ...»

«МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФГОУ ВПО УЛЬЯНОВСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ – ФИЛИАЛ ФГОУ ВПО УЛЬЯНОВСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ МАТЕРИАЛЫ IX МЕЖДУНАРОДНОЙ СТУДЕНЧЕСКОЙ НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКОЙ КОНФЕРЕНЦИИ С МЕЖДУНАРОДНЫМ УЧАСТИЕМ 31 марта 2011 Димитровград 2011 г. УДК 631 Редакционная коллегия: Главный редактор Х.Х. Губейдуллин Научный редактор Т.А. Мащенко Редакционная коллегия И.И. Шигапов А.М. Кадырова ...»

«Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Воронежский государственный аграрный университет имени К.Д. Глинки (Россия) Германо-российский кооперационный проект Развитие и внедрение современных технологий производства молока и говядины в РФ III РОССИЙСКО-ГЕРМАНСКАЯ НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ Перспективы развития сельского хозяйства: кормопроизводство и кормление КРС как предпосылка высокой продуктивности в молочном и мясном скотоводстве ...»

«Федеральное агентство по образованию Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Рязанский государственный университет имени С.А. Есенина В.А. Марков, Е.С. Иванов, Е.А. Лупанов Биоразнообразие и охрана природы Учебное пособие Рязань 2009 ББК 20.1я73 М26 Печатается по решению учебно-методического совета Государ ственного образовательного учреждения высшего профессиональ ного образования Рязанский государственный университет имени С.А. Есенина в соответствии с ...»

«МАРЧЕНКОВ С.Я. ЛЮДИ ТОГДА БЫЛИ ДРУГИЕ РОМАН НОРДМЕДИЗДАТ САНКТ ПЕТЕРБУРГ 2010 Г. МАРЧЕНКОВ С.Я. ЛЮДИ ТОГДА БЫЛИ ДРУГИЕ. Санкт Петербург: Нордмедиздат, 2010. С.384. ISBN 978 5 98306 080 7 © МАРЧЕНКОВ С.Я., 2010 Оригинал макет подготовлен издательством НОРДМЕДИЗДАТ medizdat@mail.wplus.net Санкт Петербург, Лиговский пр., д.56/Г, оф.100. (812)764 79 31 Отпечатано с готовых диапозитивов в типографии “Турусел”. Бумага офсетная. Печать офсетная. Подписано в печать 28.05.2010 г. Тираж 50 экз. Объем 24 ...»






 
© 2013 www.seluk.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.