Статья: ИССЛЕДОВАНИЕ ОСОБЕННОСТЕЙ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ ЭНЕРГООБЕСПЕЧЕНИЯ ЭЛЕКТРОМОБИЛЯ В ПОЛЕВЫХ УСЛОВИЯХ СЕВЕРА (2025)

В статье рассматрены вопросы влияния различных факторов на качество чайной продукции, для этого приводится наглядная технологическая схема, в которую включены основные его показатели. Следующим шагом был осуществлен анализ всех технологических процессов (механизированная подрезка чайных кустов, перекопка междурядий, корчевка кустарных сорняков, расчистка дренажных каналов, обеспечение правильного и равномерного внесения удобрений) возделывания чайной продукции и определены качественные их критерии, соблюдение которых позволит обеспечить максимальную урожайность и высочайший уровень исходного продукта. Дополнительно рассмотрено влияние уровней внесения различных удобрений на качество производимой продукции и экологию. Определены показатели состояния чайной продукции на всех этапах производства и представлен алгоритм оценки объема и качества продукции. Благодаря данному алгоритму произойдет повышение контроля и качества технологических процессов на всех этапах производства чайной продукции. Помимо этого, рассмотрена целесообразность восстановления низкоурожайных старых чайных плантаций. С целью контроля эффективности применения восстановительных мероприятий применены марковские случайные процессы. Для определения стратегии (алгоритма) восстановления рассмотрены свойства случайных процессов, которые могут оказать влияние в зависимости от состояния плантации.

Актуальность исследования обусловлена критическим состоянием парка сельскохозяйственной техники в России, характеризующимся высоким физическим и моральным износом, а также дефицитом машин относительно нормативной потребности. В этих условиях оптимизация мощностных параметров машинно-тракторных агрегатов (МТА) становится стратегической необходимостью для обеспечения продовольственной безопасности. Ключевыми факторами, детерминирующими энергонасыщенность агрегатов, выступают структурные параметры угодий, в частности, длина гона и удельное сопротивление почвы, варьирующиеся в зависимости от почвенно-климатических зон. Целью работы является разработка научно обоснованных рекомендаций по выбору оптимальной мощности МТА для основных типов сельскохозяйственных угодий России на основе комплексного анализа влияния этих параметров. Для определения оптимальных мощностных параметров выполнено математическое моделирование в среде MathCAD, где задача оптимизации решалась как функция длины гона, удельного сопротивления и глубины обработки, сведенных к интегрированному показателю - удельному тяговому сопротивлению агрегата (KА). Расчеты проводились с использованием критерия минимума приведенных затрат и алгоритмов нелинейной оптимизации. На основе моделирования определены функциональные зависимости и конкретные диапазоны оптимальной и компромиссной мощности двигателей тракторов для пахотных и других почвообрабатывающих агрегатов в зависимости от класса длины гона и величины KА. Полученные результаты подтверждают известные принципы агроинженерии: с увеличением длины гона требуемая мощность снижается за счет сокращения непроизводительных затрат времени на повороты, а рост удельного сопротивления почвы закономерно требует увеличения мощности силового агрегата. Установлено, что универсального значения мощности для всех хозяйств не существует, и выбор должен основываться на детальном анализе структуры собственных угодий. Результаты имеют практическую значимость для формирования парка техники и определения приоритетов в машиностроении.

В современном картофелеводстве актуальной задачей является повышение эффективности уборочных работ, особенно на тяжелых и переувлажненных почвах. Модернизация картофелекопателя КСТ-1,4А путем установки активного предварительного рыхлителя представляет собой перспективное решение, позволяющее не только подкапывать пласт, но и предварительно его рыхлить, что значительно улучшает качество сепарации и снижает потери урожая. Исследование основано на разработке и обосновании конструктивных параметров модернизированного картофелекопателя и технологии его применения в сложных почвенных условиях. Методология включает теоретические расчеты, основанные на положениях теоретической механики и сопротивления материалов, а также полевые эксперименты с целью определения оптимальных режимов работы (скорость движения, частота вращения рыхлителя, глубина хода). Результаты испытаний показали, что модернизированный картофелекопатель является эффективным техническим средством для уборки картофеля на связных почвах. Применение активного рыхлителя позволило снизить тяговое сопротивление на 15…20 %, повысить полноту подкопки до 98…99 % и уменьшить поврежденность клубней до 3…4 %. Технология обеспечивает лучшее отделение почвы и минимизирует забивание рабочего органа. Для достижения максимальной эффективности необходимо корректировать режимы работы в зависимости от влажности и плотности почвы. Разработана математическая модель, описывающая взаимодействие активного рыхлителя и основного рабочего органа с почвенным пластом, учитывающая ключевые факторы. Это позволяет оптимизировать процесс проектирования и настройки агрегата. Внедрение модернизации обеспечивает значительный агротехнический и экономический эффект.

Работа посвящена актуальной проблеме повышения долговечности рабочих органов сельскохозяйственных машин, эксплуатирующихся в условиях интенсивного абразивного износа и коррозии. В качестве объекта исследования выступает функционально градированная двухслойная система «Сормайт/TiN», предназначенная для защиты плужных лемехов. Ее архитектура объединяет высокохромистый износостойкий наплавленный сплав в качестве основы и химически инертное, твердое покрытие из нитрида титана в качестве финишного барьерного слоя. Целью работы являлось установление количественной взаимосвязи между режимами финишного вакуумного отжига, эволюцией микроструктуры и морфологией межфазной границы. Методология исследования включала многоэтапный технологический процесс наплавки и вакуумно-дугового напыления, вакуумный отжиг с варьируемой выдержкой, комплексный микроструктурный анализ с помощью сканирующей электронной микроскопии, а также количественную оценку морфологии границы раздела «Сормайт/TiN» методом фрактального анализа. Впервые для данной системы установлено, что отжиг в течение 180 мин является оптимальным, обеспечивая пик дисперсионного упрочнения наплавленного слоя за счет максимальной плотности наноразмерных карбидов хрома и формирование морфологически сложной, но структурно стабильной межфазной границы. Это состояние характеризуется пиковым значением фрактальной размерности Df = 1,42 ± 0,04. Короткие выдержки приводят к неполному упрочнению, а чрезмерные - к стадии пристраивания, коагуляции выделений и дестабилизации границы. Доказано, что фрактальная размерность служит чувствительным численным индикатором структурного состояния и функциональной зрелости многослойной системы, связывая микроскопические процессы диффузии и фазообразования с макроскопическими эксплуатационными свойствами.

Шаровая опора передней подвески является одним из важнейших элементов легкового автомобиля, влияющих на безопасность дорожного движения. В процессе эксплуатации автомобилей происходит изнашивание опор с изменением размеров или формы взаимодействующих деталей при трении вследствие отделения материала с поверхности контактирующих тел и накопление необратимых остаточных деформаций поверхностных слоев деталей. Предложено повышение надежности шаровых опор путем модификации структуры композиционной подложки вкладыша металлическими гранулами в процессе ее изготовления. В качестве объекта исследования выбрана шаровая опора передней подвески отечественного легкового автомобиля. Изучено напряженно-деформированное состояние конструкции опор для выявления дефектов в приповерхностном микро- и нанослое материала при помощи голографического метода, включающего способ регистрации спекл-голограмм во встречных пучках лазера, а также проводились сравнительные стендовые испытания. Исследовано напряженно-деформированное состояние деталей сферического подшипника скольжения в зоне контакта, выполненное на основе замены гетерогенной структуры подложки, эквивалентной ей гомогенной, показало, что максимальные главные напряжения в радиальном и окружном направлениях, действующие в плоскости, перпендикулярной оси пальца, составляют примерно 80 %, а максимальные касательные - 30 % от максимального давления по оси пальца. Установлено, что повышение плотности заполнения полости корпуса металлическими гранулами увеличивает долговечность шаровых опор. Разработаны рекомендации по выбору гранулометрического состава модификатора, обеспечивающего наиболее плотное заполнение. Результаты моделирования и стендовых испытаний серийных шаровых опор и опор с композиционной подложкой вкладыша, модифицированной металлическими гранулами, показали, что износ может быть описан экспоненциальной зависимостью, параметры которой рекомендуется использовать для прогнозирования ресурса. Научная новизна исследований заключается в том, что теоретически и экспериментально установлено, что заполнение полимерной подложки металлическими гранулами вследствие уменьшения нагрузки, приходящейся на полимер, приводит к повышению надежности шаровой опоры. В результате дальнейших исследований планируется усовершенствовать технологию изготовления модифицированных металлическими гранулами подложек шаровых опор легковых автомобилей методом литья под давлением.

Работоспособность любой машины обусловлена техническим состоянием ее деталей узлов и агрегатов. Восстановление работоспособности изношенных деталей, узлов и агрегатов машин в настоящее время стоит особенно остро ввиду сложности обеспечения импортной техники оригинальными запчастями. Достаточно большая часть элементов отечественной техники либо имеет низкое качество, либо завышенную цену, либо изготавливаются зарубежными производителями. Особо стоит выделить восстановление корпусных деталей узлов и агрегатов машин. Среди основных дефектов корпусных деталей машин особое место занимают дефекты посадочных отверстий корпусных деталей. Показаны принципиальные схемы конструкции исполнительных устройств для реализации предлагаемой технологии восстановления. Описан принцип действия, устройство и работа предлагаемых конструкций. Дана номенклатура деталей и марки машин, на которые она устанавливается, которые рекомендуется восстанавливать предлагаемым способом. Приведена информация по технологическим и организационным рекомендациям ремонтному производству по применению проточного гальваномеханического цинкования при восстановлении деталей сельскохозяйственных машин путем осаждения гальванического слоя цинка на посадочные поверхности корпусных деталей. Описан технологический процесс восстановления с указанием режимов проточного гальваномеханического цинкования, позволяющих получать на чугунной подложке осадки высокого качества, адгезией, близкой к величине прочности цинка на разрыв при высокой производительности процесса осаждения. Приведены преимущества предлагаемой технологии.

В статье рассмотрена актуальная на сегодняшний день проблема - создание защиты системы тягового электроснабжения постоянного тока с применением искусственного интеллекта. Произведен анализ уже существующих на сегодняшний день методов защит, выполненных на релейно-контактных элементах, и современных микропроцессорных защит. Обозначены их достоинства и недостатки, оценена их надежность и возможность применения в условиях увеличения темпов развития систем тягового электроснабжения постоянного тока. Проведен краткий анализ использования искусственного интеллекта в электроэнергетике, на основании чего обоснованы актуальность и новизна разработки интеллектуальной защиты. В статье выдвинуто положение о необходимости создания обучающей выборки для интеллектуальной защиты и уделено особое внимание поиску необходимых параметров и закономерностей. Приводятся примеры моделей, на основании которых имитируется работа электросети в момент прохождения электроподвижного состава, что позволяет применить метод имитационного моделирования нормального и аварийного режимов работы контактной сети, то есть режима короткого замыкании, в программном комплексе Matlab Simulink. Результатом работы имитационной модели являются значения токов подстанций и электровоза, их форма и скорость изменения, на основании чего выявляются основные закономерности, которые становятся основой для обучения интеллектуальных систем защит.

Одной из причин нарушения качества электроэнергии является возникновение в трехфазных электрических сетях несимметричных режимов работы, которые сопровождаются появлением в этих электросетях токов и напряжений обратной и нулевой последовательностей. В статье рассматриваются вопросы, связанные с режимами работы систем электроснабжения при возникновении несимметрии фаз. Приведены сведения по таким режимам с примерами суточных графиков электрических параметров в электрической сети с несимметричным режимом. Показана возможность определения мест возникновения несимметричных режимов (электрическая сеть энергоснабжающей организации или же электросеть потребителя электроэнергии) с использованием значений фазных токов и напряжения нулевой последовательности. Приведенные результаты компьютерного моделирования двух режимов работы исследуемой системы электроснабжения показывают возможность использования для мониторинга мест возникновения несимметрии нагрузки и появления в электрической сети напряжения обратной последовательности (сеть потребителя или сеть энергоснабжающей организации) данного напряжения и контроля фазных токов. Для этой цели необходимо использовать значения токов фаз с одновременным контролем напряжения обратной последовательности. Совместное применение таких параметров позволит хотя бы в первом приближении определить место появления несимметрии напряжений - либо электрическая сеть энергоснабжающей организации, либо электросеть потребителя электроэнергии в случае возникновения напряжения обратной последовательности и приближения данного напряжения к недопустимым значениям.

Развитие возобновляемых источников энергии в составе распределенной генерации, наряду с интеллектуализацией энергетической отрасли, требует решения большого количества задач, связанных с управлением технологическими процессами как отдельных, так и комплекса технических систем, включенных в совместную работу. Однако, в связи с различными характеристиками режимов работы генерации на основе возобновляемых источников энергии, зависящими от внешних факторов, а также наличия электронных систем управления распределением электрической энергии, возникает ряд актуальных задач, требующих решения, связанных с качеством электрической энергии и стабилизации напряжения в микрогрид. Данное исследование посвящено актуальной задаче повышения качества электроэнергии и стабилизации напряжения в распределительных сетях локальной энергетики, включая изолированные микросети (микрогриды), с особым фокусом на условия Крайнего Севера и Арктики России. В работе в качестве основного объекта изучения рассматривается тиристорный стабилизатор параметров - активно-адаптивное устройство класса D-FACTS, предназначенное для компенсации значительных отклонений напряжения в протяженных сетях. В ходе исследования были проанализированы принципы работы устройства, основанные на встречном токовом управлении с использованием вольтодобавочного и секционированного регулировочного трансформаторов. Разработан и описан метод управления, ключевым элементом которого является измерение фазового сдвига между токами входящей и отходящей линий, что позволяет стабилизировать напряжение и коэффициент мощности в узле подключения. Показано, что при интеграции стабилизатора параметров в систему позволяет достичь более быстрого и глубокого регулирования, сгладить колебания мощности и расширить функциональность управления. Результаты работы демонстрируют перспективность подобных устройств для повышения устойчивости и качества электроснабжения в распределительных сетях.