По уточненной методике расчета получены энергетические показатели солнечных нагревателей воды емкостного типа с полимерными абсорберами и различными конструкциями ограждений.

Представлена уточненная методика расчета тепловых режимов солнечных нагревателей воды емкостного типа, основанная на использовании электротепловой схемы замещения и метода узловых потенциалов.

Методом геометрической оптики получены выражения для расчета эффективности применения плоских рефлекторов для повышения интенсивности солнечного излучения, падающего на прозрачное ограждение гелиоустановок.

Предложена методика определения приведенной пропускательно-поглощательной способности коллектора, абсорбер которого представляет собой регистр из полимерных труб, на основании экспериментальных данных, полученных при нулевом расходе воды и минимальной разности температур абсорбера и окружающей среды.

Рассмотрено определение полного коэффициента тепловых потерь коллектора солнечной энергии, абсорбер которого представляет собой регистр из полимерных труб, по результатам испытаний в нестационарных тепловых режимах при нулевом расходе воды и минимальном солнечном излучении.

Рассмотрены технико-экономические показатели солнечных нагревателей воды для разных уровней их стоимости и производительности. Показаны границы возможных сочетаний этих величин, при которых потребитель может принять решение об использовании солнечных нагревателей воды.

Рассмотрена задача вычисления значений внутреннего теплового сопротивления (ВТС) рабочих тел, применяемых в аккумуляторах явного и скрытого тепла. Предложена методика расчета этого сопротивления для тел с твердым, жидким материалом и веществом с фазовым превращением. Базируясь на теории регулярного теплового режима, получены формулы для расчета ВТС твердых тел, имеющих форму шара, с учетом стенки сосуда и сопротивления пограничного слоя при естественной конвекции жидкости. В случае веществ с фазовым переходом тепловые сопротивления зон с разным агрегатным состоянием определяются раздельно. Электротепловая модель содержит четыре тепловых сопротивления, две теплоемкости и один источник напряжения. К ВТС тел отнесено сопротивление стенки сосуда и сопротивлений зон, в которых произошло, происходит и будет происходить фазовое превращение. ВТС твердых тел можно считать постоянным параметром. У тел с жидкостью и фазовым переходом вещества ВТС зависят от теплового состояния тел. Поэтому значения этих величин должны определяться при расчете процессов нагрева или охлаждения тел.

Рассмотрено применение электротепловой модели и методов электротехники для расчета нестационарных тепловых режимов солнечного нагревателя воды емкостного типа. Показана возможность определения эквивалентных параметров электротепловой схемы замещения и решения нелинейной задачи расчета нестационарного температурного поля в солнечных нагревателях воды.

Для аккумулятора тепла со слоевой каменной насадкой предложена методика численного моделирования нестационарных температурных полей при изменяющихся во времени температуре и расходе теплоносителя.

Алгоритмы синхронной векторной широтно-импульсной модуляции адаптированы применительно к использованию в шестифазной преобразовательной системе транспортного назначения с разомкнутыми обмотками асинхронного электродвигателя, питающихся от нескольких автономных инверторов напряжения. Выполнено моделирование процессов в системах на базе MATLAB-пакета прикладных программ. Показано, что использование алгоритмов синхронной векторной модуляции позволяет обеспечить симметрию фазного выходного напряжения при любых (в том числе дробных) соотношениях между частотой коммутации вентилей и выходной частотой системы, а также при любых соотношениях амплитуд четырех источников постоянного тока, питающих систему. При этом в спектре фазного напряжения на всем диапазоне регулирования отсутствуют четные гармоники и субгармоники (основной частоты), что является особенно важным для электроприводов для транспортных систем средней и большой мощности.

Рассмотрена задача расчета нестационарного температурного поля в накопителях явного и скрытого тепла со слоевой насадкой. Предложена методика расчета этого поля, не прибегая к решению дифференциальных уравнений теплопередачи. Расчет проведен для контрольных объемов тел последовательно в пространственно-временных координатах. В качестве краевых условий использованы результаты, полученные на предыдущем пространственно-временном слое. В каждом контрольном объеме смоделирован нагрев одного тела. Предполагается, что остальные тела в контрольном объеме находятся в идентичных условиях. Задача нестационарного теплообмена тела при граничных условиях третьего рода решена приближенно. Для этого использованы электротепловые модели и методы электротехники. Выполнение первого закона термодинамики для системы теплоноситель - рабочее тело обеспечивается путем итерационного поиска средней температуры теплоносителя. Предложенная методика позволяет решать задачу расчета нестационарного температурного поля аккумуляторов тепла при переменных граничных условиях. При этом тела могут быть различной формы - правильной (шар, цилиндр, параллелепипед и т.д.) или неправильной (куски камней, гравий, галька и т.д.). Методика применима для тел с твердым и жидким материалом, а также веществом с фазовым превращением. На базе этой методики разработана компьютерная программа расчета переходных и энергетических характеристик и показателей накопителей.

Проведено исследование сдвоенной трехфазной преобразовательной системы транспортного назначения на базе четырех трехуровневых инверторов напряжения со специализированной стратегией регулирования и модуляции, обеспечивающей как синхронизацию режимов функционирования всех инверторов, так и четвертьволновую симметрию кривых фазного выходного напряжения. Выполнено моделирование процессов в системах с базовыми разновидностями алгоритмов управления и регулирования. Показано, что величина взвешенного коэффициента искажений фазного напряжения системы асинхронного электропривода с четырьмя трехуровневыми инверторами на 60 - 95 % ниже, чем для аналогичной системы на базе двух инверторов. При этом использование алгоритмов прерывистой синхронной модуляции позволяет обеспечить меньшую (до 15 %) величину взвешенного коэффициента искажений фазного напряжения по сравнению с соответствующими интегральными спектральными характеристиками фазного напряжения системы, регулируемой на базе алгоритмов прямой синхронной модуляции.

Исследованы модуляционные процессы в фотопреобразовательной системе на базе двух инверторов с отсекающими диодами, включенных между двумя фотопреобразовательными панелями и первичными обмотками связанного с сетью трехфазного трансформатора. Показано, что симбиоз специализированной схемы управления инверторами (с использованием семи векторов напряжения) с алгоритмами синхронной модуляции позволяет обеспечить минимизацию напряжения нулевой последовательности в системе, а также минимизацию амплитуд четных гармоник и субгармоник в спектре фазного выходного напряжения. Выполнено моделирование процессов в системе с тремя разновидностями ШИМ.

Выполнено исследование связанной с сетью фотопреобразовательной системы на базе двух инверторов с отсекающими диодами, регулируемых при помощи специальных алгоритмов широтно-импульсной модуляции (ШИМ). Данная система содержит два блока последовательно соединенных фотопреобразовательных панелей, питающих инверторы с отсекающими диодами. Выходные цепи инверторов подключены к обмоткам на первичной стороне трехфазного трансформатора, вторичные обмотки которого связаны с сетью. С целью повышения эффективности регулирования системы, использована специальная стратегия управления и модуляции инверторами, обеспечивающая минимизацию напряжений нулевой последовательности в системе и симметрию форм выходного напряжения инверторов при различных условиях функционирования. Выполнено моделирование процессов в рассматриваемой фотопреобразовательной системе, результаты моделирования подтвердили при этом эффективность работы установки, регулируемой на базе предложенной стратегии управления инверторами с отсекающими диодами.

Исследованы модуляционные процессы в силовом преобразователе с трехуровневым выходным напряжением на базе трех мостовых инверторов. Показано, что использование специальной стратегии переключения вентилей и специализированного алгоритма синхронной широтно-импульсной модуляции (ШИМ) векторного типа позволяет обеспечить четвертьволновую симметрию кривых фазного и линейного выходных напряжений преобразователя на всем диапазоне регулирования. Выполнен анализ гармонического состава выходного напряжения преобразователя в зонах средней и повышенной выходных частот системы. Определены усредненные интегральные спектральные характеристики выходного напряжения преобразователей с тремя основными разновидностями базовой схемы синхронной модуляции.

Выполнен анализ работы шестифазной системы электропривода переменного тока с четырьмя инверторами с фиксированной средней точкой, регулируемыми посредством модифицированных алгоритмов управления и модуляции, обеспечивающими как требуемое распределение мощностей между автономными источниками электропитания, так и симметрию форм фазового и линейного напряжений на всем диапазоне регулирования. Топология системы включает две группы из двух инверторов, питающих соответствующие разомкнутые обмотки асимметричного асинхронного электродвигателя. Требуемый баланс мощностей между отдельными источниками питания осуществляется на базе специализированных функциональных зависимостей, связывающих коэффициенты модуляции отдельных инверторов с амплитудами напряжений источников питания. Выполнено моделирование процессов в шестифазной системе с модернизированными алгоритмами управления, проведен сопоставительный анализ спектрального состава основных форм напряжения в устройствах, регулируемых посредством двух версий синхронной широтно-импульсной модуляции (ШИМ) векторного типа. Показано, что на всем диапазоне регулирования и при различных режимах управления в спектре симметричных фазовых и линейных напряжений системы отсутствуют нежелательные субгармоники (выходной частоты), что является особенно важным для преобразовательных систем повышенной мощности, характеризующихся относительно низкими частотами переключения силовых вентилей отдельных инверторов.