Электротехника

Учебно-методическое пособие призвано оказать помощь студентам очного и заочного обучения для бакалавров инженерных специальностей направления «Агроинженерия» в овладении знаниями и организации работы по курсу «Монтажа электрооборудования и средств автоматизации». Издание включает в себя обзор перечень заданий для самопроверки.

Учебное пособие призвано оказать помощь студентам очной и заочной формы обучения, предназначено для высших учебных заведений инженерных специальностей в овладении знаниями и организации работы по курсу «Электробезопасность». Издание включает в себя обзор и перечень заданий для самопроверки.

Представлены сведения о возможностях и ограничениях современных волоконно-оптических систем передачи по наращиванию скорости и дистанций при использовании DWDM, оптического усиления и современных форматов представления оптических сигналов. Рассмотрены принципы построения волоконно-оптических систем передачи нового поколения с применением пространственного мультиплексирования SDM в многосердцевинных MCF одномодовых и маломодовых FMF волоконных световодах, технологий многоуровневых форматов модуляции PDMmQAM, суперканалов O-OFDM с терабитными, петабитными скоростями и поддержкой flex grid superchannel, когерентными оптическими приёмниками. Приведены характеристики перспективной элементной базы для построения оптических систем и сетей и примеры реализации оптических систем передачи. Рассмотрены программные продукты для моделирования и дана методика расчётов суперканалов. Рассмотрены элементы технологии программно-конфигурируемых оптических транспортных сетей T-SDN.

Рассмотрена техника наземного и воздушного комплексного технического контроля (КТК) радиоэлектронных средств (РЭС), технико-технологические основы построения, применения и развития аппаратуры радио- и радиотехнического контроля, контроля эффективности защиты речевой информации, фотографического, визуально-оптического, оптико-электронного и радиационного контроля. Освещены вопросы: контроля выполнения установленных порядка и правил использования радиосредств – потенциальных источников непреднамеренных радиопомех важнейшим РЭС; поиска технических каналов утечки информации, образованных побочными электромагнитными излучениями и наводками, создаваемым техническими средствами передачи и обработки информации; оценки электромагнитной обстановки контролируемой зоны, а также вопросы несанкционированного съема конфиденциальной информации на объектах связи. Изложены основы создания средств управления КТК и автоматизации деятельности лиц, принимающих решения в области контроля электромагнитной обстановки и оценки эффективности радиоэлектронной защиты.

Рассмотрены основные требования к частотно-временному обеспечению транспортных, мобильных и сотовых сетей электросвязи на основе международных Рекомендаций МСЭ-Т, стандартов ETSI и руководящих документов Минкомсвязи РФ. В основу пособия положены сведения из практики проектирования, строительства и эксплуатации классической системы тактовой сетевой синхронизации (ТСС), Рекомендаций Международного союза электросвязи по «синхронному» Ethernet и протоколу прецизионного времени (PTP) стандарта IEEE 1588v2-2008. Приведены результаты оригинальных экспериментальных исследований по восстановлению тактовой частоты и распространению сигналов времени в сетях с коммутацией каналов и в пакетных сетях с использованием оборудования сетевой синхронизации и средств измерений различных производителей.

Рассмотрены новейшие стандарты безопасности инфокоммуникаций, призванные обеспечить грядущий технологический прорыв в информационной сфере: защиты информации; сетевой безопасности; защищённых инфокоммуникаций; оценивания безопасности информационных технологий и управления информационной безопасностью. Детально разобраны практические вопросы оценивания качества защиты информации, измерений соответствия качества работы служб информационной безопасности стандартным требованиям. Особое внимание уделено профессиональным и образовательным стандартам подготовки кадров по направлению «Информационная безопасность».

Рассмотрены перспективные системы цифрового радиовещания (ЦРВ), основанные на представлении и передаче звуковых сигналов в цифровой форме во всех звеньях вещательного тракта – от студии до абонентского приемника и способные удовлетворить высокие требования слушателей к качеству передачи звука при различных условиях приема. Систематизированы сведения по основам технологии, системам и сетям ЦРВ. Рассмотрены вопросы компактного представления звуковых сигналов; методы передачи аудиоданных по цифровому каналу связи и обработки сигналов с целью их адаптации к каналу передачи; уделено внимание радиоприёму в движении. Дано описание стандартизованных систем ЦРВ, рассмотрены вопросы организации и проектирования спутниковых систем ЦРВ. Представлена информация об организации радиовещания на заданной территории, основах технологии одночастотных вещательных сетей, технических основах планирования наземных сетей. Приведены соображения по выбору системы ЦРВ для России. Представлен краткий анализ услуг и сетевых аспектов радиовещания с учётом современных реалий и обсуждаются перспективы альянса «ЦРВ + IP-радио». В основу монографии положены результаты научных исследований и лекции, которые автор читает в Московском техническом университете связи и информатики (МТУСИ) более двадцати лет.

Рассмотрены основные характеристики сигналов и каналов телерадиовещания, базовые процедуры, используемые при обработке звукового вещательного сигнала (ЗВС); основные алгоритмы обработки сигнала в канале передачи. Проведен анализ и оценка искажений сигнала на всех этапах его передачи – от первичного цифрового преобразования до аудиопроцессорной обработки. Особое внимание уделено проблеме объективной оценки качества ЗВС в системах, не нормируемых в рамках современного метрологического обеспечения. Рассмотрен современный подход, реализованный в виде метода комплексного статистического оценивания, связанный с объективной оценкой качества передачи реального вещательного сигнала по изменению его временных и спектральных статистических параметров.

Изложены теоретические основы частотного метода анализа линейных электрических цепей и устройств, даны примеры расчета параметров элементов звеньев фильтров и построения графиков их временных и частотных (в том числе, логарифмических) функций, приведено описание процессов моделирования фильтров. Представлены варианты заданий лабораторно-практических занятий с методическими указаниями, кратким теоретическим материалом и примерами расчетов и построений частотных характеристик пассивных, активных и цифровых фильтров с использованием авторских программных сред LgH, ARCF и DFLD. Книга сопровождается электронным приложением «Частотные фильтры» доступным для скачивания на сайте издательства.

Кратко изложены основы концепции сетей нового поколения – NGN. Рассмотрены принципы построения мультисервисных сетей связи на базе платформы IMS, разработка схемы организации связи фрагмента мультисервисной сети на существующей ГТС, расчёт интенсивности нагрузки и её распределение по направлениям связи, расчет транспортного ресурса мультисервисной сети связи и объема оборудования мультисервисных узлов доступа – MSAN. В приложении приведена краткая характеристика коммутационного оборудования типа SI3000. Пособие будет полезно для подготовки курсовых проектов и выпускных квалификационных работ (ВКР).

Изложены основы теории моделирования и расчета эффективности работы радиосистем управления (РСУ) атмосферными и космическими объектами с применением ЭВМ. Приведены различные виды классификации процессов моделирования радиотехнических систем и их моделей, математические описания моделирования процессов и систем. Рассмотрены методологии структурного анализа, методы и средства имитационного моделирования РСУ. Описаны пакеты прикладных программ моделирования систем самонаведения атмосферных летательных аппаратов при наличии нескольких целей и организованных помех, а также моделирования возмущенного движения космических аппаратов по некеплеровской орбите при оскулирующих элементах, учитывающих гравитацию Луны, Солнца, земные гравитационные аномалии и световое давление. Пособие соответствует программе дисциплины «Моделирование и оценка эффективности РСУ».

Звуковой сигнал, передаваемый по каналам звукового вещания, был и будет востребован в общем ряду с большим количеством альтернативных источников информации. Рассмотрены основные характеристики сигналов и каналов звукового вещания, базовые процедуры, используемые при обработке звукового вещательного сигнала (ЗВС); основные алгоритмы обработки сигнала в канале передачи. Проведен анализ и оценка искажений сигнала на всех этапах его передачи – от первичного цифрового преобразования до аудиопроцессорной обработки. Особое внимание уделено авторами алгоритмам обработки и проблеме объективной оценки качества ЗВС в системах, не нормируемых в рамках современного метрологического обеспечения.

В учебном пособии с единых позиций рассмотрен комплекс вопросов, относящихся к инфокоммуникационным технологиям: представлены основы построения телекоммуникационных систем и сетей, дано представление о современных беспроводных средствах связи, включая подвижные средства связи, рассмотрены принципы построения сетей следующего поколения и технологии, применяемые при этом. Книга содержит также описание конкретных решений по реализации сетей NGN. Во втором издании (первое издание вышло в 2009 г.) устранен ряд опечаток и существенно переработаны главы 12 и 14, добавлен материал по технологии OFDM, рассмотрена технология построения программно-конфигурируемых сетей (ПКС).

Книга содержит результаты исследований пироэлектрических, диэлектрических и флексоэлектрических свойств сегнетоэлектриков и мультиферроиков. Приведены примеры использования сегнетокерамических материалов в пьезоэлектрических преобразователях энергии и рассмотрены конструктивные особенности преобразователей консольного типа. Книга посвящается 50-летнему юбилею со дня основания Научно-исследовательского института физики Южного федерального университета.

Монография посвящена исследованиям термофлуктуационных процессов для решения задач диагностики и прогнозирования остаточного ресурса изоляционных материалов на основе неразрушающего температурного метода. Рассматриваются вопросы создания диагностики и прогнозирования термофлуктуационных процессов изоляционных материалов силовых кабельных линий (СКЛ) на основе таких методов искусственного интеллекта, как нейронные сети. Разработана нейросеть для определения температурного режима токоведущей жилы силового кабеля и проведен сравнительный анализ экспериментальных и расчетных характеристик.

Обобщены результаты исследований, направленных на разработку эффективных гибридных и численно-аналитических электродинамических методов анализа и синтеза волноводных и волноводно-щелевых антенных решеток, а также пассивных волноводных устройств на волноводах сложных сечений. Приведены результаты исследований многоэлементных фазированных антенных решеток (ФАР) с широкоугольным сканированием на основе инвертированных V-образных вибраторов, излучателей Вивальди, а также ФАР с распределительной системой на радиальном волноводе. Полученные результаты использованы в интересах создания высококачественной элементной базы СВЧ и КВЧ диапазона и радиотехнических комплексов на основе ФАР для перспективных систем связи, радиолокации, навигации.

Представлено содержание и методика выполнения практической работы с электрическими схемами. Работа предполагает изучение теоретического материала и выполнение практических действий по созданию электрической схемы в соответствии с требованиями нормативных документов.

В журнале Вести высших учебных заведений Черноземья публикуются статьи, содержащие наиболее существенные результаты научно-технических экспериментальных исследований, а также итоги работ проблемного характера по следующим рубрикам: Электроэнергетика; Автоматизация и информатика.

Представлены основные теоретические сведения и лабораторный практикум по электрическим аппаратам ручного и автоматического действия, аппаратам защиты, а также электронным аппаратам и цифровым узлам.

Изложены основы теории цифровых устройств: позиционные системы счисления, способы представления и минимизации булевых функций. Рассмотрены основные узлы цифровой автоматики: триггеры, счетчики, делители, регистры, мультиплексоры, шифраторы, дешифраторы.

Изложены основы следующих технологий: модификация материалов пучками заряженных частиц; синтез и модификация нанопористых материалов; синтез и модификация нанокомпозиционных материалов. Даны контрольные вопросы и задания для практических занятий.

Рассмотрены вопросы, связанные с основными понятиями и методами расчета переходных процессов, четырехполюсников, нелинейных элементов, что соответствует второй части дисциплины «Теоретические основы электротехники».

Учебное пособие (часть 1) содержит материал, который читается студентам в течение восьми лекций в первом семестре по дисциплине «Системы связи специального назначения».

Рассмотрены основы теории идентификационных измерений, описаны принципы программирования в среде разработки LabVIEW, моделирования сигналов и создания средств идентификационных измерений.

В пособии изложены основы расчетов и конструирования электромеханических приводов механизмов общемашиностроительного применения в соответствии с современными требованиями в области использования системы автоматизированного проектирования «Компас–3D». Представлены справочные таблицы и нормативные данные, принятые в практике конструирования.

Издание посвящено теории антенн и соответствует программе изучения дисциплины «Устройства СВЧ и антенны». Вторая часть содержит описание основных конструкций антенн различного назначения; рассмотрены вопросы анализа характеристик этих антенн, методы их оптимизации.

Издание посвящено теории антенн и соответствует программе изучения дисциплины «Устройства СВЧ и антенны». В первой части рассмотрены основы теории антенн, вопросы анализа характеристик излучения антенн, методы расчёта параметров антенн, даны краткие сведения о распространении радиоволн, описаны компьютерные программы, используемые для анализа антенн, приведены примеры их применения. Даны контрольные задания и задачи, рекомендации по их решению и оформлению.

В пособии представлена разработка компьютерных моделей электронных устройств аналоговой обработки сигналов с целью исследования частотных характеристик схем. Во второй части пособия методика частотного анализа схем использована для анализа схем, содержащих трансформаторы, гираторы, биполярные и полевые транзисторы. Рассмотрен метод переменных состояния и его применение для анализа переходных процессов с использованием системы Matlab и библиотек Simulink. Приведены типовые примеры расчёта, задания на лабораторные работы, контрольные вопросы.

Рассмотрена разработка компьютерных моделей электронных устройств аналоговой обработки сигналов с целью исследования частотных характеристик схем. В первой части пособия дано введение в систему Matlab; изложены основы методики частотного анализа электрических схем; приведены типовые примеры применения этой системы, задания на лабораторные работы и контрольные вопросы.

Учебное пособие содержит основные теоретические сведения по построению линий радиосвязи, а также по возможным методам их анализа и защиты; приведены контрольные вопросы по отдельным разделам теории радиосвязи.

Рассмотрены принципы работы источников вторичного электропитания и химических источников тока, применяемых в радиоэлектронной аппаратуре. Представлены схемотехнические решения, используемые при построении линейных и импульсных источников вторичного электропитания. Приведены особенности эксплуатации и применения химических источников тока.

Учебное пособие знакомит студентов с центральным понятием теории информации – информационной энтропией. В издании приведены основные определения, свойства и теоремы, связанные с этой величиной; рассмотрены существующие подходы к кодированию информации с точки зрения задачи сжатия данных.

Рассмотрены перспективы развития оборудования распределительных устройств высоковольтных подстанций. Приведены краткие теоретические сведения о высоковольтных электрических аппаратах 6–10 кВ. Дан анализ приборов, используемых для диагностики переходных сопротивлений контактов. Изложены вопросы анализа результатов диагностики шинного и линейного разъединителей, вакуумного выключателя.

Монография посвящена исследованию физических и конструктивно-технологических особенностей резонансных отрезков электродинамических замедляющих систем и структур с метаматериалами для создания на их основе многофункциональных элементов, узлов и модулей, обеспечивающих миниатюризацию и улучшение электрических параметров и характеристик микроволновых частотно-селективных устройств. Предложенные и разработанные конструкции перспективны для применения в составе современных средств телекоммуникаций и связи.

В методических указаниях по выполнению лабораторных работ содержатся основные методы построения и анализа электрических и электронных схем, проведения исследовательских экспериментов с электрическим и электронным оборудованием, представлены методики сбора и обработки экспериментальных данных. Предназначены для студентов вузов.

В учебном пособии даны общие сведения о системах электроснабжения железных дорог, приведено описание систем тягового электроснабжения постоянного и переменного тока, сформулированы требования к надежности обеспечения потребителей электроэнергией. Основная часть пособия посвящена вопросам построения систем электроснабжения и электропитания нетяговых потребителей железных дорог и основному электрооборудованию, применяемому в стационарной электроэнергетике железнодорожного транспорта. Пособие содержит описания систем электроснабжения объектов железнодорожного транспорта и сведения о высоковольтных и низковольтных сетях, а также об электрооборудовании, применяемом при их построении.

Пособие содержит основные сведения по электромагнитной совместимости различных электротехнических устройств, включая вопросы опасных и мешающих влияний электрифицированных железных дорог на смежные линии. Описаны нормативы и методы расчета наводимых напряжений, а также способы защиты от опасных и мешающих влияний.

В лабораторном практикуме приводятся теоретические сведения и методики проведения лабораторных работ второго семестра изучения дисциплины «Электрические станции и подстанции» по темам: способы включения на параллельную работу и управление режимами синхронных генераторов.

В лабораторном практикуме приводятся теоретические сведения и методики проведения лабораторных работ первого семестра изучения дисциплины «Электрические станции и подстанции» по темам: способы пуска, самозапуска синхронных и асинхронных электродвигателей, автономная работа синхронного генератора.

Приведены общие сведения о режимах работы электрических систем и подстанций приведены методы расчета токов КЗ и выбора электрооборудования подстанций и электросетей, дана классификация подстанций, рассмотрены конструкции трансформаторов РУ, аппаратов ВН и НН подстанций, вопросы их релейной зашиты, требования ПУЭ и ПТЭ к устройству и эксплуатации подстанций.

Методические указания по работе с электро- и радиоизмерительной аппаратурой для студентов физико-математических специальностей пединститутов включают цикл работ по следующей тематике: Электрические измерения; Электронные осциллографы; Измерительные генераторы. Методические указания рекомендуются для использования при подготовке и проведении лабораторных работ по электротехнике, радиотехнике и другим дисциплинам, включающим практическое использование электро- и радиоизмерительной аппаратуры.

Монография посвящена вопросам улучшения качества электроэнергии в системах электроснабжения объектов сигнализации, централизации и автоблокировки железных дорог переменного тока, рассматриваемым в четырех разделах. В первом разделе проанализированы вопросы влияния тяговой сети на смежные линии и качество электроэнергии. Во втором разделе кратко описан использованный для моделирования СЭС программный комплекс Fazonord-APC, позволяющий производить расчеты режимов объединенной однофазно-трехфазной сети на основной частоте и частотах высших гармоник, генерируемых электровозами. В третьем разделе представлены результаты расчетов показателей качества электроэнергии в СЭС объектов СЦБ при учете воздействий тяговой нагрузки и влияния контактной сети в различных вариантах подключения нагрузок, а также при коротких замыканиях и в несинусоидальных режимах. Четвертый раздел содержит анализ возможностей улучшения качества электроэнергии в рассматриваемых СЭС путем применения симметрирующих трансформаторов, регулируемых источников реактивной мощности, активных кондиционеров гармоник и управляемых устройств, реализованных по схеме Штейнмеца.

В учебнике приведены общие сведения о материалах, инструментах, приспособлениях и механизмах, используемых электромонтерами по ремонту и обслуживанию электрооборудования и сетей промышленных предприятий. Даны технические характеристики основных видов обслуживаемого оборудования, воздушных и кабельных линий, электроосветительных установок и цеховых электросетей. Рассмотрены способы и приемы технического обслуживания и ремонта электроустановок.

Сборник статей содержит материалы, которые показывают основные этапы формирования технократического мировоззрения и техноценологического методологического аппарата, в конечном итоге приведших автора к формулированию основной и наиболее плодотворной его идеи — закона оптимального построения техноценозов. Также приводится ряд статей, посвященных опыту применения пакета Mathcad при решении задач рангового анализа и оптимального управления электропотреблением.

Сборник статей содержит материалы, которые показывают основные этапы формирования технократического мировоззрения и техноценологического методологического аппарата, в конечном итоге приведших автора к формулированию основной и наиболее плодотворной его идеи — закона оптимального построения техноценозов. Также приводится ряд статей, посвященных опыту применения пакета Mathcad при решении задач рангового анализа и оптимального управления электропотреблением.

Сборник статей содержит материалы, которые показывают основные этапы формирования технократического мировоззрения и техноценологического методологического аппарата, в конечном итоге приведших автора к формулированию основной и наиболее плодотворной его идеи — закона оптимального построения техноценозов. Также приводится ряд статей, посвященных опыту применения пакета Mathcad при решении задач рангового анализа и оптимального управления электропотреблением.

Книга представляет собой учебное издание, в котором с системотехнических позиций представлены конструктивные решения тяговых электроприводов транспортных средств, закономерности и особенности их функционирования. Приведены показатели эффективности работы электромобилей при применении современных химических источников тока. Изложены основные сведения о современных системах тягового электропривода электромобилей, взаимосвязанных с вопросами увеличения области эффективного использования электромобилей на основании снижения удельной стоимости батарей и повышения срока их службы. Целью учебного пособия является обобщения вопросов конструкции и диагностирования современных электронных, микропроцессорных систем тягового электропривода транспортных средств, с учетом систематизации основных понятий и описаний данных систем.

Рассмотрена системная оценка параметров разветвленных заземляющих сетей электроустановок северных промышленных комплексов. Исследуются теоретические и практические проблемы обеспечения защитных свойств заземляющих устройств, включенных в общепромышленную заземляющую сеть различными связями. При этом учитываются особенности выполнения фундаментов зданий, кабельных эстакад, трубопроводов в условиях Крайнего Севера с точки зрения электробезопасности и сложные геоэлектрические разрезы многолетнемерзлых грунтов.

В обзоре проанализированы возможности и условия для проведения энергосберегающих мероприятий в российском жилищном секторе. Освещается методология эффективного управления жилищным фондом, финансовые инструменты для обеспечения инвестиций в энергосбережение и технические аспекты энергосберегающих мероприятий, применяемые в нынешних экономических и политических условиях России. Значительное внимание уделено методологии оптимального управления энергопотреблением жилищного фонда, включающей процедуры создания базы данных, интервального оценивания, прогнозирования и нормирования энергопотребления объектов. Показано, что энергосбережение в жилищном секторе должно осуществляться путем реализации методики оптимального управления энергопотреблением на системном уровне с целенаправленным выходом на конкретные технические решения, обеспеченные рыночной институционной инфраструктурой и экономически эффективными схемами финансирования. При составлении аналитического обзора активно использовались открытые материалы сайтов «Институт экономики города» (http://www.urbaneconomics.ru), «Калининградский региональный центр энергосбережения» (http://www.kreec.ru) и «Техника, техносфера, энергосбережение» (http://www.gnatukvi.ru), а также справочника Энергосбережение в жилищном фонде: проблемы, практика и перспективы. — М.: DENA, Фонд «Институт экономики города», 2004. — 108 с.

В работе представлено в обобщенном виде развитие методологии экономического обоснования системы управления затратами на энергообеспечение в технологическом комплексе железнодорожного транспорта, приведены результаты апробации системы энергоэкономической паспортизации железных дорог и критерии оценки энергоэффективности деятельности предприятий ОАО «РЖД».