Обоснование рациональных режимов работы электронных пускорегулирующих аппаратов натриевых ламп высокого давления в сооружениях защищенного грунта

• Автор: Долгих, Павел Павлович
• Шифр специальности: 05.20.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Красноярск
• Количество страниц: 138 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.
ГЛАВА 1. АНАЛИЗ РАБОТЫ КОМПЛЕКТА НАТРИЕВАЯ ЛАМПА ВЫСОКОГО ДАВЛЕНИЯ ПУСКОРЕГУЛИРУЮЩИЙ АППАРАТ

В УСЛОВИЯХ ТЕПЛИЦЫ

1.1. Анализ факторов, влияющих на энергетические показатели источников лучистой энергии для облучения растений.

1.1.1. Натриевая лампа высокого давления как источник оптического излучения.1

1.1.2. Нестабильность питающего напряжения.

1.1.3. Повышение напряжения горения ламп.

1.1.4. Влияние условий эксплуатации НЛВД на их характеристики

1.2. Взаимосвязь спектральных и электрических параметров разрядных ламп при изменении условий питания.

1.3. Работа натриевой лампы высокого давления в комплекте

с пускорегулирующим аппаратом в условиях теплицы.
1.3.1. Схемы включения и зажигания ДНаТ
1.3.2. Согласование электрического режима лампы с ПРА
1.3.3. Влияние изменения сетевого напряжения на выходную характеристику комплекта НЛВДпускорегулирующий аппарат
1.4. Анализ энергосберегающих методов и устройств стабилизации параметров НЛВД
1.5. Характеристики НЛВД на повышенной частоте.
1.6. Анализ влияния акустического резонанса на работу ДНаТ.
1.7. Выводы
ГЛАВА 2. ИССЛЕДОВАНИЕ И ОБОСНОВАНИЕ РЕЖИМОВ СТАБИЛИЗАЦИИ ХАРАКТЕРИСТИК НАТРИЕВЫХ ЛАМП ВЫСОКОГО ДАВЛЕНИЯ.
2.1. Методика расчета тиристорного регулятора мощности.
2.2. Регулирование и стабилизация спектра и потока ФАР НЛВД в теплице.
2.3. Определение зависимости энергетических характеристик
лампы от времени ее эксплуатации.
2.4. Технические требования к ЭПРА НЛВД
2.5. Выводы
ГЛАВА 3. СИНТЕЗ И ИССЛЕДОВАНИЕ МОДЕЛЕЙ СТАБИЛИЗАЦИИ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ЛАМП С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ИСКУССТВЕННЫХ НЕЙРОННЫХ СЕТЕЙ.
3.1. Методика проведения эксперимента
3.2. Искусственные нейронные сети
3.2.1. Модели нейронных сетей
3.2.1.1. Модель Маккалоха
3.2.1.2. Модель Розснблата.
3.2.1.3. Модель сети с обратным распространением.
3.3. Алгоритмы обучения нейронных сетей
3.3.1. Общий алгоритм обучения.
3.3.2. Дельта правило
3.3.3. Процедура обратного распространения.
3.3.4. Добавление нейронного смещения
3.3.5. Квазиньютоновские методы
3.4. Построение модели с помощью искусственной нейронной сети.
3.4.1. Описание нейронной сети.
3.4.2. Обучение нейронной сети.
3.5. Выводы
ГЛАВА 4. СХЕМНЫЕ РЕШЕНИЯ, РЕАЛИЗУЮЩИЕ
ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩИЕ РЕЖИМЫ ЭПРА.
4.1. Структура построения ЭПРА.
4.1.1. Устройство электронного балласта и особенности его работы.
4.1.2. Схема высокочастотной установки.
4.1.3. Схема управления ВЧ установкой
4.2. Производственные испытания ЭПРА НЛВД
4.3. Выводы
ГЛАВА 5. ТЕХНИКОЭКОНОМИЧ ЕС КОЕ ОБОСНОВАНИЕ ПРИМЕНЕНИЯ ЭПРА В ТЕПЛИЦЕ.
5.1. Расчет экономической эффективности внедрения ЭПРА.
5.2. Расчет чистого дисконтированного дохода.
5.3. Выводы
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Основные положения диссертации представлялись и обсуждались на всероссийских и региональных конференциях, в частности: II Всероссийская научно-практическая конференция «Достижения науки и техники - развитию сибирских регионов» (г. Красноярск, г. Красноярск. Энергосбережение: проблемы и перспективы» (г. Красноярск, г. II Всероссийская научно-практическая конференция и выставка по проблемам энергоэффективности «Развитие теплоэнергетического комплекса города» (г. Красноярск, г. III Всероссийская научно-практическая конференция «Повышение эффективности топливно-энергетического комплекса» (г. Красноярск, г. Всероссийская научно-практическая конференция «Достижения науки и техники - развитию сибирских регионов» (г. Красноярск, г. Всероссийская научно-практическая конференция «Аграрная наука на рубеже веков» (Красноярск, г. Работа выполнена на кафедре системоэнергетики Красноярского государственного аграрного университета в соответствии с планом НИР Крас-ГАУ по заданию . Разработать энергоресурсосберегающие технологии и новые электрофизические методы воздействия на биообъекты» Межведомственной координационной программы фундаментальных и приоритетных прикладных исследований по научному обеспечению развития АПК РФ на - гг. Публикации. По теме диссертации издано три статьи, семь тезисов докладов на конференциях, получены один патент и положительное решение на изобретение, опубликовано два учебных пособия с грифом Министерства сельского хозяйства. Структура и объем работы. Содержание работы. В первой главе проведен анализ работы комплекта «натриевая лампа высокого давления - пускорегулирующий аппарат» в условиях теплицы. Доказано, что существующие методы и устройства стабилизации характеристик ламп не удовлетворяют требованиям, предъявляемым в технологии растениеводства защищенного грунта. Во второй главе проанализированы способы стабилизации энергетических характеристик лампы в процессе эксплуатации. На основании анализа были определены основные факторы, определяющие работу натриевых ламп в условиях теплицы. Третья глава раскрывает методику исследований по определению эффективных режимов питания натриевых ламп высокого давления. В четвертой главе приведена конструкция ЭПРЛ для осуществления стабилизации энергетических характеристик НЛВД. В пятой главе дано технико-экономическое обоснование применения ЭПРА. В заключении перечислены основные результаты и выводы по диссертационной работе. В приложении приведены материалы: описание алгоритмов построения моделей, техническое задание на ЭПРА, смета затрат на изготовление ЭПРА, акт внедрения установки. Автор выражает глубокую благодарность научному консультанту -кандидату технических наук, профессору, заслуженному энергетику РФ Кунгсу Яну Александровичу за руководство и помощь при выполнении работы. ГЛАВА 1. К энергетическим характеристикам ламп относятся: световой поток ф„, фитопоток фф и поток фотосинтетически активной радиации (ФАР) ф,. Энергетические характеристики ламп, используемых для выращивания растений, являются основой для выбора излучателей, обеспечивающих минимальный расход электроэнергии, удовлетворяющий нормальному росту растений [6,7]. Анализ исследований [6] показывает, что ни одна из рассматриваемых серийных отечественных и зарубежных ламп не удовлетворяет эталонным требованиям к спектру (ФАР) для светокультуры огурца и томата. Наиболее близки к ним лампы ДНаТ-0. Использование этих источников света для выращивания огурца и томата дает увеличение продуктивности по хозяйственно полезному урожаю на - %. Как показано в [6] для максимальной продуктивности фотосинтеза огурца необходимо, чтобы соблюдалось следующее соотношение эффективных потоков в трех физиологически значимых участках спектра: «синего» (0-0 нм) - %, «зеленого» - %, «красного» - %. На рис. Вт и спектральная чувствительность зеленого листа, из которых видно, что ДНаТ-0 имеет соотношение эффективных потоков примерно - - %, а спектральная плотность распределения оптического излучения хорошо совпадает со спектральной чувствительностью К(Х) зеленого листа [6,].