Научный Инжиниринговый Центр Андрея Чепиги

proВИЭ: 4. Трёхуровневый повышающий DC/DC преобразователь (SimInTech)

В четвёртой части рубрики «proВИЭ» разбираем звено, которое стоит между солнечными панелями и шиной постоянного тока, то есть перед инвертором. Напряжение панелей зависит от освещённости, температуры и затенения и может меняться, например, от 800 до 1000 В. Инвертору нужна стабильная шина, в нашем примере 1100 В. Эту задачу решает повышающий DC/DC преобразователь.

Рассматриваем трёхуровневую топологию и объясняем, почему на высоких напряжениях она выгоднее двухуровневой. Каждый ключ работает при половинном напряжении шины (Udc/2), а за счёт сдвига управляющих сигналов на полпериода пульсации тока в индуктивности уменьшаются вдвое при той же частоте коммутации. В силовой схеме разбираем индуктивность, ключи Q1 и Q2, фиксирующие диоды нейтральной точки и два последовательных конденсатора шины.
Система управления двухконтурная. Первый ПИ-регулятор стабилизирует суммарное напряжение на шине. Второй следит за разностью напряжений на конденсаторах и не даёт уходить нейтральной точке: при дрейфе один конденсатор перезаряжается, а ключи оказываются под напряжением выше расчётного. Также показываем, как формируется ШИМ с транспортным запаздыванием в канале Q2 и как работает блок плавного заряда конденсаторов, который защищает схему от броска тока при пуске.

В конце запускаем модель: смотрим плавный заряд, пульсации тока с удвоенной частотой, баланс Uhigh и Ulow, а затем отработку ступенчатого изменения нагрузки.
Принцип работы трёхуровневой NPC-топологии подробно разбирается в серии «Экзотический Электропривод». Ссылки на неё и на предыдущие части «proВИЭ» в описании.

🎥 Смотреть видео: https://rutube.ru/video/200e5f620163d738cd337bb104dc2d2d/

📎 Ссылка на модель в SimInTech

🌊 ИИ решил задачу, которую математики не могли взять 170 лет

Уравнения Навье–Стокса описывают движение любой жидкости или газа: кровь в сосудах, воздух вокруг крыла самолёта, охлаждающую жидкость в силовом модуле, торнадо. Написаны в 1820–1840-х и с тех пор лежат в основе инженерных расчётов по всему миру. Математически, однако, оставался открытым один вопрос: может ли решение в какой-то момент «взорваться», уйдя в бесконечность? То есть существуют ли вообще гладкие решения для произвольных начальных условий — или в какой-то момент физика жидкости выходит за пределы того, что уравнения способны описать?

Это одна из семи «задач тысячелетия» Института Клэя, сформулированных в 2000 году, с призом $1 000 000 за каждую. За четверть века не была решена ни одна.

8 сентября 2026 года OpenAI объявила: Навье–Стокс решена.

Система из ~10 000 ИИ-агентов работала 88 часов непрерывно: читала математические статьи, запускала код, проверяла и оспаривала идеи друг друга. Результат — доказательство того, что в изначально абсолютно гладкой и спокойной жидкости скорость может уйти в бесконечность за конечное время. Иными словами, сингулярность существует. После этого ещё 17 часов ушло на формальную верификацию в системе Lean, где корректность каждого шага доказательства проверяется автоматически. Параллельно выяснилось, что команда Anthropic независимо работала над смежной задачей для уравнений Эйлера. Обе компании узнали об успехах друг друга только после публикации.

Для инженеров это не абстракция. Навье–Стокс лежит в основе расчётов охлаждения силовых модулей, гидравлики турбин, аэродинамики вентиляторов, теплоносителей в реакторах. Теперь известно, что уравнения при определённых условиях математически «ломаются» — а значит, численные решатели, на которых строится проектирование, имеют скрытые пределы применимости, и где именно проходит эта граница, предстоит разбираться.

Отдельная история — с премией. OpenAI заявила, что намеренно не претендует на миллион долларов: пусть решение сначала верифицирует научное сообщество и Институт Клэя. Звучит благородно, но история с задачами тысячелетия уже знает прецедент. Когда Григорий Перельман доказал гипотезу Пуанкаре, вокруг его работы немедленно началась борьба за авторство: ряд математиков опубликовал объёмные «разборы» доказательства, написанные так, что читатель мог решить — ключевой вклад сделан именно ими. Перельман в итоге отказался и от премии Клэя, и от Филдсовской медали — в знак протеста против того, как математическое сообщество обходится с вопросами приоритета. Миллион так и остался невостребованным. Чем завершится история с Навье–Стокс — пока открытый вопрос.

📎 Источник: OpenAI — О задаче тысячелетия Навье–Стокса

proВИЭ: 3. Регулирование активной и реактивной мощностей в сетевых преобразователях (SimInTech)

В третьей части рубрики «proВИЭ» разбираем алгоритм управления мощностью — то, что стоит за каждым сетевым преобразователем в солнечной и ветровой энергетике.

В основе — векторное управление в системе координат dq, синхронизированной с сетью через PLL. Именно оно позволяет полностью разделить каналы активной и реактивной мощности и управлять ими независимо. Внешний контур задаёт целевые значения P и Q, внутренний отрабатывает токи id и iq — каждый по своей оси, без взаимного влияния.

Отдельно рассматриваются ограничения, без которых реальный регулятор не работает: круговой ограничитель токов с приоритетом активной составляющей и динамическое ограничение напряжений, привязанное к текущему уровню ЗПТ. Для формирования ШИМ используется метод min-max injection — математически эквивалентный пространственно-векторной модуляции, но без секторного анализа.

Всё это реализовано в модели Engee: демонстрируется навигация по блокам, генерация управляющих сигналов и результаты — быстрые переходные процессы по P и Q, синусоидальные фазные токи и сбалансированное напряжение звена постоянного тока.

Объект управления — трёхуровневый NPC-инвертор мощностью 1375 кВА, подключённый к сети через LCL-фильтр. Принцип работы самого преобразователя в этом выпуске не разбирается — за этим отправляем в третью часть цикла «Экзотический Электропривод».

🎥 Смотреть видео: https://rutube.ru/video/9667a5714a259546f77c110ee2580e9d/

📎 Ссылка на модель в SimInTech

🎸 Наука с помощью Битлз — буквально

Учёные посчитали, сколько раз названия и строчки песен The Beatles попали в заголовки научных статей. Результат: более 3 200 случаев в базе Scopus — точные цитаты и каламбуры во всех дисциплинах, от медицины до компьютерных наук.

«The Long and Winding Road» лидирует с 798 упоминаниями — её используют, описывая тернистый путь научного поиска. «With a Little Help from My Friends» вставляют куда угодно — от митохондрий до подросткового курения. Самый остроумный вариант: «Bacterial virulence: With a little help from my enemies». «Here Comes the Sun» — почти всегда про витамин D. А «Good Day Sunshine» — про то, что в солнечный день акции компаний растут (1009 цитирований, Journal of Finance).

Самый мощный каламбур: статья «Attention is all you need» (отсылка к «All You Need Is Love») легла в основу всех современных языковых моделей, от GPT до Gemini. ~90 000 цитирований.

Шутка от нашей редакции: Российские учёные не растерялись. Пока весь мир цитирует Битлз — наши вставляют Расторгуева. Следующая статья, очевидно, будет называться: «Там, за туманами: диффузия наночастиц в условиях низкой видимости».

📎 Источник: Budel G., Kooij R.E., Tjepkema M. How science gets by with a little help from the Beatles // PLoS One, 2026

Друзья,

Хочу поделиться своей новой статьёй, которая вышла на Хабре — про выбор поставщика и многокритериальную оптимизацию закупок.

Идея родилась из знакомой каждому закупщику ситуации: приходит несколько коммерческих предложений на одну позицию, и менеджер по привычке выбирает минимальную цену за штуку. А через пару недель склад завален избыточным товаром — потому что «самый дешёвый» поставщик работал только от крупной партии (MOQ), и об этом никто не подумал. Реальная стоимость закупки оказывается самой высокой, а не самой низкой.

В статье разбирается:
🔸 почему цена за штуку — классическая ловушка при разных MOQ;
🔸 как считать приведённую стоимость закупки с учётом партионности; 🔸 как учитывать срок поставки;
🔸 как построить интегральный показатель доверия к поставщику на основе истории из ERP;
🔸 и как собрать всё это в единую математическую модель многокритериальной оптимизации.

В статье разобран числовой пример, где поставщик с самой низкой каталожной ценой закономерно оказывается наихудшим выбором — и модель выявляет это автоматически.

📎 Статья на Хабр: Как выбрать поставщика, когда самая дешёвая цена – это ловушка: многокритериальная оптимизация с учётом MOQ

📎 Ссылка на модель в Engee

Буду рад вопросам и обсуждению в комментариях! 🙂

Коллеги, представляем второй выпуск рубрики «proSPACE»! В этом материале продолжаем разбирать методики оценки шумовой добротности (G/T) наземных приёмных станций — и переходим к детальному рассмотрению первого метода: теоретическому расчёту эквивалентной шумовой температуры антенной системы.
Разработанная программа на языке Julia в среде Engee вычисляет три ключевые составляющие шумовой температуры антенны: вклад атмосферы (по аппроксимации ITU-R P.618-13), космического фона (галактическое и реликтовое излучение) и теплового излучения Земли через боковые лепестки. Суммарная шумовая температура приёмного тракта определяется с учётом потерь в волноводном тракте и шумовой температуры МШУ.
Рассмотрим параметрический анализ зависимости TA и TΣ от угла места в диапазоне 5°…90°, а также опциональный расчёт шумовой температуры МШУ по формуле Фрииса при известных коэффициентах шума и усиления каскадов приёмника. Это даёт полную картину того, как каждый элемент тракта вносит свой вклад в итоговый шум системы — и где искать резервы для его снижения.

Видео: https://rutube.ru/video/c7e01eb5df15bd448bbfe988f10de5c0/?r=wd
Материалы из видео можете найти здесь: https://engee.com/community/ru/catalogs/projects/raschet-ekvivalentnoi-shumovoi-temperatury-antennoi-sistemy
Связь с нами: info@nicach.ru
Наш сайт: https://nicach.ru/
Группа ВКонтакте : https://vk.com/nicach_official
Телеграм канал: https://t.me/nicach_official
Rutube канал: https://rutube.ru/channel/28910183
YouTube канал: / @nicach_official
Дзен: https://dzen.ru/nicach_official

Коллеги, представляем новую рубрику «proSPACE», посвящённую инженерным технологиям космических систем связи. В первом выпуске разбираем шумовую добротность (G/T) приёмных антенн — ключевой параметр, от которого напрямую зависит, сможете ли вы принять слабый сигнал со спутника или потеряете пакеты данных. Визуально деградация антенны незаметна, но качество связи падает — как это измерить объективно? Рассмотрим два метода: теоретический расчёт через разработанную программу на языке Julia в среде Engee (с учётом диаметра апертуры, шумовой температуры МШУ и потерь в тракте) и практический метод измерения по солнечному потоку — используем Солнце как естественный калиброванный радиоисточник, анализатор спектра и точное наведение антенны. Разберём формулы, настройки оборудования, типичные причины снижения добротности (от окисленных разъёмов до деформации рефлектора) и покажем, как выявить проблемы до того, как они станут критическими. Это первый шаг к пониманию того, как объективно контролировать техническое состояние наземных станций спутниковой связи и обеспечивать надёжный приём данных с космических аппаратов.

Видео: https://rutube.ru/video/198b25b5d455ceff63bd05d442804104/
Материалы из видео можете найти здесь: https://engee.com/community/ru/catalogs/projects/model-sinkhronnogo-reaktivnogo-elektrodvigatelia
Связь с нами: info@nicach.ru
Наш сайт: https://nicach.ru/
Группа ВКонтакте : https://vk.com/nicach_official
Телеграм канал: https://t.me/nicach_official
Rutube канал: https://rutube.ru/channel/28910183
YouTube канал: / @nicach_official
Дзен: https://dzen.ru/nicach_official

В третьей части цикла «Экзотический Электропривод» рассматривается трёхуровневая топология с фиксированной нейтралью (3L-NPC) — промышленный стандарт для высокомощных приводов и возобновляемой энергетики. Детально разбирается силовая схема с десятью полупроводниковыми приборами на фазу, критические правила последовательной коммутации внутренних и внешних ключей, физика коротких и длинных контуров с различной паразитной индуктивностью. Основной акцент — на практической реализации метода ШИМ через min-max injection (модификация несущей на основе анализа мгновенных фазных потенциалов), который обеспечивает эквивалентность пространственно-векторной модуляции без секторного анализа. Строится полная модель в Engee с генерацией 12 управляющих сигналов на C, демонстрируется формирование трёх уровней напряжения и снижение гармонических искажений токов. Материал ориентирован на инженеров, разрабатывающих инверторы средней мощности для промышленных приводов, солнечных электростанций и ветроэнергетических установок с переменной частотой вращения.

Видео: https://rutube.ru/video/private/b193d4638266f3e8971bc112b72fc479/?p=0c4-qsTDVRrR03XcqkG-kg
Материалы из видео можете найти здесь: https://engee.com/community/ru/catalogs/projects/model-3l-npc-preobrazovatelia
Связь с нами: info@nicach.ru
Наш сайт: https://nicach.ru/
Группа ВКонтакте : https://vk.com/nicach_official
Телеграм канал: https://t.me/nicach_official
Rutube канал: https://rutube.ru/channel/28910183
YouTube канал: / @nicach_official
Дзен: https://dzen.ru/nicach_official

Коллеги, в рамках нашей рубрики «Экзотический Электропривод» выходим за пределы классической трёхфазной парадигмы! Что делать, если у вас не три фазы, а пять? Семь? Девять? Преобразование Кларк для многофазных систем — это фундамент векторного управления машинами с произвольным числом фаз, и в этом видео мы автоматизируем его генерацию. Никаких ручных вычислений — только элегантный алгоритм на Julia, который за секунды построит матрицы прямого и обратного преобразования, проверит их ортогональность и даже скажет, можно ли записать коэффициенты точно через радикалы по теореме Гаусса-Ванцеля! Мы адаптируем классическую теорию под синхронный генератор с постоянными магнитами, модифицируем формулу момента и получим универсальный инструмент для проектирования многофазных приводов. Это must-have для тех, кто работает с высокомощными судовыми установками, авиационными системами или просто хочет понять математику векторного управления на новом уровне.

Видео: https://rutube.ru/video/43278df95884a7c737d1310ea9e5ff79/
Материалы из видео можете найти здесь: https://engee.com/community/ru/catalogs/projects/mnogofaznye-elektrodvigateli-teoriia-i-modelirovanie
Связь с нами: info@nicach.ru
Наш сайт: https://nicach.ru/
Группа ВКонтакте : https://vk.com/nicach_official
Телеграм канал: https://t.me/nicach_official
Rutube канал: https://rutube.ru/channel/28910183
YouTube канал: / @nicach_official
Дзен: https://dzen.ru/nicach_official

Коллеги, в рамках нашей рубрики «Экзотический Электропривод» представляем синхронный реактивный двигатель — настоящий «серый кардинал» мира электрических машин. Никаких постоянных магнитов, никакой обмотки возбуждения — только умная геометрия ротора и векторное управление! В этом видео мы разберем, как заставить эту машину работать эффективно, рассмотрим математическую модель с учетом анизотропии магнитной системы и реализуем систему управления со стратегией MTPA в ПО Engee. Это первый шаг к пониманию одной из самых недооцененных, но перспективных технологий современного электропривода.

Видео: https://rutube.ru/video/ac79eb93d42a9e5bdd220c7a71b9d1c9/
Материалы из видео можете найти здесь: https://engee.com/community/ru/catalogs/projects/model-sinkhronnogo-reaktivnogo-elektrodvigatelia
Связь с нами: info@nicach.ru
Наш сайт: https://nicach.ru/
Группа ВКонтакте : https://vk.com/nicach_official
Телеграм канал: https://t.me/nicach_official
Rutube канал: https://rutube.ru/channel/28910183
YouTube канал: / @nicach_official
Дзен: https://dzen.ru/nicach_official

Коллеги, в рамках нашей рубрики proВИЭ представляем второй выпуск — математическую модель синхронного генератора с постоянными магнитами в Engee. В этом видео мы разберем построение модели СГПМ в осях d-q, уравнения электромагнитных и механических процессов, а также реализацию векторного управления скоростью. Продемонстрируем работу модели в ПО Engee с результатами симуляции. Это следующий важный шаг в разработке полной виртуальной модели ветрогенератора после спектральной модели ветрового потока из первого выпуска.

Видео: https://rutube.ru/video/0a315c9eb56ad91373da643bdd27a28a/
Материалы из видео можете найти здесь: https://engee.com/community/ru/catalogs/projects/model-sinkhronnogo-generatora-s-postoiannymi-magnitami
Связь с нами: info@nicach.ru
Наш сайт: https://nicach.ru/
Группа ВКонтакте : https://vk.com/nicach_official
Телеграм канал: https://t.me/nicach_official
Rutube канал: https://rutube.ru/channel/28910183
YouTube канал: / @nicach_official
Дзен: https://dzen.ru/nicach_official