Вісник № 32
Постійне посилання колекціїhttps://repository.kpi.kharkov.ua/handle/KhPI-Press/38646
Переглянути
17 результатів
Результати пошуку
Документ Моделирование работы сети среднего напряжения с компенсированной нейтралью при однофазном замыкании на землю(НТУ "ХПИ", 2018) Зорин, Евгений Юрьевич; Чепелюк, Александр АлександровичВ статье разработана расчетная модель сети среднего напряжения с тремя фидерами в среде Matlab, которая позволяет моделировать работу сети в режиме однофазного замыкания на землю. Расчетная модель базируется на положениях теории метода симметричных составляющих, что позволяет имитировать появление компонент нулевой последовательности токов, возникающих в энергосистеме в случае однофазного замыкания на землю. Проведено имитационное моделирование сети напряжением 20 кВ с компенсированной нейтралью в режиме однофазного замыкания на землю, результаты которого проиллюстрированы соответствующими осциллограммами и зависимостями напряжений и токов. По результатам моделирования проанализировано работу системы компенсации аварийного тока в режиме однофазного замыкания на землю. Предложенная расчетная модель может быть использована при разработке новых и модернизации существующих сетей среднего напряжения с компенсированной нейтралью для оценки эффективности их работы в режиме однофазного замыкания на землю и с целью наиболее рационального выбора соответствующего оборудования установки компенсации и алгоритмов его работы.Документ Особенности индукционного нагрева массивных металлических заготовок индукторами с ферромагнитными сердечниками(НТУ "ХПИ", 2018) Стрельникова, Виктория АнатольевнаПроведен анализ электромагнитных процессов в системе "индуктор с ферромагнитным сердечником – массивная металлическая заготовка". Путем интегрирования уравнений Максвелла, решена электродинамическая задача для принятых крайне противоположных идеализаций: идеальной проводимости и "прозрачности" обрабатываемого металла для действующих полей. Получены аналитические выражения для полей и токов при условии различного наполнения внутренней полости инструмента электромагнитного воздействия. Впервые получены оценки влияния уровня намагниченности конструктивных элементов индуктора на интенсивность индукционного нагрева массивных металлов. Показано, что ферромагнетик в качестве основы намотки соленоида играет определяющую роль в формировании индуцированного сигнала, тогда как, наличие или отсутствие магнитных свойств у нагреваемого массивного объекта практически не влияет на амплитуды возбуждаемых вихревых токов. Это подтверждает возможность использования ферромагнетиков в качестве концентраторов поля для более интенсивного нагрева немагнитных металлов и металлов с низкой удельной электропроводностью. С практической точки зрения применение результатов исследования интересно для проведения численных оценок эффективности индукционного нагрева для ремонтных технологий автотранспорта, а также для создания эффективных систем индукционного нагрева с магнитными концентраторами различных конфигураций.Документ Ступінчатий перетворювач напруги як альтернативне джерело живлення систем магнітно-імпульсної обробки металів та індукційного нагріву(НТУ "ХПІ", 2018) Сабокар, Олег СергійовичЗастосування попереднього індукційного нагріву робочої зони магнітно-імпульсної обробки листових металів, може підвищити ефективність останньої і розширити існуючу номенклатуру технологічних операцій безконтактної обробки металів. Інтегрування систем індукційного нагріву потребує вдосконалення існуючих технічних рішень з перетворення і передачі електричної енергії. Робота присвячена математичному та експериментальному аналізу фізичних процесів, о протікають в електричній системі ступеневого перетворювача напруги, технічна реалізація якого спрямована на підвищення якісних і кількісних показників ефективності роботи систем магнітно-імпульсної обробки металів і індукційного нагріву. Новизна роботи полягає в розробці системи ступеневого заряду який представляє собою автономний блок, що дозволяє реалізувати перетворювач рівнів напруги в якості контрольованого джерела електричної енергії. Представлена методика математичного опису нестаціонарного перехідного процесу у вигляді кусочно-неперервних функцій була підтверджена експериментально. Отримані експериментальні дані модельного прототипу запропонованні системи перетворення напруги повністю відповідають аналогічним розрахунковим значення, а сам перетворювач напруги є працездатним для застосування в якості конструктивного елемента систем магнітно-імпульсної обробки металів з використанням систем індукційного нагрівається як інтегрованого допоміжного вузла. Результати проведених досліджень мають практичну значимість для створення більш компактних і автоматизованих систем безконтактної обробки металів.Документ Оптимальне керування режимом роботи комбінованої електроенергетичної системи з відновлюваними джерелами енергії(НТУ "ХПІ", 2018) Плєшков, Петро Григорович; Гарасьова, Наталія Юріївна; Солдатенко, Валентин ПетровичРозроблено оптимальну систему автоматичного керування режимом комбінованої електроенергетичної системи з відновлюваними джерелами енергії, яка дозволяє забезпечити максимальний рівень генерації активної потужності за умови дотримання нормально допустимих значень усталеного відхилення напруги в точці приєднання відновлюваних джерел електроенергії та електроспоживачів до електричної мережі. Показано, що дану задачу автоматичного керування найдоцільніше інтерпретувати як задачу багатокритеріальної оптимізації. Запропоновано структурну схему оптимальної системи автоматичного керування та алгоритм розрахунку вектора керування, в основу якого покладено розв’язки задачі багатокритеріальної оптимізації методом наближення до утопічної точки в просторі критеріїв. На основі розроблених структурної схеми системи автоматичного керування та алгоритму визначення вектору керування створено комп’ютерну імітаційну модель, яка дозволяє проводити аналіз режиму роботи комбінованої електроенергетичної системи з відновлюваними джерелами енергії. За допомогою даної моделі було визначено ефект від застосування розробленого алгоритму автоматичного керування установками генерації електричної потужності. Аналіз результатів комп’ютерного імітаційного моделювання засвідчив, що застосування розробленої оптимальної системи керування, на відміну від базової моделі, дозволяє підвищити рівень генерації активної потужності в районну електричну мережу за умови дотримання нормально допустимих значень усталеного відхилення напруги. Так, при використанні розробленої системи автоматичного керування комбінованою електроенергетичною системою з відновлюваними джерелами енергії досягнуто збільшення генерації активної потужності в мережу на 8,13 %, порівняно з випадком базової моделі. При цьому результати статистичної обробки значень усталеного відхилення напруги в точці приєднання електроспоживачів засвідчили, що даний показник якості електроенергії для випадку розробленої системи автоматичного керування задовольняє вимогам ГОСТ 13109-97.Документ Стан і перспективи мультифізичного моделювання індукційних кухонних плит(НТУ "ХПІ", 2018) Пантелят, Михайло Гаррійович; Грищук, Юрій Степанович; Чепелюк, Олександр Олександрович; Єлоєв, Алан КазбековичІндукційні плити являють собою відносно новий клас сучасної електропобутової техніки – кухонні електричні плити, які розігрівають металевий посуд вихровими струмами, які створюються електромагнітним полем частотою 20-100 кГц. Представляє значний інтерес дослідження мультифізичних (електромагнітних, теплових і механічних) процесів, що протікають в індукційних плитах в процесі їх експлуатації, а також розробка методики розрахунку і проектування їх конструктивних елементів. Отримані результати мають бути розраховані на використання в практиці конструювання побутових індукційних плит, а також у навчальному процесі для підготовки фахівців за відповідною навчальною програмою. Кількість опублікованих робіт, присвячених комп’ютерному моделюванню процесів в індукційних кухонних плитах, на багато порядків менше, ніж кількість публікацій з питань добре розвинутого чисельного аналізу мультифізичних явищ у промислових індукційних нагрівачах. У статті наведено огляд і аналіз публікацій, головним чином опублікованих у закордонних виданнях, присвячених мультифізичному комп’ютерному моделюванню електромагнітних і теплових процесів і явищ в індукційних кухонних плитах і посуді, що нагрівається. Запропоновані напрямки подальших досліджень: доцільно врахувати при застосуванні метода скінчених елементів залежності електрофізичних та теплофізичних властивостей матеріалів від температури, а також нелінійні магнітні властивості (основні криві намагніченості) феромагнітних матеріалів. Математичне моделювання розподілу зв’язаних полів доцільно розпочати у двовимірній постановці (значно більш складна тривимірна постановка та відповідне програмне забезпечення можуть бути використані пізніше для уточнення отриманих результатів).Документ До питання компенсації реактивної потужності в електричних системах(НТУ "ХПІ", 2018) Хоменко, Ігор Васильович; Піскурьов, Михайло Федорович; Стасюк, Іван ВолодимировичМетою статті є дослідження впливу компенсації реактивної потужності на параметри режиму і стійкість електричної систем, встановлення допустимих рівнів компенсації реактивної потужності на стійкість вузлів навантаження і синхронних енераторів, дослідження області самозбудження синхронного генератора при компенсації реактивної потужності. Для проведення досліджень використовувалися математичні моделі електричної системи у вигляді вузлових рівнянь, які вирішувалися модифікованим методом Ньютона. Математичне моделювання стійкості вузлів навантаження і синхронних енераторів здійснювалося в пакеті Matlab. Отримано функціональні залежності впливу ступеня компенсації реактивної потужності на параметри режиму електричної системи за схемою "либокого введення" з урахуванням добової нерівномірності навантаження. Встановлено межі компенсації реактивної потужності в електричних системах з урахуванням стійкої роботи вузлів навантаження і синхронного генератора. Встановлено, що при певному поєднанні параметрів електричної мережі з ємнісною послідовною компенсацією реактивних опорів ланцюга статора при компенсації реактивної потужності навантаження за допомогою батарей статичних конденсаторів можливе порушення статичної стійкості типу самозбудження синхронного енератора. Встановлено, що в мережах з ємнісною послідовною компенсацією реактивних опорів ланцюга статора синхронного енератора, компенсація реактивної потужності навантаження за допомогою батарей статичних конденсаторів може привести до порушення статичної стійкості типу самозбудження. Встановлена техніко-економічна ефективність ступеня компенсації реактивної потужності на параметри режиму електричної системи за схемою "либокого введення" з урахуванням добової нерівномірності навантаження. Визначено рівні компенсації реактивної потужності навантаження при яких значення коефіцієнта запасу статичної стійкості по напрузі в нормальному і післяаварійному режимах буде не меншою, ніж мінімальне нормоване значення, а значення коефіцієнта запасу статичної стійкості по активній потужності в нормальному і післяаварійному режимах буде не меншим, ніж мінімальне нормоване значення і коефіцієнт потужності енератора повинен бути близький до номінального.Документ Аналіз електромагнітних процесів у перетворювачі з десятизонним регулюванням напруги і електромеханічним навантаженням(НТУ "ХПІ", 2018) Михайленко, Владислав Володимирович; Чарняк, Ольга СергіївнаРозроблено нові математичні моделі електромагнітних процесів у трифазних електричних колах напівпровідникових перетворювачів з багатоканальним зонним регулюванням фазних напруг без урахування енергетичних втрат у напівпровідникових комутаторах для швидкої оцінки впливу параметрів навантаження на рівень і форму вихідної напруги. У цій статті проведено аналіз електромагнітних процесів в електричних колах напівпровідниковими з комутаторами. Створено математичну модель для аналізу електромагнітних процесів в напівпровідникових перетворювачах з широтно-імпульсним регулюванням вихідної напруги. Наведено графіки, що від ображають електромагнітні процеси у електричних колах. Статья присвячена розвитку метода багатопараметричних функцій шляхом розробки нових математичних моделей та визначення функцій і алгоритмічних рівнянь для аналізу за підсистемними складовими електромагнітних процесів у розголуджених електричних колах з напівпровідниковими комутаторами і ланками з синусоїдальними, постіними і імпульсними напругами. Напівпровідникові коммутатори можуть виконувати високочастотне змінення структури електричних кіл і широтно-імпульсну модуляцію фазних і лінійних напруг трихфазної мережі електроживлення, виконуючи регулювання вихідних напруг напівпровідникових перетворювачів параметрів електричної енергії.Документ Основные расчётные соотношения в двухконтурном резонансном усилителе электрической мощности(НТУ "ХПИ", 2018) Батыгин, Юрий Викторович; Шиндерук, Светлана Александровна; Сериков, Георгий СергеевичНа базе трансформатора Тесла и идеализированной схемы из двух последовательных реактивно-активных индуктивно связанных контуров с нулевым активным сопротивлением вторичного контура предложена схема резонансного усилителя электрической мощности. Получены основные аналитические выражения для характеристик протекающих лектромагнитных процессов в реальном варианте предлагаемого резонансного усилителя с конечными активными сопротивлениями. Найден коэффициент трансформации в виде соотношения, связывающего явление лектромагнитной индукции и резонанса в функциональной зависимости от ключевых параметров предложенной схемы. С помощью предельных переходов к соответствующим аналогам в авторитетных специальных публикациях показана достоверность найденных базовых аналитических зависимостей для возбуждаемых токов и напряжений. Полученные расчётные соотношения базируются на физически "прозрачных" феноменологических положениях и строгом математическом подходе с использованием аппарата теории электрических цепей. Поскольку практический интерес представляет работа исследуемого объекта в стационарном режиме при гармонических входных сигналах, в расчётах применялся исключительно метод комплексных амплитуд без привлечения каких-либо физических гипотез о причинности резонансных явлений в их связи с фундаментальными представлениями о строении окружающего мира. Научная новизна настоящей работы состоит в предложении собственно схемы резонансного усилителя мощности гармонических сигналов, получении достоверных базовых соотношений для анализа протекающих электромагнитных процессов, численных оценок для сравнения с экспериментальными данными и, в конечном итоге, обоснования практической действенности предложенной схемы резонансного усилителя мощности. Практическая значимость: полученные аналитические зависимости для основных характеристик процессов в предложенной схеме резонансного усилителя электрической мощности представляют практический интерес для дальнейших теоретических исследований, а также для формулировки рекомендаций по изготовлению действующих образцов настоящего предложения. Пути дальнейших исследований: весьма перспективным в направлении проведенных исследований видится дальнейший анализ и экспериментальное изучение электромагнитных процессов в предложенной схеме резонансного усилителя лектрической мощности.Документ Выбор управляющих параметров для регулирования режимов работы вентильно-индукторного двигателя(НТУ "ХПИ", 2018) Галайко, Лидия ПетровнаВ статье рассмотрен вопрос о выборе управляющих параметров для регулирования различных режимов работы вентильно-индукторного двигателя. Проведен анализ статей, изданных в течение 2005-2018 годов по вентильно-индукторным двигателям для различных приводов в Украине и за рубежом. Анализ показал, что имеется большое разнообразие в выборе управляющих параметров у разных авторов, а также у большинства авторов отсутствует анализ переходных процессов при использовании выбранных управляющих параметров. Автор статьи в предыдущих работах использовал фазовое регулирование для вентильно-индукторного двигателя рудничного электровоза мощностью 27 кВт и частотой вращения 1146 мин⁻¹. С целью выбора оптимальных управляющих параметров в данной работе для указанного двигателя в качестве управляющего параметра выбрано ШИМ напряжения. Рассмотрены переходные процессы при изменении момента нагрузки в режиме двигателя, а также от режима двигателя к режиму рекуперативного торможения при постоянной частоте вращения с помощью разработанной модели двигателя для переходных режимов в программе Simulink. При переходе от режима двигателя к режиму рекуперативного торможения изменялись углы включения и отключения. Скважности импульсов в ШИМ определялись с помощью механических характеристик, рассчитанных на модели двигателя для установившихся режимов. Результаты анализа могут быть использованы при разработке программы для микропроцессора контроллера.Документ Параметры и характеристики генераторов ветроэнергетических установок малой мощности на базе асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором(НТУ "ХПИ", 2018) Галиновский, Александр МихайловичВ технической литературе приведены противоречивые рекомендации по применению асинхронных машин с короткозамкнутым ротором промышленного производства в ветроэнергетических установках малой мощности при работе параллельно с сетью. Это, прежде всего, связано с несовершенством методики расчета характеристик асинхронных машин по Г-образной схеме замещения. Совершенствование авто-матизированной методики расчета асинхронных машин с короткозамкнутым ротором в режимах двигателя и генератора, анализ работы асинхронных генераторов ветроэнергетических установок малой мощности на базе асинхронных двигателей промышленного производства при изменении напряжения сети, разработка рекомендации по улучшению характеристик ветроэнергетических установок является целью работы. В разработанной методике расчета характеристики асинхронной машины определяются по Т-образной схеме замещения при учете нелинейных изменений ее параметров. В алгоритме расчета при заданном скольжении независимой переменной применяется величина результирующей электродвижущей силы, которая в дальнейшем уточняется по указанной в задании величине напряжения сети, мощности турбины или мощности двигателя. По результатам исследований установлено: расчет асинхронного генератора ветроэнергетической установки при номинальном напряжении сети и неизменных параметрах схемы замещения может привести к существенной ошибке в определении расчетной мощности генератора; увеличение напряжения сети в предусмотренных стандартом пределах может привести к уменьшению мощности генератора до 50 % от номинальной мощности асинхронного двигателя. Технико-экономические показатели установки можно существенно улучшить при увеличении числа витков статорных обмоток асинхронной машины при допустимом коэффициенте заполнения паза. Разработанная методика может быть применена при проектировании асинхронных машин.