Вісник № 20
Постійне посилання зібрання
Переглянути
Нові надходження
Документ Моделирование системы электроснабжения метрополитена с двунаправленным потоком энергии(Национальный технический университет "Харьковский политехнический институт", 2019) Жемеров, Георгий Георгиевич; Крылов, Денис Сергеевич; Машура, Артем ВячеславовичДля улучшения электромагнитной совместимости систем электроснабжения метрополитена с питающей сетью целесообразно организовать двунаправленный обмен энергией между источником и нагрузкой. В данной статье рассмотрена структура системы электроснабжения метрополитена с четырехквадрантным приводом постоянного тока на основе шестипульсного мостового управляемого выпрямителя, создана её MatLab-модель, разработана система управления мостами выпрямителя с алгоритмом раздельной работы, предложена система авторегулирования на базе двухконтурного подчиненного регулятора тока-скорости и рассчитаны её параметры. При проведении виртуального эксперимента удалось с высокой точностью отработать график движения электропоезда между станциями, обеспечить режим рекуперации электроэнергии в режиме торможения, получить данные, необходимые для расчёта энергетических показателей такой системы. Полученная модель позволит исследовать энергоэффективность системы электроснабжения метрополитена при различных режимах работы и параметрах линии питания.Документ Забезпечення якісного електропостачання в електричних мережах систем розподілу з відновлюваними джерелами енергії(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2019) Жаркін, Андрій Федорович; Новський, Володимир Олександрович; Мартинов, Вячеслав Володимирович; Пазєєв, Андрій ГеоргійовичРозглянуто особливості практичного застосування розроблених багатофункціональних засобів забезпечення надійного електропостачання і нормованих показників якості напруги в електричних мережах малих систем розподілу. Зазначено, що ці системи розподілу мають низку відомих переваг перед традиційними системами електропостачання. Зокрема, така система включає в себе, як правило, кілька джерел розподіленої генерації, розподільних підстанцій та накопичувачів і перетворювачів енергії, що дозволяє такій системі «Microgrid Рlus» функціонувати як в автономному режимі, так і бути пов'язаною з зовнішньою енергетичною системою. В малій системі розподілу якісне електропостачання можна забезпечити шляхом застосування, наприклад, нерегульованих і керованих фільтросиметруючих пристроїв або гібридних фільтрокомпенсуючих перетворювачів, а також використання відновлюваних джерел енергії з системами її накопичення («Energy Storage System»). Розглянуто основні аспекти практичної реалізації силової частини багатофункціонального двонапрямленого перетворювача електроенергії у складі уніфікованого інверторного модуля потужністю 300 кВт для використання в сучасних багатомодульних системах накопичення енергії значної потужності з різними типами джерел енергії. Показано, що розроблені двонапрямлені перетворювачі у складі систем накопичення енергії в нормальних режимах роботи можуть забезпечити необхідні рівень електромагнітної сумісності споживачів та регламентовані значення показників якості напруги в «Microgrid Рlus», зокрема, значення сумарного коефіцієнта гармонічних спотворень вхідних та вихідних струмів цих перетворювачів складають одиниці відсотків, при необхідності вони можуть здійснювати у мікромережі компенсацію реактивної потужності тощо. Практичне застосування запропонованих систем розподілу сприяє реалізації загальної концепції «Smart Grid & Energy Storage», яка спрямована на розширення можливостей відновлюваної енергетики та інтеграцію в системи інтелектуальних електричних мереж.Документ Покращення якості електроенергії в локальних системах електропостачання шляхом управління режимами роботи двонапрямлених трифазних перетворювачів напруги(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2019) Жаркін, Андрій Федорович; Пазєєв, Андрій ГеоргійовичДосліджено можливість комплексного покращення якості електроенергії в локальних системах електропостачання, зокрема малих системах розподілу, що побудовані на основі концепції «Microgrid Plus» за рахунок використання можливостей трифазних двонапрямлених напівпровідникових перетворювачів, що працюють в режимі трифазних активних коректорів коефіцієнту потужності, по примусовому формуванню вхідних струмів. Показано, що використання запропонованих способів формування еталонного сигналу вхідних струмів зазначених перетворювачів дозволяє, при збереженні низьких значень коефіцієнтів гармонічних спотворень синусоїдальності вхідних струмів, що притаманно активним коректорам коефіцієнту потужності, реалізувати можливість підтримання рівня напруги локальної системи у встановлених межах за рахунок компенсації індуктивної складової струмів груп навантажень та одночасно забезпечити симетрування фазних навантажень локальної системи електропостачання. Реалізація вказаної можливості в системах «Microgrid Plus» полегшується завдяки наявності в них розгалуженої системи контролю параметрів споживання і генерації електроенергії та передачі отриманих даних між користувачами локальної системи, що дозволяє сформувати завдання на підтримання якості напруги у встановлених нормативними документами межах. Реалізація такої можливості стає особливо актуальною у вказаних локальних системах при інтеграції в них накопичувачів електроенергії на базі використання двонапрямлених перетворювачів електроенергії, зважуючи на порівняну з встановленою потужністю локальної системи номінальну потужність накопичувачів електроенергії та можливості роботи вихідних двонапрямлених перетворювачів систем накопичення у вказаних режимах.Документ Разработка кинетического накопителя электрической энергии с магнитной компенсацией(Национальный технический университет "Харьковский политехнический институт", 2019) Васильев, Игорь Львович; Сыченко, Виктор Григорьевич; Павличенко, Михаил; Арпуль, Сергей Викторович; Данилов, Алексей АнатольевичРассмотрены оптимальные параметры компактного кинетического накопителя электрической энергии, позволяющие охватить наиболее широкий круг потребителей автономных солнечных электростанций. Оценены объемы рынка потребителей. Проведена сравнительная характеристика различных типов накопителей электрической энергии. Указаны достоинства и недостатки каждого из существующих видов накопителей. Дана стоимостная характеристика одного зарядо-разрядного цикла электрохимических накопителей. Показано совместное применение накопителей кинетической и электрической энергии в структуре гибридного накопителя с целью оптимизации стоимостных затрат на производство электрической энергии от альтернативных источников электрической энергии. В этом случае, компенсация высокочастотных пульсаций напряжения осуществляется за счет энергии, предварительно запасенной в кинетическом накопителе. Рассмотрены технические проблемы, возникающие при использовании накопителей кинетической энергии (маховиков). К ним относят наличие гироскопического эффекта, не позволяющего мобильное исполнение накопителя, а также специальные требования к материалу, из которого изготавливается маховик. Рассмотрены возможные особенности конструктивного исполнения накопителей на основе маховиков. Использование магнитной компенсации центробежных сил маховика позволяет отказаться от использования высокопрочных и дорогостоящих материалов.Документ Формалізований опис елементів напівпровідникових перетворювачів електроенергії на різних рівнях декомпозиції(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2019) Ушкаренко, Олександр ОлеговичУ статті розглянуті принципи математичного опису елементів напівпровідникових перетворювачів електроенергії на прикладі системи частотного керування асинхронним двигуном для визначення її компонентного і структурного складу, а також виконання аналізу процесів логіко-динамічного перетворення інформації при взаємодії між собою всіх підсистем мікропроцесорної системи керування. Показано недоліки і обмеження використовуваних формальних методів опису процесів в системах керування. Визначено правила опису функціональних структур, таких як випрямляч, пасивний фільтр, інвертор, асинхронний двигун, мікроконтролер, на різних рівнях декомпозиції системи керування напівпровідниковим перетворювачем електроенергії. Розроблено структурно-функціональну модель мікропроцесорної системи частотного керування асинхронним двигуном, використання якої дозволило визначити відносини і типи зв'язків між підсистемами керування і візуалізації, а також описати функціональні можливості елементів окремих підсистем і алгоритми обробки сигналів. Перевагою запропонованого в роботі підходу є можливість використання різних рівнів декомпозиції для формалізованого опису підсистем і елементів систем керування напівпровідниковими перетворювачами електроенергії, в тому числі систем частотного керування асинхронними двигунами, що дозволяє виділити найбільш важливі аспекти опису на різних стадіях проектування і аналізу системи. Представлені в явному вигляді позначення елементів моделі і елементів перетворення сигналів залишаються прозорими для розробника, і містять інформацію про призначення елементів системи, вимоги до взаємодії з іншими підсистемами обробки сигналів, та їх функціональні можливості. Використання запропонованого в роботі підходу дає можливість формування математичних моделей напівпровідникових перетворювачів електроенергії та їх систем керування з підвищеним інформаційним змістом, дозволяє виконати аналіз системи шляхом багаторівневої декомпозиції для створення уявлення про її основні властивості, оцінити якість її структури та елементів з позиції загального системного підходу.Документ Новий спосіб керування паралельним силовим активним фільтром на основі модифікованої p-q-r теорії потужності(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2019) Тугай, Дмитро Васильович; Жемеров, Георгій Георгійович; Корнелюк, Сергій Іванович; Шкурпела, Олександр ОлександровичВ роботі розкрито основні переваги використання p-q-r теорії миттєвої потужності для побудови швидкодіючих систем керування силовими активними фільтрами, що дозволяють реалізувати як квазісталі так й динамічні режими роботи електроенергетичних об’єктів з активними фільтрокомпенсуючими пристроями, що живляться від трифазної чотирипровідної промислової мережі. В той самий час показано, що використання перетворень p-q-r теорії миттєвої потужності пов’язано зі значною кількістю математичних обчислень, що виконуються мікроконтролером в реальному часі і потребують значної швидкодії апаратної частини системи керування. Запропоновано новий спосіб керування паралельним силовим активним фільтром, що поєднує універсальну p-q-r теорію потужності з кросвекторною теорією. Запропонований спосіб доцільно використовувати в системах керування силовими активними фільтрами, що працюють в трифазних чотирипровідних системах електропостачання з електричним навантаженням любого типу, а також у гібридних системах, коли силова частина перетворювача може використовуватись не тільки в якості фільтрокомпенсуючого пристрою, але й у якості інвертора напруги. Показано, що використання запропонованого способу дозволяє суттєво зменшити кількість математичних обчислювань, які виконуються мікроконтролером системи керування для реалізації сигналів управління силовими транзисторними модулями. Для перевірки працездатності способу синтезовано Matlab-модель реального об’єкту електропостачання з паралельним силовим активним фільтром. Співставлення результатів моделювання для трьох алгоритмів керування силовим активним фільтром дозволило оцінити якість роботи останнього алгоритму, що запропонований у роботі, і підтвердити не тільки його працездатність але й еквівалентність отриманих енергетичних характеристик характеристикам, які були отримані у разі використання універсальної p-q-r теорії миттєвої потужності.Документ Реализация алгоритмов цифровой обработки сигналов в биомедицинских электронных устройствах в базисе плис фирмы Хilinx(Национальный технический университет "Харьковский политехнический институт", 2019) Сотник, А. А.В современных инженерных задачах процесс создания полностью цифровых биомедицинских диагностических устройств предполагает глубокие знания как в цифровой электронике, так и в цифровой обработке биомедицинских сигналов [1-3]. Целью данной работы является разработка инженерного подхода аппаратной (жесткой логики) реализации базовых алгоритмов цифровой обработки сигналов (ЦОС) используемых в биомедицинских электронных устройствах на основе программируемых логических интегральных схем. Процесс аппаратной реализации базовых алгоритмов цифровой обработки сигналов можно разделить на три основных этапа. На первом этапе проводится вычисление амплитудных значений отсчетов дискретных импульсных характеристик фильтра нижних частот и фильтра Гильберта в приложении FDATool среды Matlab. На следующем этапе в приложении Simulink выполняется имитационное моделирование (симуляция) на основе результатов первого этапа, и на этапе аппаратной реализации на программируемой логической интегральной схеме Xilinx серии Spartan 6 проводится как симуляция цепей ЦОС в системе проектирования Xilinx ISE, так и непосредственно экспериментальные измерения. В качестве примера натурной реализации базовых алгоритмов ЦОС в биомедицинских устройствах был выбран демодулятор амплитудно-модулированных колебаний. Экспериментальным путем были проведены измерения коэффициента нелинейных искажений продетектированного (информационного) сигнала для трех вариантов АМ демодуляторов: двухполупериодный, с применением функции квадратного корня и синхронного с фазовой автоподстройкой частоты. В ходе экспериментального исследования был выбран оптимальный с точки зрения энергетической эффективности коэффициент модуляции равный 60 %. Как показывают и результаты имитационного моделирования и экспериментального исследования наилучшим вариантом оказался синхронный демодулятор. Полученные результаты эксперимента и моделирования подтвердили практическую применимость предложенного варианта реализации в ЦОС для использования их в биомедицинских электронных устройствах.Документ Моделирование процесса позиционирования подъемного «крана-шара»(Национальный технический университет "Харьковский политехнический институт", 2019) Шамардина, Вера Николаевна; Пилипенко, Владимир ВладимировичВ труднодоступных местах выполнение транспортных и подъемных операций с грузами сопряжено, как правило, со значительными финансовыми расходами и представляет собой сложную инженерную задачу. Одним из вариантов ее решения может быть использование грузоподъемного крана-шара. Он представляет собой наполненный «легким» газом воздушный шар, снабженный системой тросов (строп) для подвеса груза к шару и соединения шара с тремя надежно закрепленными на грунте приводными электродвигателями, которые вращают барабаны с намотанными тросами. Цель работы состоит в выполнении математического описания и имитационного моделирования движения объектов электромеханической системы «кран-шар» с автоматизированным электроприводом, в оценке возможности обеспечения точного позиционирования груза при использовании электропривода постоянного тока с системой подчиненного регулирования. В рассматриваемой электромеханической системе перемещаемый груз имеет пять степеней свободы, динамические процессы описываются системой из пяти нелинейных дифференциальных уравнений Лагранжа второго рода в соответствующих координатах. Линеаризация уравнений выполнена путем разложения в ряд Тейлора, ограничив представление нелинейностей первыми двумя членами ряда. Позиционирование шара и груза в пространстве обеспечивается путем изменения длин тросов, удерживающих шар. Поэтому при синтезе позиционной системы управления электроприводами барабанов были определены зависимости требуемых длин тросов в функции заданных координат шара (груза) в пространстве координат x, y, z. С учетом принятых допущений и требований ограничения колебаний груза получена достаточно сложная структурная имитационная модель, содержащая несколько вычислительных блоков, связанных между собой в соответствии с алгоритмом функционирования системы. Предложенная математическая модель объекта и проведенные в ходе структурного моделирования в среде Matlab исследования переходных процессов показали возможность решения задачи позиционирования груза путем использования трехконтурной системы подчиненного регулирования (контуры регулирования электромагнитного момента, частоты вращения двигателя и положения груза) для электроприводов барабанов с тросами, удерживающими шар.Документ Стабилизация напряжений на конденсаторах ячеек в модульных многоуровневых инверторах путем применения улучшенной пространственно-векторной ШИМ(Национальный технический университет "Харьковский политехнический институт", 2019) Плахтий, Александр Андреевич; Нерубацкий, Владимир Павлович; Цыбульник, Владислав РомановичЗа последние два десятилетия появился новый тип полупроводниковых преобразователей электроэнергии –модульные многоуровневые преобразователи. Данная топология схемотехнически состоит из n-го числа последовательно включенных транзисторно-емкостных модулей и позволяет реализовывать, как выпрямители, так и инверторы напряжения с различным числом уровней и фаз. В настоящее время данные преобразователи нашли широкое применение в системах передачи электроэнергии на высоком напряжении постоянного тока (back-to-back HVDC), производимых компаниями Siemens и ABB, c мощностью порядка 400-2000 МВА. Модульные многоуровневые преобразователи в сравнении с другими типами полупроводниковых преобразователей обладают рядом существенных преимуществ. Наличие большого числа уровней (100 и выше) дает возможность использования относительно низковольтных ключей и реализации низкой частоты коммутации, что обуславливает высокий КПД преобразователя. Заявленный КПД системы передачи электроэнергии системы электроснабжения HVDC с модульными многоуровневыми преобразователями производства Siemens составляет 99,5%. Кроме этого модульные многоуровневые преобразователи имеют повышенную надежность. Это обусловлено тем, что модульные преобразователи могут функционировать даже при условии выхода из строя отдельных транзисторно-емкостных модулей. Удобным в производстве является конструктивная модульность и масштабируемость преобразователя. Однако в управлении модульных многоуровневых преобразователей существует проблема стабилизация напряжения на конденсаторах ячеек. В ходе проведенных исследований было установлено, что при использовании классических алгоритмов управления многоуровневыми инверторами (пространственно-векторной и синусоидальной широтно-импульсной модуляции) в модульных многоуровневых преобразователях возникает дисбаланс напряжений на конденсаторах ячеек модульных многоуровневых инверторов. В результате этого напряжение на одной половине ячеек падает до нуля, а напряжение на другой половине ячеек возрастает в два раза. Это приводит к значительному ухудшению формы выходного напряжения. В статье представлено улучшенный алгоритм пространственно-векторной модуляции для модульного многоуровневого преобразователя, который обеспечивает стабилизацию напряжения в ячейках преобразователя, а также возможность регулирования амплитуды и частоты выходного напряжения. В программе Matlab/Simulink создана модель модульного пятиуровневого модульного инвертора. Результаты имитационного моделирования подтвердили работоспособность предложенного алгоритма управления.Документ Новий підхід до розробки реактора для електромережних протизавадних фільтрів на великі струми(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2019) Павловський, Володимир Олександрович; Юрченко, Олег Миколайович; Твердохліб, Юрій ОлександровичПроаналізовано особливості виготовлення обмоток реактора для електромережних протизавадних фільтрів на великі струми (сотні і тисячі ампер), наприклад, з декількох U-подібних сегментів кожного витка, які вирубають з плоских металевих листів завтовшки 5…15 мм, відповідним чином вигинають, розміщують на осерді і кожні два сусідні сегменти з’єднують так, щоб утворити безперервну послідовність витків, які охоплюють кільцеве осердя. Також проаналізовані технічні рішення, в яких для підвищення гнучкості обмотки та спрощення технології намотування обмотки на тороїдальне осердя пропонується обмотку реактора виконувати у вигляді джгута ізольованих дротів. Показана складність та затратність виготовлення обмоток відомими способами. Запропоновано нову технологію виготовлення обмотки з використанням неізольованого багатожильного гнучкого дроту, причому діаметр кожного дроту у джгуті не перевищу є 0,5 мм. В іншій конкретній формі виконання джгут формують з одного або декількох джгутів меншого діаметра, причому кожен джгут меншого діаметра складається з дротів без ізоляції і має діаметр від 1-го до 5-ти мм, а відношення діаметра джгута меншого діаметра до діаметра дротів без ізоляції, з яких складається джгут меншого діаметра, знаходиться в межах від 20 до 40 одиниць. Така технологія дозволяє значно спростити і здешевити процес намотування обмотки і з’єднання кожного кінця обмотки з наконечником, а також одночасно одержати надійне з’єднання кожного кінця обмотки з наконечником, яке забезпечує мінімальний перехідний опір між обмоткою та наконечником, і пришвидшити виготовлення реактора в цілому.Документ Ковзний режим другого порядку в задачі слідкування за вихідною напругою матричного перетворювача(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2019) Мисак, Тарас ВолодимировичОб`єктом дослідження є трифазно-трифазний матричний перетворювач на повністю керованих ключах змінного струму з вихідним LC-фільтром під`єднанний до трифазної неавтономної мережі обмеженої потужності. Проведено синтез закону керування шляхом примусового введення двовимірного ковзного режиму першого порядку в контури слідкування за компонентами просторового вектору вихідної напруги та одновимірного – в контур керування реактивною складовою вхідного струму матричного перетворювача. Використання векторної стратегії керування дозволяє забезпечити синусоїдну форму вихідної напруги, мінімізацію впливу збурень навантаження на неї та можливість керування реактивною складовою вхідного струму. При формуванні поверхні ковзання для слідкування за двома координатами вихідної напруги застосовано ковзний режим другого порядку. Для цього в диференціальні рівняння, які описують заступну схему, введено двохкомпонентну операторну змінну та додатковий двохкомпонентний вектор похибки. Введення ковзного режиму другого порядку дозволило зменшити кількість електричних величин, які потребують прямого вимірювання. Досліджено особливості функціонування матричного перетворювача з таким типом ковзного режиму в системі з реальними параметрами електричних схем. Наводяться результати моделювання з урахуванням обмежень, які впливають на можливість реалізації отриманої стратегії керування.Документ Сравнительный анализ мощности магнитных потерь в сердечнике статора турбогенератора с аксиальными вентиляционными каналами в его ярме и зубцах(Национальный технический университет "Харьковский политехнический институт", 2019) Милых, Владимир Иванович; Ревуженко, Светлана АфанасьевнаЦелью работы является представление приёмов и результатов численно-полевого анализа мощности магнитных потерь в турбогенераторе со сложной структурой сердечника статора. Расчетный метод основан на поиске максимумов значений магнитной индукции в зубцах и ярме сердечника посредством перебора множества повторяющихся минисекторов. По распределению этих максимумов определяются их среднеквадратичные значения на указанных участках сердечника в целом, и по ним вычисляются мощности магнитных потерь. Метод позволяет отображать расчетные модели сердечников любой формы и практически не требует упрощения их геометрической структуры. Проведен сравнительный анализ мощности магнитных потерь в режимах холостого хода и номинальной нагрузки для вариантов сердечника при отсутствии и наличии в его ярме и зубцах аксиальных вентиляционных каналов.Документ Численно-полевая оценка эффективности укорочения трехфазной обмотки статора цилиндрического индуктора магнитного поля(Национальный технический университет "Харьковский политехнический институт", 2019) Милых, Владимир Иванович; Шилкова, Лариса ВасильевнаЭффективность работы цилиндрических индукторов магнитного поля определяется уровнем поля внутри их рабочей камеры. Это поле возбуждается трехфазной обмоткой статора. Электрические величины и магнитная индукция в индукторе зависят от ее укорочения. Целью данной работы является определение рационального укорочения обмотки статора. Решение задачи достигается на основе численных расчетов магнитных полей в программном пакете FEMM методом конечных элементов. Построение физико-геометрических расчетных моделей статора, расчеты магнитных полей и электромагнитных параметров индуктора автоматизированы с использованием созданного скрипта Lua, встроенного в программу FEMM. Даны картины распределения силовых линий магнитного поля при диаметральной и укороченной обмотках статора. Проводится сравнение ЭДС и напряжения обмотки, а также распределения магнитной индукции по поверхности рабочей камеры и по средней линии зубцов при разных вариантах укорочения шага обмотки.Документ Аппаратная реализация фазовой автоподстройки частоты в биомедицинских диагностических устройствах(Национальный технический университет "Харьковский политехнический институт", 2019) Мещанинов, Сергей Карминович; Марченко, Сергей Викторович; Сотник, Александр Анатолиевич; Гулеша, Елена МихайловнаДанная работа посвящена реализации синхронного демодулятора амплитудно-модулированных сигналов средствами цифровой обработки сигналов для повышения объема диагностической информации биомедицинских устройств. Особенностью реализуемого демодулятора является применение системы фазовой автоподстройки частоты (ФАПЧ), которая обеспечивая высокую чувствительность детектора, позволяет обрабатывать сигналы с малой мощностью. Для создания математической модели разрабатываемого демодулятора была составлена структурная схема ФАПЧ. При построении структурной схемы модели ФАПЧ, состоящая в данном случае из управляемого косинус-синусный генератора и петлевого фильтра учитывалось, что они работают в дискретном времени т. е. реализация этих схем будет выполнена полностью в цифровом виде. В результате расчета была получена передаточная характеристика и разностное уравнение петлевого фильтра (пропорционально-интегрирующего типа) для ФАПЧ второго порядка, а далее проведено имитационное моделирование рассчитанной системы ФАПЧ в приложении Simulink в пакете MatLab. Используя полученные формулы была написана программа для определения таких коэффициентов передачи петлевого фильтра, которые смогут обеспечить номинальную работу систему ФАПЧ. Полученные результаты имитационного моделирования подтвердили, что разработанный вариант петлевого фильтра обеспечивает широкую полосу захвата при одновременном подавлении дрожания фазы. Далее была составлена программа на языке Verilog c целью натурной реализации спроектированного демодулятора на основе программируемой логической интегральной схемы Xilinx серии Spartan 6 в системе проектирования Xilinx ISE. С целью верификации разработанного программного кода аппаратной реализации демодулятора в системе проектирования Xilinx ISE была проведена программная симуляцию входного сигналу в Testbench с одновременным использованием приложения ISIM, а визуализацию результатов симуляции - в GTKWave. Полученные экспериментальные результаты синтезированного демодулятора подтвердили результаты имитационного моделирования.Документ Комплексне забезпечення нормованих показників якості напруги електропостачання в трифазних мережах на основі застосування гібридних фільтрокомпенсуючих перетворювачів(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2019) Малахатка, Денис Олександрович; Палачов, Сергій ОлександровичВ роботі розглянуто умови найбільш ефективного використання розробленого перспективного засобу для вирішення актуальної проблеми комплексного забезпечення електромагнітної сумісності за рахунок одночасного покращення низки показників якості напруги електропостачання (за гармоніками, несиметрією та коливанням рівня напруги) в сучасних розподільних електричних мережах загального призначення. Запропоновано імітаційну модель трифазної чотири-провідної розподільної мережі, яка дозволяє оцінити показники якості напруги електропостачання при підключенні до неї нелінійних та несиметричних навантажень. Проведено імітаційне моделювання режимів роботи зазначеної мережі з певними характеристиками, при різних значеннях потужностей одно- та трифазного нелінійного навантаження у вигляді мережевих випрямлячів. Результати моделювання показали, що в сучасних умовах при великій концентрації електронного обладнання в розподільній мережі недостатньо наявності у кожної окремої одиниці зазначеного обладнання вбудованого індивідуального засобу зниження емісії завад, який забезпечує відповідність вимогам європейських гармонізованих стандартів з електромагнітної сумісності. Тому для вирішення вказаної проблеми в зазначених мережах запропоновано для споживачів додатково застосовувати групові засобі забезпечення електромагнітної сумісності, а саме гібридні фільтроком-пенсуючі перетворювачі, що поєднують в собі функціональні можливості регульованого фільтросиметруючого пристрою на базі автотрансформатора зі з’єднанням обмоток у зигзаг та активного паралельного силового фільтра. Аналіз результатів імітаційного моделювання трифазної електричної мережі зі стандартним характеристиками розподільного трансформатора дозволив визначити відношення потужностей одно- та трифазного нелінійного навантаження споживачів та рівні несиметрії лінійного навантаження в мережі, при яких розроблений гібридний фільтрокомпенсуючий перетворювач має перевагу над відомими пасивними груповими засобами покращення показників якості напруги і дозволяє забезпечити якість напруги відповідно до норм діючих міжнародних стандартів.Документ Анализ сетевого тока в схемах двадцатичетырехпульсных управляемых выпрямителей(Национальный технический университет "Харьковский политехнический институт", 2019) Крылов, Денис Сергеевич; Холод, Ольга ИгоревнаОсновная часть электроэнергии потребляется в преобразованном виде и применение схем полупроводниковых преобразователей для получения заданных параметров нагрузки увеличивается. В рамках энергосбережения повышаются требования к качеству полупроводниковых преобразователей, их влиянию на питающую сеть, нагрузку и смежных потребителей. Для преобразования переменного напряжения в постоянное широко используются схемы, выполненные на базе однооперационных тиристоров. Их существенным недостатком является плохая электромагнитная совместимость с питающей сетью. Для ее улучшения и повышения коэффициента полезного действия применяют многопульсные схемы выпрямителей. При большой мощности нагрузки, а также, когда предъявляются особые требования к гармоническому составу выходного напряжения и потребляемого из сети тока, могут использоваться двадцатичетырехпульсные схемы управляемых выпрямителей, которые позволяют снизить потери электроэнергии не только в выпрямителях, но и в питающих сетях и смежных потребителях за счет снижения влияния искажений на качественные характеристики сетей со стороны нелинейной нагрузки, которой является выпрямитель. Пропорционально увеличению пульсности выпрямленного напряжения снижаются массогабаритные и стоимостные показатели сглаживающих фильтров в сетях постоянного тока. В данной работе выполнено компьютерное моделирование симметричной и асимметричной схем двадцатичетырехпульсных управляемых выпрямителей. Анализ результатов моделирования показал, что при одинаковом числе пульсаций в выходном напряжении и полной симметрии схем с точки зрения нагрузки, формы кривых сетевых токов различаются. При проведении виртуального эксперимента стало очевидно, что для асимметричной схемы амплитуды высших гармоник во всем диапазоне изменения углов управления стабильно ниже амплитуд гармоник для симметричной схемы и асимметричная схема является перспективной для применения на практике, не смотря на необходимость использования двух разно-типных структур трансформаторов.Документ Особенности фильтрации ШИМ последовательности при формировании квазисинусоидального напряжения в мостовом инверторе(Национальный технический университет "Харьковский политехнический институт", 2019) Колосов, Валерий Иванович; Васечко, Евгений ВикторовичПри формировании выходного напряжения мостового инвертора использован специфический трапецеидальный закон с частичной модуляцией ШИМ последовательности на интервалах воспроизведения фронтов. По этой причине возникает целый ряд особенностей, влияющих на выделение огибающей в процессе фильтрации. Исследованы спектральная и временная модели пульсаций входного тока и выходного напряжения LC-фильтра. Обоснован критерий оптимизации фильтра, учитывающий наличие третьей гармоники и групповую структуру спектра ШИМ последовательности. Путем рациональной комбинации спектральной и временной моделей получены простые инженерные формулы для определения параметров фильтра и коэффициента гармоник выходного напряжения инвертора. Установлено, что массогабаритный показатель фильтра при трапецеидальной модуляции снижен в 1.5 раза по сравнению с синусоидальной. Приведен пример расчета параметров фильтра.Документ Моделирование процессов в трехфазном тиристорном преобразователе переменного напряжения с фазоступенчатым регулированием выходной мощности(Национальный технический университет "Харьковский политехнический институт", 2019) Кипенский, Андрей Владимирович; Король, Евгений ИгоревичВ работе поставлена задача создания модели трехфазного тиристорного преобразователя переменного напряжения с микропроцессорной системой импульсного управления. Для решения этой задачи были проанализированы возможности различных программных средств. В качестве основы для создания модели выбран программно-математический пакет MatLab. Предложенная модель содержит три основные части: систему энергоснабжения, силовую часть преобразователя и систему управления. Исследования преобразователя переменного напряжения с помощью модели подтвердили его работоспособность, позволили определить влияние параметров питающей сети на процессы коммутации в силовой схеме, показали, что преобразователь обладает повышенным коэффициентом мощности.Документ Оценка показателей бортовой аккумуляторной системы накопления энергии железной дороги на основе двухзвенного преобразователя постоянного напряжения с разделенной коммутацией(Национальный технический университет "Харьковский политехнический институт", 2019) Ивахно, Владимир Викторович; Замаруев, Владимир Васильевич; Стысло, Богдан Александрович; Фетюхина, Людмила Викторовна; Тихомиров, Владислав ЮрьевичВ статье предложена реализация бортовой аккумуляторной системы накопления энергии железной дороги постоянного тока – усиливающего пункта, обеспечивающего регламентируемые параметры качества электрической энергии в контактной сети. Показана целесообразность применения согласующего преобразователя, обеспечивающего принцип разделенной коммутации с целью минимизации потерь переключения силовых ключей преобразователя. Обосновано размещение усиливающего пункта в непосредственной близости от потребителя – непосредственно на подвижном составе – на локомотиве либо в специальном прицепном вагоне. Дана оценка энергетических и массогабаритных параметров системы. Выполнены расчеты, позволяющие произвести выбор конкретных силовых ключей преобразователя. Определена оптимальная частота переключения силовых ключей преобразователя, обеспечивающая компромисс между габаритными свойствами магнитных элементов и потерями в магнитном материале. Дана оценка необходимой величины индуктивности рассеяния трансформатора, массы магнитных элементов и аккумуляторных батарей.Документ Елементи цифрової енергетики в контролі стану мережі, що побудовані на вимірах допоміжних параметрів(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2019) Гриб, Олег Герасимович; Карпалюк, Ігор Тимофійович; Швець, Сергій Вікторович; Рудевіч, Наталія ВалентинівнаУ статті розглядається питання переходу технологій електроенергетики до цифрових станцій. Наведено огляд матеріалів фірм Siemens і ABB, які де факто встановлюють стандарти цифрових технологій для енергетики. Створення цифрових станцій зачіпає питання які до цього часу не розглядалися в такій зв'язці. Тому була сформована тріада: цифрове управління – моніторинг стану обладнання – кібербезпека. Виходячи з такої тріади енергетика в цифровому втіленні набуває нових граней, що відкриває нові можливості до використання діагностики і збору даних датчиками побудованими на опосередкованих даних, і відповідно кількість датчиків значно зростає, якщо ще взяти до уваги можливості виконувати моніторинг первинних технологічних процесів. В такому разі значно виростає обсяг даних, що надходять. Відповідно до сучасних тенденцій і зростають вимоги до якості електрики в мережі. Одним з чинників зіпсування форми напруги в мережі є короний розряд, який виникає в мережі і на обладнанні, навіть під час переходу до цифрової станції. Провідні фірми розробляють прилади і системи з діагностики наявності короного розряду в мережі по не елекричним параметрам. На прикладі таких замірів показана можливість діагностики не прямими вимірами в мережі. Такі заміри мають призводити до збільшення обсягу даних. Відповідно обробка таких масивів даних стає можлива за умови використання цифрових технологій, до яких відносяться можливості проводити обробку значних обсягів даних із використанням математичного апарату по обробці великих даних – Data Mining. Результати обробки над апаратними (програмними) методами дозволяє визначити або винайти такі дані, яких в безпосередніх замірах не було видно. Технології Data Mining дозволяють використання експертних оцінок на даних прямого вимірювання, що неодмінно призводитиме до об'єктивності. Data Mining, на відміну від експертних методик, знаходить об'єктивні закономірності між різними факторами, таким чином дозволяючи мінімізувати вплив суб'єктивного людського фактору на прийняття рішень. Автори звертають увагу на перспективність використання датчиків опосередкованого виконання замірів в електроенергетичних системі, що на базі цифрових технологій забезпечить можливість проведення більш глибокого аналізу реальних систем, що може привести до якісних змін енергетики в цілому.