2023 № 2 Проблеми удосконалювання електричних машин і апаратів. Теорія і практика
Постійне посилання зібрання
Переглянути
Нові надходження
Документ Технологічна витяжка – фактор впливу на механічні властивості захисних покривів з безгалогенних полімерів у кабельних виробах(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2023) Антонець, Юрій Панасович; Шурупова, Аліна Альбертівна; Щебенюк, Леся Артемівна; Голик, Оксана ВячеславівнаМеханічна міцність високо наповнених безгалогенних пластмас в експлуатації безпосередньо залежить від технології накладання при виготовленні кабельних виробів у пожежобезпечному виконанні. Представлено результати оцінки відносної деформації видовження при одноосному розтягуванні зразків наповнених безгалогенних пластмас, вилучених з оболонок готових кабелів при нормативних випробуваннях в умовах виробництва. Показано, що внутрішній і зовнішній шари оболонки з наповненої безгалогенної пластмаси мають суттєво різні значення нормативного параметру пластичності: свідчення відмінностей в структурі полімеру у внутрішніх і зовнішніх шарах оболонки в наслідок технологічного процесу примусового деформування при екструзії. Наведені експериментальні залежності відносної деформації видовження при розриві (elongation at break) від товщини зразка, що свідчать про значний вплив вимушеної (примусової) орієнтації полімерної структури. Співставлення оцінок відносного розсіяння результатів вимірювань питомої маси γ і відносного видовження при розриві δ ставить питання про анізотропію пластичності готової оболонки кабелю. Одержані результати вказують на можливість руйнування оболонки з наповнених без галогенних пластмас по твірній циліндра захисного покриву в умовах експлуатації. Відповідно про необхідність впровадження додаткового контролю нормативних параметрів зразків, в напрямі нормальному до напряму примусової орієнтації, при прийнятті рішень щодо вдосконалення технології екструзії.Документ Дослідження передачі електроенергії сонячної електростанції в трифазну електричну мережу(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2023) Плахтій, Олександр Андрійович; Хоменко, Ігор Васильович; Шелест, Дмитро Андрійович; Синявський, Андрій ВладиславовичПредставлено розробку та дослідження енергетичних показників сонячної електростанції на базі блоку сонячних панелей типу Era-370W-24V Mono потужністю 110 кВт та сонячного гібридного інвертора на базі силових транзисторів CM1200DC-34S, який передає потужність до трифазної електричної мережі. Розроблено систему керування гібридного інвертора, який передає електричну енергію від сонячних панелей з коефіцієнтом потужності близьким до одинці та вмістом вищих гармонік струму менше 4 %. Для сонячних панелей Era-370W-24V-Mono проведено поліноміальну апроксимацію енергетичних характеристик, а саме залежності відібраної потужності від спожитого струму, яка дозволяє забезпечити покращення режиму відбору максимальної потужності від сонячних панелей. Проведено дослідження втрат потужності в гібридному інверторі сонячної електростанції, отримано залежність сумарних втрат потужності від частоти комутації силових транзисторів в режимі відбору максимальної потужності. Визначено, що ККД гібридного інвертора сонячної електростанції складає від 98,4 % при частоті ШІМ 1 кГц до 92,7 % при частоті ШІМ 6 кГц.Документ Покращення однорідності магнітного поля всередині короткого соленоїда системою торцевих обмоток(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2023) Гетьман, Андрій Володимирович; Константінов, Олександр ВікторовичПокращення рівня однорідності магнітного поля в середині робочого об’єму короткого соленоїда дозволяє вдосконалити пристрої для розмагнічування технічних об’єктів та дослідження магнітних властивостей матеріалів. Одним із засобів підвищення рівня однорідності магнітного поля в середині соленоїда є наближення форми його обмотки до замкненої поверхні. У якості такої поверхні запропоновано використання системи з соленоїда та двох торцевих осесиметричних токових обмоток зі спільним джерелом струму. Побудовано математичну модель скалярного потенціалу магнітного поля такої системи за допомогою сферичного гармонічного аналізу і отримано функціональні залежності густини струму на кожній поверхні для його першої гармоніки, яка є дипольною складовою магнітного поля. Отримані формули для розрахунку кількості витків в торцевих обмотках та геометричних параметрів їх укладки та змодельоване сумарне магнітне поле усередині запропонованої системи. Проведено порівняльний аналіз однорідності магнітного поля, створюваного соленоїдом окремо та соленоїдом з торцевими обмотками, в залежності від геометрії системи. Використання торцевих обмоток суттєво покращує однорідність магнітного поля поблизу торців, особливо на вісі соленоїда. Через це ефективність застосування торцевих обмоток суттєво залежить від показника подовження соленоїда і дозволяє збільшити робочий об’єм на 5-20%, в залежності від цього показника. Запропонована система дозволяє отримати магнітне поле з максимальним відхиленням 5% від однорідності для показника подовження соленоїда 2. Зі збільшенням подовження ефективність торцевих обмоток знижується і для систем із подовженням 10 і більше їх використання стає недоцільним. Результати аналізу свідчать про ефективність використання запропонованої системи в пристроях для розмагнічування технічних виробів, що відрізняються невеликим показником подовження робочого соленоїда – насамперед пристроїв, які створюють однорідне магнітне поле зі спадаючою у часі амплітудою 240 А/м і використовуються зокрема для зняття м’якого залишкового намагнічування з елементів.Документ Комплексна оцінка якості ламінованих осердь електричних машин високочастотним індукційно-вібраційним методом(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2023) Чумак, Вадим Володимирович; Коваленко, Михайло Анатолійович; Тимощук, Оксана Леонідівна; Ігнатюк, Євген Станіславович; Коваленко, Ірина ЯківнаВ даній роботі розглянуто проблему оцінки якості активних частин електричних машин, зокрема шихтованих магнітопроводів. Визначено суттєві діагностичні показники фактичного стану набірного сердечника, а саме питомі втрати при перемагнічуванні та ослаблення пресування пакета, пов’язані з підвищенням втрат обумовлених дефектами міжлистової ізоляції, зниженням ККД, порушенням теплового режиму та ін. Запропоновано індукційно-вимірювальний модуль для визначення рівня порушення міжлистової ізоляції та зростання втрат у сердечнику. Рекомендується при розпушуванні для магнітопроводів невеликого розміру просочування клейким лаком ослабленої області та подальше сушіння при стиснутому сердечнику. Також для сердечників невеликого діаметру між натискною шайбою та крайніми листами сердечника через кожні 2...4 зубці забити текстолітові клини. При ослабленні пресування сердечників великих електричних машин, у яких пресування здійснюється стяжними шпильками, виконують підтяжку шпильок. Розроблено двовимірну польову математичну модель пакету шихтованого магнітного осердя з метою оцінки розподілу електромагніт ного поля та вихрових струмів та втрат при різній частоті від 50 Гц до 10 кГц. Запропоновано використати аналіз перехідного процесу при зміні магнітного потоку в магнітопроводі. Для спрощення вимірювальної схеми запропоновано використовувати процес комутації струму в обмотці збудження. За допомогою розробленої моделі проведено розрахунок перехідних режимів на прикладі досліджуваного магнітопроводу. Як об’єкт дослідження використовувався макет шихтованого магнітопроводу, що являє собою набірний пакет листів магнітної сталі, що застосовується в магнітопроводах сухих трансформаторів малої та середньої потужності. Для того, щоб поєднати два методи, була розроблена установка, яка дозволяє одночасно перевіряти якість пресування та якість міжлистової ізоляції.Документ Mathematical simulation of brushless double stator axial flux magnetoelectric generator for small power electric complexes(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2023) Chumak, Vadim Vladimirovich; Kovalenko, Mykhaylo; Kovalenko, Iryna Yakivna; Tkachuk, Ihor; Tymoshchuk, OksanaThis paper presents the design of a magneto-electric generator with an axial magnetic flux (MEGAP) and a double stator, which is used for an autonomous wind-electric complex. Contactless MEGAPs have the advantages of permanent magnet generators: high reliability, efficiency; and generators with electro magnetic excitation: the possibility of adjusting the output parameters (voltage, power) using an additional excitation winding. In order to meet the require ments of a stand-alone multiplier-less wind power plant, a MEGAP structure consisting of a double stator and a single rotor has been investigated. The use of a double stator design allows more efficient use of the active volume of the generator, increasing its power and stabilizing the output voltage of the stator winding. A three-dimensional numerical field mathematical model of MEGAP was developed. The model fully takes into account the design features of the generator under study, namely the presence of an axial flow from the stator winding and the flow generated by the additional winding. With the help of the model, the external characteristics were calculated, which indicates the correspondence of the developed mathematical model to physical processes. The analysis of magnetic induction in the air gap and in other structural elements of the generator under study was carried out. The analysis of the obtained values showed that the geometric dimensions of the generator, which were previously selected, are correct and do not require significant adjustments. In the future, it allows you to use the results of this calculation for the preparation of documentation for the production of the prototype. Static characteristics of MEGAP and values of magnetic parameters in all structural elements were studied. An additional winding is used to stabilize the output voltage when the speed of rotation of the generator changes and at different loads. At a relative power of the additional winding of ≈7%, the output voltage of the generator increases by ≈24%. A more significant result can be achieved by adjusting the current of the additional winding with special controllers.Документ Чисельно-польовий аналіз магнітної провідності пазового розсіяння обмотки статора асинхронних двигунів(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2023) Мілих, Володимир ІвановичВступ. Досліджуються магнітні поля і відповідні магнітні провідності пазового розсіяння обмотки статора трифазних асинхронних двигунів (ТАД). Такі дослідження актуальні при їхньому проєктуванні і є однією з основ для розрахунку низки енергетичних параметрів та характеристик двигунів. При класичному проєктуванні ТАД, яке є чинним і наразі, зазначені магнітні провідності визначаються аналітично за спрощеною моделлю пазового розсіяння, тому можуть не завжди забезпечити достатню точність через низку припущень і умовностей. Мета. Подальший розвиток системи проєктування ТАД шляхом чисельно-польового розрахункового аналізу магнітної провідності пазового розсіяння їхньої обмотки статора, а також порівняльна перевірка відповідних аналітичних формул з різних методик класичного проєктування. Результати. Пазове розсіяння ТАД визначається чисельними розрахунками за програмою FEMM у межах зубцевих кроків статора. Для досліджень прийняти чотири варіанти форм пазів статора, які є поширеними в сучасних ТАД малої та середньої потужності. При розрахунках розглядаються розрахункові моделі як з сильно насиченими, так і ненасиченими в магнітному відношенні зубцями осердя статора. Чисельнопольовим методом показано, що класична методика проєктування може давати як достатньо точні результати, так і неприпустимі похибки у визначенні магнітних провідностей пазового розсіяння ТАД. Обговорення та перспективи подальшого розвитку. Надана методика чисельно-польового аналізу і отримані результати розрахунку пазового розсіяння обмоток ТАД рекомендуються як основа для удосконалення системи їхнього проєктування.Документ Releasers with electro-hydraulic retarders as an effective alternative for short circuit and overcurrent protection(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2023) Kalinchyk, Vasyl Prokopovich; Pobigaylo, Vitaliy Anatolievich; Borychenko, Olena Volodimirivna; Kuzovkin, Sergii BorisovichIt is known that circuit breakers (CBs) installed in distribution cabinets (DCs), better known as "enclosed circuit breakers", depending on the execution, are designed for: protection against emergency states of grids: overvoltage and short circuit (s/c) or voltage drop below the permissible level (circuit breakers installed on the grid do not always provide protection against voltage reduction); protection of AC motors, as well as for combined installation with other electric devices (CBs can service by grid sections as well as separate motors if CBs are used to operate the wound-rotor motor or starting devices, they must include voltage drop protection); to be used as disconnectors for supply and trunk networks. Overcurrent protection is done by a bimetallic plate, while an electromagnetic releaser provides s/c protection. The main features inherent in this technical solution of overcurrent protection include: relative dependence on ambient temperature; inability to quickly switch on again after the CB is triggered; unstable time-current characteristics of the CB. National Technical University of Ukraine "Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute" and "E.NEXT Ukraine" offers an alternative solution for the design of CB protection elements, which is an integrated overcurrent and short circuit protection at the same time in the form of a releaser with an electro – hydraulic retarder. A releaser with an electro-hydraulic retarder triggers the СB actuator, which breaks the contact group of the CB when the current exceeding the set maximum permissible value (s/c or overcurrent) is passing through electrical equipment. The main part of this releaser is an electromagnet, whose coil is connected in series with working contacts in the circuit of the operating current.Документ Розрахунки статичних та динамічних процесів у синхронізуючому валу вакуумного вимикача середніх напруг в процесі вмикання(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2023) Байда, Євген Іванович; Пантелят, Михайло Гаррійович; Кузьмін, Артем ОлексійовичВажливим напрямком теоретичних досліджень сучасних електричних апаратів, вимикачів та контакторів середніх напруг, є дослідження механічних процесів, які виникають в процесі їх роботи. В першу чергу це пов’язано з достатньо великими зусиллями та прискореннями, що діють на елементи конструкції та синхронізуючий вал таких апаратів в процесі вмикання. У статті на підставі розроблених математичних моделей виконано розрахунки механічних процесів у синхронізуючому валу вакуумного вимикача в статичному та динамічному режимі для абсолютно жорсткого та реального валу та проведено їхній порівняльний аналіз. Результати комп’ютерного моделювання отримані у табличній та графічній формах в яких наведені дані о статичних та динамічних деформаціях валу, а також механічних зусиллях в його опорах. Показано, що механічна деформація валу викликає зменшення провалу контактів і сил контактного натискання, але при правильно обраному поперечному перетину синхронізуючого валу ці значення незначним чином впливають на роботу самого вимикача (зменшення складає близько 20% і 7% відповідно). Також показано, що в результаті вигину валу в опорах з'являються додаткові осьові зусилля у порівнянні зі спрощеним розрахунком, які істотно впливають на вибір підшипників по еквівалентному статичному навантаженню. Розраховані динамічні зусилля з урахуванням мас контактів та контактних тяг перевищують аналогічні статичні зусилля в 1,3 рази, що також потрібно враховувати при виборі підшипників в яких утримується синхронізуючий вал.