Кафедра "Електричні апарати"

Постійне посилання колекціїhttps://repository.kpi.kharkov.ua/handle/KhPI-Press/43

Офіційний сайт кафедри http://web.kpi.kharkov.ua/ea

Кафедра "Електричні апарати" була створена в 1931 році при Харківському електротехнічному інституті. Засновником, організатором і першим завідувачем кафедри був видатний фахівець в галузі електротехніки професор Вашура Борис Федорович.

Кафедра входить до складу Навчально-наукового інституту енергетики, електроніки та електромеханіки Національного технічного університету "Харківський політехнічний інститут", веде підготовку фахівців що мають глибокі знання з електромеханіки та різнобічні знання в області комп’ютерної техніки й інформаційних технологій.

У складі науково-педагогічного колективу кафедри працюють: 2 доктора технічних наук, 6 кандидатів технічних наук, 1 кандидат фізико-математичних наук; 5 співробітників мають звання доцента, 1 – старшого наукового співробітника.

Переглянути

Результати пошуку

Зараз показуємо 1 - 8 з 8

Мультифізична модель процесів у електромагнітах і актуаторах вакуумних комутаційних апаратів з урахуванням контактної взаємодїї конструктивних елементів
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2021) Пантелят, Михайло Гаррійович; Кузьмін, Артем Олексійович
У статті запропонована удосконалена методика мультифізичного комп’ютерного моделювання зв’язаних процесів у конструктивних елементах вакуумних комутаційних апаратів середньої та високої напруги з урахуванням контактних явищ. У конструкціях сучасних вакуумних автоматичних вимикачів і контакторів спостерігається значне використання електромагнітних актуаторів на основі висококоерцитівних магнітотвердих рідкоземельних композиційних матеріалів NdFeB і SmCo. Найбільш перспективними для використання в якості приводів автоматичних вимикачів і контакторів є поляризовані електромагніти на основі використання зазначених висококоерцитівних постійних магнітів. Однак існуючі серійні конструкції електромагнітів і актуаторов необхідно суттєво вдосконалити з метою підвищення надійності і терміну експлуатації, зниження масогабаритних і вартісних показників, подальшого зниження енергоспоживання, вдосконалення технологічності процесу масового виробництва. Комп‘ютерне моделювання запропоновано виконувати методом скінченних елементів у двовимірній постановці з використанням комерційних програмних продуктів і (або) програмного забезпечення, створеного безпосередньо для проведення зазначених досліджень. Одним із пріоритетних напрямків удосконалення математичних моделей і алгоритмів комп’ютерного моделювання процесів у механічному колі вакуумних комутаційних апаратів середньої та високої напруги є врахування контактної взаємодії конструктивних елементів апаратів, що розглядаються. Наступним кроком, завдяки використанню вдосконаленої математичної моделі, є виконання комплексу розрахункових досліджень і на основі отриманих чисельних результатів розробка рекомендацій, спрямованих на створення конструкцій електромагнітів і актуаторів, які б відповідали світовим стандартам і були конкурентоспроможними на світовому ринку.
Стенд для дослідження електричних апаратів на базі ARM-мікроконтролера
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2020) Грищук, Юрій Степанович; Лещенко, Вячеслав Михайлович; Пантелят, Михайло Гаррійович; Варв’янська, Вікторія Віталіївна; Шевлюга, Олексій Іванович
Розглянуті питання модернізації стендів для дослідження електричних апаратів, шляхом застосування сучасних ARM-мікроконтролерів, які мають високу продуктивність при невисокій їх вартості, наднизьке енергоспоживання (джерело живлення напругою 1,8-3,6 В), високу перешкодостійкість і надійність в роботі. Відзначена актуальність завдання, вирішення якого потребує розробки сучасного дослідного стенду. На основі аналізу технічних вимог до електричних апаратів, та методів їх випробувань і досліджень визначені фізичні, електричні та інші параметри, які пропонується контролювати в процесі їх експериментальних випробувань і досліджень. Розглянуті існуючі стенди та їх принципові схеми для комутаційних, теплових та інших досліджень електричних апаратів, їх граничної комутаційної здатності, із застосуванням різних систем керування. Проведено аналіз стендів з мікроконтролерним керуванням дослідженнями електричних апаратів, наведені їх переваги та особливості застосування. Запропонована заміна існуючих дослідних стендів та системи вимірювання, контролю і керування на модернізований стенд. Розроблена структурна схема стенда, виконаного на базі 32-х розрядного ARM-мікроконтролера, вибрані її елементи та побудовано алгоритм роботи, що дає можливість автоматизувати процес експериментальних досліджень електричних апаратів, з послідуючим обробленням результатів та передачею в комп’ютер для подальшого аналізу і оформлення. Все це дозволить суттєво скоротити строки проведення випробувань і експериментальних досліджень електричних апаратів, оброблення отриманих результатів та підви-щити їх економічну ефективність.
Розрахунок і проектування магнітопроводу індукційних кухонних плит
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2020) Пантелят, Михайло Гаррійович; Грищук, Юрій Степанович; Чепелюк, Олександр Олександрович; Єлоєв, Алан Казбекович
Все більш широке використання індукційних кухонних плит у сучасному побуті та у ресторанному виробництві робить актуальними задачу розробки методів розрахунку і проектування основних конструктивних елементів зазначеного представника сучасної електропобутової техніки. Окрім індуктора (плоскої котушки, при протіканні по якій змінного струму створюється електромагнітне поле, яке наводить в свою чергу вихрові струми в посуді, що нагрівається на індукційній кухонній плиті), одним з найважливіших елементів конструкції сучасної побутової індукційної кухонної плити є магнітопровід, виконаний з феромагнітного матеріалу та призначений для екранування електромагнітного поля, створеного індуктором, з метою зменшення розсіяння поля та, таки чином, підвищення коефіцієнта корисної дії плити. Представляє науковий та практичний інтерес розробка методики інженерного розрахунку та проектування магнітопроводу індукційної кухонної плити з метою вибору матеріалу для його виготовлення, визначення геометричних і масогабаритних параметрів магнітопроводу, а також втрат у ньому в процесі експлуатації плити. Представлена в даній статті й апробована методика інженерного розрахунку та проектування магнітопроводу індукційної кухонної плити (матеріал для виготовлення магнітопроводу – MnZn-ферит нової марки PC95 виробництва TDK Corporation) відповідає поставленій задачі. З огляду на масогабаритні показники та низький рівень втрат, розраховані у роботі магнітопроводи можна використати у конструкціях індукційних побутових плит. Розроблена методика може бути використана в процесі перспективних науково-дослідних і конструкторських робіт з розробки індукційних кухонних плит, а також в навчальному процесі для підготовки бакалаврів і магістрів за відповідними освітніми програмами.
Модернізація системи керування дизель-генераторними установками потужністю 1200 кВт
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2019) Грищук, Юрій Степанович; Лещенко, Вячеслав Михайлович; Пантелят, Михайло Гаррійович; Єлоєв, Алан Казбекович; Синяговський, Станіслав Васильович
Розглянуті питання модернізації системи керування дизель-генераторними установками, які мають високу потужність при невисокій вартості палива, високу безпечність, надійність та призначені для використання в якості основного, або резервного джерела живлення. Відзначена актуальність завдання, вирішення якого на сучасному рівні потребує проектування модернізації з достатньо широким, системним використанням сучасної мікропроцесорної техніки. Проведено огляд і аналіз дизель-генераторних установок та їх технічних характеристик, пристроїв вимірювання, контролю і керування та технічних вимог до них. Наведені переваги систем мікропроцесорного керування та особливості їх застосування. Встановлена можливість заміни аналогової системи вимірювання, контролю і керування, що виконана на релейних схемах автоматики, або логічних елементах з аналоговими вимірювальними приладами, на автоматизовану систему на базі 32-х розрядного мікроконтролера. Визначені функції, які передбачається виконувати в автоматизованому режимі: підготовка до автоматичного виконання запуску дизеля за допомогою спеціальної програми періодичний підігрів для підтримання його в гарячому стані готовності до запуску, аварійна зупинка двигуна при зниженні тиску масла в системі змащення до мінімально-допустимої величини та при перевищенні температури охолоджувальної рідини за максимально-допустимий рівень, контроль та регулювання частоти обертання колінчастого валу двигуна та захист при її перевищенні за максимально-допустиму величину та інші. Визначені фізичні, електричні та інші параметри, що відображають робочий стан дизель-генератора, які необхідно контролювати і регулювати залежно від їх поточних значень. Розроблена структурна схема автоматизованої системи контролю параметрів і керування дизель-генераторними установками потужністю 1200 кВт на базі АRM-мікроконтролера, проведено вибір аналогових та цифрових датчиків та інших елементів схеми, побудовано алгоритм її роботи.
Експериментальний стенд для дослідження індукційних кухонних плит
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2019) Чепелюк, Олександр Олександрович; Пантелят, Михайло Гаррійович; Грищук, Юрій Степанович; Єлоєв, Алан Казбекович
Експериментальні дослідження є головним напрямком науково-дослідних робіт у напрямку вдосконалення конструктивних рішень і режимів експлуатації побутових індукційних плит, оскільки експерименти дозволяють отримати найбільш достовірні результати, які будуть також слугувати порівняльною базою для верифікації розроблених математичних моделей і чисельних алгоритмів комп’ютерного моделювання відповідних процесів і явищ в індукційних кухонних плитах і посуді, що нагрівається. У статті описано розроблений експериментальний стенд для дослідження теплових і енергетичних процесів у індукційних кухонних плитах і посуді, що нагрівається. Для створення текспериментального стенду та проведення досліджень використовується обладнання, придбане кафедрою «Електричні апарати» НТУ «ХПІ» завдяки отриманому у 2016 р. гранту Фонду Олександра фон Гумбольдта(Alexander von Humboldt Stiftung, Німеччина) на суму 20 тисяч Євро. Експерименти розпочато з використанням індукційної кухонної плити VES electric V-HP6. Наразі стенд дозволяє виконувати наступні експериментальні дослідження: вимірювання швидкості нагріву їжі (води) при використанні різних потужностей індукційної плити; вимірювання температури робочої поверхні, цифрового дисплея та панелі керування індукційною плитою; вимірювання показників електричної енергії, спожитої для нагріву їжі (води). Використовується наступне сучасне вимірювальне обладнання: двоканальний цифровий термометр з термопарами DT 1320, пірометр Flus IR-865U, цифровий мультиметр («струмові кліщі») DT 3352 та спеціалізоване програмне забезпечення до нього. Отримані та проаналізовані попередні результати експериментальних досліджень, встановлені особливості функціонування індукційних кухонних плит у залежності від потужності при нагріванні їжі.
Сучасна лабораторія – сучасна освіта: докорінне переобладнання навчальної лабораторії кафедри "Електричні апарати" НТУ "ХПІ"
(НТУ "ХПІ", 2019) Клименко, Борис Володимирович; Чепелюк, Олександр Олександрович; Пантелят, Михайло Гаррійович
Відзначена нагальна необхідність докорінної модернізації навчальних лабораторій електротехнічних кафедр вищих навчальних закладів України з метою підвищення кості навчального процесу до рівня, що відповідає сучасним світовим вимогам. Окреслено основні шляхи розв'язання вказаного завдання – це залучення грантів від європейських фондів, які сприяють розвитку освіти та досліджень, а також спонсорська допомога виробничих і комерційних підприємств України. На досвіді кафедри "Електричні апарати" Національного технічного університету "Харківський політехнічний інститут" проілюстровано можливості та шляхи отримання підтримки за вказаними напрямками.
Стан і перспективи мультифізичного моделювання індукційних кухонних плит
(НТУ "ХПІ", 2018) Пантелят, Михайло Гаррійович; Грищук, Юрій Степанович; Чепелюк, Олександр Олександрович; Єлоєв, Алан Казбекович
Індукційні 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).
Автоматизація дослідження мультиварок
(НТУ "ХПІ", 2018) Грищук, Юрій Степанович; Пантелят, Михайло Гаррійович; Єлоєв, Алан Казбекович
Розглянуто конструкцію мультиварки, устрій і призначення її основних елементів, електричну схему та систему керування, яка включає сенсорні елементи (датчики тиску і температури). Блок керування виконаний на базі спеціалізованого 8-бітового мікроконтролера MN15G1601 фірми PANASONIC SEMICONDUCTOR. Мікроконтролер зчитує стан кнопок клавіатури на панелі керування і по заданій програмі керує роботою мультиварки та її елементами. Запропонована структурна схема для автоматизації досліджень і випробувань мультиварок. Проведено вибір базового мікроконтролера та елементів схеми. Структурна схема включає наступні елементи: об’єкт досліджень – мультиварка з підтримкою функцій різних режимів приготування їжі під тиском; датчики Д1 – Д4 (напруги, температури дна і стінок чаші мультиварки та тиску всередині приладу); нормуючі підсилювачі П1 – П4; чотириканальний комутатор аналогових сигналів типу КР590КИ6; аналого – цифровий перетворювач (АЦП) типу К1113ПВ1; мікроконтролер 1816ВЕ51 (МК51), що містить вбудований генератор тактових сигналів, пам’ять команд, ОЗП, вбудовані 4 порти і послідовний канал зв’язку; компаратори К1 – К4 типу К554СА3, виходи яких за "АБО" об’єднані з вихідними сигналами з порту мікроконтролера; пристрої зв’язку з об’єктом ПЗО1 – ПЗО4, які через виконавчі пристрої силової установки взаємодіють з об’єктом досліджень і задають режим його випробувань або досліджень. Через послідовний інтерфейс RS232С схема з’єднана з ПЕОМ, яка може змінювати режими випробувань або досліджень, а також приймати, запам’ятовувати, відображати і документувати результати досліджень. Розроблена схема і алгоритм її роботи дозволяють автоматизувати технологічний процес дослідження режимів роботи мультиварок, скоротити терміни їх проведення, підвищити точність вимірювань та знизити їх вартість.