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 - 10 з 43

Method of calculation of electromagnetic torque and energy losses of three-phase induction motors when powered by a regulated single-phase voltage
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2022) Shurub, Yu. V.; Vasilenkov, V. Ye.; Tsitsyurskiy, Yu. L.
Single-phase power supply of induction motors is used in public utilities, in microclimate control systems for remote agricultural consumers, in water supply and pipeline transport systems, etc. In practice, there is the use of induction motors with three-phase stator winding in the conditions of single-phase power supply. Starting and operating capacitors are used to enable their operation when powered by a single-phase network. Problem. There are many fairly accurate methods for calculating the characteristics of an induction motor in asymmetric, including single-phase, modes of operation, but they are based on differential equations, which does not allow to obtain analytical expressions for preliminary analysis and synthesis of such systems. Goal. The purpose of this article is to develop the analytical method of definition of electromagnetic torque and energy losses of voltage-regulated three-phase induction motors working according to the scheme of single-phase inclusion with the phase-shifting capacitor. Methodology. The method is based on the theory of symmetric components and analysis of replacement schemes of induction machine in motor and generator modes. Results. The analysis of the obtained data shows that at a constant value of the phase-shifting capacitor capacity induction motor working according to the scheme of single-phase inclusion has a minimum of losses at one value of slip at different values of supply voltage. Therefore, if you keep this slip constant when the load changes, you can achieve a mode of minimizing losses at a constant value of the capacity, optimal for this slip. This shows that the thyristor voltage regulator can be used as an energy-saving element under variable load, while the capacitance of the phase-shifting capacitor can remain constant when changing the load in a wide range provided that this slip is stabilized. Originality. The developed method allows to obtain analytical expressions for comparative analysis of electromagnetic torque and energy losses of three-phase induction motors powered by a single-phase network at different values of the capacity of the phase-shifting capacitor, supply voltage for different variants of schemes for including three-phase induction motors in a single-phase network. Practical value. Based on the developed analytical method, the optimal parameters of phase-shifting capacitors and rational schemes for including three-phase induction motors in a single-phase network can be determined.
Математичне моделювання реостатно-реакторного пуску асинхронних двигунів з фазним ротором
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2022) Маляр, Василь Сафронович; Гамола, Орест Євгенович; Мадай, Володимир Степанович; Васильчишин, Іванна Іванівна
Розроблено математичні моделі, методи і алгоритми аналізу пускових режимів і статичних характеристик асинхронних двигунів з фазним ротором. В розроблених алгоритмах математична модель двигуна подана диференціальними рівняннями, складеними для електричних контурів в системі ортогональних координат. Математичною основою розроблених алгоритмів розрахунку статичних характеристик є розв’язування нелінійних систем скінченних рівнянь електричної рівноваги методом Ньютона в поєднанні з методом продовження по параметру, а пускових режимів – числове інтегрування нелінійних систем диференціальних рівнянь електромеханічної рівноваги. Елементами матриці Якобі в розроблених алгоритмах є власні і взаємні диференціальні індуктивності електричних контурів, які визначаються на основі характеристик намагнічування основним магнітним потоком, а також потоками розсіювання контурів ротора і статора, що дає змогу здійснювати розрахунок з урахуванням насичення магнітопроводу двигуна. Розроблені програми і алгоритми мають високу швидкодію і дають змогу здійснювати проектний синтез пускових активних і реактивних опорів в колі ротора з метою забезпе- чення закону зміни електромагнітного моменту під час пуску, який відповідає роботі системи електроприводу в заданих технологічних умовах, а також здійснювати мікропроцесорне керування в динамічних режимах.
Гармонійний аналіз комбінованої схеми однофазного включення асинхронного електроприводу з тиристорним керуванням
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2020) Шуруб, Юрій Вікторович; Цицюрський, Юрій Леонтійович
Розроблено узагальнену для різних варіантів з`єднання силової частини електроприводу з тиристорним керуванням математичну модель комбінованої схеми однофазного включення асинхронного двигуна із змінною структурою силової частини та постійною ємністю фазозміщуючого конденсатора. Проведено порівняльний гармонійний аналіз струмів та моментів двигуна та визначено фактори, що впливають на енергоефективність електроприводу, при різних схемах включення силової частини.
Сравнение энергопотребления различными электродвигателями, работающими в составе насосного агрегата
(Национальный технический университет "Харьковский политехнический институт", 2020) Гоман, Виктор Валентинович; Ошурбеков, Сафарбек Хосабекович; Казакбаев, Вадим Маратович; Прахт, Владимир Алексеевич; Дмитриевский, Владимир Алексеевич
Цель. Сравнительный анализ энергопотребления электродвигателей разных типов и классов энергоэффективности в электроприводе центробежного насоса мощностью 2,2 кВт системы водоснабжения с дроссельным регулированием. Сравнивались синхронные электродвигатели с прямым пуском и постоянными магнитами на роторе класса энергоэффективности IE4 и асинхронные электродвигатели классов энергоэффективности IE4 иIE3 различных производителей. Методика. Расчет энергопотребления проводился на основе данных насоса и электродвигателей, предоставляемых производителями, и включал в себя расчет энергопотребления центробежным насосом в типовом рабочем цикле, предполагающем работу с пониженными нагрузками в течение продолжительного времени. Результат. Получены расчетные данные по суточному и годовому энергопотреблению рассмотренных электродвигателей в типовом рабочем цикле насоса, годовая стоимость электроэнергии исходя из среднеевропейского тарифа, экономия в денежном выражении относительно наихудшего электродвигателя из рассмотренных. Практическое значение. Показано, что выбор электродвигателя по КПД при номинальной нагрузке, то есть фактически на основе присвоенного в соответствии со стандартом IEC 60034-30-1 класса энергоэффективности IE, не приводит к минимальному энергопотреблению центробежного насосного агрегата с переменной подачей в течение типового рабочего цикла. Также показано, что применение в насосных агрегатах с переменным расходом синхронных электродвигателей с прямым пуском и постоянными магнитами класса IE4 в ряде случаев приводит к большему энергопотреблению, чем применение асинхронных электродвигателей класса IE4, а иногда и класса IE3. Таким образом, при выборе класса энергоэффективности электродвигателя как для насосного агрегата, так и для любого другого механизма, работающего значительное время при пониженных нагрузках, следует проводить расчет энергопотребления на основании данных о типовом рабочем цикле либо экспериментальных данных. При этом существующий подход, основанный на определении индекса энергетической эффективности EEI, не дает информации об экономии электроэнергии в натуральном и стоимостном выражениях, в отличие от описанного в работе подхода. При выборе электродвигателя по принципу действия следует учитывать помимо энергопотребления, то, что синхронные электродвигатели с постоянными магнитами имеют большую стоимость, чем асинхронные электродвигатели, имеются трудности их запуска при значительном моменте инерции, а получение магнитов из редкоземельных металлов сопряжено со значительным экологическим ущербом.
Математична модель електротехнічного комплексу для приводу головних циркуляційних помп ядерного реактора ВВЕР-1000 атомних електричних станцій
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2019) Василів, Карл Миколайович; Мазуренко, Леонід Іванович
Створено засоби комп’ютерного дослідження режимів роботи асинхронних двигунів головних циркуляційних помп ядерного реактора ВВЕР-1000 АЕС. Розроблено математичну модель електротехнічного комплексу: «Синхронний турбогенератор енергоблоку АЕС – електрична мережа енергосистеми – два трансформатори власних потреб – чотири асинхронні двигуни» у фазних координатах, орієнтовану на явні методи чисельного інтегрування системи диференціальних рівнянь. На базі математичної моделі розроблено програмне забезпечення, призначене для дослідження електромагнітних і електромеханічних процесів системи асинхронних двигунів головних циркуляційних помп ядерного реактора ВВЕР-1000 в режимах: оперативного перемикання включно з пуском і вибігом, переходу на резервне живлення, самозапуску двигунів з вибігом турбогенератора і без його вибігу. Виконано дослідження процесів системи асинхронних двигунів в режимі оперативного перемикання під час їх живлення від турбогенератора та встановлено основні закономірності їх перебігу в якісному та кількісному співвідношенні.
Imitation model of a high-speed induction motor with frequency control
(NTU "KhPI", 2017) Pliugin, V.; Petrenko, O.; Grinina, V.; Grinin, O.; Yehorov, A.
Purpose. To develop the imitation model of the frequency converter controlled high-speed induction motor with a squirrel-cage rotor in order to determine reasons causes electric motor vibrations and noises in starting modes. Methodology. We have applied the mathematical simulation of electromagnetic field in transient mode and imported obtained field model as an independent object in frequency converter circuit. We have correlated the simulated result with the experimental data obtained by means of the PID regulator factors. Results. We have made the simulation model of the high-speed induction motor with a squirrel-cage rotor speed control in AnsysRMxprt, Ansys Maxwell and Ansys Simplorer, approximated to their physical prototype. We have made models modifications allows to provide high-performance computing (HPC) in dedicated server and computer cluster to reduce the simulation time. We have obtained motor characteristics in starting and rated modes. This allows to make recommendations on determination of high-speed electric motor optimal deign, having minimum indexes of vibrations and noises. Originality. For the first time, we have carried out the integrated research of induction motor using simultaneously simulation models both in Ansys Maxwell (2D field model) and in Ansys Simplorer (transient circuit model) with the control low realization for the motor soft start. For the first time the correlation between stator and rotor slots, allows to obtain minimal vibrations and noises, was defined. Practical value. We have tested manufactured high-speed motor based on the performed calculation. The experimental studies have confirmed the adequacy of the model, which allows designing such motors for new high-speed construction, and upgrade the existing ones.
Analysis of the special features of the thermal process in an induction generator at high saturation of the magnetic system
(НТУ "ХПИ", 2017) Chenchevoi, Vladimir; Romashykhin, Iurii; Romashykhina, Zhanna; Al-Mashakbeh, Atef S.
Development of the method for the assessment of the thermal operation modes of an autonomous electrical power system with an induction motor, aiming at improvement of the reliability of electricity supply and the quality of electric energy. Induction generator mathematical modeling taking into account the magnetic system saturation was used in the research. A heat model taking into account the excess of the temperature of the induction generator units in the mode of high saturation was developed. The obtained results were compared with the experimental data. The paper contains the solution to the problem of improvement of the mathematical models and methods for steel losses determination in there search of the operation modes of an autonomous uncontrolled induction generator taking into consideration the properties of the magnetic system in the mode of high saturation. The expression for determination of steel losses in the mode of high saturation is obtained. It enables the assessment of the induction generator thermal condition. The analytical dependence for the calculation of the steel losses in the mode of magnetic system saturation has been obtained for the first time. The obtained expression for the calculation of the steel losses can be used for determination of the admissible time of generator operation at overload. It will allow avoiding broken winding insulation and complete use of the generator overload capacity. As a result, it will reduce possible irregularities of electricity supply due to the generator preliminary cutoff.
Механічні характеристики трифазних асинхронних двигунів при однофазному живленні
(НТУ "ХПІ", 2016) Маляр, Василь Сафронович; Маляр, Андрій Васильович
Запропоновано метод розрахунку механічних характеристик трифазних асинхронних двигунів, які живляться від однофазної мережі. Обертове магнітне поле створюється завдяки вмиканню послідовно в одну фазу конденсаторів. Задача розв’язується як крайова у трифазній нерухомій системі координат. В математичній моделі двигуна враховується насичення магнітопроводу та витіснення струму.
Задатчик інтенсивності для пристрою плавного пуску електродвигуна заглибного насоса
(НТУ "ХПІ", 2010) Лобов, В'ячеслав Йосипович; Лобова, Карина Віталіївна
Розглядається задача побудови задатчика інтенсивності для формування зміни кута відкривання тиристорів регулятора напруги. Це дозволяє змінювати по складній траєкторії напругу живлення на статорі електродвигуна заглибного насосу, забезпечуючи цим потрібний час плавного прискорення обертання ротора. Для реалізації задатчика інтенсивності апаратними засобами автоматизації надано блок-схему, а програмним шляхом – математичні вирази.
Унифицированные модели элементов систем электроснабжения на основе уравнений в фазных координатах
(НТУ "ХПИ", 2015) Веприк, Юрий Николаевич; Небера, Ольга Алексеевна
В статье рассматриваются методы математического моделирования элементов электрических систем, которые основаны на составлении систем дифференциальных уравнений и их решении методами численного интегрирования. Представлены дискретные уравнения электрических машин в системе координат d-q-0 и в системе фазных координат. Предложен алгоритм моделирования отдельных элементов электрических систем для разработки математической модели систем электроснабжения в переходных режимах.