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 63

A refined mathematical model of physical processes in a conductor at a high-current pulse discharge
(Харківський національний університет міського господарства імені О. М. Бекетова, 2021) Bajda, Yevgen I.; Pantelyat, Michael G.
A novel mathematical model describing physical processes during the flow of an aperiodic pulse current with amplitude of 100 kA along a conductor with a circular cross-section is proposed and investigated. It is shown how a short-term electric discharge of an aperiodic shape affects the distribution of the current density in the cross-section of the conductor, causing its nonuniform heating and the appearance of significant thermal forces as well as mechanical stresses and strains. Based on the developed mathematical model, the relationship between electromagnetic, thermal and mechanical phenomena is shown, allowing a deeper understanding of the multiphysics processes taking place. The maximum values of the current density are calculated, which on the surface of the conductor reach values of 47 kA/mm2, while the temperature rise of a copper conductor with a diameter of 2.44 mm is no more than 80ºC at high temperature gradients, which causes the appearance of thermal stresses that have value (40–50)% of the value of the short-term strength limit of electrical copper. Utilization of this model allows to more accurately determine the required conductor cross-section based on the characteristics of electromagnetic, thermal and mechanical processes. It is shown that the simplified model (the condition for the uniform distribution of the current over the cross-section) gives significantly underestimated values of temperatures and does not take into account temperature deformations.
Метод динамічних параметрів для математичного моделювання комутаційних процесів запирання вентилів напівпровідникових перетворювачів
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2022) Василів, Карл Миколайович
Розроблено метод математичного моделювання вентильних перетворювачів частоти (ВПЧ) на підставі аналізу природи виникнення і закономірностей протікання інверсного струму вентилів під час їх запирання застосуванням динамічних параметрів вентилів, якими слугують послідовно з’єднані індуктивність та активний опір, що змінюються відповідно до закономірності динаміки концентрації носіїв електричних зарядів в структурах напівпровідників (базах, емітерах та p-n переходах). Врахування наявності інверсного струму напівпровідникових вентилів істотно підвищує рівень адекватності математичного моделювання ВПЧ довільної структури і призначення та в довільних режимах їх роботи включно з несиметричними та аварійними перехідними електромагнітними процесами електротехнічних комплексів з ВПЧ не лише на проміжку часу комутації (запирання) вентилів, але й в продовж всього часу моделювання.
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.
Влияние геометрии материала катушки на параметры электромагнитной силы индукционно-динамического механизма
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2020) Байда, Евгений Иванович
В статье исследована математическая модель быстродействующего индукционно-динамического механизма в цилиндрической системе координат, катушка которого в виде ряд концентрических колец математически представлена спиралью Архимеда. Целью статьи является проверка математической модели и исследование работы индукционно-динамического механизма в зависимости от геометрических размеров медной ленты, которой намотана катушка и числа витков. Проведенные расчеты показывают, что одним из основных факторов, влияющих на работу индукционно-динамического механизма, является сечение ленты, которое не должно быть меньше определенного значения. Причем, высота ленты, в определенных пределах, слабо влияет на быстродействие индукционно-динамического механизма. В процессе моделирования было установлено, что для каждого определенного сечения медной шины существует оптимальное количество рядов намотки, при котором значение импульса силы максимально.
Характеристики трогания моностабильного актуатора
(Національний гірничий університет, 2013) Байда, Евгений Иванович; Выровец, Сергей Валерьевич
Purpose. To approbate the mathematical model of nonstationary electromagnetic field calculation in nonlinear, non-uniform, conductive medium taking into account the rotor motions of the polarized monostable actuator with permanent magnets, and to determine the starting parameters depending on the storage capacitor’s voltage value. Methodology. We have applied the mathematical simulation of electromagnetic field in nonlinear, conductive, movable medium taking into account the equation of the electrical field of the coil and motion dynamics of the movable elements. We have correlated the simulated result with the experimental data obtained by means of the polarized monostable actuator model. Findings. We have developed the mathematical model for calculation of the nonstationary electromagnetic field in the polarized bistationary actuator taking into account the equation on-off electric circuit coil and equation of motion of reduced mass armature. We have obtained the dynamic characteristics of the monostable actuator vacuum switch of medium voltage. This allows us to examine the parameters of the switch response based on the received mathematical model and to design actuators according to the specification, and to choose optimal parameters of construction and reduce substantially the time and expenses needed for the models. Originality. For the first time, we have carried out the integrated research of the monostable actuator with permanent magnets based on the combined equation calculation of electromagnetic field in non-uniform, non-linear conductive medium taking into account the armature transfer, electric line equation and movement. Practical value. We have manufactured the actuator models based on the performed calculation. The experimental studies have confirmed the adequacy of the model which allows designing such actuators for new construction of switches and upgrade the existing ones.
Исследование динамических характеристик асинхронных двигателей в электроприводах с согласующими трансформатором и редуктором
(Национальный технический университет "Харьковский политехнический институт", 2019) Петрушин, Виктор Сергеевич; Плоткин, Юрий Романович; Еноктаев, Ростислав Николаевич; Прокопенко, Никита Сергеевич
Рассмотрено использование разработанных алгоритмов для моделирования динамических режимов двух асинхронных двигателей в электроприводах, работающих на определенную циклограмму нагрузки, при включении согласующих трансформатора и редуктора. Учтено непостоянство параметров схем замещения двигателей, связанное с изменением насыщения магнитных цепей и вытеснением токов в обмотках роторов. Получены и сопоставлены динамические характеристики токов и мощностей, потребляемых двигателями. Зависимости КПД и коэффициента мощности двигателей позволили определить среднециклические энергетические показатели. Найдены массогабаритные и стоимостные показатели вариантов электроприводов, что дало возможность, при известных среднециклических энергетических показателей приводов, рассчитать среднециклические приведенные затраты электроприводов. Обоснована возможность выбора лучшего варианта привода по вышеуказанным показателям, а также по минимуму потерь электроэнергии за год.
Побудова RBF-метамоделей структур збудження рухомого концентричного вихрострумового перетворювача
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2019) Гальченко, Володимир Якович; Трембовецька, Руслана Володимирівна; Тичков, Володимир Володимирович
Розроблено програмне забезпечення для розрахунку розподілу густини вихрових струмів в зоні контролю накладного вихрострумового перетворювача із врахуванням ефекту швидкості за "точними" електродинамічними математичними моделями. Розроблено програмне забезпечення для формування точок плану експерименту із використанням ЛПτ-послідовностей, що дозволило здійснювати відбір планів з рівномірним заповненням точками гіперпростору пошуку. Для нерухомого та рухомого накладних вихрострумових перетворювачів створено нейромережеві метамоделі на радіально-базисній функції Гауса. Оцінено адекватність та інформативність отриманих метамоделей накладних вихрострумових перетворювачів. Результати дослідження можуть бути використані при синтезі рухомих накладних вихрострумових перетворювачів із апріорі заданим розподілом густини вихрових струмів в зоні контролю.
Усовершенствованная математическая модель индукционно-динамического привода автоматического выключателя
(НТУ "ХПИ", 2008) Литвиненко, Виктория Владимировна; Лупиков, Валерий Сергеевич; Середа, Александр Григорьевич
Предложена усовершенствованная математическая модель индукционно-динамического привода автоматического выключателя. Модель представлена системой интегро-дифференциальных уравнений, повышающих точность описания электромагнитных и механических процессов в приводе автоматического выключателя за счет учета динамической индуктивности подвижного элемента.
Електрогенератор в системі рекуперації енергії механічних коливань транспортних засобів
(НТУ "ХПІ", 2018) Васьковський, Юрій Миколайович; Пода, Михайло Валерійович; Кошикар, І. В.
У статті розглядається система рекуперації енергії механічних коливань транспортних засобів в корисну електроенергію, яка накопичується в акумуляторній батареї. Одним з основних елементів такої системи є електрогенератор, який перетворює механічну енергію коливань шасі транспортного засобу в електричну енергію. Також розглянута проблема вибору та оптимізації конструкції і параметрів генератора. З огляду на особливості функціонування транспортного засобу найбільш доцільним типом генератора в такій системі є синхронний генератор з постійними магнітами, який має суттєві конструктивні відмінності від традиційних синхронних машин з постійними магнітами. Критерієм оптимізації генератора є максимальна величина діючого значення ЕРС, яка індукується в обмотці статора. За результатами моделювання на основі польової математичної моделі отримано сукупність значень узагальнених коефіцієнтів, які характеризують оптимальну геометрію генератора.
Электромеханические процессы в линейном импульсно-индукционном электромеханическом преобразователе с подвижным индуктором и двумя якорями
(НТУ "ХПИ", 2018) Болюх, Владимир Федорович; Кочерга, Александр Иванович; Щукин, Игорь Сергеевич
Разработана математическую модель, которая описывает электромеханические процессы в линейном импульсно-индукционном электромеханическом преобразователе с подвижным индуктором, взаимодействующим со стационарным якорем (СЯ) и подвижным якорем (ПЯ), ускоряющим исполнительный элемент. Установлено влияние высот якорей на электромеханические процессы в преобразователе. Если высота СЯ в два раза больше высоты ПЯ, то на индуктор в начальный момент времени действуют электродинамические усилия (ЭДУ), прижимающие его к СЯ и перемещение индуктора начинается с задержкой 0,35 мс. Если высота ПЯ в два раза больше высоты СЯ, то на индуктор в начальный момент времени действуют ЭДУ, отталкивающие его от СЯ, и его перемещение начинается с задержкой 0,1 мс. Если высоты СЯ и ПЯ равны, то до момента времени 0,15 мс на индуктор практически не действуют ЭДУ и перемещение индуктора начинается с задержкой 0,25 мс. Установлены комбинации геометрических параметров якорей, при которых действуют как наибольшие, так и наименьшие импульсы ЭДУ. Наибольшие скорости развивает наиболее низкий ПЯ, причем высота СЯ на них практически не влияет. С увеличением массы исполнительного элемента происходит увеличение токов в активных элементах преобразователя и уменьшение скоростей индуктора и ПЯ. При этом максимальные значения ЭДУ, действующих на индуктор, уменьшаются, а на якоря – увеличиваются.