Вісник № 26 том 1

Постійне посилання колекціїhttps://repository.kpi.kharkov.ua/handle/KhPI-Press/38403

Переглянути

Зараз показуємо 1 - 20 з 24

18-пульсный выпрямитель с электронным сдвигом фаз и согласующим автотрансформатором
(НТУ "ХПИ", 2018) Сокол, Евгений Иванович; Замаруев, Владимир Васильевич; Бутова, Ольга Анатольевна; Войтович, Юрий Сергеевич
Для снижения гармонических искажений входного тока, применяются многопульсныевыпрямители, требующие наличия фазосдвигающих трансформаторов либо автотрансформаторов. Исключение электромагнитных фазосдвигающих устройств при сохранении малых гармонических искажений входного тока и получении близкого к единице коэффициента мощности, возможно при использовании электронного сдвига фаз. В статье рассмотрены принципы построения многопульсных выпрямителей с электронным сдвиг фаз, который осуществляется средствами самого выпрямителя: введением положительных и отрицательных углов управления. В этом случае, для выравнивания токов отдельных выпрямителей может применяться как повышение напряжения на входе выпрямителей, работающих с большими углами управления, так и понижение входного или выходного напряжения выпрямителей, работающих с меньшими углами управления. Проведено сравнение выпрямителей с использованием повышающих и понижающих автотрансформаторов. Получены данные об установленной мощности автотрансформаторов, мощности потерь. Приведены результаты теплофизического моделирования.
Comparative study interleaved inverter with boost stage and active decoupling circuit
(НТУ "ХПІ", 2018) Fesenko, A. P.; Matushkin, O. O.; Husev, O. O.
Google little box challenge competition attracted high interest to problem of size and cost reducing of the converter as a part of photovoltaic power supply system. One of the ways is find a proper topology of the inverter. Selected for analyze solution is interleaved inverter. The assumption is made that the energy in passive component is in proportion through the inductor current. The reducing of the energy in passive component is expected for the selected solution. Selected schema consists of three main functional blocks. The first one is parallel boost converter with interleaving of switch control signal. The second part is an active decoupling circuit. Its main role is reducing of power pulsation on input of the inverter. And the third part is single phase interleaved inverter with output LCL filter. For estimation of energy reducing conventional solution also was considered. As conventional solution boost full bridge inverter with active decoupling circuit was selected. It consists of the same functional parts without interleaving switch control signals. The main goal of this paper was the definition and presentation the efficiency of boost interleaved inverter with active decoupling circuit in field of size and value optimization for inductors. Two models are made for simulation of both schemas. As simulation environment PSCAD version 4.5 is used. Both schemas have the same parameters: input voltage 150 V, output power 1 kW, switching frequency 50 kHz.
Flexible thin films for solar cells based on cadmium sulfide
(НТУ "ХПІ", 2018) Zaitsev, R. V.; Khrypunov, M. G.; Kirichenko, M. V.; Khrypunova, I. V.
For the purpose of creation of the economic, suitable for large-scale application technology of formation of a layer of wide-scale "window", for thin-film photo-electric converters on the basis of sulfide and telluride of cadmium the pilot studies of temperature effect of a deposition of the films of sulfide of cadmium received by method of magnetron dispersion on a direct current on their optical properties and crystalline structure were conducted. By method of a two-channel optical spectroscopy it is established that a deposition of films of sulfide of cadmium at a temperature of 160 °C allows to form layers with a width of forbidden region of 1,41 eV that approaches value, characteristic of monocrystals, and the density of the photon flux passing through a cadmium sulfide layer in a spectral interval of a photosensitivity of telluride of cadmium at the level of 37,0 W·nm·cm².
Matlab модель генератора ЭКГ сигнала на основе частотного преобразования
(НТУ "ХПИ", 2018) Шишкин, Михаил Анатольевич; Бутова, Ольга Анатольевна; Фетюхина, Людмила Викторовна; Ахиезер, Елена Борисовна; Дунаевская, Ольга Игоревна
Предложен метод построения Matlab/Simulink модели генератора электрокардиографического сигнала на основе анализа частотного спектра и формирования соответствующих компонент, реализующих суперпозицию сигналов необходимых гармонических составляющих. Целью работы является синтез такого блока с изменяемыми параметрами, который бы мог использоваться в качестве источника сигнала при имитационном моделировании различных кардиологических систем. В ходе работы были получены решения, позволяющие генерировать кардиографический сигнал наиболее часто встречающихся патологий, моделировать вариабельность сердечного ритма и влияние наиболее распространённых помех.
Анализ влияния высших гармоник на потери мощности в системах электроснабжения
(НТУ "ХПИ", 2018) Плахтий, Александр Андреевич
В статье представлены результаты исследований влияния высших гармоник тока на сопротивление сети, потери мощности, а также КПД системы электроснабжения. На основании уравнений Бесселя первого рода представлены зависимости активного сопротивления сети от частоты высшей гармоники при влиянии скин эффекта. Установлено, что кроме влияния скин эффекта, высшие гармоники обуславливают дополнительные потери, обусловленные увеличением среднеквадратического значения тока, представлена зависимость дополнительных потерь мощности в сети от коэффициента гармонических искажений тока. Установлено, что высшие гармоники тока сети, вызванные импульсной нагрузкой, вызывают большие потери в сети, нежели высшие гармоники от источника питания.
Аналіз формування вартісно-цільової стратегії електроспоживання підприємств залізорудної галузі України
(НТУ "ХПІ", 2018) Сінчук, Ігор Олегович
Досліджено засади моделювання стратегії раціонального електроспоживання для гірничорудних підприємств залізорудної галузі України. Обґрунтовано нові підходи до використання методів математико - статистичних аналізу, модифікованих відповідно до галузевих особливостей. Для оцінювання невідомих величин за результатами спостережень, що містять випадкові помилки, застосовується метод найменших модулів. Імплементація отриманих результатів дозволила провести всебічний аналіз рівнів споживання електроенергії та запровадити відповідні заходи в напряму енергоефективності підприємств гірничорудного комплексу.
Апаратно-програмний комплекс контролю фізіологічних параметрів для поліграфічних досліджень
(НТУ "ХПІ", 2018) Мещанінов, Сергій Карміновіч; Нельга, Анатолій Тимофійович
Проаналізовані існуючі апаратно-програмні комплекси детекції брехні людини, що обстежується. Розглянуті технології знімання і обробки фізіологічних сигналів для відстежування фізіологічних реакцій людини в умовах сприйняття емоційно значущої інформації. Запропонований варіант використання безконтактного методу на основі мікроелектронного магнітного датчика реєстрації параметрів кровотока з метою контроля змінювання психоемоційного стану людини, що обстежується на поліграфі. Запропонований алгоритм виявлення порушення контакту "шкіра пацієнта – електрод", що дало змогу значно поліпшити надійність дії відповідного каналу контактного знімання біосигналів.
Асимметричный согласующий DC/DC преобразователь для систем электроснабжения с накопителями электрической энергии
(НТУ "ХПИ", 2018) Ивахно, Владимир Викторович; Замаруев, Владимир Васильевич; Стысло, Богдан Александрович; Блинов, Андрей Борисович
В статье описывается новая топология и алгоритм управления ключами обратимого двухзвенного преобразователя постоянного напряжения с трансформаторной развязкой. Высоковольтное первичное звено содержит входной дроссель и является инвертором тока, низковольтное – инвертором напряжения с нагрузкой – батарейной системой накопления энергии или аккумуляторной батареей. Схема коммутатора ИТ – мостовая, ключи анодной группы – двухквадрантные без обратной блокирующей способности (IGBT с обратным диодом), ключи катодной группы – четырехквадрантные (встречно-последовательно соединенные IGBT с обратным диодом). Для режима передачи энергии от инвертора напряжения к инвертору тока описан алгоритм управления ключами (алгоритм разделенной коммутации), обеспечивающий включение в нулях напряжения и емкостное снабберное выключение ключей инвертора напряжения и выключение в нулях тока и индуктивное снабберное включение ключей инвертора тока.
Вплив високочастотних втрат у реальному накопичувальному дроселі транзисторних перетворювачів при застосуванні безфільтрового методу зменшення кондуктивних завад
(НТУ "ХПІ", 2018) Гурін, Віктор Костянтинович; Павловський, Володимир Олександрович; Юрченко, Олег Миколайович; Твердохліб, Юрій Олександрович
Розглянуто вплив високочастотних втрат реального накопичувального дроселя (НД) на ємність компенсувального конденсатора (КК) у схемі компенсації паразитної ємності перетворювачів, яка зумовлює проникнення несиметричних кондуктивних завад від перетворювачів в електромережу. Одержано вираз для оптимального значення ємності КК, яке забезпечує мінімізацію напруги несиметричної завади від перетворювача, а також перевірено та підтверджено правильність одержаного виразу. Показано, що оптимальна ємність КК не залежить від високочастотних втрат НД.
Вплив ємності кола навантаження електричної моделі на характер електромагнітних процесів
(НТУ "ХПІ", 2018) Бойко, Валерій Степанович; Сотник, Микола Іванович
Досліджується характер електромагнітного процесу в схемі електричної моделі електромеханічної системи мережі водопостачання з насосом Д 2000-100. Параметри елементів електричної моделі, побудованої на способі створення електричної моделі відцентрового насоса, відповідають номінальному робочому режиму системи і використані при числовому розрахунку. Частина кола навантаження електричної моделі, яке моделює спіральний відвід насоса, складається з послідовно з'єднаних активного опору і індуктивності, до яких підімкнений паралельно ємнісний елемент. Спільна робота діодів двох сусідніх фаз електричної моделі розглядається як перший етап комутації. З дослідження електромагнітних процесів на цьому етапі отримано характеристичне рівняння кола. Розрахунок його коренів показав, що залежно від співвідношення між параметрами (R₁, L₁, С₁) елементів вихідної вітки електричної моделі електромеханічної системи мережі водопостачання, характер перехідного електромагнітного процесу може бути аперіодичним чи коливальним. Такий же висновок отримано при аналізі характеристичного рівняння, яке відповідає другому етапу комутації ˗ коли в роботі залишається лише один діод. Результати електричного моделювання електромагнітних процесів у електричній моделі ЕМС, наведені у публікації, свідчать про важливість величини ємності спірального відводу насоса для підвищення енергетичної ефективності технологічного процесу водопостачання.
Динамика моментного управления электромеханической системы ВЭУ с аэродинамическим мультиплицированием
(НТУ "ХПИ", 2018) Алексеевский, Дмитрий Геннадиевич; Алексеев, Александр Геннадиевич; Панкова, Ольга Олеговна; Турышев, Константин Олегович; Таранец, Андрей Викторович; Шмалий, Сергей Леонидович
Целью работы является определение зависимостей величины кратковременных превышений мощности на выходе ветроэнергетической установки с аэродинамическим мультиплицированием, возникающих в ходе электромеханических переходных процессов при применении моментного способа управления, от характеристик электромеханической системы и ветрового потока. Решение поставленной задачи проводилось с использованием модельного эксперимента. В качестве инструмента исследования в работе была использована математическая модель электромеханической системы ветроэнергетической установки с аэродинамическим мультиплицированием. В результате получены временные зависимости отклика моделей в виде временных зависимостей мощности на выходе электромеханической системы ВЭУ. Полученные зависимости могут быть использованы при выборе параметров электрооборудования ВЭУ с аэродинамическим мультиплицированием и моментным управлением.
Забезпечення електромагнітної сумісності в локальних електричних мережах
(НТУ "ХПІ", 2018) Шидловський, Анатолій Корнійович; Жаркін, Андрій Федорович; Новський, Володимир Олександрович; Капличний, Недь Микитович; Козлов, Олександр Валентинович; Малахатка, Денис Олександрович
Розглянуто основні аспекти розробки принципів побудови параметричних та регульованих фільтросиметруючих пристроїв, а також гібридних фільтрокомпенсуючих перетворювачів на їх основі для забезпечення електромагнітної сумісності навантажень та комплексного покращення якості напруги в локальних системах електропостачання (ЛСЕП) зі штучною нейтраллю. Запропоновані трифазні мережі зі штучними нульовими точками можуть бути ефективно застосовані для створення ЛСЕП з відокремленим від основної мережі контуром для протікання струмів нульової послідовності основної та вищих частот, що дозволяє комплексно поліпшити якість напруги на затискачах відповідальних навантажень, забезпечити їхню електромагнітну сумісність, а також підвищити надійність електропостачання у ЛСЕП при виконанні вимог стандартів з ЕМС та ПУЕ.
КПД трехфазных систем электроснабжения с двунаправленным потоком энергии
(НТУ "ХПИ", 2018) Жемеров, Георгий Георгиевич; Тугай, Дмитрий Васильевич; Котелевец, Сергей Валерьевич; Берчук, Иван Вадимович
Получены аналитические соотношения, позволяющие рассчитать максимально возможный и реальный коэффициент полезного действия трехфазных трехпроводных систем электроснабжения с двунаправленным потоком энергии. Показано, что даже при высоких значениях КПД в однонаправленных прямом и обратном потоках, общий КПД двунаправленной системы электроснабжения может оказаться незначительным. Корректность полученных соотношений проверена при помощи компьютерной Matlab-модели трехфазной системы электроснабжения с силовым активным фильтром.
Метод количественной оценки поглощенной низкоинтенсивного электромагнитного применяемого в фототерапии
(НТУ "ХПИ", 2018) Куличенко, Вячеслав Викторович; Томашевский, Роман Сергеевич
В работе проведено исследование распределения низкоинтенсивного электромагнитного излучения видимого диапазона в кожных покровах человека, для задач количественной оценки и прогноза ожидаемого эффекта процедуры фототерапии. Проведен анализ источников видимого электромагнитного излучения, используемом в фототерапевтической аппаратуре, учитывающий их светотехнические и энергетические характеристики. На основании биофизических моделей эпидермиса, дермы и слоя подкожной жировой клетчатки синтезирована оптическая модель кожного покрова человека, учитывающая физические особенности каждого слоя. На основе метода Монте-Карло разработана и реализована вероятностная модель поведения потока фотонов в слоях кожного покрова, зависящая от длины волны излучения. Разработанная модель позволяет учитывать индивидуальные особенности кожного покрова: толщин каждого из слоев, количество меланина, интенсивности кожного кровотока. Исследования данной модели позволили получить диаграммы поглощения/прохождения излучения в зависимости от длины волны для каждого слоя и всего кожного покрова. Полученные данные исследований позволили определить зависимости коэффициента отражения при изменении длины волны и угла наклона падающего пучка фотонов, а также коэффициента поглощения различными слоями кожи и карту распределения плотности поглощенной мощности излучения в пределах каждого слоя на различных длинах волн электромагнитного излучения.
Модальний регулятор привода переміщення електрода дугової сталеплавильної печі
(НТУ "ХПІ", 2018) Хрєстін, Роман Миколайович
В роботі розглянуто питання керування дугової сталеплавильної печі. Розрахунки проводяться на основі лінеаризованої математичної моделі системи печі. Складено матричну форму представленої моделі в змінних стану. Порівняння результатів матричних обчислень з біноміальним розподілом Ньютона дозволило розробити структуру керуючого модального регулятора. Проведено порівняне моделювання дій систем дугової сталеплавильної печі, що керуються класичним та модальним регуляторами. Порівняння показало, що використання розробленого модального регулятора дозволяє мінімізувати величину перерегулювання та тривалість перехідного процесу при випадкових зрушеннях режиму плавки.
Нелінійне керування вихідною напругою альтернативного джерела живлення в однофазній неавтономній мережі
(НТУ "ХПІ", 2018) Мисак, Тарас Володимирович
Об`єктом дослідження є джерело синусоїдальної напруги, яке має в своєму складі сонячну панель, перетворювач частоти з ШІМ та вихідним LC-фільтром і нелінійний однофазний вихідний трансформатор з додатковим фільтром на виході, підключений до однофазної неавтономної мережі споживача. Проведено пониження порядку афінної нелінійної сингулярно-збуреної системи диференціальних рівнянь, яка описує це джерело. Градієнтний метод отримання функції Ляпунова дав можливість застосувати нелінійну стратегію скалярного керування. Наводяться результати моделювання з урахуванням обмежень, які впливають на можливість реалізації отриманої стратегії нелінійного керування.
Перспективные полупроводниковые материалы для использования в силовой электронике
(НТУ "ХПИ", 2018) Критская, Татьяна Владимировна; Быткин, Сергей Витальевич
Технологии высокотемпературных и радиационно-стойких силовых полупроводниковых приборов (СПП) используют структуры на основе SiC, GaN. Мировой рынок дискретных силовых приборов в 2024 г. предположительно составит ~ $23 млрд., доля приборов на основе кремния ≅87%. Предложены методы специального легирования монокристаллов CZ-Si и обработки, повышающей механические свойства Si, а также радиационную и термическую стабильность СПП на основе CZ-Si.
Повышение качества выходного квазисинусоидального напряжения в мостовом инверторе
(НТУ "ХПИ", 2018) Колосов, Валерий Иванович; Васечко, Евгений Викторович
Исследована возможность снижения уровня высших гармоник в спектре и улучшения формы выходного квазисинусоидального напряжения в мостовом инверторе путём деформации кривой формы фронтов трапецеидального напряжения полумостовых преобразователей. Предложено обобщенное аналитическое выражение функции формы фронтов трапецеидального напряжения, обладающее способностью видоизменения функции параметром деформации. Проведен анализ влияния параметра деформации и длительности фронтов на условия селективного подавления гармоник, ближайших к основной. Определено оптимальное сочетание значений этих параметров, позволяющее достичь полного подавления высших гармоник и формирования теоретически идеальной синусоидальной формы в выходном напряжении инвертора. Приведены графические зависимости, позволяющие найти компромисс между спектральным составом выходного напряжения инвертора и динамическими потерями в элементах коммутации. Теоретический анализ подтвержден результатами экспериментальной проверки.
Підвищення надійності функціонування автоматів освітлення мак при неякісній електроенергії
(НТУ "ХПІ", 2018) Пилипчук, Володимир Петрович; Ширяєв, Валерій Семенович; Сиченко, Віктор Григорович; Косарєв, Євген Миколайович; Малиш, Сергій Миколайович
Питання впровадження енергозберігаючих технологій в освітлені, особливо в умовах безперервного зростання вартості електроенергії, актуальне і може суттєво знизити споживання електроенергії. Витрата електроенергії на цілі освітлення може бути помітно знижен а досягненням оптимальної роботи освітлювальної установки в кожен момент часу. Домогтися найбільш повного і точного обліку наявності денного світла, так само як і обліку присутності людей, можна, застосовуючи засоби автоматичного управління освітленням. Принцип дії цих пристроїв ґрунтувався на повному або частковому вимкнені освітлювального навантаження при перевищенні природної освітленості заданого рівня. Автоматичне управління освітленням дозволяє знизити поточну потужність освітлення, а також виключити можливість роботи освітлення в неробочий час за керівними сигналами На сьогоднішній день розроблена та застосовується велика гамма модифікацій засобів автоматичного управління освітленням в різноманітних сферах народного господарства. В той же час, досвід експлуатації даних пристроїв показав, що в умовах різкозмінних тягових навантажень виникають збої в роботі, пов’язані з недостатньо стійкою роботою блоків живлення. Тому в роботі проведено аналіз якості напруги живлення автоматів освітлення та запропоновані шляхи модернізації джерел живлення комутаторів освітлення серії МАК для забезпечення надійної і безперебійної роботу в умовах значних коливань напруги мережі живлення на залізниці.
Системи накопичення енергії на основі застосування потужних двонапрямлених перетворювачів
(НТУ "ХПІ", 2018) Жаркін, Андрій Федорович; Новський, Володимир Олександрович; Мартинов, В'ячеслав Володимирович; Пазєєв, Андрій Георгійович; Палачов, Сергій Олександрович; Руденко, Юрій Володимирович
Розглянуто основні аспекти побудови сучасних систем накопичення електроенергії (СНЕ) на основі застосування потужних двонапрямлених напівпровідникових перетворювачів, а саме підвищувально-понижувального перетворювача постійної напруги і трифазного перетворювача напруги (трифазного інвертора), що застосовують у СНЕ з різними типами джерел електроенергії, такими, як зовнішня електрична мережа енергосистеми, джерела відновлюваної енергетики та ін. Наведено результати розрахунків роботи двонапрямленого трифазного інвертора у складі уніфікованого інверторного модуля потужністю 300 кВт, що призначений для побудови багатомодульних СНЕ значної потужності.