Вісники НТУ "ХПІ"
Постійне посилання на розділhttps://repository.kpi.kharkov.ua/handle/KhPI-Press/2494
З 1961 р. у ХПІ видається збірник наукових праць "Вісник Харківського політехнічного інституту".
Згідно до наказу ректора № 158-1 від 07.05.2001 року "Про упорядкування видання вісника НТУ "ХПІ", збірник був перейменований у Вісник Національного Технічного Університету "ХПІ".
Вісник Національного технічного університету "Харківський політехнічний інститут" включено до переліку спеціалізованих видань ВАК України і виходить по серіях, що відображають наукові напрямки діяльності вчених університету та потенційних здобувачів вчених ступенів та звань.
Зараз налічується 30 діючих тематичних редколегій. Вісник друкує статті як співробітників НТУ "ХПІ", так і статті авторів інших наукових закладів України та зарубіжжя, які представлені у даному розділі.
Переглянути
11 результатів
Результати пошуку
Документ Підвищення ефективності асинхронних двигунів(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2024) Коваленко, Михайло Анатолійович; Ткачук, Ігор Валерійович; Коваленко, Ірина Яківна; Перепелиця, Олександр Сергійович; Кришньов, Олег Олександрович; Тітов, Єгор ОлександровичВ даній роботі розглядається метод поліпшення коефіцієнту корисної дії і коефіцієнту потужності в асинхронному двигуні. Коефіцієнт потужності – це відношення активної потужності до повної потужності яку споживає електрична машина. Цей коефіцієнт показує яка частина енергії іде на виконання роботи, а яка просто розсіюється в машині в вигляді тепла. Для аналізу в роботі використовується стандартний розрахунок асинхронного двигуна, такі розрахунок використовують для проектування електричних двигунів масового використання, на базі яких проведено модулювання фізичних процесів в середині активної частини машини, за допомогою чисельних математичних моделей, для розрахунку індукцій в магнітопроводі, а також шляхів проходження ліній магнітної індукції.Документ Огляд двигунів для важких дронів(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2024) Коваленко, Михайло Анатолійович; Ткачук, Ігор Валерійович; Коваленко, Ірина Яківна; Жук, Сергій Олександрович; Кришньов, Олег Олександрович; Перепелиця, Олександр Сергійович; Тітов, Єгор ОлександровичСтаття присвячена огляду двигунів, використовуваних у важких дронах. Розглядаються основні типи двигунів, їх принципи роботи, переваги та недоліки. В статті досліджується широкий спектр електродвигунів, таких як безщіткові DC (безколекторні) двигуни, що є основними компонентами у сучасних квадрокоптерах. Також розглядаються різновиди двигунів, їхні технічні характеристики, а також застосування в конкретних моделях квадрокоптерів. Ця стаття допоможе краще зрозуміти особливості різних типів двигунів та їх вплив на функціональність і продуктивність квадрокоптерів.Документ Динамічна модель магнітної передачі(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2024) Коваленко, Михайло Анатолійович; Ткачук, Ігор Валерійович; Коваленко, Ірина Яківна; Жук, Сергій Олександрович; Кришньов, Олег ОлександровичВ роботі проведено дослідження безконтактного електромеханічного перетворювача енергії із постійними магнітами, що відомий як магнітна передача. Магнітні передачі мають певні конструктивні переваги порівняно із механічними передачами, а саме: висока надійність, ефектив-ність, менші втрати, безконтактна передача механічної потужності, відсутність витрат на технічне обслуговування, простота конструкції. Особливо актуальним є використання магнітних передач для систем перетворення низькопотенційної механічної енергії в електричну: енер-гія вітру, енергія води, енергія механічних коливань і т.ін. Застосування магнітних редукторів в автономних вітрових електростанціях може бути більш перспективним з економічної та технічної точок зору порівняно з традиційними механічними передачами. Розроблено чисельну імітаційну математичну модель магнітної передачі із постійними магнітами. Використання магнітної передачі, наприклад, для автономних вітроелектричних систем дозволяє підвищити надійність роботи таких установок, зменшити експлуатаційні витрати та підвищити ефектив-ність їх роботи. В аварійних режимах роботи використання магнітної передачі дозволяє уникнути руйнувань або аварійних зупинок роботи електрообладнання. Розроблена імітаційна модель магнітної передачі враховує пульсації електромагнітного моменту через дискретну струк-туру магнітної передачі та зміну параметрів моделі при зміні вхідного моменту: пульсацій, втрат в магнітному осерді та постійних магнітах, зміну кута навантаження та передавального електромагнітного моменту. Особливістю розробленої моделі системи магнітної передачі є те, що зміна навантаження електроджерела електричної енергії а призводить до зміни робочої точки на механічній характеристиці ротора вітро-установки. І навпаки, при зміні параметрів вітру змінюються вихідні параметри джерела електричної енергії: потужність, напруга, струм та електромагнітний момент.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 Математичне моделювання гібридного магнітного редуктора для автономної вітроустановки малої потужності(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2023) Чумак, Вадим Володимирович; Коваленко, Михайло Анатолійович; Коваленко, Ірина Яківна; Ткачук, Ігор ВалерійовичВ традиційних вітрових турбінах для передачі крутного моменту використовується механічний редуктор. Цей пристрій перетворює малу швидкість обертання лопатей вітрової турбіни у високу швидкість обертання валу генератора. Механічні коробки передач відрізняються низькою надійністю. Вони складаються з обертових шестерень, весь крутний момент між якими передається через контакт зубів в одній точці, що супроводжується тертям. Магнітні мультиплікатори ефективніші за зубчасті редуктори. Вони не містять деталей, що зношуються, і мають відносно високу щільність крутного моменту. Модулятор перетворює магнітне поле між внутрішнім і зовнішнім ротором, за рахунок чого змінюється швидкість обертання. Цей пристрій має ряд переваг перед механічною коробкою передач - взаємодія між обертовими елементами (передача крутного моменту) відбувається по всій їх площі, при цьому шестерні механічних коробок передач сприймають все передане зусилля в одній точці контакту між собою. Актуальним напрямком є дослідження автономних вітроустановок, побудованих на основі магнітних редукторів. Це дозволить знизити експлуатаційні витрати, підвищити ефективність перетворення енергії вітру в електричну та підвищити надійність роботи вітроустановки в цілому. Метою роботи є розробка двовимірної польової математичної моделі гібридного магнітного редуктора для оцінки його параметрів та характеристик і проведення оптимізації його геометричних розмірів. Генератор з вбудованим магнітним мультиплікатором є об'єктом даного дослідження. Магнітний мультиплікатор під час роботи створює обертове магнітне поле, яке можна використовувати для індукції ЕРС в обмотці генератора. Такий генератор компактніший за редукторний привід, тому такий варіант обрано в якості прототипу в даному дослідженні. Розроблено геометричні моделі гібридного генератора з магнітним редуктором та розроблено числові польові математичні моделі для аналізу його параметрів і характеристик. Проведено аналіз електромагнітного поля та характеристик базового генератора в програмному комплексі COMSOL Multiphysics, на основі якого проведено оптимізацію його геометричних розмірів для оптимізації масогабаритних показників.Документ Експериментальне дослідження універсального високошвидкісного колекторного двигуна змінного струму(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2023) Чумак, Вадим Володимирович; Коваленко, Михайло Анатолійович; Коваленко, Ірина Яківна; Ткачук, Ігор ВалерійовичКолекторні двигуни змінного струму потужністю від десятка до сотень ват мають широке застосування в електроприводах гнучких виробничих систем, промислових роботів, систем автоматики і транспортних засобів. Найбільш поширеним є використання універсальних колекторних електродвигунів змінного струму. Універсальними їх називають тому, що вони можуть працювати як від мережі змінного, так і постійного струму. Вони мають можливість плавно змінювати швидкість обертання приводу – його валу, який приводить у рух виконавчий механізм. Актуальним напрямком є проведення експериментальних досліджень універсальних колекторних двигунів змінного струму, які використовуються в якості приводу ручного електроінструменту. Це проводиться за рахунок використання спеціально розробленого експериментального стенду, який враховує особливості роботи таких електродвигунів. Метою роботи є експериментальне дослідження універсального колекторного двигуна змінного струму для оцінки його параметрів та характеристик. Для оцінки параметрів та характеристик такого двигуна приводу ручного електроінструменту розроблено експериментальний стенд, який враховує високу швидкість обертання вихідного валу приладу та дозволяє плавно змінювати навантаження для отримання робочих характеристик. В якості об'єкта дослідження використовується ручний електроінструмент всесвітньо відомого виробника Makita, модель GA5030. Конструктивно привідний двигун є колекторною машиною змінної напруги з послідовним збудженням. Регулювання швидкості обертання таких двигунів здійснюється за рахунок зміни напруги живлення, що подається на двигун. Розроблено структуру експериментального стенду по дослідженню високошвидкісних універсальних колекторних машин, проведено підбір всіх комплектуючих та праведно монтаж стенду, згідно з розробленою принциповою електричною та монтажною схемою. За допомогою розробленого стенду знято робочі характеристики досліджуваного двигуна Р1, Іа, η, cosϕ, n, М= f(Р2). Досліджуваний двигун відповідає заявленим характеристикам. Величина номінального ККД знаходиться в межах 36% при досить великому значенні коефіцієнта потужності cosϕ≈0,98.Документ Корекція вихідної потужності генератора безмультиплікаторної вітроелектроустановки при дискретних та випадкових значеннях швидкості вітру(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2022) Чумак, Вадим Володимирович; Островєрхов, Микола Якович; Коваленко, Михайло Анатолійович; Головко, Володимир Михайлович; Коваленко, Ірина ЯківнаОсновним перетворювачем механічної енергії вітру в електричну у вітроустановках є електричний генератор. Як правило, в таких системах ви-користовуються синхронні генератори із постійними магнітами на роторі. Головним недоліком такого конструктивного виконання є складність або і практична неможливість регулювати вихідні параметри генератора: напругу, потужність і т.ін. Відомі методи та засоби направлені на вирішення даної задачі відносяться до випадків, коли швидкість вітру є постійною, тобто незмінною. В реальних умовах характер вітру носить мін-ливий характер. Середньорічна швидкість вітру для України коливається в межах ≈ 5-6 м/с. Поточне значення швидкості вітру залежить від погодних умов, часу доби та пори року. Відповідно і характер вихідної потужності генератора буде мати мінливий характер. В даній роботі автори проводять оцінку ефективності корекції вихідної потужності генератора безмультиплікаторної вітроустановоки при дискретних та випадкових значеннях швидкості вітру. Основною енергетичною установкою даного дослідження виступає магнітоелектричний синхронний генератор із двостороннім розташуванням магнітів на роторі та з аксіальним магнітним потоком. Для вирішення поставленої мети розроблено чисельну імітаційну математичну модель системи у складі із безмультиплікаторною вітроустановокою та магнітоелектричним синхронним генератором із двостороннім розташуванням магнітів на роторі та з аксіальним магнітним потоком в програмному пакеті MATLAB-Simulink. Розроблена іміта-ційна модель враховує зміну вихідних параметрів генератора при зміні швидкості вітру і навпаки, система в якій зміна вихідного стану генератора призводить до зміни параметрів ротора вітроагрегату. Мінливість та дискретність швидкості вітру реалізована в системі MATLAB-Simulink шляхом формування сигналів, значення яких в окремі моменти часу є випадковою величиною, розподіленою за нормальним (Гауссовим) законом із заздалегідь заданими параметрами. За допомогою розробленої математичної моделі проведено чисельні імітаційні експерименти, в яких дослі-джувалась ефективність корекції вихідної потужності досліджуваної системи при підключенні статичних конденсаторів до обмотки якоря гене-ратора та при подачі струму на додаткову обмотку магнітоелектричного генератора. При підключенні додаткової підмагнічувальної ємності ≈30 мкФ до затискачів генератора спостерігається збільшення вихідної потужності на ≈5-10%. При подачі напруги на обмотку збудження Uf=8 В спостерігається приріст вихідної потужності генератора ≈30-40% ніж без регулювання. Тому це є більш ефективним способом корекції вихідної потужності магнітоелектричного генератора. Розроблену математичну модель можливо використовувати в подальших дослідженнях для синтезу закону керування додатковою обмоткою магнітоелектричного генератора для максимально ефективного перетворення механічної енергії вітру в електричну.Документ Comparison of synchronous generators for autonomous gasoline installation system(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2022) Chumaсk, Vadim Vladimirovich; Kovalenko, Mykhaylo; Tkachuk, Ihor; Kovalenko, Iryna YakivnaThere are many power plants like thermal, solar, hydro, nuclear etc. but there are some disadvantage of it like CO2 emission pollution, problem of global warming requirement of fuels cost etc. To avoid such factors we developed system is biomass power plant to meet the demands of electricity and envi-ronment concern day by day price of fuels that fact to which motivate to use renewable energy. Biomass is renewable in nature, carbon neutral and has the potential to provide large productive employment in rural areas. It is considered as one of the promising sources for generation of power / energy using commercially available thermal and biological conversion technologies. The fossil fuels are depleting very fast, it is very important to replace fossil fuels with best alternative fuel modes which will be available for requirement in abundance at the same time if it is ready at one’s disposal is a eminent balance to the environment. The sanctification for this need is the bio mass power plant; on finding the major advantage of bio mass power plant is the fuel which is agricultural waste (rice husk, wood, etc.) segregation available in unnumbered tons around the world. It is very important to utilize this in the context of energy. It is also found that the sulphur content in the biomass is very less when compared with coal. The wood fuels contains very little ash (-1% or less), so increasing the ratio of wood in biomass coal blends can reduce the amount of ash that must be disposed. In biomass power plants, wood waste or other waste is burned to produce steam that runs a turbine to make electricity, or that provides heat to industries and homes. Fortunately, new technologies including pollution controls and combustion engineering have advanced to the point that any emissions from burning biomass in industrial facilities are generally less than emissions produced when using fossil fuels (coal, natural gas, oil), biomass is burned in a combustor or furnace to generate hot gas, which is fed into a boiler to generate steam, which is expanded through a steam turbine or steam engine to produce mechanical or electrical energy. In this paper were performed comparison of traditional synchronous generator with electromagnetic excitation and permanent magnet generator for autonomous gasoline installation system.Документ Електромагнітні редуктори в електромеханічних системах(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2021) Ткачук, Ігор Валерійович; Коваленко, Михайло АнатолійовичВ даний час через подорожчання електроенергії вітрогенератори малої потужності (1-5 кВт) часто використовуються для постачання споживачів електроенергією. У цьому випадку використовуються вітрогенератори як з горизонтальною, так і з вертикальною осями обертання, частота обертання яких при середній швидкості вітру V = 5 ÷ 10 м/с і є досить низькою, і становить приблизно n = 100 - 300 об/хв. Низько швидкісний електрогенератор для вітрогенератора з такою швидкістю обертання з прямим підключенням валу вітрового ротора і електрогенератора має велику кількість полюсів і досягає досить великих розмірів. Тому збільшувальні редуктори (мультиплексори) часто використовуються і дозволяють збільшити швидкість обертання електричного генератора в кілька разів і, тим самим, зменшити масу його активної частини, оскільки електромагнітний момент пропорційний обсягу електричної машини. Однак механічні коробки передач є джерелом додаткового шуму, вимагають досить частого обслуговування та зменшують довговічність вітрогенератора. У даній статті буде використано редуктори на постійних магнітах для вітрогенераторів, які на відміну від механічних редукторів, не створюють додаткових шумів, не потребують змащення, їх довговічність вища, експлуатаційні витрати також значно зменшуються, тоді як магнітний редуктор можна інтегрувати з електричним генератором .Наприклад, при потужності вітрового ротора P = 4 кВт і частоті обертання n = 100-300 об/хв, високошвидкісний електричний генератор і магнітний редуктор мають приблизно в 2 рази меншу загальну масу магнітів і в 1,7 рази меншу загальну масу активних матеріалів (магнітний редуктор + електричний генератор), ніж низько швидкісний багатополюсний зовнішній електрогенератор. Метою дослідження є розробка та впровадження електромагнітного редуктора в електромеханічних системах. Основою таких систем є висококоерцетивні магніти. Для досягнення цієї мети ставлять такі завдання: - літературно-патентний пошук за темою дослідження; - вибір прототипу магнітного редуктора та розрахунок його основних параметрів; - розробка графічних та числових моделей для оцінки ефективності розробленого прототипу; - оптимізація конструкції магнітного редуктора; - розробка системи перетворення механічної енергії з низьким потенціалом в електричну; - прототипування та експериментальні дослідження системи перетворення механічної енергії з низьким потенціалом в електричну.