Досліджено проблему підвищення надійності й ефективності автономного електроживлення сільськогосподарських споживачів. Розглянуто науково-технічні передумови побудови автономних систем електроживлення як комплексу автономних електрогенерувальних установок та технологічного обладнання у сільському господарстві. Установлено закономірності функціонування структурних організацій різнорідних джерел електроенергії та їх впливу на надійнісно-вартісні характеристики. Відзначено, що впровадження результатів досліджень забезпечує комплексне рорзв'язання задач надійного автономного електроживлення сільськогосподарських споживачів, зменшує енергетичні та ресурсні витрати. Розвинуто метод структурно-алгоритмічної оптимізації автономних систем електроживлення з традиційними та поновлюваними джерелами. Доведено, що реалізація автономних систем з заданими функціональними властивостями потребує комплексного оцінювання за показниками надійності та питомої собівартості електроенергії. З використанням результатів дослідження розв'язано прикладні задачі розрахунку показників надійності й ефективності автономних систем електроживлення.

  Скачати повний текст

Об'єкт дослідження: високовольтні напівпровідникові джерела електроживлення газорозрядних технологічних установок, що характеризуються нестабільністю режимів навантаження. Мета роботи: розвиток теорії високовольтних напівпровідникових перетворювачів електроенергії з синхронними несинфазними структурами для підвищення їх динамічних і енергетичних параметрів та стійкості до стохастичних збурень їх режимів при живленні потужних газорозрядних установок. Методи дослідження базуються на фундаментальних положеннях теорії розгалужених нелінійних електричних кіл, застосуванні диференціальних і різницевих рівнянь, методу усереднення в просторі станів, безперервного перетворення Лапласа, Z- і W- перетворень, теорії автоматичного керування та методів чисельного і фізичного моделювання. Теоретичні та практичні результати і новизна: вирішена важлива науково-прикладна проблема розвитку теорії та принципів побудови високовольтних напівпровідникових джерел для потужного газорозрядного обладнання шляхом розроблення ефективних структур таких перетворювачів, систем та алгоритмів керування, математичних моделей та методів їх розрахунку з врахуванням як енергетичних і частотних властивостей джерел електроживлення, так і енергії, що накопичується в вихідних колах напівпровідникових перетворювачів. Предмет і ступінь впровадження: основні результати роботи впроваджені в Інституті електродинаміки НАН України, Інституті електрозварювання імені Є.О. Патона НАН України, ТОВ МК "Антарес" (м. Київ), ТОВ «Електротехімпульс» ( м. Київ), СВП «Київські ТЕЦ» ПАТ «Київенерго». Наукові результати використовуються в навчальному процесі НТУУ «КПІ імені Ігоря Сікорського». Ефективність впровадження: отримано значний техніко-економічний ефект, що полягає в підвищенні показників якості потужних джерел живлення газорозрядних установок (скороченні часу перехідного процесу, підвищенні точності підтримки вихідної напруги або току, підвищення к.к.д.). Сфера використання: джерела живлення потужного газорозрядного обладнання. (див. продовження).^UThe оbject of research: high-voltage semiconductor power supplies for gas-discharge technological installations, which are characterized by instability of load modes. The purpose of research: development of the theory of high-voltage semiconductor converters of electric power with synchronous non-phase structures for increase of their dynamic and power parameters and resistance to stochastic disturbances of their modes at power supply of powerful gas-discharge installations. Methods of research: based on the fundamental provisions of the theory of branched nonlinear electric circuits, the application of differential and difference equations, the method of averaging in the state space, continuous Laplace transform, Z- and W-transforms, the theory of automatic control and methods of numerical and physical modeling. Theoretical and practical results and innovationssolved an important scientific and applied problem of development of theory and principles of construction of high-voltage semiconductor sources for high-power gas-discharge equipment by developing effective structures of such converters, control systems and algorithms, mathematical models and methods of their calculation taking into account both energy and frequency properties and the energy that accumulates in the output circuits of semiconductor converters. A subject degree of introduction: the main results of the work are implemented in the Institute of Electrodynamics of the NAS of Ukraine, LLC «Electrotechimpulse» (Kyiv), LLC «Antares» (Kyiv), SVP "Kyiv CHP" PJSC "Kyivenergo".. Effectiveness of implantation: a significant technical and economic effect was obtained, which consists in improving the quality of powerful power supplies of gas-discharge installations (reducing the transient process time, increasing the accuracy of maintaining the output voltage or current, increasing efficiency). Sphere of use: power sources of powerful gas-discharge equipment.

Об'єкт дослідження: високовольтні системи електророзрядного отримання вуглецевих наноматеріалів з вуглецевмісних газів. Мета роботи: розробка нових принципів побудови високовольтних систем електророзрядної обробки вуглецевмісних газів у міжелектродному проміжку змінної довжини на основі параметричного регулювання біполярної напруги його електропробою та формування в газах регульованих високочастотних біполярних електророзрядних струмів. Методи дослідження теоретичні і експериментальні дослідження, фізичне моделювання, методи математичного аналізу, комп'ютерне моделювання . Теоретичні та практичні результати і новизна: вирішено важливу наукову задачу створення нових принців побудови високовольтних електророзрядних систем обробки вуглецевмісних газів. Визначено взаємозв'язок характеристик високовольтного джерела електроживлення систем електророзрядної обробки вуглецевмісних газів з продуктивністю та питомими енерговитратами електротехнологічного процесу виробництва нановуглецю. Розроблено нові способи, експериментальні високовольтні електротехнічні системи і електророзрядні реактори для синтезу нановуглецю, на які отримано патенти України. Створено ряд високовольтних систем електророзрядної обробки вуглецевмісних газів. Предмет і ступінь впровадження: основні результати роботи впроваджені в ТОВ "Компанія СВІТ". Наукові результати використовуються в навчальному процесі при підготовці фахівців за спеціальністю 151 «Автоматизація та комп'ютерно-інтегровані технології» кафедрою комп'ютеризованих систем управління Навчально-наукового інституту автоматики та електротехніки НУК імені адм. Макарова (м. Миколаїв). Ефективність впровадження: отримано значний техніко-економічний ефект, що полягає в підвищенні показників якості та продуктивності установок електророзрядного отримання вуглецевих наноматеріалів, з унікальними властивостями, з вуглецевмсних газів. Сфера використання: виробництво вуглецевих наноматеріалів.^UThe оbject of research: High-voltage systems of electrodischarge obtaining carbon nanomaterials from carbon-containing gases. The aim of research:is the development new principles of construction high-voltage systems of electrodischarge processing carbon-containing gases in inter-electrode gap with variable length, based on parametric regulation of bipolar voltage of it breakdown and forming regulated high-frequency discharge currents in gases . Methods of research: theoretical and experimental research, physical modeling, mathematical methods, computer modeling. Theoretical and practical results and innovations: the important scientific task of creating new principles for the construction of high-voltage electrodischarge systems for processing carbon-containing gases was solved. The interconnection of the characteristics of the high-voltage power supply of electrodischarge processing of carbon-containing gases with the productivity and specific energy consumption of the electrotechnological process of the production of carbon nanmaterials is determined. New methods, experimental high-voltage electrotechnical systems and electrodischarge reactors for the synthesis of nanocarbon, for which patents of Ukraine have been obtained, are developed. A number of high-voltage systems for electrodischarge processing of carbon-containing gases have been developed. A subject degree of introduction: are used in LLC "Компанія СВІТ". Scientific results are used in the educational process in the education of specialists in the specialty 151 "Automation and Computer-Integrated Technologies" by the Department of Computerized Control Systems of the Institute of Automation and Electrical Engineering of the NUOS named after S. Makarov (Mykolaiv). Effectiveness of implantation: a significant technical and economical effect has been obtained, which is to increase the quality and productivity of the units of electrodischarge synthesis of nanocarbon with the unique properties, from carbon-containing gases. Sphere of use: production of carbon nanomaterials.

  Скачати повний текст

Дисертаційна робота присвячена розробці динамічної тарифікації на основі рівняння економічного балансу та рівнянь, що описують динамічну зміну електротехнічних параметрів системи. Створена динамічна модель поєднує, з одного боку, енергетичні показники енергогенеруючої системи, а з іншого – економічні показники замкненої макроекономічної системи. За допомогою моделі досліджено вплив перехідних процесів генератора на зміну вартісних показників економічної системи, а також виконано прогнозування тарифної ціни для виробників та споживачів електроенергії. За допомогою лінеаризації диференційних рівнянь шляхом розкладання у ряд Тейлора в околі певної обраної точки була створена альтернативна динамічна електро-вартісна модель. Досліджено використання акумулятора при аварійному зменшенні рівня генерованої електроенергії. Запропоновано технічну реалізацію прототипу пристрою розрахунку динамічної вартості одиниці електроенергії на базі мікропроцесора ATmega328p для щосекундного розрахунку вартості базової частини електроенергії. Ключові слова: Мікромережа; локальна генеруюча система; динамічна модель; рівняння Фішера; щосекундна тарифікація; пристрій розрахунку.^UThe thesis is devoted to the development of the method of dynamic tariffing on the basis of the equation of economic balance and the equations describing the dynamic change of electrotechnical parameters of the system. The created dynamic model combines, on the one hand, energy indicators of the energy generating system, and on the other - economic indicators of the closed macroeconomic system. With the help of the model the influence of generator transients on the change of cost indicators of the economic system is investigated, and also the forecast of the tariff price for producers and consumers of the electric power is executed. Author gives a general description of autonomous generating systems, gives the types of equipment in such systems. The existing dynamic models of tariffs are considered and it is determined that for their realization it is necessary to have the ability of flexible and dynamic response. The author noted that the formation of the tariff price should be based on dynamic models, which will include the dynamic nature of the regulation of system capacity and stimulate the relevant desired actions. It is also necessary to take into account the influence of the parameters of transients on the cost of electricity when changing the parameters of the energy generating system. The shortcomings of the existing models are outlined, namely the disregard for the dynamic change of the generated power. Given the proposed approaches to the creation and implementation of dynamic charging by foreign scientists, it is determined that the question of the relevance of developing a model of flexible dynamic pricing for electricity consumers is relevant. The second section presents the relevance of creating flexible dynamic tariffication for local systems, which will provide an adequate tariff price for electricity. The duration of the generator transients has a direct impact on the economic parameters of the isolated system, i.e., the deviation of the real tariff price for electricity from the accepted static value set in the existing model of hourly tariffication. It was created a mathematical model that combines the electrical and economic parameters of an isolated power generation system with a diesel generator, and allows you to calculate the dynamic change in the tariff price with a dynamic change in the level of generated power, or vice versa. The algorithm for dynamic per - second tariffing allows to control and adjust certain values in the specified network parameters. The originality of the obtained calculation expression for the dynamic per-second estimate of the cost of the base part of energy (W∙sec) with small deviations relative to the point of rest, the algorithm for calculating the cost of the base part of the energy for some energy islands was confirmed by obtaining a certificate of registration of copyright in scientific work "Application of prosumers at the local level Smart Grid and taking into account the algorithm of dynamic tariffication" in co-authorship with M. V. Rybiy № 101337 of December 21, 2020. A study of the impact of macroeconomic parameters of the system on the change of its cost indicators and the duration of the transition process is done. By linearizing the differential equations by decomposing into a Taylor series in the vicinity of a certain selected point, an alternative dynamic electro-cost model was created. The use of the accumulator at emergency reduction of power level of the diesel generator is investigated. The author proposes a technical implementation of a prototype of a calculation device based on the ATmega328p microprocessor for per second calculation of the cost of the basic part of electricity. The work of the prototype of a smart electricity meter is also modeled on the example of two power generators. Keywords: Microgrid; local generating system; dynamic model; Fisher's equation; per second billing; calculation device.

Досліджено багатофазні імпульсні перетворювачі (БІП) з регулюванням за широтно-імпульсним методом (ШІМ) з силовими каналами (СК) знижуючого, підвищуючого й інвертуючого типів для пристроїв електроживлення та систем електропостачання телекомунікаційних систем. Розроблено математичну модель електричних процесів перетворювачів постійної напруги, що узагальнена щодо трьох зазначених типів схем силових каналів і режимів роботи перетворювача, яка дає змогу проводити розрахунки електричних, енергетичних і конструктивних параметрів перетворювача. Розроблено методику, алгоритми та програмне забезпечення для дослідження електричних процесів і енергетичних параметрів перетворювачів постійної напруги (ПЕЕ) модульної структури. Досліджено основні параметри модульних імпульсних ПЕЕ з СК зазначених типів, виконано порівняльну оцінку показників якості ПЕЕ з однофазним і багатофазним принципами функціонування. Розроблено методику та програмне забезпечення для автоматизованого проектування БІП за критерієм мінімального обсягу у разі максимального значення коефіцієнта корисної дії, що сприяє практичній реалізації пристроїв даного класу з поліпшеними масогабаритними показниками (більш високою питомою потужністю).

  Скачати повний текст

Удосконалено метод глибокого регулювання потужності й обгрунтовано принципи побудови енергоефективних електротехнічних систем високочастотної індукційної термообробки металів (ЕТС ВІТОМ) у разі зміни електричних параметрів навантаження та централізованого електроживлення декількох установок. Визначено умови виникнення критичних резонансних режимів (перенапруг основної та другої гармонік, неоднозначності регульованої характеристики) у системі індукційної обробки металів на базі двомостового резонансного інвертора з протифазним підключенням мостів до навантаження. Розроблено спосіб стабілізації параметрів ЕТС ВІТОМ для обмеження перенапруг основної та вищих гармонік, зривів інвертування та забезпечення однозначності регульованої характеристики за умов зміни параметрів навантаження. Визначено співвідношення параметрів реактивних елементів у системі з резонансним мостовим інвертором за умови реалізації максимальної потужності в навантаженні та розширення допустимого діапазону зміни його опору. Одержано нові залежності для визначення оптимальних параметрів ЕТС ВІТОМ, зменшення нестабільності їх режимів, зривів інвертування та перенапруг на навантаженні за рахунок використання блоків рекуперації електричної енергії. Розроблено математичні моделі ЕТС ВІТОМ з тиристорними резонансними мостовими інверторами та пристроями, що забезпечують адаптацію до нелінійних змін електричних параметрів навантаження у широких межах.

  Скачати повний текст

Модифіковано метод розрахунку розподілу електромагнітного поля короткохвильового діапазону, створюваного дротами, які розміщені в середовищі з перешкодами. Синтезовано дротово-бездротові системи, що забезпечують ефективний розподіл енергії електромагнітного поля. Для розрахунку амплітудно-фазового розподілу струму вздовж електричних дротів, розміщених у середовищі з перешкодами, запропоновано модифікувати метод наведених електрорушійних сил. За цього в обчисленнях враховуються не тільки прямі хвилі, що відповідають вільному простору, але й відбиті, переломлені та дифракційні, які виникають за умов поширення електромагнітних сигналів усередині приміщень. Для розрахунку розподілу енергії електромагнітного поля всередині будинків використано хвилеводну модель, модифіковану для випадку розподілених дротових випромінювачів. Розроблено алгоритм розрахунку електромагнітного поля, випромінюваного лініями електроживлення всередині приміщення. Проведено числові й експериментальні дослідження розподілів струму й електромагнітного поля ліній електроживлення з різною геометричною конфігурацією за умов середовища з перешкодами. Синтезовано дротово-бездротову систему, що використовує лінії електроживлення. Запропоновано практичні рекомендації щодо побудови таких систем стосовно розташування окремих пристроїв для забезпечення вимог стосовно електромагнітної сумісності, розміщення місць обслуговуючого персоналу.

  Скачати повний текст

Розвинуто теоретичні засади енергоефективного керування системою електроживлення локального об'єкта за принципами комбінації централізованої та децентралізованої стратегій, ієрархічного розподілу електротехнічних пристроїв і мінімізації вартісних витрат користувача. Розроблено новий математичний апарат спектрального та вейвлет-перетворень дискретних функцій m-ічного аргументу в орієнтованому базисі, що дозволяє здійснювати аналіз дискретних функцій керуючих сигналів, завадозахищене передавання даних і прогнозування характеристик електроспоживання локального об'єкта з підвищеною точністю та швидкодією у порівнянні з відомими спектральними методами та вейвлет-перетвореннями, наприклад, Фур'є, Хартлі, Уолша, Хаара, Добеші. Запропоновано електровартісні моделі виробництва, споживання, загальної рівноваги й економіки добробуту, які передбачають врахування електротехнічних параметрів пристроїв локального об'єкта та вартісних факторів, що дозволяє здійснювати керування з мінімізацією вартісних витрат користувача.

  Скачати повний текст

Об'єкт дослідження: процес моніторингу енергозабезпечення та прогнозування часу польоту БПЛА. Мета роботи: розробка комп'ютеризованої системи моніторингу постачання та споживання електроенергії для забезпечення безаварійного польоту БПЛА. Методи дослідження: методи математичного моделювання під час ідентифікації коефіцієнтів моделі процесу розряду; методи емпіричних досліджень при проведенні експериментальних випробувань; методи планування експерименту при розробці методики проведення багатофакторного експерименту; методи дедуктивного аналізу для формулювання гіпотез щодо припустимих температур функціонування ПАДЕ; методи імітаційного моделювання при побудові фізико-хімічної моделі ЛПАБ та побудови системи прийняття рішень з використанням нечіткої логіки. Теоретичні та практичні результати і новизна: удосконалено метод моніторингу стану ПАДЕ, що діє під навантаженням на основі оптимального з точки зору критеріїв мінімальної та достатньої кількості, набору контрольованих параметрів та з урахуванням реальної розрядної характеристики; удосконалено імітаційну модель літій-полімерного ПАДЕ, яка враховує особливості протікання фізико-хімічних процесів та вплив зовнішніх факторів, що дозволило обґрунтувати можливість застосування запропонованого методу моніторингу для оцінки реального стану ЛПАБ; вперше розроблено придатну, за критерієм обчислювальної складності, в комп'ютеризованій системі моніторингу математичну модель процесу розряду ПАДЕ, яка дає можливість прогнозувати залишковий ресурс акумулятора при польоті БПЛА і формулювати рекомендації щодо подальших дій; вперше розроблено метод прийняття рішення в комп'ютеризованій системі моніторингу стану ПАДЕ, що базується на математичному апараті нечіткої логіки; вперше розроблено структуру комп`ютеризованої системи моніторингу електрозабезпечення БПЛА, яка базується на контролі вихідної напруги ЛПАБ її температури та швидкості і напряму вітру, із функцією прогнозування залишкового часу польоту БПЛА для формулювання рекомендацій щодо продовження або припинення його польотного завдання; розроблено методику проведення експериментальних досліджень динамічного розряду ПАДЕ під дією стандартного для БПЛА корисного навантаження; вперше розроблено методику для статистичного оцінювання точності результатів нетипових вимірювань відповідно до вимог міжнародних стандартів, що дозволило побудувати адекватні моделі і підвищити достовірність прогнозування ресурсу ЛПАБ; на основі проведених теоретичних та експериментальних досліджень розряду ЛПАБ під дією реального навантаження та факторів впливу при польоті БПЛА, розроблена методика прогнозування залишкового часу польоту останнього, яка визначає залишковий ресурс ПАДЕ, що служить базисом для формулювання рекомендацій щодо виконання польотного завдання; на основі розробленого методу моніторингу електрозабезпечення БПЛА сформульовані вимоги до складу і точності елементів вимірювальних каналів та обчислювальних компонентів системи моніторингу. Предмет і ступінь впровадження: використовуються на Державному підприємстві «Оризон-Навігація», на кафедрі аеронавігаційних систем Національного авіаційного університету та кафедрі інформаційно-вимірювальної техніки КПІ ім.Ігоря Сікорського. Ефективність впровадження: отримано значний техніко-економічний ефект, що полягає в підвищенні показників достовірності прогнозування ресурсу акумуляторних батарей для БПЛА. Сфера використання: системи моніторингу при польоті безпілотний літальних апаратів та моніторинг електроживлення інших технічних об'єктів, що використовують літій-полімерні акумулятори.^UThe object of research: the process of monitoring the energy supply and forecasting the flight time of UAVs. The purpose of research: To develop a computerized system for monitoring the supply and consumption of electricity to ensure the unmanned UAV flight. Methods of research: methods of mathematical modeling in the identification of the coefficients of the model of the discharge process; methods of empirical research in conducting experimental tests; methods of experiment planning in the development of a technique for conducting a multifactorial experiment; deductive methods for formulating hypotheses regarding acceptable LPAB temperatures; methods of simulation modeling in the construction of the physico-chemical model of the LPAB and the construction of the decision-making system using fuzzy logic. Theoretical and practical results and innovations: the method of monitoring the condition of the AB, under load, based on the optimal from the point of view of the criteria of minimum and sufficient quantity, a set of controlled parameters and taking into account the real discharge characteristic, has been improved; the simulation model of lithium-polymeric AB was improved, which took into account the peculiarities of the physicochemical processes and the influence of external factors, which made it possible to substantiate the possibility of using the proposed monitoring method to evaluate the real state of the LPAB; For the first time, a mathematical model of the AB discharge process has been developed in the computerized monitoring system that is suitable for the criterion of computational complexity, which makes it possible to predict the residual battery life during the flight of UAVs and to formulate recommendations for further actions; for the first time a decision-making method has been developed in a computerized system for monitoring the state of AB, based on a mathematical apparatus of fuzzy logic; for the first time the structure of a computerized UPS power supply monitoring system based on the control of the output voltage of the UAV of its temperature and wind speed and direction, with the function of predicting the UAV's residual flight time to formulate recommendations for the continuation or termination of its flight task; developed a method for conducting experimental studies of the dynamic discharge of AB under the influence of standard UAV payload; for the first time a methodology for statistical estimation of the accuracy of the results of atypical measurements in accordance with the requirements of international standards was developed, which allowed to build adequate models and increase the accuracy of forecasting of the LPAB resource; on the basis of the theoretical and experimental researches of the discharge of LAB under the influence of real load and factors of influence during the flight of UAV; developed a methodology for predicting the flight time of the latter, which determines the residual AB resource, which serves as a basis for formulating recommendations on the flight task; on the basis of the developed method of monitoring the power supply of UAV, requirements for the composition and accuracy of the elements of the measuring channels and the computing components of the monitoring system are formulated. A subject degree of introduction: used at the State Enterprise "Arizona-Navigation", the Department of Aeronautical Systems of the National Aviation University and the Department of Information and Measurement Technique National Technical University of Ukraine “Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute”. Effectiveness of implantation: obtained a significant technical and economic effect, which is to increase the reliability of the prediction of battery life for UAVs. Sphere of use: flight monitoring systems for unmanned aerial vehicles and power monitoring of other technical facilities using lithium-polymer batteries.

У дисертаційній роботі розв'язано актуальну наукову задачу розробки математичної моделі високочастотних магнітних ключів та її інтеграції в обчислювальне середовище для автоматизації проектування джерел вторинного електроживлення.Обґрунтовано для моделі вихідної характеристики МК представлення лекальним методом фрагментами синусоїдальних функцій, що суттєво знизило її обчислювальну складність та лягло в основу комп'ютерної моделі високочастотних МК. Запропоновано та обґрунтовано реалізацію моделі МК з допомогою цифрових технологій, а саме – її представлення у вигляді цифрового мікроконтролера. Обґрунтовано принцип масштабування моделі та вибір параметрів АЦП вхідної та ЦАП вихідної напруг МК, що забезпечило інтеграцію моделі МК у обчислювальні середовища для САПР радіоелектронних кіл. Така інтеграція забезпечує скорочення часу проектування ДВЕЖ за рахунок автоматизації процесу вибору параметрів високочастотних МК.^UIn current thesis a topical scientific task of high-frequency magamp switches mathematical model development and its integration into computer-aided design (CAD) programmes for magamp power converters design automation is solved. Such power converters are widely used in biomedical, space, lighting engineering, computer and IT technologies, transport systems, cellular network stations, office equipment, etc. Power supplies design automation is provided with computer aided design (CAD) programmes for electric circuits.In the dissertation the author proposes and reasons a representation of the high-frequency magamp switch model as a component with an output characteristic in a shape of a hysteresis loop. For the first time it is proposed and reasoned to represent the model of magamp switch output characteristic with the decomposition of magamp switch output current and voltage signals into trigonometric Fourier series. It allowed representing the hysteresis of magamp switch output current and voltage with the sum of sinusoids of different frequencies and amplitudes. An approach to modeling magamp switch output characteristic with fragments of sine functions (curve fitting method) was proposed and investigated for a sine function of one given frequency. It significantly decreased model's computational complexity. A computer model of high-frequency magamp switch output characteristic was developed based on its mathematical model. There was reasoned the use of a digital sine generator, that consists of discreet digital components, as the prototype of its structure, that provided the integration of the mathematical model into CAD computational environments. In contrast to the existing models, whose realization requires a large number of high-quality data, its input parameters, in particular saturation magnetic inductance Bs and coercive force Hc, are defined for every magamp switch core type and are available in datasheets. Based on the proposed magamp switch output characteristic computer model, a new magamp switch computer model was built. Its realization based on a digital microcontroller, with the further integration into CAD programme computational environment, was suggested and reasoned. Since magamp power converters are analogue devices, and the developed magamp switch computer model is realized with digital technologies, there was a need for magamp switch input voltage analogue-to-digital conversion (ADC), and its output voltage digital-to-analogue conversion (DAC). The principle of model's scaling, and the choice of input voltage ADC and output voltage DAC parameters was reasoned. It allowed magamp switch model integration into computational environments for CAD programmes for electric circuits. Design automation of power converters based on magamp switches was provided, hence the time required for their design was decreased.The environment for computer modeling of devices based on magamp switches was further developed, compared to its former version, gaining an integrated realization of the magamp switch computer model. An experimental magamp switch B-H characteristic was obtained to verify the developed magamp switch model. For this purpose, an experimental electric circuit with high-frequency magamp switch was built and investigated. Absolute error ε and mean-square deviation σ between modeled data and experimental results were calculated.Automation of magamp power converters design enhances development of new topologies. Within the framework of this research there were developed a power inverter, controlled power supply with ac output, and pulse dc voltage stabilizer, where the magamp switch operates along full hysteresis loop. There was developed dc voltage stabilizer, where magamp switch operates along partial hysteresis loop. This topology was implemented in State Scientific Technical Enterprise TEKHAS-K.The representation of high-frequency magamp switch output characteristic's mathematical model with fragments of sine functions (curve fitting method), and its computer realization with digital technologies provided the integration of magamp switch computer model into the computational environment of CAD programmes for electric circuits. This provided the automation of magamp power converters design that decreased its time, computational complexity, allowed the choice of magamp switch parameters without its necessary manual testing, enhanced development of new power converters topologies and series production of multichannel power supplies and power converters with high load current, and it is a topical and important practically useful result of the dissertation research.

Вирішено науково-прикладну проблему розробки методів математичного моделювання (ММ) складних електротехнічних комплексів (СЕТК) і систем та на їх підставі математичних моделей для аналізу електромагнітних і електромеханічних процесів, які відбуваються в автономних системах (АС) електроживлення на базі асинхронізованого генератора (АГ) з безконтактним каскадним модульованим збуджувачем, що функціонує на основі модуляції напруги. Описано методи, теоретична концепція яких передбачає подальший розвиток теорії ММ електромашино-вентильних систем щодо підвищення числової стійкості базового методу даної теорії (методу вузлових потенціалів), урахування взаємних зв'язків структурних елементів у математичних моделях СЕТК і систем різного призначення та підвищення рівня адекватності ММ вентильних перетворювачів частоти (ВПЧ). Наведено метод вузлових уточнень струмів, який допомагає моделювати довготривалі процеси СЕТК і систем з компенсуванням властивої базовому методу похибки неузгодженості струмів у вузлах схеми, яка спричинена записом матриці інциденції для похідних струмів, що передбачено першим законом Кірхгофа. Запропоновано метод квазікомбінованих схем, який допомагає моделювати розрив електричних гілок ВПЧ за постійної структури системи рівнянь електричної рівноваги, що підвищує рівень адекватності математичних моделей, перетворювачів і систем. Розроблено математичні моделі АС електроживлення на базі АГ з безконтактним каскадним модульованим збуджувачем. Проаналізовано електромагнітні та електромеханічні процеси АС щодо її працездатності.

  Скачати повний текст

Розроблено методи та технічні засоби для підвищення ефективності систем електроживлення феросплавних печей. На підставі розроблених комплексу комп'ютерних моделей і проведених теоретичних та експериментальних досліджень запропоновано удосконалені схеми електроживлення феросплавних печей з тиристорно-контакторними пристроями регулювання напруги під навантаженням (РПН) в електропічних трансформаторах. Розроблено алгоритми й схеми керування тиристорними комутаторами. Моделі реалізовано у середовищі Matlab/Simulink, на основі яких досліджено електромагнітні процеси у системах електроживлення з урахуванням параметрів розподілу електричної енергії у ванні печі. Результати наукового дослідження впроваджено у промислову експлуатацію.

  Скачати повний текст

Розглянуто питання розвитку теорії побудови інваріантних систем перетворювання параметрів електроенергії з багаторазовою модуляцією. На основі теоретичних досліджень розроблено й обгрунтовано узагальнену динамічну модель багатофункціональних перетворювачів, основи квадріплексного перетворення в гіперкомплексному форматі до аналізу перетворювальних систем з багаторазовою модуляцією. Досліджено принципи організації та алгоритми керування багатофункціональними перетворювачами, що забезпечують задані характеристики функціонування та високу якість вихідної електроенергії за умови впливу координатно-параметричних збурень.

  Скачати повний текст

Проведено огляд існуючих конструкцій ґрунтообробних мотоблоків. Обґрунтовано спосіб електроживлення мотоблока. Визначені параметри регулювання, що впливають на енергетичні та техніко-економічні показники мотоблока, а також на конструктивне виконання та параметри тягового електродвигуна. Обґрунтовано та розроблено систему керування електродвигуном привода ґрунтообробного мотоблока. Отримано структурно-функційну схему керування та виконано синтез спостережника швидкості електродвигуна приводу електромотоблока. Теоретично і експериментально досліджено параметри і режими роботи ґрунтообробного мотоблока. Проведено багатофакторний експеримент. Отримані рівняння регресії дають можливість оцінити вплив параметрів електрифікованого мотоблока на енерговитрати при основних видах обробітку ґрунту. Приведено техніко-економічні показники ефективності впровадження електрифікованого ґрунтообробного мотоблока.^UThe review of existing designs of tillage motoblocks is carried out. The method of power supply of the motoblock is substantiated. The control parameters that affect the energy and technical and economic performance of the motoblock, as well as the design and parameters of the traction motor are determined. The control system of the electric motor of the drive of the tillage motoblock is substantiated and developed. The structural-functional control scheme is obtained and the synthesis of the speed monitor of the electric motor of the motoblock drive is performed. The parameters and modes of operation of the tillage motoblock are theoretically and experimentally investigated. A multifactorial experiment was performed. The obtained regression equations make it possible to estimate the influence of the parameters of the electrified motoblock on energy consumption in the main types of tillage. The technical and economic indicators of efficiency of introduction of the electrified tillage motoblock are resulted.

Одержано нові співвідношення для визначення в одно- та багатофазних колах складових додаткових втрат електроенергії (складових потужності Фризе), які визначаються різними факторами, обумовленими дією циклічної зміни параметрів елементів та режимами роботи системи в даних колах. Сформульовано залежності для розрахунку складових додаткових втрат електроенергії, що відбивають реальні фізичні процеси перетворення енергії в інші види та конкретні особливості структури системи електроживлення з перетворювачами електроенергії. Одержано нові аналітичні залежності складових додаткових врат електроенергії від коефіцієнтів пульсацій напруги та струму. Розроблено алгоритми аналізу на базі рівнянь змінних стану наближеної оцінки енергетичних процесів, розрахунку електромагнітних процесів у схемах з циклічно змінними параметрами навантаження, а також з урахуванням періоду технологічного процесу.

  Скачати повний текст

Удосконалено теорію побудови систем резервного електроживлення з дизель-генераторами. Розроблено способи підвищення енергоефективності таких систем шляхом застосування напівпровідникових перетворювачів. Розглянуто можливості оптимізації роботи системи у разі змінного навантаження за критерієм мінімізації витрат палива на базі розробленого алгоритму динамічної ідентифікації сталої часу дизель-генератора. Показано, що покращання режимів роботи системи електроживлення досягається використанням фільтрокомпенсувальних пристроїв і комбінованих матричних перетворювачів з постійною та змінною вхідними напругами. З'ясовано, що застосування систем з подвійним живленням і запропонованого алгоритму керування матричним перетворювачем обумовлює формування практично синусоїдної форми струму з нульовим фазовим зсувом відносно напруги, що відповідає еквівалентному активному навантаженню й усуває проблеми коливань кута ротора за перехідних та усталених режимів. Доведено, що дана побудова системи забезпечує можливість багатоваріантної зміни структури силової частини системи, необхідну якість вхідних і вихідних струмів і напруг під час роботи на навантаження різного характеру.

  Скачати повний текст

Об'єкт дослідження: є транзисторні перетворювачі ключового типу як генератори електромагнітних завад. Мета роботи: підвищення ефективності засобів забезпечення електромагнітної сумісності у системах електроживлення з високочастотними транзисторними перетворювачами за рахунок розробки та впровадження нових схемотехнічних та конструктивних методів їх побудови. Методи дослідження: у роботі використовувалися методи теорії електричних кіл. Підтвердження достовірності результатів теоретичних досліджень забезпечено комп'ютерним імітаційним моделюванням за допомогою програм OrCAD-PSpice і натурними експериментами. Теоретичні та практичні результати і новизна: на основі теоретичних досліджень вирішена актуальна проблема з підвищення ефективності засобів забезпечення електромагнітної сумісності у системах електроживлення з високочастотними транзисторними перетворювачами. Розроблені нові схемотехнічні та конструктивні методи побудови протизавадних засобів, які дозволили зменшити вартість, та масогабаритні показники транзисторних перетворювачів в цілому. Предмет і ступінь впровадження: основні результати роботи впроваджені у ТОВ «ЕМСБІ». Наукові результати використовуються в навчальному процесі кафедри промислової електроніки НТУУ «КПІ ім. Ігоря Сікорського». Ефективність впровадження: отримано значний техніко-економічний ефект, що полягає в підвищенні показників електромагнітної сумісності у системах електроживлення з високочастотними транзисторними перетворювачами електроенергії (зменшенні масогабаритних показників транзисторних перетворювачів, зменшення вартості транзисторного перетворювача і підвищення його електробезпеки ). Сфера використання: напівпровідникові перетворювачі електроенергії.^UThe object of research: transistor converters of key type as electromagnetic interference generators. The purpose of research: to improve the efficiency of means of ensuring electromagnetic compatibility in power supply systems with high-frequency transistor converters through the development and implementation of new circuit design and design methods for their construction. Method of research: the methods of the theory of electrical circuits were used in the work. Confirmation of the reliability of theoretical studies results provided by using the software package OrCAD-PSpice and natural experiment. Theoretical and practical results and innovations: based on theoretical studies, an urgent problem has been solved to improve the efficiency of methods for ensuring electromagnetic compatibility in power supply systems with high-frequency transistor converters. Developed new circuit design and constructive methods for building noise reduction means, which allowed to reduce the cost, and weight and size parameters of transistor converters. A subject degree of introduction: the main results of the work were introduced in the EMSBI Ltd. The scientific results were used in the scientific process of the Department of Industrial Electronics at them NTUU "KPI. Igor Sikorsky. Efficiency of implementation: a significant technical and economical effect has been obtained, which is to increase the electromagnetic compatibility in power supply systems with high-frequency transistor electric power converters (decrease in mass-dimensional parameters of transistor converters, decrease in the price of transistor converter and increase its electrical safety). Area of use: semiconductor power converters.

. Об'єкт дослідження: є транзисторні перетворювачі ключового типу як генератори електромагнітних завад. Мета роботи: підвищення ефективності засобів забезпечення електромагнітної сумісності у системах електроживлення з високочастотними транзисторними перетворювачами за рахунок розробки та впровадження нових схемотехнічних та конструктивних методів їх побудови. Методи дослідження: у роботі використовувалися методи теорії електричних кіл. Підтвердження достовірності результатів теоретичних досліджень забезпечено комп'ютерним імітаційним моделюванням за допомогою програм OrCAD-PSpice і натурними експериментами. Теоретичні та практичні результати і новизна: на основі теоретичних досліджень вирішена актуальна проблема з підвищення ефективності засобів забезпечення електромагнітної сумісності у системах електроживлення з високочастотними транзисторними перетворювачами. Розроблені нові схемотехнічні та конструктивні методи побудови протизавадних засобів, які дозволили зменшити вартість, та масогабаритні показники транзисторних перетворювачів в цілому. Предмет і ступінь впровадження: основні результати роботи впроваджені у ТОВ «ЕМСБІ». Наукові результати використовуються в навчальному процесі кафедри промислової електроніки НТУУ «КПІ ім. Ігоря Сікорського». Ефективність впровадження: отримано значний техніко-економічний ефект, що полягає в підвищенні показників електромагнітної сумісності у системах електроживлення з високочастотними транзисторними перетворювачами електроенергії (зменшенні масогабаритних показників транзисторних перетворювачів, зменшення вартості транзисторного перетворювача і підвищення його електробезпеки ). Сфера використання: напівпровідникові перетворювачі електроенергії.^UThe object of research: transistor converters of key type as electromagnetic interference generators. The purpose of research: to improve the efficiency of means of ensuring electromagnetic compatibility in power supply systems with high-frequency transistor converters through the development and implementation of new circuit design and design methods for their construction. Method of research: the methods of the theory of electrical circuits were used in the work. Confirmation of the reliability of theoretical studies results provided by using the software package OrCAD-PSpice and natural experiment. Theoretical and practical results and innovations: based on theoretical studies, an urgent problem has been solved to improve the efficiency of methods for ensuring electromagnetic compatibility in power supply systems with high-frequency transistor converters. Developed new circuit design and constructive methods for building noise reduction means, which allowed to reduce the cost, and weight and size parameters of transistor converters. A subject degree of introduction: the main results of the work were introduced in the EMSBI Ltd. The scientific results were used in the scientific process of the Department of Industrial Electronics at them NTUU "KPI. Igor Sikorsky. Efficiency of implementation: a significant technical and economical effect has been obtained, which is to increase the electromagnetic compatibility in power supply systems with high-frequency transistor electric power converters (decrease in mass-dimensional parameters of transistor converters, decrease in the price of transistor converter and increase its electrical safety). Area of use: semiconductor power converters.

Проаналізовано проблеми електроживлення та керування машинами для контактного точкового зварювання опором (КТЗ). Проаналізовано та визначено найбільш перспективні напрямки для подальших робіт в цій галузі. Систематизовано відомі системи живлення для КТЗ та проведено теоретичне і розрахункове оцінювання найбільш перспективних систем. Для створення систем живлення потужністю до 100 кВА з поздовжньою компенсацією реактивної складової опору розроблено програму автоматизованого розрахунку коефіцієнтів потужності, значень відносних напруг і струмів за заданими значеннями кута включення за різних значень активного опору навантаження. Визначено як перспективну систему живлення з трифазним перетворювачем числа фаз та частоти струму 30 Гц для машин КТЗ потужністю більше, ніж 100 кВА. Доведено, що квазісиметрична робота перетворювача дозволяє одержати сриятливий розподіл струму за фазами мережі без завантаження нульового дроту, а зниження робочої частоти струму - підвищити коефіцієнт потужності машини. Для зварювання та мікрозварювання деталей з малою (менше 1 мм) й особливо малою (менше 0,1 мм) товщиною запропоновано використання інверторного перетворювача підвищеної частоти зварювального струму як альтернативу машинам конденсаторного зварювання. Описано процеси розробки та виготовлення дослідного експериментального зразка інверторного джерела живлення підвищеної частоти струму 500 Гц за розробленого автоматичного керування режимом зварювання. Наведено результати експериментального дослідження мікрозварювання зразків виробів з нержавіючої сталі 08Х18Н10Т, виконаних з його використанням.

  Скачати повний текст