Розвинуто теорію, принципи побудови та розробки автономних інверторів підвищеної частоти за умов роботи змінного електротехнологічного навантаження. На базі теоретичних досліджень та обчислювальних експериментів розроблено математичні моделі інверторів без зворотних діодів та з ними, які дозволяють проаналізувати процеси у силовій частині та розрахунок перетворювальних пристроїв для електротехнологічних установок. Наведено рекомендації щодо використання автономних інверторів у електротехнологічних установках.

  Скачати повний текст

Розроблено способи підвищення швидкодії систем з напівпровідниковими перетворювачами на базі побудови алгоритмів швидких симетричних перетворень. Запропоновано матричну форму запису базисних функцій СКІ-перетворення та розроблено методику побудови алгоритмів швидкого СКІ-перетворення на базі факторизації матриць. З використанням запропонованого способу факторизації матриць розроблено алгоритми швидкого СКІ-перетворення. За результатами аналізу різних апаратних і програмних способів реалізації алгоритмів доведено, що найбільш швидкодіючим і, водночас, дорогим способом є реалізація на спеціалізованих мікросхемах систолічних процесорів; найменшою швидкодією (близько 2 мс) та найбільш низькою вартістю характеризується спосіб реалізації алгоритмів на однокристальних процесорах; найбільш прийнятною є реалізація на цифрових сигнальних процесорах. Розроблені алгоритми швидких перетворень та методи їх реалізації використано в системах керування трифазним інвертором з компенсацією впливу несиметрії трифазної мережі та широтно-імпульсним перетворювачем фотоелектричної системи з робастним принципом керування.

  Скачати повний текст

Розвинуто теорію керування широтно-імпульсними перетворювачами електричної енергії з використанням спектрально-часових методів аналізу сигналів у перетворювачах. Проведено аналіз струмів і напруг перетворювачів і запропоновано методи виявлення спотворень форм струмів і напруг на підставі вейвлет перетворення, які у подальшому використовувались під час побудови систем керування. Розроблено алгоритми керування широтно-імпульсними перетворювачами з адаптивним регулюванням частоти комутації вентилів, що дозволило знизити динамічні втрати на вентилях у безтрансформаторних схемах перетворювачів. Проведено моделювання роботи автономного інвертора напруги та фільтро-компенсувального перетворювача з використанням дискретного вейвлет перетворення.

  Скачати повний текст

Проаналізовано процеси, що відбуваються в приводі за системою ПЧ - АД, яка працює у пуско-гальмових режимах, під час комутації ключів автономного інвертора напруги (АІН) з частотою широтно-імпульсної модуляції (ШІМ), електричних, електромагнітних і електромеханічних процесів в асинхронних електроприводах під впливом вихідної напруги інвертора, що формується за різними варіантами методу ШІМ, широтно-імпульсного й амплітудно-імпульсного регулювання. Особливу увагу приділено дослідженню внутрішніх комутаційних процесів в АІН і аварійних процесів приводу, що відбуваються у разі раптового відключення напруги живлення. Проведено порівняльний аналіз 73 варіантів формування вихідної напруги АІН. Розроблено рекомендації щодо їх ефективного застосування. Запропоновано універсальний програмний комплекс "MCF - Hicham", за допомогою якого досліджено нормальні й аномальні режими приводу в природних трифазних осях без проміжного переходу від двофазного представлення, що широко застосовується, до трифазної системи координат.

  Скачати повний текст

Розроблено математичні моделі, методики, алгоритми та комп'ютерні програми методу аналізу електромагнітних процесів і розрахунку робочих характеристик. Досліджено квазістаціонарні та динамічні режими. Наведено схемні розв'язання та рекомендації щодо проектування асинхронних генераторів з вентильним і вентильно-ємнісним збудженням (АГ з ВЗ та ВЄЗ). За допомогою розробленого методу, фізичного моделювання АГ з ВЗ та ВЄЗ (перетворювач АГ виконано за схемою автономного інвертора напруги) проведено дослідження їх режимів. З'ясовано особливості процесів електромеханічного перетворення енергії в АГ. Обгрунтовано можливість одержання в АГ з ВЗ синусоїдної напруги, доцільність використання АГ з широтно-імпульсною модуляцією напруги та АГ зі з'єднанням статорної обмотки у трикутник і несиметричним ВЄЗ. Визначено доцільні фіксовані від'ємні ковзання для проведення збудження АГ з ВЗ. Сформульовано необхідні та достатні умови самозбудження АГ з ВЗ від залишкової ЕРС. Описано умови одержання синусоїдної напруги в АГ з ВЄЗ. Вміщено теоретичні результати дослідження АГ з ВЄЗ на базі компенсаційного випрямляча. Висвітлено базові схемотехнічні рішення АГ з ВЗ і ВЄЗ та джерел живлення, зварювальної дуги на базі АГ. Розвинуто системний підхід до проектування АГ.

  Скачати повний текст

Розроблено та досліджено вентильно-реактивний двигун (ВРД) для апаратів штучної вентиляції легенів (АШВЛ). Розраховано геометричні розміри електромеханічного перетворювача (ЕМП) ВРД, описано польову математичну модель (ММ) в двомірній постановці задачі, проведено розрахунки магнітного поля (МП) електродвигуна з урахуванням нелінійності його магнітної системи. Запропоновано коло-польову (КП) ММ для розрахунку динамічних та квазістатичних режимів роботи ВРД з урахуванням особливостей системи керування, а також моделювання режиму роботи S5 електродвигуна у складі АШВЛ. Встановлено, що потоки взаємоіндукції перетинають неактивні фази ЕМП, наводять імпульси ЕРС. Зазначено, що під час роботи ВРД на "природній" механічній характеристиці (ПМХ) з силовим інвертором Міллера (СІМ) виникають умови для замикання імпульсів ЕРС взаємоіндукції та появи додаткових імпульсів струму (ІС), додаткові ІС призводять до зниження ККД ВРД на 1,4 % під час його роботи на ПМХ з СІМ. Описано КП ММ ВРД високого ступеня деталізації, проведено розрахунок МП ВРД на різних етапах інтегрування, що допомагає підвищити точність моделювання ЕМП без прийняття допущень про магнітну ізольованість фаз. Обгрунтовано рекомендації щодо вибору параметрів комутації фаз ЕМП для підвищення ефективності роботи електродвигуна. Запропоновано комбінований спосіб гальмування ВРД, який зменшує споживання енергії на 28% під час роботи електродвигуна в режимі S5 з частотою пусків (200 у хвилину).

  Скачати повний текст

Досліджено електромагнітні процеси, питання ідентифікації та автоматичного керування за аварійних режимів в асинхронному електроприводі (ЕП) на базі автономного інвертора напруги (АІН) з широтно-імпульсною модуляцією (ШІМ). Розроблено математичний опис та імітаційну модель зазначеного ЕП, яка дозволяє враховувати дискретні властивості та несинусоїдну форму вихідної напруги (струму) інвертора, нелінійність кривої намагнічування двигуна. З застосуванням методів операторного зображення, узагальнених векторів, еквівалентних джерел розраховано електромагнітні процеси, які відбуваються в асинхронному ЕП з АІН-ШІМ за аварійних режимів, а саме: внутрішнього короткого замикання в інверторі, провалах і відновленні напруги мережі живлення ЕП, неповнофазних режимів інвертора, спричинених зникнення одного чи декількох керуючих імпульсів на його силових ключах. На підставі результатів проведеного аналізу електромагнітних процесів одержано аналітичні залежності для інженерного розрахунку. Запропоновано ефективні способи ідентифікації та автоматичного керування асинхронним ЕП з АІН-ШІМ за аварійних режимів, що дозволяють запобігти виходу з ладу силових елементів електропривода під час експлуатації.

  Скачати повний текст

Досліджено та розроблено вимірювальні пристрої для технологічного устаткування, які можуть працювати у промислових приміщеннях, забруднених електромагнітними шумами. Проведено порівняльний аналіз датчиків технологічних параметрів з амплітудно-модульованим вихідним сигналом, на підставі якого показано перспективність застосування частотних датчиків у складі устаткування. Розроблено методику аналізу нестабільності початкової частоти вимірювального частотного пристрою (ВЧП), а також розроблено методику вибору оптимальних, за критерієм нестабільності, співвідношень параметрів схеми автогенератора, що дає змогу домогтися істотного зниження нестабільності початкової частоти (для деяких схем до двох разів). Запропоновано нову схему ВЧП для датчиків технологічних параметрів на базі автогенератора з діодно-ємнісним фазозміщувачем, яка має високу лінійність характеристики перетворення. Сформульовано умови самозбудження автогенератора на основній та вищих гармоніках. Розроблено нові шумові моделі для RC- та LC-генераторів, виконано аналіз шумових моделей автогенераторів різних типів на ОП та надано порівняльну оцінку їх флуктуаційної нестабільності. Показано, що поріг чутливості генераторного датчика обмежений короткочасною нестабільністю частоти (чи періоду) автогенератора, що виконує функції проміжного перетворювача. Наведено схемні рішення ВЧП, а також методики розрахунку, використані під час розробки мікропроцесорних систем для установки ультразвукового зварювання, з метою оптимізації технологічного процесу зборки силових транзисторних модулів на базі IGBT.

  Скачати повний текст

Розв'язано актуальну науково-технічну задачу підвищення коефіцієнта корисної дії, стабільності та розширення діапазону перебудови частоти електричних коливань генераторів на базі транзисторних структур з від'ємним опором. Удосконалено лінійну та нелінійну математичні моделі генераторів на базі таких структур. Одержано співвідношення для визначення умови збудження генераторів, амплітуди та частоти генерованих коливань, дисперсійних значень флуктуацій амплітуди та фази, нелінійних спотворень і нелінійних відхилень частоти. Розроблено схемотехнічні рішення діапазонних генераторів на базі БТ-, МДН-, СІТ- і НЕМТ-транзисторних структур зі збільшеними стабільністю та потужністю генерованих коливань, підвищеним коефіцієнтом корисної дії. Удосконалено квазілінійні моделі генераторів на базі даних транзисторних структур з пасивним індуктивним елементом з електричною та оптичною перебудовою частоти генерації, одержано аналітичні співвідношення для інженерного розрахунку вольт-амперних характеристик активних елементів генераторів. На підставі результатів експериментальних досліджень доведено вірогідність теоретичних одержаних співвідношень.

  Скачати повний текст

Обрунтована та експериментально перевірена можливість і висока ефективність генерації озону у жевріючому розряді атмосферного тиску у системі "голка-площина" з позитивним потенціалом на голці. Розроблено та захищено патентом України систему живлення генераторів озону на основі резонансного інвертора з ефективністю більш ніж 90%. Показано, що використання W, Mo, Ti та нержавіючої сталі для електродів дозволило забезпечити довгострокову роботу реактора. Досліджено електродинамічні та спектрометричні характеристики реакторів синтезу озону. На базі проведених досліджень розроблено та виготовлено дослідно-промислові озонаторні установки продуктивністю 10 г та 300 г озону на годину. Розроблено методики використання генераторів синтезу озону у сільському господарстві, водопідготовці та харчовій промисловості.

  Скачати повний текст

Дисертація присвячена дослідженню і розрахунку електромеханічних процесів асинхронних частотно-регульованих (ч-р) електроприводів і керуванню цими електроприводами. Наведено якісний та кількісний аналіз електромеханічних процесів у стаціонарних пускових і робочих режимах асинхронного двигуна під час живлення від різних типів інверторних перетворювачів частоти (ПЧ) з урахуванням несинусоїдальності форми їх вихідних напруг (струмів) та насичення головного магнітного ланцюга двигуна. Розроблені способи керування і структури регулювання асинхронних електроприводів з інверторними ПЧ, що не потребують датчиків усередині і на валу двигуна та забезпечують ефективні режими функціонування, а також нормовані електромеханічні процеси привода.

  Скачати повний текст

Досліджено процес формування квазісинусоїдної напруги в схемах з каскадним з'єднанням інверторів напруги (КІН). Розроблено схеми частотно-керованого електроприводу з КІН у системі "перетворювач частоти - асинхронний двигун" (ПЧ - АД) з урахуванням гармонічного складу напруги живлення АД. Визначено умови забезпечення якості напруги в схемах КІН. Запропоновано нові схеми КІН, які можуть бути використані в частотно-керованих електроприводах для загальнопромислових механізмів у разі регулювання швидкості, особливо в електроприводах з високовольтними АД. Розроблено математичні та фізичну моделі, проведено дослідження електромагнітних і електромеханічних процесів у статичних і динамічних режимах у схемах електроприводу "КІН - АД". Наведено математичну модель замкненої системи автоматичного регулювання швидкості та потокозчеплення з обмеженням струму статора АД у перехідних режимах, яка дає змогу проводити дослідження процесів і характеристик не лише за експлуатаційних режимів роботи електроприводу, а також за аварійних, несиметричних режимів.

  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

Розроблено фізичну модель комбінованого транзисторного опто-негатрона, яка враховує процеси, які призводять до зміни параметрів напівпровідникової структури під дією оптичного опромінювання, що дозволило обгрунтувати еквівалентну схему такого оптогенегатрона. Сформульовано вимоги до комбінованих транзисторних оптонегатронів як узагальнених перетворювачів імітансу (УПІ), що дозволило обгрунтувати основні технічні параметри оптонегатронів як УПІ. Розроблено імітансну модель комбінованого транзисторного оптогенератора та досліджено характер перетворення імітансу чотириполюсників на базі транзисторного оптонегатрона у частотній області за будь-яких значень перетворювального імітансу під дією оптичного опромінювання. Одержано математичні моделі внутрішнього інваріантного коефіцієнта стійкості, коефіцієнта максимальнодосяжного підсилення за потужністю на межі стійкості, коефіцієнта невзаємності, максимальнодосяжного негативного дійсного імітансу УПІ на базі комбінованого транзисторного оптонегатона в області потенційної нестійкості. Визначено умови реалізації певних елементів і пристроїв автоматики на його базі та досліджено дію оптичного опромінювача на характеристики таких елементів і пристроїв.

  Скачати повний текст

Досліджено питання підвищення енергетичної ефективності, стійкості пуску системи шахтного транспорту з індуктивною передачею енергії шляхом реалізації специфічних режимів її роботи. Наведено статистичні характеристики параметрів тягової мережі. Розроблено математичну модель для оптимізації параметрів резонансного коливального контуру тягового навантаження. Визначено оптимальні параметри коливального контуру з урахуванням статистичних характеристик режимів тягової мережі. Зазначено, що підвищення стійкості пуску перетворювача частоти на тягову мережу системи транспорту досягається синхронізацією імпульсів управління випрямляча та автономного інвертора.

  Скачати повний текст

З'ясовано шляхи мінімізації втрат електроенергії у системі електропривода трамвая з електродвигунами постійного струму послідовного збудження (ЕДПЗ) за рахунок побудови та реалізації законів оптимального керування режимами роботи цієї системи. Побудовано лінійно-параболічну математичну модель кривої намагнічування ЕДПЗ. Запропоновано метод експериментальної ідентифікації моделі динаміки системи електропривода трамвая. Одержано оптимальні закони зміни струму якоря та кутової швидкості обертання вала ротора ЕДПЗ системи електропривода трамвая з транзисторним керуванням для режиму сталого навантаження, реалізація яких призводить до мінімізації втрат електроенергії у системі елекроприводів трамвая під час його руху за маршрутом від однієї зупинки до наступної. Зазначені оптимальні закони одержано також для режимів недо- та перевантаження. Побудовано оптимальні закони зміни напруги якоря електродвигуна системи електропривода трамвая.

  Скачати повний текст

Дисертація присвячена розробці алгоритмів керування фільтро-компенсуючим пристроєм на основі широтно-імпульсного перетворювача для однофазних систем живлення при роботі з нелінійними навантаженнями. Проведено аналіз електромагнітних процесів, за допомогою якого отримано закони керування фільтро-компенсуючим перетворювачем. З умов балансу енергії і рівномірного розподілу енергії джерела отримано співвідношення, що дозволяє визначати параметри реактивних елементів схеми. Розроблено методику розрахунку фільтро-компенсуючого перетворювача за середніми значеннями струмів і напруг. Запропоновано алгоритм керування фільтро-компенсуючим перетворювачем на основі мікропроцесора, який забезпечує високі енергетичні показники системи при роботі з нелінійними навантаженнями. За допомогою моделювання компенсатору у пакеті програм TCad побудовано робочі характеристики і проведено аналіз впливу навантаження на роботу системи. Результати дослідження використані при керуванні режимами роботи однофазних транзисторних фільтро-компенсуючих перетворювачів паралельного типу, які здатні працювати в режимі безперебійного живлення.

  Скачати повний текст

Проведено порівняння станів перемикання розглянутих напівпровідникових інверторів, змодельовано роботу чотириплечового інвертору з нульовою точкою як найбільш ефективного для систем орієнтації електронних платформ. Обгрунтовано потребу у прогнозуванні значень магнітної індукції з метою усунення спотворень, таких як магнітні збурення та аномалії для найбільш точної орієнтації платформи на орбіті. Розроблене програмне забезпечення для систем керування перетворювачами дозволяє прогнозувати значення магнітної індукції й енергоспоживання на базі математичного апарату.

  Скачати повний текст

Досліджено біоелектричну активність головного мозку методами кількісного аналізу та топографічного картирування електроенцефалограми (ЕЕГ) під час транзисторної ішемічної атаки у хворих на ранню цереброваскулярну патологію з метою встановлення та розробки діагностично-прогностичних критеріїв. З'ясовано, що внаслідок транзисторної ішемічної атаки відбуваються значні зміни біоелектричної активності - фокальні розлади, міжполушарна асиметрія та виразне послаблення біоелектрогенезу. Порушення функціонального стану головного мозку супроводжується розладами церебральної та центральної гемодинаміки. Після терапії інстеном відзначено позитивну динаміку біоелектричної активності. Отримані кількісні показники біоелектричної активності рекомендовано використовувати як діагностичні та прогностичні ЕЕГ-критерії для об'єктивної оцінки функціонального стану головного мозку.

  Скачати повний текст

На підставі результатів комплексного клініко-інструментального обстеження хворих, що перенесли транзисторно-ішемічну атаку (ТІА), проведено теоретичне та практичне узагальнення результатів для нового розв'язання актуальної наукової задачі - оптимізації діагностики, прогнозування та вторинної профілактики у хворих з транзисторними ішемічними атаками. Опрацьовано механізм скринінг-досліджень ультразвукової доплерографії (УЗДГ) у хворих, що перенесли ТІА як першочергового обстеження. Розроблено клініко-доплеграфічні показання для виконання ангіографії у таких хворих. Доведено прогностичну цінність у них індексу цереброваскулярної реактивності (ІЦВР). Установлено показники ІЦВР, які корегують активність вторинної профілактики інсульту у конкретного хворого. Показано економічну доцільність масових скринінг-обстежень за допомогою УЗДГ у хворих, що перенесли ТІА. На підставі результатів досліджень доведено, що найбільш ефективними методами вторинної профілактики є тривалий регулярний прийом антитромботичних засобів і вторинна хірургічна профілактика у хворих зі стенозом екстракраніального відділу сонної артерії більше 50 %. Водночас, у кожного п'ятого хворого, що приймав виключно судиноактивні препарати з метою профілактики повторної ішемії головного мозку, фіксувався інсульт протягом року.

  Скачати повний текст