Дисертація присвячена вирішенню задач вдосконалення математичних моделей регульованих асинхронних електроприводів та проектування спеціальних частотно-регульованих асинхронних двигунів. У математичній моделі (ММ) регульованих асинхронних двигунів (РАД) враховано активний опір кола намагнічування та втрати від вищих просторово-часових гармонік. Вдосконалення комплексних проектних ММ здійснюється як за рахунок використання ММ узгоджувальних трансформаторів та редукторів, так і за рахунок урахування нахилу зовнішньої характеристики перетворювача частоти при зміні навантаження. Крім того, уточнення ММ отримано при використанні польових розрахунків. Адекватність моделювання перевірено експериментальними дослідженнями.На основі системи показників ефективності загальнопромислових асинхронних двигунів сформовано діапазонні проектні критерії та обмеження, що застосовуються при розробці РАД. Здійснено модифікацію діапазонного критерію приведених витрат електроприводу, яка передбачає використання коефіцієнта значущості експлуатації та врахування інфляційних процесів.Пропонується адаптація електромашинної частини регульованого асинхронного електроприводу до специфічних умов роботи шляхом вирішення задачі багатокритеріальної структурно-параметричної оптимізації двигуна. Виконано порівняльне дослідження застосування різних методів оптимізації. Підтверджено можливість вдосконалення електроприводу за рахунок використання РАД.^UThe dissertation is devoted to solving problems of improving mathematical models of adjustable induction electric drives and designing special frequency-controlled induction motors.The mathematical model of an adjustable induction motor is improved, taking into account the active resistance of the magnetization branch; taking into account losses from higher space and time harmonics. Perfection of complex design mathematical models is carried out due to use of mathematical models of matching transformers and reducers, and due to in-depth modeling of the frequency converter. In addition, refinements of mathematical models were obtained using field calculations. The adequacy of the simula-tion is verified by experimental studies.Based on the system of performance indicators of common industrial induction motors, design criteria and limitations for adjustable induction motors are generated. The range criterion of the present expenses of the electric drive has been modified, which involves the use of the coefficient of operational significance and consideration of inflationary processes.The adaptation of the electromechanical part of the adjustable induction electric drive to specific operating conditions is proposed by solving the problem of multicriterion structural-parametric optimization of the motor. A comparative study was carried out on the application of various optimization methods. The possibility of improving the electric drive due to the use of adjustable induction motors is confirmed.

Дисертація присвячена вирішенню актуальної науково-прикладної задачі, яка полягає у розвитку методу та принципів побудови дволанкових обернених неревер-сивних перетворювачів постійної напруги з трансформаторною гальванічною розв'язкою. В роботі здійснюється дослідження та розвиток концепції побудови та-ких перетворювачів на базі нової концепції – концепції розділеної комутації. Перетворювачі з розділеною комутацією (ПРК) будуються на базі неоднорідних інверторно-випрямних ланок: одна з ланок побудована на базі топології інвертора напруги (ІН), а інша – інвертора струму (ІС); ланки з'єднуються за допомогою узгоджуючого трансформатора. Спеціальний алгоритм синхронного керування ключами обох ланок – алгоритм розділеної комутації (АРК) – забезпечує сприятливі умови комутації ключів обох ланок: для ключів ланки ІН здійснюється природне (в нулях напруги, zero voltage switching, ZVS) вмикання та примусове снаберне ємнісне вимикання, для ключів ланки ІС – природне (в нулях струму, zero current switching, ZCS) вимикання та примусове снаберне індуктивне вмикання. Нереверсивність перетворювача з ланкою ІС при збереженні вДано обґрунтування переваги використання у ланці з більшою величиною пос-тійної напруги ІС з ZCS вимиканням ключів і ІН з ZVS вмиканням ключів для іншої ланки; введено поняття «критичної» частоти перетворення у ПРК з IGBT – такої ча-стоти, вище якої сумарні статичні втрати та втрати вимикання IGBT у ланці ІН будуть вищими за сумарні статичні втрати у IGBT та послідовному діоді ключа ІС при тій ж величинах струму та напруги, що комутуютДля ПРК з IGBT у ланці ІС проаналізовано використання, наряду з мостовоюсхемою з 4-хквадрантними ключами, ряду схем з 4-хквадрантними ключамиься.ластивості оборотності забезпечується присутністю у комутаторі ланки ІС 4-квадрантного ключа (ключів). досліджується ПРК з асиметричною топологією ланки ІС, в якому струм вторинної обмотки протікає не через 4, а через 3 ввімкнених ключа Запропоновано обмеження величини індуктивності розсіяння як снабера вми-кання на рівні, який забезпечує відносну сумарну тривалість комутаційних інтервалів на періоді біля 10%. Визначена величина питомої ємності снаберних конденсаторів (на 1 А струму IGBТ, що комутується) для забезпечення приблизно двократного зменшення енергії снаберного вимикання IGBT відносно безснаберної комутації: від 0,5 нФ/А до 3 нФ/А для приладів різних класів та технологій. Розглянута доцільність використання ПРК як складової частини батарейних си-стем накопичення енергії для підсилюючого пункту системи тягового електрожив-лення залізниці постійного струму (напруга контактної мережі 2 - 4 кВ). Для ланки ІС з 4-квадрантним ключем симетричної топології, номінальний вихідний струм ПРК 200 А, ключі ІС класу 6,5 кВ, напруга ланки ІН 600 В, ключі цієї ланки класу 1200 В, частота 1000 Гц, для ключів ланки ІН комутаційні втрати біля 7% від статичних. Оцінка маси трансформатора – біля 1,3 т, акумуляторної батареї – від 7,5 до 22,5 т, що дозволяє розташувати їх на борту потяга.^UThe dissertation is devoted to the solution of the actual scientific and applied prob-lem, which consists in the development of the theory and principles of construction of non-reversible bi-directional DC converters with transformer galvanic isolation, which are a type of two - stage DC/DC converters. In work carried out development and research of the such converters based on a relatively new and little researched concept - the concept of separated commutation. Converters with separated commutation (CSC) are built on the ba-sis of inhomogeneous inverter-rectifier units: the topology of the one stage is based on voltage-source-inverter (VSI, or voltage-fed, VF) topology, and the topology of the other stage is based on current-source-inverter (CSI, or current-fed, CF) topology; the stages are connected by a transformer. A special algorithm for synchronous control of the both stages switches - algorithm of separated commutation (ASC) - provides favorable conditions for switching: for the VF stage switches the turning-on is natural (zero voltage switching, ZVS) and the turning-off is forced with the help of capacitive snubbers; for the switches of CF stage the turning-off is natural (zero current switching, ZCS) and the turning-on is forced with the help of inductive snubber (its role can be played by the transformer's leakage inductance). Limiting switching losses allows to increase the conversion frequency. The non-reversibility of the converter with the CF stage while maintaining the property of bi-directionality is ensured by the presence in the CF stage the four-quadrant switch (switches). For CSC with a bridge circuit with 4-quadrant switches based on MOSFET in the CF stage, the advantages and disadvantages of synchronous and independent control of the composite switches are identified. For CSC with IGBTs in CF stage, the use of a number of schemes with 4-quadrant switches was analyzed, with along with the bridge scheme with 4-quadrant switches, A CSC with an asymmetric topology of the CF stage is proposed and investigated, in which the current of the secondary winding flows not through 4, but through 3 switches. . It is proposed to limit its value to a level that provides the relative total duration of switching intervals for a period of about 10%, which is equivalent to the relative value of the short-circuit voltage xs* of the transformer within 16%. For CSC transformers of rod design, a expression for xs* was found. the value of the specific capacitance of snubber capacitors (per 1 A of IGBT switching current) was determined to provide approximately twofold reduction of the IGBT's turning-off energy with snubber relative to turning-off energy without snubber. The expediency of using the proposed principles of construction of PRC as a compo-nent of battery energy storage systems for the amplifying point of the traction power supply system of the DC railway (catenary voltage 2 - 4 kV) was considered. A symmetrical topology with a 4-quadrant key is selected for the CF lstage, the nominal output current of the converter is 200 A, the CF switches have the class of 6.5 kV, frequency is 1000 Hz, the voltage of the VF stage is 600 V, the switches of this stage have class 1200 V, the switching losses for the switches of this stage are about 7% of static. Estimation of the mass of the transformer - about 1.3 tons, the battery - from 7.15 to 21.5 tons, which allows you to place them on board the train.

Наведено узагальнений лінійний розмір для трансформаторів. Визначено взаємозв'язок габаритних розмірів, маси й енергетичних показників з узагальненим лінійним розміром. Одержано аналітичні залежності маси, електромагнітних та енергетичних параметрів трансформаторів від узагальненого лінійного розміру. Проведено експериментальне дослідження залежностей енергетичних параметрів трансформаторів від узагальненого лінійного розміру. Встановлено критерій раціонального вибору окремих трансформаторів та їх серій. Спрогнозовано шляхи покращання енергетичних і масо-габаритних параметрів трансформаторів.

  Скачати повний текст

У дисертаційній роботі досліджені теоретичні питання розподілу змінного електромагнітного поля у феромагнітній пластині. Отримані вирази, що описують поведінку амплітуди і фази магнітного потоку в плоскій металевій пластині, які покладені в основу розробки і реалізації електромагнітних методів і пристроїв для безконтактного контролю магнітних і електричних параметрів плоских металевих виробів, тобто при рішенні зворотної задачі, запропоновано використання диференційного трансформаторного електромагнітного перетворювача для розбракуваня матеріалу плоских металевих виробів, показано, що кожному значенню заданої максимальної похибки відповідає певна робоча ділянка залежностей універсальних функцій перетворення в околицях вибраної точки.Сформульована загальна задача функціонального використання резонансної схеми включення параметричних електромагнітних перетворювачів накладного типу для розбраковування металевих пластин. Розроблено мультирезонансні методи електромагнітного контролю і пристрій, що його реалізує, який дозволяє збільшити чутливість перетворювача до зміни електромагнітних параметрів досліджуваних феромагнітних пластин в два рази і в першому наближенні, виключити вплив зміни температури і зазору між первинним перетворювачем і поверхнею досліджуваного плоского виробу.Проведені експерименти, після обробки результатів показали, що на гістограмі вихідної напруги датчика чітко видно відмінність між характеристиками прокату однієї марки сталі двома заводами виробниками. Запропонований в роботі автоматизований пристрій, що реалізує мультирезонансний метод розбракування металевих пластин з близькими електромагнітними характеристиками, дозволяє істотно зменшити, як вплив зазору між перетворювачем і досліджуваним виробом, так і вплив температури довкілля на точність контролю. Для перевірки достовірності отримуваних результатів в роботі були проведені багатократні виміри коерцитивної сили в окремо вибраних контрольних точках для тих же зразків металевих пластин.^UIn the dissertation work is devoted to the theoretical aspects of distribution of an alternating electromagnetic field in a ferromagnetic plate. The expressions describing the behavior of the amplitude and phase of the magnetic flux in a flat metal plate, which are the basis for the development and implementation of electromagnetic methods and devices for non-contact monitoring of magnetic and electrical parameters of flat metal products were obtained. Namely, when solving the inverse problem, the use of a differential transformer electromagnetic transducer for sorting the material of flat metal products is proposed. It is shown that each value of a given maximum error corresponds to a certain working area of universal transformation functions in the vicinity of the selected point.The general problem of applying the resonant scheme for parametric electromagnetic surface mount transducers for sorting metal plates is formulated. Multi-resonant methods of electromagnetic testing and the device implementing it are developed, which allows to increase the sensitivity of the transducer to changes in the electromagnetic parameters of the tested ferromagnetic plates twice and in the first approximation, to exclude the effect of temperature and gap between the primary transducer and the surface of the tested flat product.The experiments, after processing the results showed that the histogram of the output voltage of the sensor clearly shows the difference between the characteristics of the rolls of one grade of steel from two manufacturers. The proposed automated device that implements a multi-resonant method of sorting metal plates with similar electromagnetic parameters, significantly reduce the effect of the gap between the transducer and the test product, also reduces the effect of ambient temperature on the accuracy of monitoring. To verify the reliability of the results obtained repeated measurements of the coercive force at separately selected control points for the same samples of metal plates were carried out.

Дисертація присвячена побудові математичної моделі електромеханічного стану вузла живлення системи керування виконавчими асинхронними моторами типу білячої клітки, суцільними порожнистими феро- та немагнетним роторами. Метод аналізу грунтується на поєднанні методів нелінійних електромагнетних кіл та електромагнетного поля у нелінійному суцільному рухомому середовищі. Розроблені алгоритми та комп'ютерні програми розрахунку перехідних процесів передбачають стрибкоподібні зміни комутаційних струмів в обмотках намагнечування. Показано, що без врахування цього явища розрахунок перехідного процесу стає неможливим. Приводяться результати розрахунку перехідного електромеханічного процесу вузла живлення чотирьох виконавчих асинхронних моторів, заживлених спільним трансформатором.

  Скачати повний текст

Досліджено процес імпульсної стабілізації дуги у разі зварювання корозійностійких сталей змінним струмом. Виявлено властивості зварювальної дуги в колах змінного струму, зовнішні характеристики джерела живлення та їх вплив на стійкість горіння дуги, взаємозв'язки параметрів електромагнітних елементів джерела живлення за умов горіння зварювальної дуги. Розв'язано задачу оптимізації процесу й устаткування. Запропоновано новий підхід, що дозволяє визначити зовнішні характеристики джерела живлення зварювальної дуги змінним струмом з урахуванням кута відкриття електронних ключів і проаналізувати вплив зовнішньої характеристики на стійкість її горіння. Досліджено методики математичного моделювання електричних кіл змінного струму з дугою, які дозволяють не тільки вивчати динаміку цих кіл та їх стійкість, а й досліджувати вплив стабілізувальних імпульсів на процес зварювання. Проведено оптимізацію режимів імпульсної стабілізації зварювальної дуги змінного струму, що дозволяє значно знизити напругу холостого ходу зварювального трансформатора.

  Скачати повний текст

Удосконалено математичну модель аналізу електромагнітних процесів в електричних мережах методом контурних координат у частині моделювання несиметричних режимів, що дозволило моделювати різні види поперечної несиметрії в електричних мережах. Запропоновано оптимізаційну процедуру визначення місця встановлення комбінованої схеми обмеження перенапруг в електричних мережах з ізольованою нейтраллю на відміну від існуючих схем в мережах, що дозволило забезпечити захист обладнання від внутрішніх перенапруг. Запропоновано за особливостями процесу дугових замикань визначити величину опору, який вмикається в трикутник трансформатора напруги, що дозволило здійснити ефективне приглушення ферорезонансного режиму в електричних мережах під час дугових замикань на землю. Розроблено математичну модель динамічного енергообігу між електромагнітним осцилятором з активним опором і джерелом синусоїдної форми та кореляцію її зі спектром коливань, що дозволило вперше змоделювати в них вплив когерентних процесів. Одержано вираз для дисипативної функції Релея, який в першому наближенні враховує процеси внутрішніх перенапруг в електричних мережах.

  Скачати повний текст

Наведено результати теоретичних і експериментальних досліджень процесів нагріву силового трансформатора у порівнянні з номінальним режимом роботи за симетричного, несиметричного перевантаження та дії надтоків. Розроблено методику визначення параметрів теплової схеми заміщення силового трансформатора з використанням результатів досліджень холостого ходу та короткого замикання. Запропоновано методику функціонального діагностування експлуатаційних режимів роботи силових трансформаторів сільських споживчих підстанцій за температурою масла та кратностями сил струмів у фазах. За результатами досліджень розроблено мікропроцесорну систему функціонального діагностування силового трансформатора споживчих підстанцій. Здійснено впровадження пристрою діагностування до виробництва. Наведено дані щодо економічної ефективності розробленого пристрою у разі його експлуатації.

  Скачати повний текст

Запропоновано метод розв'язання задачі раціонального розміщення фільтрів струменя нульової послідовності (ФСНП) їх на плані існуючої системи електропостачання (СЕ) об'єкта будівництва, який базується на відображенні в схемах заміщення нелінійних навантажень відповідними генераторами струму вищих гармонік і враховує не лише значення амплітуд гармонік напруги в вузлах системи, але й значення амплітуд гармонік струму в нульовому робочому провіднику та втрати електроенергії в СЕ, що дозволяє знизити амплітуди вищих гармонік напруги та струму та заощадити електричну енергію. Одержано аналітичні залежності опору нульової послідовності фільтра та струму розузгодження для запропонованих схемних рішень ФСНП, що дозволяє одержати цільові характеристики фільтра ще на стадії його проектування. Розроблено математичні моделі відомих і запропонованих в роботі ФСНП з використанням існуючої математичної моделі трансформатора з урахуванням опору нульової послідовності фільтра, що дозволяє на стадії проектування досягти таких конструкторсько-технологічних рішень, які забезпечують зниження маси і (або) вартості ФСНП. Запропоновано методи розрахунку індуктивності нульової послідовності обмоток ФСНП для котушок з біфілярними обмотками й обмотками, шари яких чергуються, що використовують індуктивність розсіювання обмоток з врахуванням перехресного розташування проводів у шарах обмоток і параметрів магнітопроводу, що дозволяє досягти раціональних техніко-економічних характеристик ФСНП.

  Скачати повний текст

Досліджено питання підвищення рівня надійності функціонування елементів допоміжного та керувального електрообладнання енергоблока теплової станції шляхом їх діагностування. Розроблено математичні моделі спрацювання робочого ресурсу з метою діагностування силового сухого трансформатора власних потреб, математичну модель для діагностування системи технологічного захисту турбіни. Вдосконалено метод синтезу структурних схем пристроїв для діагностування електрообладнання. Запропоновано мікропроцесорну реалізацію пристрою для діагностування силового сухого трансформатора власних потреб з урахуванням роботи в режимі перевантаження та мікропроцесорні реалізації пристрою для діагностування системи зниження вакууму турбіни, а також алгоритми їх роботи. Розроблені підходи та математичні моделі апробовано та впроваджено на підприємстві ВАТ "Західенерго" - Ладижинська ТЕС та до навчального процесу Вінницького національного технічного університету.

  Скачати повний текст

Дисертацію присвячено розробці і дослідженню нового підходу до методів аналізу і розрахунку магнітних полів електротехнічних пристроїв. Запропоновано новий напрямок в методах розрахунку електромагнітних полів, який базується на широкому використанні розривних функцій і передбачає одержання рішення в необмеженому просторі. Доведено ефективність такого підходу при розгляді тримірних і нелінійних задач. Одержано аналітичне рішення задачі розрахунку тримірного магнітного поля спрощеної математичної моделі кріогенератора з урахуванням кінцевої довжини магнітопроводу, поля тороідального трансформатора з витим стрічковим магнітопроводом з урахуванням кінцевої ширини сталевої стрічки та поля у сталевому листі і двошаровому просторі з урахуванням нелінійності кривої намагнічування. Розраховані вибіркові обмотки для вимірювання і компенсуючих пристроїв зовнішнього поля розсіювання електрообладнання.

  Скачати повний текст

Дисертаційна робота присвячена розв'язанню актуальної задачі розробки математичного та програмного забезпечення для визначення ризику порушення нормального режиму в підсистемах ЕЕС при виведенні з експлуатації силових трансформаторів. Використання запропонованих методів, математичних моделей і програмного забезпечення здатне значно підвищити надійність функціонування підсистем ЕЕС та власних потреб електростанції за рахунок:- підвищення достовірності визначення технічного стану силового трансформатора та ризику його відмови, що дає можливість своєчасно приймати обґрунтовані рішення щодо подальшої стратегії експлуатації на заданому інтервалі часу;- зниження ризику порушення нормального режиму в підсистемах ЕЕС та системах електропостачання власних потреб станції.^UThe thesis is devoted to the decision of the actual scientific and applied task of increasing the efficiency for subsystems functionality of electric power system by estimating the emergency risk under power transformers failures in conditions of incompleteness and uncertainty of information. The conducted researches allow to make the following conclusions:1. Improved mathematical model of technical condition assessment for power transformer, unlike the existing ones, is based on the processing of diagnostic information by using fuzzy set theory and allows to identify defects without out of service by the results of chromatographic analysis of dissolved gases in transformer oil.2. Improved mathematical model for failure risk assessment of power transformer, unlike the existing ones, on the basis of technical condition, allows to increase the reliability of determining the emergency risk in the subsystems of electric power systems under disturbances in the external power grid.3. The complex approach for emergency risk assessment in subsystems of electric power systems under emergency or planned out of service of power transformers is developed, which, unlike the existing ones, is based on the failure risk assessment of power transformer and probabilistic-statistical simulation of the modes for electric power systems in conditions of incompleteness and uncertainty of information allows to increase the accuracy of emergency risk assessment violation in the subsystems of electric power systems.4. The method of determining the priority of power transformers out of service is proposed, which, unlike the existing ones, takes into account technical condition, reliability level of power transformer for electric power systems, allows to form preventive solutions to reduce the emergency risk in case of emergency or planned out of service for power transformers.The using of developed methods, mathematical models and software can significantly increase the subsystems reliability of electric power system and auxiliary systems of the power plant due to:- to increase the reliability of the determination for technical condition of the power transformer and the its failure risk, which makes it possible to make well-informed decisions in a timely manner regarding the further operation strategy on given time interval;- to perform a reliable assessment the failure probability of power transformers in electric power system and its ranking on reliability;- to identify the most "weak" ones in the reliability of unit and the electrical equipment group; - to make informed decisions about operation strategy of power transformers taking into account individual characteristics;- to reduce an emergency risk situation in the subsystems of electric power system and the power supply systems of the auxiliary systems for the power plant.The obtained results of complex simulation of the electric power system state and technical condition of the electrical equipment give grounds to assert the possibility of software implementation of operation risk analysis of the electric power system for power supply companies.

Доведено, що конструктивною особливістю магнітогідродинамічної машини є виконання обмотки з масивних стрижнів безпосередньо з'єднаних із вторинною обмоткою узгоджувального трансформатора в єдиному блок-модулі. Зазначено, що позитивний ефект досягається усуненням усіх контактних з'єднань, між вторинною обмоткою трансформатора та індуктора, відсутністю ізоляційних матеріалів, що сприяє ефективній тепловіддачі через усю поверхню модуля та дозволяє експлуатувати обмотку індуктора зі щільністю струму, що перевищує припустиму у два-три рази, високим коефіцієнтом заповнення паза, компактністю та високою технологічністю всього пристрою. Одержано основні розрахункові співвідношення для визначення електромагнітних навантажень двигуна та загальної потужності пристрою для регулювання рідкометалевого розплаву у заглибленому стакані кристалізатора.

  Скачати повний текст

Розглянуто зниження втрат електроенергії від перетікань реактивної потужності та несиметрії струмів в обмотках тягового трансформатора за рахунок компенсації реактивної потужності. Проаналізовано існуючі способи підвищення ефективності систем тягового електропостачання змінного струму. Розглянуто методи розрахунку та моделювання енергетичних процесів у системах тягового електропостачання та запропоновано їх удосконалення. Проаналізовано режими роботи тягових підстанцій. Розроблено методику визначення раціональних струмів компенсації реактивної потужності та показано її застосування у системі керування регульованою компенсацією.

  Скачати повний текст

Визначено причини пошкодження та розроблено метод підвищення надійності роботи трансформаторів напруги (ТН). Сфомульовано загальні підходи до синтезу математичних моделей ізоляції ТН з урахуванням усіх сучасних вимог, щодо їх інформативності, прикладного застосування й адекватності одержаних результатів. На їх базі створено математичну модель ізоляції ТН як елемента електричної мережі. За результатами досліджень умов роботи ізоляції ТН типу НОМ-10 з використанням наведеної моделі зроблено висновок, що у системі обмотка - ізоляція трансформатора напруги за зовнішньої електричної дії виникають загасаючі коливальні процеси з її власною частотою.

  Скачати повний текст

Дисертацію присвячено удосконаленню математичних моделей для про-гнозуванню залишкового ресурсу силового трансформатора та техніко-економічного обґрунтування стратегії його технічного обслуговування шляхом розробки комплексної моделі технічного стану целюлозної ізоляції. Запропоновано комплексну модель технічного стану целюлозної ізоляції, яка складається з математичної моделі формування реального ресурсу трансформатора на етапі його виробництва та моделі витрати ресурсу целюлозної ізоляції силового трансформатора на етапі експлуатації. Розроблено математичну модель вологообміну в системі целюлозна ізоляція – трансформаторне масло у взаємозв'язку з іншими математичними моделями, які описують стан трансформатора в експлуатації. Проведено аналіз впливу проведення технічного обслуговування силового трансформа-тора (зокрема, сушіння активної частини) на ресурсні характеристики целюлозної ізоляції. Виконано моделювання витрати ресурсу трансформатора для різних стратегій технічного обслуговування. За допомогою аналізу результатів моделювання обґрунтовано необхідність урахування проведення технічного обслуговування при розрахунках залишкового ресурсу і моделюванні витрати ресурсу ізоляції в експлуатації. Отримав подальший розвиток розрахунковий метод визначення скорочення строку служби ізоляції за рахунок корегування відомої формули інтегралу старіння шляхом більш точної інтерполяції вихідних даних, що використовуються для побудови залежності швидкості старіння від вмісту вологи в ізоляції. Вперше запропоновано математичні моделі для оцінки впливу етапу виробництва на призначений ресурс, які відрізняються урахуванням недосконалості засобів контролю і стохастичності процесу зміни ресурсу в ході технологічного процесу.^UThe thesis is dedicated to the improvement of mathematical models for forecasting the residual lifetime of a power transformer and the feasibility study of its maintenance strategy by developing a complex model of cellulose insulation technical condition. The complex model of the cellulose insulation technical condition, which consists of a mathematical model of the transformer's real resource formation at the stage of its production and a model of the resource consumption of the power transformer's cellulose insulation during the exploitation phase, is proposed. The mathematical model of water exchange in the system of cellulose insulation - transformer oil in the interrelation with other mathematical models, describing the condition of the transformer in exploitation is developed. The analysis of the effect of maintenance of power transformer (in particular, drying of the active part) on the characteristics of cellulose insulation is carried out. The transformer resource consumption modeling for different maintenance strategies is executed. The simulation justified the need to take into account the maintenance in the calculations of the residual resource and the modeling of the insulation resource consumption in operation. The calculation method for determining the reduction of insulation's lifetime was further developed by adjusting the known formula of the integral of aging by more accu-rate interpolation of the original data used to construct the dependence of the rate of aging on the moisture content of the insulation. For the first time, mathematical models for assessing the influence of the production stage on the assigned resource, which differ by the imperfection of control and stochasticity of the process of resource change during the technological process, are proposed.

Висоцька М.В. Теплохолодопостачання на основі трансформації інтегрованої енергії холодної води та вентиляційного повітря. – Рукопис.Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.23.03 – Вентиляція, освітлення та теплопостачання. – Київський національний університет будівництва та архітектури, Київ, 2021 р.Робота присвячена удосконаленню енергозберігаючих технологій систем теплохолодопостачання на основі інтегрованої енергії низькотемпературних джерел. Розроблено нову теплонасосну систему теплохлапостачання на основі інтегрованої енергії холодної води та повітряних потоків з пневмогідравлічною стабілізацією трансформаторних процесів (пат. № 109848). В результаті аналітичного дослідження запропонованої системи встановлено модифіковану залежність дійсного коефіцієнта перетворення, що містить вихідні дані та режимні параметри, які дозволяють проводити пошук раціональних умов високоефективної трансформації та споживання енергії в системах теплопостачання. Ключеві слова: тепловий насос, коефіцієнт перетворення, системи теплопостачання, низькотемпературні джерела, ентальпія, витрата палива, показники енергетичної ефективності.^USUMMARYVysotska MV Heat and cold supply based on the transformation of integrated energy of cold water and air flows. - Manuscript.The dissertation on competition of a scientific degree of the candidate of technical sciences on a specialty 05.23.03 - Ventilation, lighting and heat supply. - Kyiv National University of Construction and Architecture, Kyiv, 2021The work is devoted to the improvement of energy-saving technologies of heat and cold supply systems on the basis of integrated energy of low-temperature sources. The expediency of using incoming cold water as a low-temperature source for heat pump systems of heat and cold supply integrated with the heat of ventilation air, including process its deep cooling. Based on the generalization of the results of field studies of the temperature of cold water entering the buildings of the Odessa region, the sinusoidal dependence of its seasonal change with a displacement of the amplitude of 9 ° C relative to the average annual temperature 16.5 ° C, which can also be adapted to conditions of the second climatic zone of Ukraine. The expediency of using this water as a low-temperature source for heat pump systems of heat and cold supply integrated with the heat of ventilation air, including process its deep cooling. A new heat pump system for heat supply based on the integrated energy of cold water and air flows with pneumohydraulic stabilization of transformer processes has been developed (US Pat. No. 109848). As a result of analytical research of the offered system the modified dependence of the actual conversion factor containing initial data and mode parameters which allow to search for rational conditions of highly efficient transformation and energy consumption in heat supply systems is established. The regularity of change of damping air flow in the conditions of variable water pressure at the entrance to the building and its reduction during further passage through the evaporator, condenser and corresponding subscriber subsystems is established on the basis of the offered physical and mathematical models of stabilization of pneumohydraulic mode in the improved heat pump system.According to the results of the analytical study of the improved system, the dependence for the predicted assessment of fuel economy depending on the parameters of the integrated low-temperature source and energy of the subscriber's heat consumption is established. work with the boiler. It is shown that in these modes fuel savings from 42 to 100% during the year are provided.Keywords: heat pump, conversion factor, heat supply systems, low temperature sources, enthalpy, fuel consumption, energy efficiency indicators.

Дисертацію присвячено вирішенню важливої наукової задачі – створенню трифазних напівпровідникових перетворювачів з покращеними енергетичними та масовими характеристиками. У багатьох електричних мережах і системах напівпровідникові перетворювачі є одним з основних видів навантаження. Напівпровідникові перетворювачі є для мережі живлення нелінійним навантаженням, і його робота впливає на режими роботи мережі, особливо якщо потужність перетворювача і мережі співрозмірні. Тому при проектуванні як електричних мереж, так і напівпровідникових перетворювачів необхідно враховувати вплив роботи перетворювачів на мережу живлення. В силовій електроніці одним з найпоширеніших перетворювачів є трифазний випрямляч. Схеми випрямлячів трифазного живлення застосовуються в основному для живлення споживачів середньої й великої потужності. Покращення електромагнітної сумісності в цих системах можливе з використанням схем трифазних випрямлячів зі збільшеною пульсністю. Для роботи таких випрямлячів необхідним є використання фазозсувних трансформаторів або автотрансформаторів. Використання фазозсувних магнітних елементів погіршує масові характеристики перетворювача, а при збільшенні пульсності випрямляча ускладняється їх конструкція. Покращення масових характеристик та електромагнітної сумісності можливе з використанням електронного зсуву фаз в трифазних випрямлячах зі збільшеною пульсністю. В дисертаційній роботі запропоновано структуру багатопульсних випрямлячів з електронним зсувом фаз пульсністю більше 12-ти, що дозволяє поліпшити гармонійний склад споживаного струму за рахунок підвищення пульсності випрямляча, отримання високого коефіцієнту потужності за рахунок використання «відстаючих» і «випереджаючих» кутів керування. Обґрунтовано доцільність використання повністю керованих напівпровідникових ключів з зворотною блокуючою здібністю в трифазних випрямлячах з електронним зсувом фаз, що дозволяє отримати високий коефіцієнт зсуву між вживаним струмом і напругою джерела живлення за рахунок уніфікації використовуваних напівпровідникових ключів. Запропоновано використання низькочастотної широтно-імпульсної модуляції для балансування вихідних напруг модулів трифазного випрямляча, що дозволяє реалізувати схему перетворювача без використання вхідних узгоджувальних електромагнітних елементів. Досліджені електромагнітні процеси в трифазних багатопульсних випрямлячах з електронним зсувом фаз при використанні повністю керованих напівпровідникових ключів зі зворотною блокуючою здатністю, що дозволило отримати основні вирази для оцінки комутаційних втрат. Запропоновані схемотехнічні рішення багатопульсних випрямлячів з електронним зсувом фаз, можуть бути використані в розробці та проектуванні перспективних джерел постійного струму, що вимагають покращених масових показників, відповідності вимогам по електромагнітній сумісності. Наприклад: – в наземному електрообладнанні аеропортів, як складова частина комплексу наземного живлення літаків 3х115 В 400 Гц 30-90 кВт;– в перетворювачах частоти з ланкою постійного струму при підключенні AC/AC перетворювача безпосередньо до мережі живлення, тобто без використання масштабуючих трансформаторів.^UThe thesis is devoted to the solution of an important scientific problem - the creation of three-phase semiconductor converters of alternating current to constant current with improved energy and mass characteristics. In many electrical networks and systems, semiconductor transducers are one of the main types of load. Semiconductor transducers are nonlinear for the power supply, and its operation affects the network operating modes, especially if the power of the converter and the network are dimensional. Therefore, when designing both electrical networks and semiconductor converters, it is necessary to take into account the effect of converters on the power supply. In power electronics, one of the most common converters is a three-phase rectifier. Schemes of three-phase power rectifiers mainly used for power supply to consumers of medium and high power. Improvement of electromagnetic compatibility in these systems is possible using schemes of three-phase rectifiers with increased pulsativeness. The use of phase-shift transformers or autotransformers is necessary for such rectifiers. The use of phase-shift magnetic elements, worsens the mass characteristics of the converter, and when the rectifier pulsity increases, their design becomes more complicated. Improvement of mass characteristics and electromagnetic compatibility is possible with the use of electronic phase shift in three-phase rectifiers with increased pulsatility. In the dissertation work the structure of multipulse rectifiers with electron phase shift of pulses more than 12 is proposed, which allows to improve the harmonic composition of consumed current by increasing the rectifier pulsity, obtaining a high power factor by using the "lagging" and "outgoing" angles of control. The expediency of using fully controlled semiconductor keys with reverse blocking capability in three phase rectifiers with electron phase shift is substantiated. The use of low-frequency pulse-width modulation for balancing the output voltages of three-phase rectifier modules is proposed. The proposed circuitry solutions of multi-pulse rectifiers with electron phase shift can be used in the design of advanced DC sources requiring improved mass performance, compliance with electromagnetic compatibility requirements.

  Скачати повний текст

Проаналізовано існуючі заходи щодо запобігання та зриву феромагнітних процесів у електричних мережах (ЕМ) 6(10) - 35 кВ та захисту трансформаторів напруги (ТН). Обгрунтовано методику досліджень, розрахункову схему ЕМ та її математичну модель. Одержано магнітні характеристики ТН. Виявлено закномірності в їх розташуванні. Одержано математичні вирази, що визначають характер зміни процесів в ЕМ під час ферорезонансних процесів (ФРП). Визначено параметри ЕМ, за яких найбільш ймовірні пошкодження ТН. Розроблено рекомендації щодо забезпечення умов максимального прискорення процесу згасання ФРП. Наведено результати статистичних, лабораторних, натурних і експлуатаційних досліджень. Надано рекомендації щодо підвищення надійності експлуатації ТН. Обгрунтовано, що найбільш ефективним шляхом зменшення пошкоджуваності ТН в ЕМ є використання трансформаторів типу НТН. Завдяки використанню наданих рекомендацій одержано зниження пошкоджуваності ТН в ЕМ АК "Харківобленерго" та підвищення надійності електричної мережі в цілому.

  Скачати повний текст