На підставі аналізу методів і засобів діагностування внутрішньої ізоляції високовольтного електрообладнання запропоновано новий метод здійснення діагностики стану ізоляції трансформаторів струму під робочою напругою, реалізація якого забезпечує підвищення завадостійкості засобів діагностики та вірогідності інформації про їх стан. Удосконалено розрахункову модель даної ізоляції, що дозволяє більш точно враховувати вплив експлуатаційних чинників (температури, зволоженості, старіння) і елементів схеми вимірювання на характеристики ізоляції та ефективність її діагностики. Запропоновано й обгрунтовано можливість проведення вимірювань опору ізоляції високовольтних трансформаторів струму за постійного струму, а також приросту тангенса кута діелектричних втрат під робочою напругою, що дозволяє розширити функціональні можливості й інформативність засобів діагностики. Розроблено методологічні засади побудови функціональних структурних схем пристроїв, що дозволило створити систему комплексної діагностики ізоляції високовольтних трансформаторів струму під робочою напругою.

  Скачати повний текст

Удосконалено регульовані електроприводи на базі автономних інверторів струму шляхом використання в них спеціально спроектованих регульованих асинхронних двигунів (РАД), адаптованих до специфічних умов експлуатації, що дає змогу знизити їх масу, габарити, вартість, поліпшити енергетичні показники, динамічні та регульовані властивості. З використанням системного підходу розроблено комплексні проектні математичні моделі (ММ), що містять моделі всіх компонентів регульованих електроприводів. Ці моделі надають можливість аналізувати електромагнітні, електромеханічні, енергетичні, теплові процеси у сталих і перехідних режимах роботи двигунів. Відзначено, що найбільш точний аналіз одержується за використання перетворювачів моделей, синтезованих у програмному середовищі емуляції електронних схем OrCAD. Показано, що оптимальне проектування здійснюється за використання багатоваріантного аналізу. Запропоновано діапазонні проектні критерії, функціональні показники та проектні обмеження. На базі запропонованих проектних ММ розроблено методичне та програмне забезпечення автоматизованого вибору серійних загальнопромислових асинхронних двигунів та оптимального проектування РАД для систем електроприводу на базі автономних інверторів струму.

  Скачати повний текст

Досліджено процеси старіння трансформаторних масел за умов тривалих впливів сильних електричних полів і великих струмів з метою удосконалення діагностики стану високовольтних силових трансформаторів. Встановлено залежності 20-ти ізоляційних показників трансформаторних масел від часу експлуатації за умов дії факторів, які притаманні експлуатації високовольтного електроенергетичного обладнання. Досліджено вплив струмів навантаження трансформаторів на інтенсивність дрейфу показників масел. Проаналізовано вплив коротких замикань, перенапруг та інших аварійних режимів роботи електричної мережі на зміну концентрації розчинених у маслі газів. Досліджено статистичний зв'язок між ізоляційними показниками масел. Розроблено метод оцінювання ступеня старіння масел з урахуванням тривалості та режимів експлуатації. Запропоновано метод інтерпретації результатів хроматографічного аналізу розчинених у маслі газів для виявлення розрядних процесів і процесів термічної деструкції на ранніх стадіях їх розвитку. Розроблено моделі для прогнозування значень ізоляційних показників масел.

  Скачати повний текст

Розроблено математичні моделі, проведено аналіз та синтез структур регульованого електроприводу (ЕП) за системою "однофазний тиристорний перетворювач напруги - асинхронний двигун з трифазними обмотками статора малої потужності та фазозсувним конденсатором". Специфіка такої системи полягає у різноманітності простих схемо-технічних рішень і в складності електромагнітних та електромеханічних процесів, обумовлених якістю напруг та струмів в елементах ЕП. Розроблено узагальнену математичну модель, що враховує ЕРС обертання, несиметрію та несинусоїдальність струмів та напруг, дозволяє проводити порівняльний аналіз різних схем силової частини ЕП. На її базі досліджено динамічні, механічні, енергетичні та регулювальні характеристики системи. Обумовлено вибір раціональних схемо-технічних рішень і проведено оптимізацію параметрів силових елементів ЕП. Функціональні можливості даної системи реалізуються за двома основними напрямками - регулюванням швидкості обертання в обмеженому діапазоні та мінімізацію втрат потужності у разі змінного навантаження.

  Скачати повний текст

Теоретично обгрунтовано та розв'язано науково-практичну задачу, що стосується економії матеріальних ресурсів у магнітній системі машин постійного струму (МПС) середньої потужності загального призначення, підвищення її техніко-економічних показників шляхом удосконалення методики проектування. Установлено, що методика проектування МПС середньої потужності загального призначення, яка використовується, має значну похибку та не може використовуватися під час проектування нових серій розглянутих МПС. Розроблено програмний комплекс на базі методу скінченних елементів, який дозволяє здійснювати числове моделювання магнітної системи у разі варіювання вектора параметрів, що визначають її геометрію. Запропоновано вектор критеріїв оцінки ефективності магнітної системи МПС середньої потужності та вектор параметрів, що визначає геометрію магнітної системи. Одержано рекомендації щодо вибору раціональних геометричних параметрів магнітної системи МПС даної потужності та вектор параметрів, що визначає геометрію магнітної системи. Наведено рекомендації щодо вибору раціональних геометричних параметрів такої системи. Запропоновано методику розрахунку МПС середньої потужності зі станиною прямокутної форми, за якою здійснюється уточнений розрахунок геометрії головного полюса, геометрії котушки збудження та уточнення коефіцієнта розсіяння у разі електромагнітного розрахунку.

  Скачати повний текст

Досліджено фізичні процеси та ефекти в асинхронному двигуні з внутрішньою ємнісною компенсацією реактивної потужності, зокрема, вплив числа фаз обмотки статора на ефективність двигуна, спільну дію двох МРС напівобмоток фази статора з різною просторовою та часовою орієнтацією струмів, а також підмагнічувальну дію ємнісного струму в компенсованому двигуні. Розроблено математичну модель асихронного двигуна з внутрішньою ємнісною компенсацією реактивної потужності з урахуванням його особливостей. Вивчено електромеханічні процеси перетворення електричної енергії у механічну в асинхронному двигуні з внутрішньою ємнісною компенсацією реактивної потужності.

  Скачати повний текст

Розглянуто науково-практичні проблеми розвитку теорії та створення методології моніторингу електромеханічних перетворювачів систем електроприводу з метою підвищення якості їх ідентифікації шляхом урахування змін і коливань їх електричних, магнітних і механічних параметрів у процесі експлуатації або ремонту. Вирішення даної проблеми здійснено шляхом створення математичного апарата, що дозволяє визначати параметри електричних двигунів і ймовірності їх безвідмовної роботи на підставі інформації про доступні безпосередньому контролю миттєві значення змінних стану електроприводу в процесі експлуатації. Створено методологію моніторингу електромеханічних перетворювачів систем електроприводу для підвищення якості ідентифікації електромеханічних систем шляхом урахування змін їх електричних і магнітних параметрів у процесі експлуатації або ремонту.

  Скачати повний текст

Розглянуто питання ідентифікації координат і параметрів асинхронного двигуна та підвищення якості електромеханічних перехідних процесів асинхронного електропривода з векторним керуванням за непрямим вимірюванням значення потокозчеплення ротора асинхронного двигуна. Для параметричного пристрою спостереження, який є суттєво нелінійним об'єктом, отримано залежності налагоджувальних коефіцієнтів від динамічних параметрів асинхронних двигунів, що дозволяє під час проектування та налагодження асинхронних електроприводів з векторним керуванням без прямого вимірювання потокозчеплення розрахувати значення коефіцієнтів передачі та сталих часу спостерігача для надання йому необхідних динамічних властивостей. Обгрунтовано доцільність застосування розподілу коренів характеристичного рівняння замкненого контуру регулювання потокоутворювальної складової струму статора в асинхронному електроприводі з векторним керуванням і пристроями спостереження за формою Грехем - Літропа під час використання еталонної моделі в даному контурі.

  Скачати повний текст

Розроблено пристрій для діагностування дефектів кліток короткозамкнених (КЗ) роторів асинхронних двигунів (АД) потужністю до 100 кВт. Проведено аналіз і порівняння ефективності відомих методів і засобів неруйнівного контролю та технічного діагностування обмоток КЗ роторів АД, здійснено їх класифікацію. На підставі аналізу похибок процесу діагностування КЗ кліток запропоновано способи їх зменшення та усунення на етапі розробки пристрою та в процесі обробки контрольованих сигналів. Досліджено новий трансформаторний спосіб і пристрій для діагностування дефектів у КЗ клітках, що базується на використанні індуктора з розімкненою магнітною системою, за допомогою якого підвищено чутливість і точність діагностування дефектів у роторах з закритими пазами. Створено математичні моделі для дослідження запропонованої конструкції індуктора. Висвітлено методики проведення досліджень. Визначено поріг чутливості пристроїв для контролю та діагностування КЗ кліток роторів АД.

  Скачати повний текст

Науково обгрунтовано принципи та підходи до діагностики машин постійного струму з урахуванням стану пакета сталі якоря, які на відміну від відомих підходів, дають змогу проаналізувати реальний стан електричної машини. Уточнено математичну теплову модель машини постійного струму з визначенням локальної неоднорідності розподілу втрат на поверхні зубцевої зони якоря. З'ясовано ступінь впливу локальних пошкоджень пакета сталі якоря, що виникають під час ремонту, на величину додаткової вібрації підшипникових вузлів і полюсів машини. Запропоновано та науково обгрунтовано новий метод визначення післяремонтних паспортних даних машини постійного струму на підставі карти розподілу пошкоджень за результатами локальної діагностики пакета сталі якоря з урахуванням параметрів теплових режимів за умов динамічного навантаження.

  Скачати повний текст

Установлено відмінні риси теплових перехідних процесів у вузлах електродвигунів (ЕД) змінного струму. Досліджено вплив різних факторів на форми кривих нагрівання й охолодження. Показано, що вони мають інтегральний характер і побудовані у відносних одиницях, однакові для всіх двигунів одного типорозміру. Установлено, що можливі розходження кривих перехідних процесів мають місце у разі зміни співвідношень і величин втрат у різних машин. Криві нагрівання й охолодження можна вважати перехідними характеристиками, що відбивають властивості теплових процесів у розглянутому вузлі електричної машини. Доведено та підтверджено розрахунками й експериментальними дослідженнями, що форма кривих перехідних процесів на інтервалах циклу повторно-короткочасних режимів істотно змінюється в кожному наступному циклі, показано їх визначальний вплив на характеристики теплового стану за умов безперервно змінного навантаження. За однаково еквівалентних втрат температура обмоток ЕД у повторно-короткочасних режимах більше, ніж у тривалому рижимі. Теоретично обгрунтовано та доведено, що теплові перехідні процеси можуть бути описані аналітичними виразами, які містять дві експонентні складові з великою та малою постійними часу. Зазначено, що експонента з великою постійною часу дає змогу врахувати тривалість перехідного процесу, а експонента з малою постійною часу - особливості перехідних процесів на початкових етапах. Показано, що подібний підхід забезпечує збіг форм кривих за ненульових початкових умов, що мають місце у разі змінного навантаження. Науково обгрунтовано та розроблено методи прогнозування теплового стану ЕД змінного струму, що працюють за нестандартних режимів роботи з довільно заданим характером навантажень. Доведено можливість проведення прискорених теплових випробувань, за результатами яких можна одержати характеристики теплового стану за різних режимів роботи, обгрунтовано принципи побудови автоматизованих систем контролю та прогнозування, що дають змогу судити про температуру обмоток кожного ЕД за довільного характеру навантажень.

  Скачати повний текст

Розглянуто питання удосконалення приводу коректувальних мас для автоматичного балансування роторних машин. Створено математичну модель приводу коректувальних мас системи автобалансування. Розроблено уточнену математичну модель формування гальмівних сил та моментів на коректувальних масах у гальмівній опорі приводу. Отримано динамічну модель і передаточні функції системи автобалансування роторів технологічних машин. Запропоновано шляхи удосконалення приводу системи автобалансування з гальмівною гідростатичною опорою. Досліджено формування керуючого впливу на привід. Проведено експериментальні дослідження, які підтверджують теоретичні висновки. Запропоновано методику визначення раціональних параметрів приводу та надано рекомендації щодо використання розроблених пристроїв у виробництві.

  Скачати повний текст

Досліджено процес вмикання синхронного генератора на паралельну роботу з потужною мережею. Розроблено нові методи та алгоритми управління ним, що забезпечують мінімізацію динамічних дій на елементи генераторного агрегату під час вмикання на паралельну роботу з потужною мережею. Запропоновано узагальнений кількісний показник оцінки якості перехідного процесу під час вмикання синхронного генератора на паралельну роботу, на підставі якого обгрунтовано вимоги до пристроїв, що реалізують спосіб точної синхронізації за кутом вмикання та частотою биття. Вперше встановлено, що функція напруги биття є більш складною просторовою функцією трьох аргументів: кутової частоти биття, часу початкового кута підсумовування напруг генератора та мережі, що дозволило практично використовувати відоме явище "зависання". На підставі одержаних результатів створено нові методи та алгоритми роботи пристроїв точної синхронізації, що забезпечують вмикання генератора у разі активізації явища "зависання" без обчислення кута (часу) випередження, а також точне виконання основних умов вмикання генератора на паралельну роботу. Адекватність розроблених положень і висновків підтверджено узгодженням теоретичних результатів з експериментальними даними.

  Скачати повний текст

Із застосуванням об'єктно-орієнтованого методу аналізу електромашиновентильних систем розроблено математичні та комп'ютерні моделі для аналізу процесів у генераторних блоках зі статистичними системами збудження (СЗ). Зроблено висновки щодо використання у СЗ автоматичних регуляторів збудження (АРЗ) підпорядкованого типу як альтернативи традиційним АРЗ сильної дії, а також щодо взаємних впливів електромагнітних процесів в електромережі, СЗ й електромагнітних і електромеханічних процесів у генераторі. Зазначено, що особливістю проведеного аналізу є комплексне врахування нелінійності електричних машин, дискретності вентилів перетворювачів, а також взаємних впливів між СЗ, генератором і електромережею. Із застосуванням даних моделей реального часу розроблено засоби та процедуру для проведення діагностування фізичних статичних СЗ перед їх введенням в експлуатацію та під час профілактики.

  Скачати повний текст

Запропоновано новий тип високовольтного устаткування - високовольтні малогабаритні вводи (ВМВ) з повітряно-комбінованою ізоляцією, використання яких забезпечує працездатність мобільних повірочних лабораторій без виносу електроустаткування у разі підготовки повірки. Запропоновано математичні вирази для обчислення основних параметрів ВМВ і програми розрахунку на персональному комп'ютері електричного поля в їх міжелектронному проміжку. Наведено методику розрахунку траєкторії розвитку стримера в повітряно-комбінованій ізоляції ВМВ (на основі розрахунку тривимірного електричного поля в ізоляції вводу методом скінченних елементів). Визначено залежності витримуваної напруги, використання яких дозволяє прогнозувати електричну міцність в процесі розробки ВМВ.

  Скачати повний текст

Дисертацію присвячено розробці теоретичних положень побудови вентильних реактивних двигунів (ВРД) з буферами енергії, електромеханічний перетворювач (ЕМП) яких є найпростішим з відомих електричних машин і має енергетичні і якісні показники на рівні колекторних машин постійного струму. Із позицій системного підходу здійснено науково обгрунтовані дослідження, які вирішили проблему удосконалення існуючих та створення нових конструкцій ЕМП, первинних давачів положення ротора (ДПР) та електричних схем силових комутаторів й формувачів сигналів ДПР. Запропоновано новий широтно-фазовий спосіб регулювання частоти обертання ВРД. Розроблено теоретичні бази й створено методологію проектування явнополюсних ВРД та їх математичні моделі, адекватність яких до фізичних взірців обгрунтовано теоретично й підтверджено практично.

  Скачати повний текст

Розглянуто завдання створення теплового захисту короткозамкненого ротора асинхронного електродвигуна на підставі контролю параметрів поточного режиму, який придатний для потужних машин системи власних потреб електростанцій з проявленням витіснення струму в обмотці роторі. Вперше для асинхронних електродвигунів з суттєвим проявленням ефекту витіснення струму в короткозамкненому роторі запропоновано метод непрямого виміру температури нагріву ротора по температурно-залежній складовій його активного опору. Вдосконалено еквівалентну заступну схему для теплового захисту ротора. Встановлено, що в динамічних режимах електродвигуна додаткове вимірювання похідних струмів статора підвищує точність непрямого визначення температури нагріву ротора шляхом врахування додаткових втрат із диференційно-інтегральних рівнянь контурів статора та ротора. Розвинуто метод непрямого виміру температури нагріву ротора за рахунок визначення вхідного опору за струмами та напругами прямої послідовності.

  Скачати повний текст

Удосконалено методику діагностування пошкоджень статорних обмоток асинхронних двигунів (АД). Вперше встановлено залежності, які дозволяють визначити кути зсуву фаз між струмами фазних обмоток статора у разі обриву паралельної гілки статорної обмотки за величиною моменту опору на валу двигуна. Вперше виявлено залежності, що дозволяють визначити кути зсуву фаз між струмами фазних обмоток статора за величинами діючих значень струмів і кількості замкнених витків у разі міжвиткового замикання в обмотці статора для з'єднання обмоток за схемою "трикутник" і "зірка" з двома паралельними гілками у кожній фазній обмотці статора. Розроблено новий метод діагностування статорних обмоток АД, що дозволяє виявити обриви та міжвиткові замикання за сталого режиму роботи двигуна шляхом контролю діючих значень і кутів зсуву фаз між струмами фаз статора. Як показник відхилення від нормального режиму роботи запропоновано використовувати різницю потенціалів між штучною нульовою точкою та нульовою точкою обмоток двигуна. Запропоновані методи діагностування пошкоджень статорних обмоток АД впроваджено на ТОВ "Краматорський цементний завод - Пушка" та АТ "Новокраматорський машинобудівний завод".

  Скачати повний текст

Проаналізовано проблему ресурсоенергозбереження в електроприводах з асинхронними електродвигунами, наведено характеристику умов експлуатації асинхронних електродвигунів в агропромисловому комплексі. Досліджено втрати активної потужності в асинхронному електродвигуні, для чого введено коефіцієнт втрат активної потужності. Зроблено аналіз втрат активної потужності в системі "електродвигун - робоча машина". Розроблено методику дослідження втрат активної потужності в асинхроному електродвигуні за допомогою кругової діаграми у функції ковзання. Знайдено математичні вирази ковзання асинхронного електродвигуна для різних типів приводів робочих машин в залежності від коефіцієнта завантаження, кратності напруг прямої та зворотної послідовностей. Визначено витрати ресурсу ізоляції асинхронного електродвигуна, в основу яких покладено закономірності теплового старіння ізоляції, зокрема, залежність швидкості теплового зношення ізоляції від температури. Встановлено систему діагностування асинхронного електродвигуна з позиції ресурсоенергозбереження. Розроблено методику діагностування роботоздатності асинхронного електродвигуна з короткозамкненим ротором і методику діагностування втрат активної потужності в механічній частині системи "електродвигун - робоча машина". Запропоновано математичну модель енергозберігаючого режиму роботи асинхронного електродвигуна й алгоритм її використання.

  Скачати повний текст

Розроблено інформаційну технологію оцінки та прогнозування станів електромеханічних пристроїв, що базується на застосуванні математичних моделей функціонування та штучних нейронних мереж. Запропоновано метод побудови бази знань засобами моделювання стану електромеханічних пристроїв на підставі параметрів, що легко піддаються вимірюванню: струмів магнітних обмоток, швидкості механічного руху. Створено нейромережеві технології діагностики вібраційних процесів асинхронних моторів з використанням математичних моделей та бази знань про стани електромеханічних пристроїв. Одержано оцінки поперечно-крутильних коливань асинхронного електромотора з урахуванням нерівномірності повітряного проміжку, сил одностороннього магнітного притягання, податливості опор ротора. Розроблено засоби прогнозу стану цього типу пристроїв.

  Скачати повний текст