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

Розглянуто питання підвищення підвищення енергоефективності електромеханічних систем (ЕМС) з асинхронними двигунами (АД). Запропоновано рішення, яке полягає в контролюванні у реальному часі енергоефективності ЕМС засобами функціонального діагностування, обслуговуванні за фактичним станом і безперервному захисті під час експлуатації. Математичний апарат діагностування поєднує методи аналізу миттєвих значень струмів і напруг АД, температури довкілля, дозволяє визначати енергетичний і технічний стан ЕМС і прогнозувати залишковий ресурс за методом спектрально-струмового аналізу, що надає можливість завчасного виявлення механічних ушкоджень двигуна та пов'язаного з ним механізму. Розроблено програмно-апаратні засоби діагностування енергоефективності ЕМС з АД - моделі, методики, алгоритми, програми та схемно-технічні рішення, що враховують дію експлуатаційних впливів - якість напруги живлення, режим навантаження та температуру довкілля.

  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

Запропоновано компенсаційно-мостовий метод контролю електромагнітних параметрів асинхронного двигуна (АД) з використанням багатоелементних схем заміщення за умов несинусоїдності напруги або струму живлення, який забезпечує одержання інформації в реальному часі та покращення регулювальних властивостей АД. Вдосконалено метод контролю параметрів АД з використанням як інформативних параметрів системи зрівноваження внутрішніх недоступних величин - похідної потокозчеплення та потокозчеплення, що забезпечує можливість визначення параметрів АД за нелінійності індуктивності намагнічування. Набув подальшого розвитку метод контролю параметрів нелінійних моделей шляхом введення нових спектральних параметрів і використання миттєвих значень струмів, що дозволяє експериментально оцінювати електромагнітні параметри АД в режимі ненасиченого стану та в режимі насичення магнітопроводу.

  Скачати повний текст

Проаналізовано математичну модель конічної роторної системи в газомагнітному підвісі, досліджено стійкість системи. Розглянуто процес виникнення крутильних коливань, встановлено аналітичні співвідношення, які дозволяють реалізувати спосіб вимірювання та контролю моменту інерції, побудований на вимірюванні амплітуди крутильних коливань, який має більш високу швидкодію у порівнянні з відомими методами. Розроблено нові та вдосконалено існуючі методи та засоби вимірювального перетворення кутової швидкості, моменту інерції роторних систем, а також запропоновано метрлогічну модель тахометричного перетворювача в статичному та динамічному режимах роботи. Розроблено програмно-апаратне та метрологічне забезпечення комп'ютерно-вимірювальної системи моменту інерції роторної системи.

  Скачати повний текст

Висвітлено питання удосконалення методів діагностики та оцінювання працездатності асинхронних двигунів (АД) шляхом аналізу споживаної двигуном потужності. Аналіз існуючих методів і систем діагностики показав необхідність створення методу, який дозволяв би проводити діагностику АД без виведення його з виробничого процесу і надавав би можливість оцінювання енергетичної складової пошкодження для можливості врахування додаткового руйнування елементів АД. Запропоновано здійснювати аналіз на основі енергетичних процесів, що відбуваються під час роботи двигуна, а також використовувати діагностичні ознаки на основі аналізу сигналу споживаної потужності. Для досягнення поставленої мети синтезовано математичні моделі АД для дослідження найбільш розповсюджених типів дефектів. Сформульовано діагностичні показники, що грунтуються на аналізі зміни характеристик сигналу споживаної потужності у разі появи та розвитку дефектів і неякісностей. За сукупним аналізом значень сформульованих показників сформовано логічні вирази для діагностики найбільш розповсюджених типів дефектів АД та оцінювання працездатності двигуна. Розроблено метод відокремлення впливу параметрів мережі живлення на характеристики АД.

  Скачати повний текст

Зазначено, що математична модель асинхронного двигуна (АД), що об'єднала в собі функції термодетектора та температурного реле, дозволяє визначити температуру обмоток статора та ротора за будь-яких нестандартних зовнішіх умов роботи двигуна. Проведено розвиток існуючої математичної моделі, яка включає два елементи: пакет заліза й обмотку статора для визначення температури обмотки статора АД за повільно та швидко наростаючих теплових перенавантаженнях, введенням додатково двох елементів: обмотки ротора та термодетектора в лобовій частині обмотки статора. Встановлено, що витиснення струму в пазу роторної обмотки призводить не тільки до збільшення середнього та локального нагріву стрижнів ротора, але й до переміщення в часі максимальної температури стрижня з верхньої частини паза до його дна. Одержано рішення для розподілу температури стрижня обмотки з урахуванням ефекту витиснення струму. Розроблено температурний захист, який базується на порівнянні температур: тих, які вимірюються термодетектором, і тих, які розраховуються та запропонованою математичною моделлю, завдяки чому є можливість надавати сигнал про розвиток аварійних режимів.

  Скачати повний текст

Запропоновано вирішення науково-прикладної проблеми розвитку основ теорії та підвищення точності розрахунку електромагнітних елементів пристроїв пригнічення вищих гармонік струму - трансформаторів, автотрансформаторів і реакторів шляхом обліку впливу гармонійних складових струму та магнітного потоку в обмотках і магнітопроводах, обгрунтовано принципи їх розробки та проектування. Встановлено, що нелінійні навантаження, зокрема, зварювальне устаткування, негативно впливають на електричну мережу, зокрема, генеруть у ній вищі гармоніки струму, для пригнічення яких доцільно застосовувати сучасні індуктивно-ємнісні, трансформаторні й автотрансформаторні фільтри вищих гармонік струму. Для розрахунку та поектування електромагнітних елементів фільтрів удосконалено теорію та методи багатокритеріальної оптимізації трансформаторів і реакторів з визначенням їх найкращого варіанту. Обгрунтовано теорію та методи розрахунку електромагнітних та енергетичних параметрів цих пристроїв - індуктивностей, втрат в обробках і магнітопроводах за наявності вищих гармонік струму та магнітного потоку, струму холостого ходу сучасних трансформаторів зі стиковим магнітопроводом. Запропоновано аналітичні методи розрахунку теплових параметрів трансформаторів і реакторів. Наведено рекомендації щодо використання розроблених методів для розрахунку, проектування та створення в Україні сучасного конкурентоспроможного на світовому ринку енергозберігального обладнання, що підвищує якість електричних мереж живлення та зменшує втрати у мережах та обладнанні.

  Скачати повний текст

  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

Розроблено математичні моделі дизеля-генератора (ДГ) як об'єкта регулювання кутової швидкості й об'єкта діагностики. Обгрунтовано вибір лінійних періодичних випадкових процесів як моделі девіації кутової швидкості. Визначено параметри девіації кутової швидкості вала ДГ. Побудовано навчальні сукупності у просторі асиметрія-ексцес і сформульовано вирішальні правила діагностування об'єкта. На базі даних моделей, методів, методик та алгоритмів побудовано багатофункціональну комп'ютеризовану інформаційно-вимірювальну систему (ІВС) для керування та діагностики ДГ. Проведено аналіз похибок її аналогової та цифрової частин, розрахунок випадкової похибки оцінки критерію-функціонала та квазіоптимального закону керування ДГ, а також експериментальні дослідження експериментального зразку даної ІВС на реальних ДГ, які дозволили уточнити параметри низки математичних моделей.

  Скачати повний текст

Розглянуто математичне моделювання перехідних процесів в електромеханічних системах. Удосконалено математичні моделі електромеханічних пристроїв та систем зі змінною структурою, із зосередженими та розподіленими параметрами. Описано складні фізичні процеси в згаданих пристроях та системах, а саме - насичення магнітопроводів, скін-ефект у струмопроводах, механічний обертовий рух електромагнітних контурів, змінну структуру та несиметрію тощо. Наведено систему диференціальних рівнянь електромеханічного стану в нормальній формі Коші, що усуває операцію числового обертання матриці коефіцієнтів на кожному часовому кроці інтегрування. Розв'язано задачу перехідних станів електромеханічної системи за змінної структури, що супроводжувалося стрибками струмів у їх обмотках.

  Скачати повний текст

Проведено аналіз теплового процесу нагріву заглибного електродвигуна, представленого гетерогенною системою, у результаті якого одержано рівняння нагріву обмотки статора електродвигуна, що містить три парціальні складові. Обгрунтовано, що теплова модель заглибного електродвигуна, розглянута з позиції гомогенного тіла, має істотну розбіжність (до 50 %) на початковому етапі нагріву в порівнянні з уточненою гетерогенною системою. Проведено дослідження впливу зовнішніх експлуатаційних факторів, що впливають на роботу заглибного електродвигуна. Розроблено математичну модель діагностування витрати ресурсу ізоляції електродвигуна заглибного насоса, яка покладена в основу пристрою діагностування із застосуванням мікроконтролера.

  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 для асинхронних електроприводів (АЕП) зі спрощеного дволанкового безпосереднього перетворювача частоти (СДБПЧ) системи автоматичного керування (САК), які забезпечують одно- і двозонне регулювання швидкості, а також регулювання положення. Запропоновано ефективну схему пасивного фільтра мережі та методику розрахунку її параметрів, які покращують для АЕП зі СДБПЧ електромагнітну сумісність з мережею живлення. Наведено кількісну оцінку коефіцієнта потужності мережі та гармонійний склад фазного струму мережі. Запропоновано спосіб керування АЕП зі СДБПЧ за провалів напруги мережі, наведено оцінку електромеханічних процесів, які відбуваються у даному режимі.

  Скачати повний текст

Удосконалено метод визначення параметрів ізоляції фаз приєднань кабель-двигун шляхом урахування в ньому статичної та динамічної несиметрії. Розроблено комплексний метод автоматичного оцінювання стану електричної ізоляції елементів приєднань кабель-двигун. Одержано узагальнені залежності параметрів режиму від параметрів дефекту ізоляції, які дозволяють розробляти нові принципи автоматики поточного оцінювання стану ізоляції електродвигунів. Розроблена методика виявлення локальних дефектів ізоляції живильного кабелю та обмоток статора у робочих режимах електричних двигунів впроваджена на двох енергетичних підприємствах України.

  Скачати повний текст

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

Розроблено компенсувальні пристрої, використання яких дозволяє зменшити похибки, зумовлені високовольтними вимірювальними трансфоматорами струму та напруги. Вдосконалено метод електронної компенсації похибки вимірювального траснформатора струму, придатного для високовольтного вимірювального трансформатора струму (ВВТС). З використанням удосконалених методів розроблено схеми пристроїв електронної компенсації похибок ВВТС і високовольтного вимірювального трансформатора напруги (ВВТН), обгрунтовано співвідношення параметрів пристроїв, за яких буде досягатись повна компенсація похибок ВВТС і ВВТН. Розроблено алгоритм розрахунку параметрів елементів пристроїв. Одержано залежності похибок компенсованих траснформаторів від зміни параметрів петель гістерезиса. За результатами проведених експериментальних досліджень вивчено похибки схем трансформаторів струму з електронною компенсацією похибки, що можуть бути складовою частиною пристрою електронної компенсації похибки ВВТС. Визначено похибки вимірювання активної потужності й електроенергії, спричинені похибками ВВТС і ВВТН. Розглянуто питання метрологічного випробування запропонованих пристроїв.

  Скачати повний текст

Удосконалено методи оцінювання втрат у сталі шляхом урахування зміни властивостей магнітної системи за умов дослідження характеристик асинхроних двигунів (АД). Проаналізовано існуючі методи визначення цих втрат та показано доцільність розробки підходу, що дозволяє проводити їх оцінювання з урахуванням нелінійності кривої намагнічування. Запропоновано схему заміщення АД з додатковою електрорушійною силою (е. р. с.) контуру намагнічування, яка грунтується на врахуванні вищих гармонічних струму, що характеризують режим насичення. У загальному виді одержано залежності миттєвої потужності на індуктивному елементі з урахуванням нелінійності та явища гістерезису. Однією з характеристик АД, яка описує фізичні властивості магнітної системи машини, є нелінійна характеристика індуктивного елемента контуру намагнічування. Для її визначення за відсутності додаткових технічних засобів для реалізації дослідів, на базі запропонованої схеми заміщення з додатковою е. р. с. у контурі намагнічування запропоновано метод, вихідними даними якого є миттєві значення напруги та струму, що вимірюються за допомогою комп'ютеризованого комплексу, а також параметри схеми заміщення у ненасиченому стані. Досліджено вплив властивостей магнітної системи, зокрема, нелінійності кривої намагнічування, збільшення вихрових струмів на характеристики АД. Запропоновано скоригований закон частотного керування з урахуванням дії вихрових струмів, який дозволяє зменшити рівень енергоспоживання. Розглянуто питання побудови комп'ютеризованого вимірювально-діагностичного комплексу для експериментального визначення втрат у сталі та дослідження характеристик АД.

  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