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

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

Побудовано математичні моделі електротехнічних пристроїв та методи розрахунку періодичних процесів даних об'єктів. З використанням концепції поєднання методів теорії електромагнітних кіл і електромагнітного поля розроблено математичні моделі для адекватного опису складних фізичних процесів різної природи - насичення магнетопроводів, поверхневого ефекту в струмопроводах, механічного руху електромагнітних контурів та їх асиметрії. Запропоновано моделі машин змінного струму (синхронних та асинхронних). Теоретично обгрунтовано доцільність використання методів електромагнітних кіл для врахування насичення магнітопроводів і теорію електромагнітного поля для врахування поверхневого ефекту у струмопроводах. З використанням загальної теорії диференціальних рівнянь розроблено метод побудови моделі чутливості до початкових умов (прискорений метод) для викорстання усталених електромеханічних процесів як періодичних розв'язків крайової задачі для систем нелінійних диференціальних рівнянь, що описують пристрій. Зазначено, що даний метод забезпечує однотипність алгоритмів розв'язання всього комплексу задач аналізу - розрахунку усталених (періодичних) процесів, визначення статичної стійкості та параметричної чутливості як взаємопов'язаних задач.

  Скачати повний текст

Досліджено проблему підвищення динамічних і енергетичних характеристик електромеханічних систем з векторно-керованими електродвигунами з застосуванням методів нелінійного й адаптивного керування. Запропоновано концепцію керування. Сформовано дві результуючі декомпозиції "електромеханічна - електромагнітна підсистеми" та "механічна - електрична підсистеми" на базі розроблених нових методів нелінійного й адаптивного керування та вимірювання частиною вектора стану за умов відомих, а також невизначених параметрів об'єкта. Синтезовано нові алгоритми векторного керування механічними координатами (моментом, кутовою швидкістю, кутовим положенням) і модулем вектора потокозчеплення у системах з основними типами приводних двигунів, а саме: постійного струму з незалежним збудженням, сімейства явнополюсних і неявнополюсних синхронних двигунів, з короткозамкненим ротором, явнополюсних синхронних двигунів з демпферними обмотками й асинхронних машин подвійного живлення. Запропоновано методики розрахунку параметрів регуляторів струму, швидкості та положення для формування динамічних показників якості керування. Синтезовано алгоритми ідентифікації, адаптивного спостереження, прямо адаптивного керування в електромеханічних системах з синхронними і асихронними двигунами. Розроблено метод керування кутовою швидкістю асинхронного двигуна без її вимірювання. Наведено результати числових експериментальних досліджень розроблених систем.

  Скачати повний текст

Розроблено метод синтезу параметрів заступної схеми асинхронного двигуна за каталожними даними. Індуктивності вітки намагнічування та розсіювання статора представлено нелінійними залежностями від струмів, активний опір вітки намагнічування - як нелінійна функція від частоти, а витиснення струмів у роторі враховано введенням двох еквівалентних контурів. Установлено вплив напруги та частоти на струм статора, ротора, активну та реактивну потужності окремого двигуна та вузла асинхронного навантаження в цілому. Розроблено алгоритм визначення напруги у вузлі, яка забезпечує мінімум втрат електроенергії. Розвинуто математичну модель автономної електричної системи з асинхронним навантаженням з використанням повних диференціальних рівнянь всіх елементів схеми, яка відрізняється врахуванням синхронних генераторів обмеженої потужності та дає змогу аналізувати процеси в системах аварійного живлення відповідальних споживачів.

  Скачати повний текст