Применен метод мгновенной мощности для нахождения параметров линейных и нелинейных электрических цепей. Разработано автоматизированное программное обеспечение в среде MathCad, основанное на аппарате дискретной свертки двух рядов, что позволяет повысить эффективность расчета электрических цепей.

Проанализирован и обоснован выбор начальных приближений при идентификации электромагнитных параметров схемы замещения асинхронных двигателей путем решения систем уравнений для вещественных и мнимых составляющих полных комплексных сопротивлений на зажимах двигателей при различных частотах. Обоснованные диапазоны изменений параметров рекомендуется применять для сужения области поиска решений.

Розвинуто теорію аналізу схем заміщення двигунів змінного струму загальнопромислового використання шляхом урахування втрат у сталі за нелінійною залежністю опору контуру намагнічування від частоти струму та врахування ефекту витіснення струму на вищих гармоніках, зумовленого квадратичною залежністю збільшення опору ротора, що дозволяє з достатньою достовірністю аналізувати енергопроцеси за умов полігармонійного живлення обмоток статора. Уперше одержано у загальному вигляді рівняння балансу складових гармонік миттєвої потужності на джерелі живлення та елементах схем заміщення двигунів змінного струму з урахуванням нелінійностей, що дозволило визначити їх електромагнітні й енергетичні параметри у разі полігармонійного живлення. Теоретично доведено й експериментально підтверджено, що комплексне використання рівнянь електричної рівноваги та балансу ортогональних складових миттєвої потужності в елементах схем заміщення та додаткових інформаційних рівнянь, які одержуються за режимів живлення обмоток статора від пристроїв полігармонійної напруги, на відміну від відомих методів, забезпечує пофазну ідентифікацію електромагнітних й енергетичних параметрів двигунів змінного струму з урахуванням їх нелінійностей, а також підвищену точність та низьку чутливість до похибок вимірювань. Доведено, що використання визначених параметрів схем заміщення та ковзання неробочого ходу дозволяє визначити втрати у сталі за функцією струму намагнічування та втрати у роторі, що, на відміну від відомих методів, підвищує точність декомпозиції втрат потужності двигунів змінного струму для розрахунку передбачуваної навантажувальної здатності.

Висвітлено проблеми безпечної експлуатації електроустаткування в розподільних мережах вугільних шахт і рудників. Описано засоби автоматичного контролю ізоляції та системи захисного відключення, ферорезонансні процеси в засобах компенсації ємнісних струмів (ЄС) витоку, методи вимірювання ємності рудникових електричних мереж (РЕМ) і компенсації ЄС витоку, способи виявлення фаз РЕМ з пошкодженою ізоляцією. Проаналізовано особливості утворення агресивного мікроклімату всередині оболонок вибухонебезпечних апаратів напругою до 3,3 кВ. Увагу приділено пристроям захисту й керування рудникових електричних апаратів напругою 660 В, вибухозахищеним регульованим електроприводам гірничих машин і механізмів.

Освещены проблемы безопасной эксплуатации электрооборудования в распредилительных сетях угольных шахт и рудников. Описаны средства автоматического контроля изоляции и системы защитного отключения, феррорезонансные процессы в средствах компенсации емкостных токов (ЕТ) вытекания, методы измерения емкости рудниковых электрических сетей (РЭС) и компенсации ЕТ вытекания, способы выявления фаз РЭС с поврежденной изоляцией. Проанализированы особенности образования агрессивной микросреды внутри оболочек взрывоопасных аппаратов напряжением до 3,3 кВ. Внимание уделено устройствам защиты и управления рудниковых электрических аппаратов напряжением 660 В, взрывозащищенным регулированным электроприводам горных машин и механизмов.

Теоретично обгрунтовано основні переваги аналізу сигналів за допомогою вейвлет-перетворення над спектральним аналізом сигналів у разі використання апарату Фур'є. Проаналізовано ряд досліджуваних сигналів відповідно до основних факторів, якими визначається вибір материнського вейвлету. Встановлено, що для аналізу діагностичних сигналів доцільно використовувати вейвлет Морле.

Описано розроблений лабораторний стенд для дослідження електромеханічних трансмісій транспортних засобів і проаналізовано його функціональні можливості. Наведено результати експериментальних досліджень режимів роботи тягових електродвигунів.

Обгрунтовано застосування малогабаритних фізичних моделей електропривода в навчальному процесі. Розроблено концепцію побудови та наведено приклади реалізації малогабаритних лабораторних стендів.

Проаналізовано можливість застосування результатів аналізу процесу перетворення енергії асинхронним двигуном для його діагностики та моніторингу поточного стану. Обгрунтовано показники якості енергопроцесів, за якими можливо виконувати діагностику та моніторинг.

Наведено систему векторного керування з роздільним регулюванням активного та реактивного каналів передачі енергії окремо в кожній фазі асинхронного двигуна. Показано можливість компенсації впливу параметричної несиметрії на енергетичні характеристики систем електропривода шляхом корекції потокозчеплення в несиметричній фазі статора електродвигуна.

Обгрунтовано вирази для визначення коригувальної напруги для компенсації змінних складових активної потужності та електромагнітного моменту асинхронного двигуна, що зумовлені несиметрією фаз статора.

Проведено аналіз існуючих підходів до компенсації вищих гармонік струму та потужності трифазних систем. Виділено основні переваги та недоліки трьох основних теорій потужності у разі їх застосування для компенсації неактивних складових миттєвої активної потужності. Обгрунтовано необхідність компенсації змінних складових трифазної активної потужності асинхронного двигуна, що викликані несиметрією його параметрів. Запропоновано метод компенсації цих складових у складі частотно-регульованого електропривода.

Для аналізу складових миттєвої потужності електричного кола з вентильними елементами застосовано метод миттєвої потужності на основі системи рівнянь балансу складових миттєвої потужності. Баланс складових миттєвої потужності досліджуваного електричного кола був сформований з використанням автоматизованого методу одержання складових миттєвої потужності. Запропоновано коефіцієнт для оцінки ступеня нелінійності напівпровідникового перетворювача.

Запропоновано виконувати діагностику асинхронних двигунів (АД) на основі аналізу сигналу споживаної потужності без виведення їх з виробничого процесу. Розвинуто математичні моделі АД у трифазній системі координат, які надають можливість аналізу впливу найбільш поширених дефектів і пошкоджень на електромагнітні й енергетичні процеси, які відбуваються в електричній машині. За результатами математичного моделювання сформульовано діагностичні показники, засновані на дослідженні зміни характеристик сигналу споживаної потужності у разі появи та розвитку дефектів і пошкоджень. За сукупним аналізом сформульованих показників сформовано логічні вирази для діагностики найбільш розповсюджених типів дефектів АД та оцінювання працездатності двигуна. Задля підвищення достовірності діагностики розроблено метод відокремлення впливу параметрів мережі живлення на характеристики АД. Увагу приділено питанням вдосконалення методів діагностики й оцінювання працездатності асинхронних двигунів шляхом аналізу сигналу споживаної двигуном потужності.

Досліджено систему керування швидкістю двигуна постійного струму з властивістю слабкої чутливості до зміни моменту інерції та коефіцієнтів передачі силового перетворювача. Подано аналіз впливу струму збудження на стійкість синхронного двигуна електротехнічного комплексу екскаватора. Висвітлено особливості ідентифікації параметрів асинхронних двигунів під час синусоїдного живлення. Викладено метод розділення, викликаних неякісністю живлення та дефектами в електромагнітній системі АД. Досліджено нерівномірності типових і реальних добових графіків електричних навантажень галузей промисловості. Проведено аналіз нормативно-правового забезпечення організації управління електроспоживанням. Встановлено ефективність використання миттєвої потужності у процесі аналізу енергопроцесів у трифазній системі. Розглянуто особливості алгоритму автоматичного керування електромеханічною системою підйому баштового крана. Запропоновано підходи щодо дослідження зміни робочих параметрів і характеристик машин постійного струму у процесі їх старіння. Наведено комп'ютеризовану систему графічної візуалізації розрахунку тягових характеристик електрорухомого складу.

Обгрунтовано необхідність компенсації змінних складових трифазної активної потужності та електромагнітного моменту асинхронного двигуна, що викликані його несиметрією. Запропоновано метод компенсації цих складових засобами частотно-регульованого електропривода. Обгрунтовано вирази для визначення корегуючої напруги для компенсації змінних складових трифазної активної потужності та електромагнітного моменту асинхронного двигуна, що викликано несиметрією фаз статора.

Розглянуто теоретичні основи методу діагностики асинхронних двигунів на основі аналізу фазних струмів і запропоновано підхід до проведення діагностики на основі аналізу сигналів потужності окремих фаз та сумарної потужності трьох фаз асинхронного двигуна. Теоретичні засади, на яких базуються дані методи, грунтуються на аналізі спектрального складу електричних сигналів асинхронного двигуна та визначенні наявності гармонік, викликаних появою дефектів. Експериментальні дослідження ефективності роботи розглянутих методів показали переваги методу, що базується на аналізі сигналу потужності.

Проведено попередню оцінку ефективності різних методів та засобів проведення лабораторних занять. Розвинуто методи проведення лабораторних занять з дисциплін напряму "Електромеханіка" за рахунок використання малогабаритних апаратно-програмних фізичних стендів.

Наведено математичну модель асинхронного двигуна у фазних координатах для досліджень режимів роботи електродвигунів з несиметрією обмоток статора. За порівнянням результатів моделювання з експериментально виміряними сигналами проведено оцінку точності відтворення електромагнітних та електромеханічних процесів, що протікають у двигуні. Для одержання більш достовірної інформації розрахунки в математичній моделі проводилися для реальних виміряних сигналів фазних напруг статора двигуна. Результати проведених досліджень показали, що зі збільшенням ступеня несиметрії коефіцієнт детермінації дещо зменшується, але у рамках реально існуючих рівнів несиметрії (до 10 %) розроблена математична модель є адекватною.

Розглянуто загальні принципи побудови та елементну базу керуючих і силових пристроїв сучасних систем автоматизованого електропривода. Надано характеристику засобів вимірювань, наведено технічні рішення побудови вимірювальних пристроїв електричних і неелектричних параметрів електроприводів, які можуть бути використані для побудови систем керування, моніторингу, діагностики та захисту електромеханічних систем. Описано принципи побудови силових електротехнічних перетворювачів, способи й алгоритми регулювання їх вихідної напруги. Наведено технічні рішення побудови основних вузлів силових кіл і систем керування перетворювачів.

Розвинуто метод діагностики пошкоджень стрижнів ротора асинхронних двигунів (АД) за аналізом сигналу електрорушійної сили (ерс), що наводиться в обмотках статора після відключення двигуна від мережі живлення. На основі розрахунку електромагнітного поля у повітряному проміжку АД показано, що в сигналі ерс фази обмотки статора відсутні інформаційні ознаки, які відповідають спотворенням електромагнітного поля від пошкоджень стрижнів ротора. Запропоновано використовувати декомпозицію сигналу ерс фази обмотки статора на сигнали ерс активних сторін котушки з використанням теорії Z-перетворення, надає змогу виділити інформаційні ознаки пошкоджень стрижнів, які неможливо виявити у сигналі ерс фази. Використання вейвлет-аналізу виділеного сигналу ерс однієї активної сторони котушки надає змогу підвищити достовірність діагностики пошкоджень стрижнів ротора АД. Використання декомопозиції діагностичного сигналу, який є сумою коефіцієнтів вейвлет-розкладу сигналу ерс фази обмотки статора, надає змогу сопростити процедуру виділення інформаційних ознак пошкоджень стрижнів ротора. Ефективність запропонованого методу діагностики підтверджено експериментально.