Рассмотрены вопросы применения сигнальных графов для моделирования электромагнитных процессов в тиристорных преобразователях. Приведены теоретические предпосылки для построения имитационных моделей преобразователей с указанием их преимуществ.

Розглянуто питання прискореного визначення межі витривалості авіаційних матеріалів, діагностування працездатності опор ковзання для авіаційної наземної техніки, прогнозування її надійності та довговічності. Викладено теоретичні засади нормування опромінення біологічних об'єктів сільськогосподарського призначення інфрачервоними випромінювачами. Висвітлено частотну ефективність сигналів з гребінчастим спектром. Описано принципи формування оптимальних програм підготовки курсантів-льотчиків на тренажерах.

Рассмотрены вопросы ускоренного определения границы выносливости авиационных материалов, диагностирования трудоспособности опор скольжения для авиационной наземной техники, прогнозирования ее надежности и долговечности. Изложены теоретические основы нормирования облучения биологических объектов сельскохозяйственного назначения инфракрасными облучателями. Освещена частотная эффективность сигналов с гребенчастым спектром. Описаны принципы формирования оптимальных программ подготовки курсантов-летчиков на тренажерах.

Розкрито взаємозв'язок між параметрами кривих Велера авіаційних матеріалів для прискорених випробувань. Описано математичну модель процесу вібродіагностики суцільного фізичного тіла, що містить тріщину. Розглянуто коливальний процес пружного диска з тріщиною для власних та вимушених коливань. Запропоновано методику визначення залишкових напружень в поверхневих шарах стрижнів, пластин та оболонок після технологічних прийомів підвищення надійності та довговічності. На базі фізичної моделі процесу лазерної обробки біологічних об'єктів у сільськогосподарському виробництві проведено теоретичний аналіз умов розповсюдження монохроматичної лінійно-поляризованої електромагнітної хвилі у локальних об'ємах дисперсного середовища.

Раскрыта взаимосвязь между параметрами кривых Велера авиационных материалов для ускоренных испытаний. Описана математическая модель процесса вибродиагностики сплошного физического тела, содержащего трещину. Освещен колебательный процесс упругого диска с трещиной для собственных и вынужденных колебаний. Предложена методика определения остаточных напряжений в поверхностных слоях стержней, пластин и оболочек после технологических приемов повышения надежности и долговечности. На основе физической модели процесса лазерной обработки биологических объектов в сельскохозяйственном производстве проведен теоретический анализ условий распространения монохроматической линейно поляризированной электромагнитной волны в локальных объемах дисперсной среды.

Рассмотрены особенности моделирования гетерогенного индукционного нагрева элементов собираемых соединений в MARLE, а также определения параметров стержневого очага кругового и квадратного сечений при стационарном самонагревании растительного сырья. Проанализированы дуговые переизлучающие антенные решетки, элементы которых попарно соединены фидерами. Приведена методика оценки эффективной площади рассеяния симметричных вибраторов по их антенным параметрам и характеристикам. Освещены проблемы создания мощных компактных сверхпроводящих излучателей в диапазоне сверхдлинных волн. Установлены возможные причины ограничения мощности в сверхпроводящих металлических излучателях.

Предложена математическая модель асинхронного привода с помощью среды электронных таблиц Microsoft Excel. Данная модель достаточно проста, экономична и универсальна, благодаря чему позволяет выполнить расчеты типовых электромагнитных и электромеханических процессов, характеристик и показателей.

The article is devoted to development of mathematical model of asynchronous motor drive by means of electronic tables MS Excel. The model offered is sufficiently simple, economical and universal, through that type electromagnetic and electromechanicalprocesses, performances and indicators can be calculated.

Рассмотрены вопросы формирования уравнений электрических сетей по методу переменных состояния и их решения с учетом свойства избыточности переменных состояния, проявляющегося в эквивалентных расчетных схемах электрических сетей.

Предложен системный подход к проблеме расчета величин емкостей конденсаторов, компенсирующих реактивную мощность в трехфазной трехпроводной системе электроснабжения с несимметричной активно-индуктивной нагрузкой.

Рассмотрены задачи и методы исследования процессов в преобразователях параметров элекроэнергии. Рассмотрены проблемы, возникающие при формировании уравнений динамических процессов с приложением матричного исчисления и теории сигнальных графов. Даны рекомендации по преодолению проблем топологических вырождений и жесткости систем уравнений моделей. Описаны особенности построения пакета программ системы СИМПАТ, описано его структуру. Приведены примеры моделирования электромагнитных процессов в преобразователях различного функционального назначения.

Предложен системный подход к проблеме аналитического расчета величин емкостей конденсаторов, которые симметрируют токи в трехфазной системе электроснабжения с несимметричной активно-индуктивной нагрузкой. Проанализирована точность аналитического метода, разработана программа на MathCAD, позволяющая найти величины параметров симметрирующих элементов и места их подключений.

Рассмотрена тяговая подстанция с соединением обмоток трансформатора по схеме звезда - треугольник. Питание тяговой нагрузки осуществляется от одной из сторон треугольника на вторичной стороне трансформатора, что создает несимметрию в системе электроснабжения. С помощью визуальной модели и поисковой оптимизации найдены параметры симметрирующего устройства, состоящего из реактивных элементов. При этом выравниваются токи в линии и полностью компенсируется реактивная мощность в системе электроснабжения.

Розглянуто можливості застосування оптимізаційних методів для покращання умов живлення асинхронного двигуна за несиметрії джерел живлення. За допомогою SPS-моделі системи живлення асинхронного двигуна і програми оптимізації на базі методу Нелдера-Міда досягнуто умов повної компенсації реактивної потужності в системі електропостачання. З цією метою за заданим критерієм оптимізації, яким приймається норма реактивних потужностей джерел кожної фази, варіюються величини компенсувальних конденсаторів. При цьому спостерігається симетризація лінійних струмів і суттєве зменшення їх амплітудних значень, однак, зберігається несиметрія напруг, що живлять асинхронний двигун.

Задача синтеза электрической системы по временной характеристике решается численным методом Нелдера-Мида. Минимизируемая целевая функция отражает разницу между заданной временной функцией и получаемой в синтезируемой схеме. Особенностью методики является использование максимально возможного числа параметров оптимизации. Выявляется наилучшая топология синтезируемой системы, обеспечивающая убывание целевой функции до бесконечно малой величины. Оптимизация приводит к любому локальному минимуму при заданных требованиях положительности параметров оптимизации. Для перехода к реальным параметрам предложен пересчет параметров на основе теории подобия.

Рассмотрена задача симметрирования и компенсации реактивной мощности в трехфазной четырехпроводной системе электроснабжения с несимметричной трехфазной нагрузкой. Решение этой задачи осуществляется численными методами оптимизации с использованием математической модели системы электроснабжения. Предложенная целевая функция вычисляется по модели на основе анализа симметричных составляющих токов в линиях электропередачи. Параметрами оптимизации являются параметры реактивных элементов симметро-компенсирующего устройства. Последнее формируется из шести обобщенных реактивных элементов, благодаря чему задача сводится к нахождению локального минимума. После окончания оптимизации избыточный элемент исключается, и параметры симметро-компенсирующего устройства могут быть уточнены.

Рассмотрена тяговая подстанция с соединением обмоток трансформатора по общепринятой схеме звезда-треугольник. Проанализирован реальный вариант питания системы тягового электроснабжения от тягового трансформатора типа ТДНЖ 25000/110. Питание тяговой нагрузки осуществляется от одной из сторон треугольника на вторичной стороне трансформатора, что создает несимметрию в системе электроснабжения. В свою очередь несимметрия токов и напряжений уменьшает коэффициент мощности для источников питания в каждой фазе и увеличивает потери в линии электропередачи. Проведенное с помощью разработанной визуальной модели исследование электромагнитных процессов подтвердило наличие существенной несимметрии в системе. С помощью визуальной модели и поисковой оптимизации на основе метода Нелдера - Мида найдены параметры симметрирующего устройства, состоящего из реактивных элементов. При этом выравниваются токи в линии и обмотках трансформатора и полностью компенсируется реактивная мощность в системе электроснабжения. Благодаря совершенному симметрированию и полной компенсации реактивной мощности потери в системе становятся минимальными.

Запропоновано метод розрахунку параметрів компенсаційно-симетрувального пристрою, заснований на попередньому аналізі режиму повної компенсації реактивної потужності. Цей режим визначається на візуальній моделі без підключення компенсувального пристрою за допомогою оптимізаційних методів. З цією метою проводиться штучне розділення схеми з використанням керованих джерел напруги та струму.

Предложен метод расчета параметров симметро-компенсирующего устройства для трехфазной системы электроснабжения, который основан на декомпозиции системы. Система разделяется на три части, представляющие источник электроэнергии, нагрузку и симметро-компенсирующее устройство. Процессы в каждой части рассматриваются отдельно, что существенно упрощает анализ. Режим полной компенсации определяется из условий баланса активной мощности. Параметрический синтез симметро-компенсирующего устройства осуществляется с помощью оптимизационных методов, которые легко реализуются в пакетах компьютерной математики. Применение метода иллюстрируется на примерах трех- и четырехпроводной систем электроснабжения.

Предложен метод расчета параметров симметро-компенсирующих устройств для трехфазной системы электроснабжения с каскадным включением двух несимметричных нагрузок. Характер реактивностей в фазах каждой из нагрузок полагался произвольным. Решение задачи осуществлялось методом поисковой оптимизации по алгоритму сопряженных градиентов. Значение целевой функции вычислялось с помощью визуальной модели, снабженной виртуальными измерителями симметричных составляющих. Типы элементов симметро-компенсирующих устройств определялись в процессе оптимизации благодаря свойству процесса вытеснять несоответственные элементы. Оптимизация велась в пространстве переменных оптимизации, представляющих сопротивления элементов симметро-компенсирующих устройств. Перед запуском модели эти параметры пересчитывались для определения реальных параметров симметро-компенсирующих устройств. Решение задачи предложенным методом обеспечивает режим полной компенсации реактивной мощности в системе с учетом конкретного вклада в ее генерацию каждой нагрузкой.

Исследованы методы решения задач улучшения показателей электрических систем с помощью оптимизационных методов. Предложен системный подход к постановке и решению задач симметрирования и компенсации реактивной мощности в системах электроснабжения переменного тока. Проанализированы процессы в трех- и четырехпроводных трехфазных системах. Применены современные математические методы и компьютерные пакеты для решения указанных задач. Рассмотрены способы симметрирования и компенсации реактивной мощности с помощью реактивных симметро-компенсирующих устройств, а также с применением силовых активных фильтров. Предложенные методы проверены на тестовых задачах с помощью компьютерных моделей, что показало их высокую точность, универсальность и простоту реализации. Исследовано качество электроэнергии и связанные с ним проблемы. Проанализирована сущность метода поисковой оптимизации и его реализации для электрических систем.

Рассмотрен силовой активный фильтр в трехфазной системе электроснабжения несимметричной нагрузки, представленной активно-индуктивной звездой с существенно отличающимися комплексными сопротивлениями отдельных фаз. Активный фильтр подключается параллельно нагрузке и представляет собой трехфазный инвертор на полностью управляемых полупроводниковых вентилях, шунтированных обратными диодами. Система управления силовым активным фильтром построена по гистерезисному принципу мостовым инвертором с широтно-импульсной модуляцией. Ее задачей является формирование таких управляющих сигналов, подаваемых на управляемые силовые приборы инвертора, которые обеспечивают минимизацию разности активных мощностей источников питания и нагрузки. Для измерений суммарных активных мощностей источников и нагрузки используются виртуальные измерители активной и реактивной мощностей. При управлении силовыми приборами активного фильтра необходимо обеспечивать синусоидальный характер токов, отдаваемых источниками электрической энергии, а также совпадение этих токов по фазе с напряжениями источников. Модель такого фильтра реализована в системе SimPowerSystem на основе оптимизационного алгоритма Нелдера - Мида, подпрограмма которого содержится в математическом пакете визуального моделирования. Результаты работы модели представлены в виде временных диаграмм электромагнитных процессов и числовых данных, подтверждающих работоспособность предложенного алгоритма управления силовым активным фильтром.

Рассмотрена тяговая подстанция переменного тока с соединением обмоток трансформатора по общепринятой схеме звезда-треугольник. Проанализирован реальный вариант питания системы тягового электроснабжения от тягового трансформатора типа ТДНЖ 25000/110. Питание тяговой нагрузки осуществляется от одной из сторон треугольника на вторичной стороне трансформатора, что создает несимметрию в системе электроснабжения. В свою очередь несимметрия токов и напряжений уменьшает коэффициент мощности для источников питания в каждой фазе и увеличивает потери в линии электропередачи. Проведенное с помощью разработанной визуальной модели исследование электромагнитных процессов подтвердило наличие существенной несимметрии в системе. С помощью визуальной модели и поисковой оптимизации на основе метода Нелдера-Мида найдены параметры симметрирующего устройства, состоящего из реактивных элементов. Проведена серия расчетов параметров симметрирующего устройства для различных вариантов нагрузки. Результаты поисковой оптимизации представлены в виде таблиц и графиков, с помощью которых можно определять параметры симметрирующего устройства для любых значений коэффициента загрузки. Контрольный расчет показал высокую точность предложенной методики. При этом выравниваются токи в линии и обмотках трансформатора и полностью компенсируется реактивная мощность в системе электроснабжения. Благодаря совершенному симметрированию и полной компенсации реактивной мощности потери в системе становятся минимальными.