Енергозбереження при використанні нестандартного обладнання для ремонту рухомого складу залізниць / О. Л. Маренич, О. О. Карзова [и др.]

Для забезпечення технологічних процесів при ремонті рухомого складу залізниць з певним рівнем механізації та автоматизації застосовується як типове обладнання, так й нестандартне. Мета роботи - дослідження ефективності перемикання обмоток статора недовантажених двигунів нерегульованих електроприводів універсального нестандартного технологічного обладнання зі схеми "трикутник" на схему "зірка" при ремонті рухомого складу залізниць з урахуванням особливостей технологічного процесу та технічних характеристик цього обладнання. Для досягнення поставленої мети в роботі визначено умови, за яких доцільно при ремонті рухомого складу застосовувати перемикання обмотки статора двигунів електроприводів універсального нестандартного обладнання зі схеми "трикутник" на схему "зірка" з точки зору енергозбереження; проведено аналіз технічних характеристик цього обладнання для виділення видів обладнання, які працюють у тривалому режимі й потужність двигунів електроприводів яких більша ніж 0,5 кВт; розроблено алгоритм для розрахунку зменшення втрат активної потужності в двигунах електроприводів нестандартного обладнання в результаті перемикання схеми обмотки статора. На базі аналізу технологічних процесів ремонту рухомого складу залізниць запропоновано алгоритм розрахунків для кількісної оцінки енергоефективності перемикання обмоток статора зі схеми "трикутник" на схему "зірка" в недовантажених двигунах електроприводів вказаного обладнання. Проведені дослідження підтвердили суттєву енергоефективність перемикання обмотки статора недовантаженого двигуна з "трикутника" на "зірку" в умовах, що розглядаються. Вперше з урахуванням особливостей використання нестандартного універсального обладнання на підприємствах з ремонту рухомого складу залізниць проведені дослідження з енергозбереження в недовантажених двигунах електроприводів цього обладнання шляхом перемикання обмотки статора зі схеми "трикутник" на схему "зірка". Отримані в роботі результати досліджень можуть бути використані при виконанні техніко-економічних розрахунків для обгрунтування доцільності модернізації з метою забезпечення перемикання обмотки статора недовантажених двигунів електроприводів вказаного обладнання зі схеми "трикутник" на схему "зірка".

До формалізації варіантів керування вітроелектричною установкою / А. Б. Сьомочкин, О. В. Дозоренко

Проаналізовано режими функціонування електромеханічних систем вітроелектричних установок на базі асинхронних генераторів в функції зміни вхідних параметрів. Запропоновано модель вітроелектричної установки з вітряною турбіною. За допомогою моделі проведені багатоваріантні дослідження, в результаті яких було встановлено, що електромеханічна система вітроелектричної установки має 4 канали впливу на неї: швидкість вітру, кут повороту лопатей ротора, ємність самозбудження й опір навантаження. Для кількісного визначення цієї залежності між змінними величинами режиму роботи вітроелектричної установки використано апарат теорії планування експериментів. За допомогою апарату лінійної множинної регресії визначені функції відгуку за частотою обертання та напруги асинхронного генератора. Встановлено, що отримані показники адекватності недостатньо високі, оскільки система управління виявилася нездатною підтримувати в системі електропостачання необхідні показники якості електричної енергії для загальнопромислових мереж. Розроблений варіант системи управління вітроелектричною установкою придатний лише для локальних мереж з нижчими вимогами до якості енергії, наприклад, до мереж із дизельними генераторами. З'ясовано, що поверхня функції відгуку в даному випадку суттєво нелінійна для того, щоб отримати порівняно просту за формою функціональну залежність із високим ступенем адекватності. Встановлено, що логістику побудови високоточної системи управління для підтримки частоти і напруги асинхронного генератора вітроелектричної установки необхідно здійснювати на інших принципах, наприклад з використанням нечіткої логіки, штучного інтелекту, або експертних систем.

Аналіз сучасного стану та перспектив розвитку систем штучного зовнішнього освітлення в Україні / О. М. Сінчук, В. В. Горшков

Мета роботи - оцінка сучасного стану та перспектив розвитку систем штучного зовнішнього освітлення в Україні в цілому та у її регіонах. Для досягнення поставленої мети проаналізовано статистичні дані щодо протяжності зовнішніх освітлювальних мереж, типів джерел штучного освітлення та рівня електроенергоспоживання цих мереж по регіонах та у країні в цілому. Результати аналізу статистичних даних наводять на висновок про те, що модернізація систем освітлення із врахуванням енергоощадних технологій є актуальною в Україні. Проведення заходів з модернізації та переоснащення мереж зовнішнього освітлення дає можливість економії коштів на купівлю електричної енергії, розвантажує електромережі та стимулює досягнення бажаного рівня енергоефективного споживання електричної енергії. Для розв'язання поставлених задач і аналізу статистичних даних використано методи математичної статистики - для дослідження енергоспоживання освітлювальними мережами. Вперше проаналізовано стан модернізації зовнішніх освітлювальних мереж України, результат якого показав, що на сьогоднішній день ще не досягнуто бажаного рівня модернізації та оновлення розглянутих мереж, тому актуальною науково-практичною задачею є розробка та впровадження сучасних методів модернізації та автоматизації освітлювальних мереж. За результатами проведеного аналізу можна зробити висновок про те що, лише комплексний підхід до модернізації зовнішніх освітлювальних мереж може дати бажаний рівень електроенергетичної ефективності.

Modelling basic parameters to control a local power complex of water drainage facilities at iron ore mines = Моделювання базових параметрів для управління локальним електроенергетичним комплексом водовідведення залізорудних шахт / I. Sinchuk, Т. Веridzе [et al.]

Водовідливні процеси мають значний вплив на загальні витрати щодо добутку залізної руди. Математичне моделювання дозволяє проаналізувати процеси водовідливу та прийняти відповідні управлінські рішення. Мета роботи - розробка математичної моделі водовідливу як стохастичного процесу з метою оцінювання енергоефективності. Досліджені загальні методологічні підходи щодо формування моделей, в яких пов'язані як показники споживання електричної енергії водовідливними комплексами, так і відповідні вартісні показники. Методи поєднання стохастичного моделювання із застосуванням сучасних цифрових методів моделювання. Використано принципи побудови нечітких регуляторів, а також алгоритми їх роботи в умовах багатоканального управління. Синтезована модель дозволила визначити такі стохастичні характеристики процесу водовідливу як середні і дисперсії потужності енергозатрат на водовідлив, обсягів накопичення води на підземному горизонті шахти і енергозатрати на водовідлив із заданої глибини підземного горизонту шахти за визначений час. Доведено, якщо ординати швидкості накопичення води на підземному горизонті шахти мають нормальний закон розподілу, тобто відома щільність її розподілу, то нормальний закон розподілу мають і здобуті по моделі потужності енергозатрат на водовідлив, обсягів накопичення води на підземному горизонті шахти і енергозатрат на водовідлив із заданої глибини підземного горизонту шахти за визначений час. Побудована математична модель щодо швидкості накопичення води на підземному горизонті шахти "Тернівська". Отримані результати дозволяють характеризувати водовідлив не тільки по середнім величинам, але й по дисперсіям, тобто по їх розкиду. В разі, якщо відомо, що ординати швидкості накопичення води на підземному горизонті шахти мають нормальний закон розподілу, то можливо повністю характеризувати водовідлив як стохастичний процес. Проведення аналізу отриманих моделей дозволяють бути підгрунтям при прийнятті ефективних управлінських рішень щодо розв'язання питаннь оптимізації енергоспоживання на конкретних залізорудних підприємствах.

Дослідження методу відмовостійкого керування електротехнічними системами на базі частотно-керованого електропривода при пошкодженнях обмоток статора асинхронного двигуна методами математичного моделювання / В. О. Мельников, А. П. Калінов

Широке застосування в промисловості систем регульованих електроприводів дозволяє створити ефективну технологію енергозбереження, використання якої дозволяє не тільки економити електричну енергію, а й збільшити термін служби обладнання. На сьогоднішній день у масових системах регульованого електропривода, що застосовуються в промисловості, системах тепло- і водопостачання, що працюють, в основному, в тривалих статичних режимах з постійним моментом навантаження, домінуюче місце займають системи частотно-керованого електропривода зі скалярним керуванням. Однак правильне функціонування регульованого електропривода залежить від надійної роботи асинхронного двигуна, силової частини перетворювача енергії та системи керування, а в процесі роботи кожна із зазначених складових може давати збої. Представлено метод відмовостійкого керування асинхронним двигуном у складі частотно-керованого електропривода зі скалярним керуванням при виникненні пошкоджень в силовому колі статора електродвигуна. Запропонований метод базується на зменшенні сигналу завдання в пошкодженій фазі пропорційно до несиметрії активних опорів за фазами двигуна. Результати дослідження представленої системи підтверджують можливість покращення динамічних та енергетичних характеристик регульованого електропривода. Запропонована стратегія керування проста в реалізації і не вимагає установки нових датчиків або змін в силовому колі класичної системи частотно-керованого електроприводу.

Дослідження потенціалу енергозбереження шахтної водовідливної установки засобами регульованого електроприводу / В. Д. Барановський, Г. В. Коломіц [и др.]

Визначено можливості зменшення енергоспоживання водовідливних установок шахт та визначено числові показники енергозбереження із використанням математичного моделювання. Обгрунтовано мінімально необхідну структуру математичної моделі горизонту шахтного водовідливу для дослідження енергоспоживання, доведено існування мінімуму енергоспоживання насосу головної водовідливної установки при регулюванні швидкості, встановлено зовнішній вигляд регресійних залежностей енергоспоживання та часу роботи насосу від частоти обертання та величини водопритоку. При вирішенні поставлених завдань використовувалися загальні методи фізики, гідравліки, математичного аналізу та обчислювальної математики. Чисельне рішення рівнянь математичної моделі та візуалізація отриманих результатів виконані в середовищі MATLAB/Simulink, методи теорії планування експерименту для регресійного аналізу. Встановлено умови, за яких з'являється потенціал енергозбереження насосного обладнання головного водовідливу шахт при використанні регульованого електроприводу. Доведено існування мінімуму енергоспоживання насосної установки головного водовідливу шахти. На основі регресійного аналізу результатів математичного моделювання насосної станції головного водовідливу шахти встановлено, що регресійні залежності часу роботи насосної установки та її енергоспоживання мають форму, наближену до відтинку гіперболоїда. Використання результатів роботи дає можливість в умовах різних шахт визначати потенціал енергозбереження при використанні регульованого електроприводу, приймати економічно обгрунтоване рішення про доцільність використання регульованого електроприводу у конкретних виробничих умовах.

Електротехнічний комплекс моніторингу трифазної системи живлення електричної машини з детектуванням вібраційних складових електричної потужності / О. В. Тодоров, О. В. Бялобржеський, М. А. Беззуб, І. В. Рева

Елементи електроприводу є поширеним навантаженням мережі в системах електропостачання. Неточності в монтажі електричної машини та зміни в навантаженні призводять до постійних змін потужності, що споживається, у тому числі за умови виникнення вібрацій. Вібраційні зусилля негативно впливають на механічні кріплення машини та механізму. Контроль вібрації, як правило, виконують спеціалізованим переносним обладнанням. Як наслідок виникнення вібрацій виникають відхилення в електричній потужності, які займають одне з ключових місць. Тому для контролю за процесами в двигуні, необхідно проводити моніторинг потужності електричної машини. Для отримання необхідної інформації по змінах потужності, розроблено пристрій для збору електричних сигналів силового кола та програму для обробки даних. Пристрій побудовано для збору даних як в місцях з доступом живлення від мережі, так і в місцях із відповідною напругою, для прямого підключення до мережі. Програму виконано в середовищі LabVIEW на базі вейвлет перетворення миттєвої потужності трьох фаз, що дозволяє перевести сигнал із часової області в частотно часову. Для перевірки адекватності роботи кінцевого пристрою у лабораторних умовах проведено експеримент по спостереженню впливу вібраційної складової, живлення двигуна на мережу. Зі спостереження за сумарною потужністю в частотно часовій області, отримано два частотні діапазони з постійними вираженими сигналами. Додатково через проведення серії експериментів визначено постійний спад в амплітуді коливань потужності з частотою нижчою за частоту напруги мережі.

Навчально-науково-виробнича лабораторія робототехніки - концепція та завдання створення / В. Блінцов, А. Надточий, В. Надточій

Підготовка фахівців з робототехніки належить до ключових завдань вітчизняної вищої освіти. Така підготовка є початковим етапом впровадження роботизованих технологій виробництва і має на меті підготовку бакалаврів, магістрів і докторів філософії та для розробки й експлуатації нових засобів робототехніки. Тому створення навчально-науково-виробничих лабораторій робототехніки у технічних університетах є актуальною задачею вітчизняної вищої школи. Виконано огляд типових існуючих лабораторій робототехніки, які створені у зарубіжних та вітчизняних університетах. Встановлено, що вони мають відносно вузький профіль щодо області підготовки фахівців, оскільки підготовка ведеться за окремими напрямками, що обмежує обмін ідеями та напрацюваннями між різними типами робототехніки - промисловими, авіаційними, морськими тощо. Одночасно сучасні вимоги до конкурентоспроможних засобів робототехніки обумовлюють необхідність інтеграції загальнотеоретичних здобутків та прикладних технічних розробок, отриманих за різними напрямками робототехніки. Мета статті - обгрунтування доцільності та можливості створення навчально-науково-виробничої лабораторії робототехніки, яка б забезпечувала академічну складову процесу підготовки фахівців з робототехніки, наукову складову розвитку теоретичних основ робототехніки та виробничу складову створення і впровадження нових засобів робототехніки та роботизованих технологій на їх основі. Запропоновано концепцію діяльності технічного університету за навчально-науково-виробничим напрямком "Робототехніка", яка побудована на принципах проектного менеджменту та включає освітню, наукову та виробничу складові. Визначено основних стейкхолдерів та запропоновано основні організаційні форми співпраці університету з ними в освітньому, науковому та виробничому напрямках. Сформульовано основні організаційно-технічні завдання створення навчально-науково-виробничої лабораторії робототехніки у вигляді узагальненої структури технічного забезпечення лабораторії та, зокрема, робототехнічного забезпечення за напрямком "Морська робототехніка". Подальші дослідження планується проводити у напрямку обгрунтування переліку робіт щодо створення навчально-методичного та програмного забезпечення навчально-науково-виробничої лабораторії робототехніки технічного університету.

Розробка автоматичної системи обробки документів з використанням генеративно-змагальних нейронних мереж / О. Жученко, А. Коротинський, А. Cавула

На теперішній час, з розвитком машинного навчання та штучного інтелекту, з практичною можливістю їх широкого застосування в різних галузях, вони почали все активніше впроваджуватися в автоматичні та автоматизовані системи керування. Проте для розробки та коректної роботи систем на базі машинного навчання та штучних нейронних мереж необхідно досить великий обсяг даних для їх попереднього навчання та дослідження ефективності. Робота спрямована на вирішення прикладної задачі розроблення автоматичної системи обробки скан/фото документів на базі підходів машинного навчання. Складністю під час розробки систем такого типу є недостатня кількість унікальних екземплярів для навчання обраної моделі [1]. Одним із вирішенням описаної проблеми є використання підходу ata augmentation - це техніка, яку можна використовувати для штучного збільшення розміру навчального набору даних шляхом створення модифікованих версій зображень у наборі даних. Проте такий спосіб не формує принципово новий, унікальний екземпляр. Відтак для вирішення даної задачі запропоновано використовувати генеративно-змагальні нейронні мережі, як генератор унікальний екземплярів навчальної вибірки. Проводиться дослідження можливості застосування даного підходу для штучного розширення навчальної вибірки з метою подальшого навчання обраної моделі. Наведена класична архітектура генератора та дискримінатора, приведено кількість параметрів обраних моделей та показано час, необхідний на навчання цих мереж. Проведено дослідження впливів основних параметрів генеративно-змагальних мереж на якість сформованих генератором нових екземплярів. Результати роботи показують можливість застосування запропонованого підходу під час розробки систем такого типу для штучного, програмного розширення навчальної вибірки новими, унікальними представниками.

2-х режимний тягово-левітаційний модуль перспективної магнітно-левітаційної транспортної системи / С. Плаксін, А. Муха [и др.]

Сучасний електрорухомий склад має можливість розвивати швидкості руху понад 500 км/год, що створює умови для конкурентної боротьби з іншими видами транспорту на малих та середніх відстанях. Такі високошвидкісні системи на базі ефекту магнітної левітації можуть використовувати електромагнітну або електродинамічну підвіску. Перша вимагає високої точності побудови шляхової структури та складної системи управління, а друга менш критична до точності побудови шляхової структури та рівня складності системи управління, але ефектний підвіс магнітоплану створюється лише на відносно високій швидкості руху. На початкових, розгінних ділянках поїзди з електродинамічним підвісом підтримуються в робочому положенні за допомогою спеціальних колісних систем, що є суттєвим недоліком. Мета досліджень - визначення можливих схемних рішень шляхового модуля, який може забезпечувати комбінований режим роботи - режим тяги та режим левітації, не тільки у сталому режимі руху, але й на ділянках розгону чи гальмування без використання опорних колісних систем. Представлені деякі результати розробки тягового-левітаційного модуля на базі дворежимної шляхової структури, яка може працювати зі зміною полярності (напрямку) магнітного потоку, який взаємодіє з магнітним потоком надпровідних магнітів, встановлених на магнітоплані. За результатами досліджень представлені схемні та конструктивні рішення науково обгрунтованого тягово-левітаційного модуля для магнітно-левітаційної транспортної системи типу Маглев, з можливістю отримувати левітацію магнітоплану на розгінний ділянці.

Автоматизована система та удосконалення технології відпалу пористих напівпровідників / О. Бобришев

Пористі напівпровідники - це напівпровідник зі створеним на його поверхні, методом електрохімічного травлення, пористим шаром. завдяки цьому шару напівпровідник набуває унікальні здібності. На разі коло застосування таких напівпровідників постійно розширяється. Це оптоелектроніка, силова електроніка, сенсори вологості та газу, медицина, тощо. В той же час виробники електронних приладів висувають жорсткий вимоги до параметрів пористих напівпровідників, зокрема стабільність, рівень пористості, низьку деградацію, тощо. Виконя цих вимог визначається структурою пористого шару. Актуальним є питання розробки автоматизованих систем управління технологічним процесом електрохімічного травлення (анодування) та вдосконалення технології формування пористого шару. Сенсори газу та сенсори вологості на пористих напівпровідниках вимагають високого рівня пористості та низького рівня деградації пористого шару. Покращення значення цих параметрів можна досягнути шляхом технологічної операції відпалу напівпровідників. Мета роботи - висвітлення шляхів покращення параметрів пористих напівпровідників за рахунок розробки системи автоматичного управління процесом відпалу та удосконалення технології відпалу пористих напівпровідників. Застосовано системний підхід та системний аналіз отриманих результатів для порівняння параметрів зразків виготовлених за існуючою та запропонованою технологію, добре апробованих метод фотолюмінесценції для визначення структури пористого шару, методи теорії автоматичного управління для синтезу структурної схеми автоматизованої системи управління технологічним процесом. Показано вплив процесу відпалу пористих напівпровідників на їх параметри, зокрема внутрішню та зовнішню структуру та питомий опір пористого шару. Розроблено автоматичну систему управління процесом відпалу, яка забезпечує управління нагрівом, витримкою та охолодженням в атмосфері аргону. Методом оптичної мікроскопії показана зміна структури поверхні та внутрішньої структури після процесу відпалу яка призводить до збільшення часу деградації. Методом фотолюмінесценції встановлено ефект збільшення розмірів мікрокластерів, а методом виміру питомого опору встановлено ефект збільшення адсорбційної спроможності пористих напівпровідників. Встановлені параметри технологічного процесу відпалу які забезпечують найкращі результати щодо зміни структури напівпровідників.

Аналіз експлуатаційних характеристик вентильно-індукторного двигуна в аварійних режимах / В. Титюк, В. Власенко [и др.]

Виконано дослідження питань збереження працездатності вентильно-індукторного двигуна (ВІД), що набуває значного поширення як тяговий привод різних транспортних засобів завдяки значним його перевагам. Розглянуто роботу приводу у разі виникнення аварійних ситуацій напівпровідникового перетворювача. Сформульовано вимоги до системи електроприводу на основі ВІД в аварійній ситуації. Дослідження аварійних режимів роботи ВІД виконано з використанням математичного моделювання у середовищі Matlab/Simulink. Стандартну математичну модель ВІД з бібліотеки SimScape Electrical було доповнено проміжною підсистемою вимкнення керуючих імпульсів напівпровідникового перетворювача, що дозволило імітувати аварійні режими напівпровідникового перетворювача ВІД, які супроводжуються вимкненням однієї або більшого числа фаз статора. Розроблена модель застосовувалася для аналізу показників як нормального, так і аварійних режимів роботи у разі вимкнення окремих фаз ВІД. Проведено серію експериментальних досліджень математичної моделі, розраховано значення коефіцієнта пульсацій електромагнітного моменту. Побудовано статичні механічні характеристики двигуна та виконано розрахунок статизму механічних характеристик для можливих аварійних режимів. Доведено можливість збереження працездатності ВІД у разі вимкнення окремих фаз під час аварії напівпровідникового перетворювача. Результати дослідження підтверджують можливість використання ВІД у системах електроприводу з підвищеними вимогами до надійності, а також можуть бути використані для побудови систем керування вентильно-індукторним приводом.

Оцінка маневрових можливостей електронавантажень промислових підприємств / Ю. Качан, О. Шрам

Мета роботи - аналіз основних причин збільшення коливань потужності у електричних мережах та оцінка маневрових можливостей електричних навантажень промислових підприємств. Для досягнення поставленої мети розглянуто питання взаємодії загальних й промислових електромереж. Результати аналізу свідчать про суттєве збільшення коливань потужності у електричних мережах через зростання обсягів генерації електроенергії відновлюваними джерелами, які залежать від погодних умов, а також випадковий характер режимів споживання промислових підприємств. Відмічається, що серед споживачів електричної енергії є багато таких, які мають можливість переносити або обмежувати тривалість своєї роботи впродовж доби. Відповідно, вони можуть допомогти покращити форму добових графіків навантаження за рахунок збільшення загального споживання електроенергії в години мінімального навантаження мережі та обмеження його обсягу у години максимуму без суттєвого впливу на технологічний процес підприємства. Маневрові можливості електронавантажень розглянуті на прикладі ремонтно-механічного цеху промислового підприємства. Споживачів електроенергії охарактеризовано за тривалістю роботи, обсягами спожитої електроенергії, тривалістю циклів роботи та пауз, а також за інтервалами часу, коли споживача небажано відключати через обмеження технологічного процесу або режиму його роботи. Вперше запропоновано оцінювати маневрові можливості промислових підприємств щодо вирівнювання графіка навантаження електромереж відповідним коефіцієнтом, який враховує кількість і зазначені можливості споживачів електроенергії. Використання запропонованого коефіцієнта маневрових можливостей дозволяє оцінити теоретичну можливість підприємства чи його підрозділу брати участь у зменшенні коливань потужності в електричних мережах за умови економічної доцільності здійснюваних ним необхідних для цього заходів.

Засадничі імперативи моніторингу енергоорієнтованих режимів споживання електричної енергії на залізорудних підприємствах / О. Сінчук, Т. Берідзе [и др.]

Актуальним є питання ефективного керування споживанням електричної енергії енергоємними залізорудними підприємствами, яке залежить від обсягу отриманої та обробленої інформації. значна кількість таких вихідних даних збільшує розмірність задачі, оперативні розрахунки та якість прийняття рішень. Для усунення невизначеності під час прийняття управлінських рішень представляється актуальним моніторинг споживання електричної енергії. Сучасний період розвитку гірничорудних підприємств зумовлює зростання споживання енергетичних ресурсів, основним з яких є електроенергія. Наразі суттєво зростає роль показників техніко-економічної ефективності використання електроенергії в комплексі собівартості видобутку залізної руди. Мета роботи - розробка та апробація тактики досліджень з моніторингу споживання електричної енергії залізорудними підприємствами задля забезпечення ефективного електроенергоуправління цим процесом. У процесі дослідження застосовано методологію системного підходу та методи системного аналізу задля виділення порівняльних ознак споживачів електричної енергії. Проведено порівняльний аналіз на засадах методології моніторингу. Впроваджено основні принципи моніторингових досліджень задля оцінювання та аналізу споживання електроенергії на залізорудних підприємствах Криворізького басейну. Досліджено динаміку обсягів споживання електроенергії та відповідних вартісних показників для різних видів споживачів. Ефективність роботи залізорудних підприємств визначається надійністю електропостачання. Енергоємні споживачі електричної енергії гірничих підприємств з підземним способом видобутку залізорудної сировини характеризуються значними коливаннями в годинах доби. На обсяги споживання електричної енергії впливає значна кількість факторів. Для кожного залізорудного підприємства існує невідповідність запланованого і фактичного споживання електроенергії. Існує доцільність розподілення споживачів електроенергії за ознакою відношення до поверхні. Установлена корельованість показників динаміки загального споживання електренергії з показниками динаміки споживання електроенергії шахтними скіповими підйомними установками і шахтними водовідливними установками.

Проектування силових транзисторних перетворювачів енергії для систем автоматизованого електроприводу постійного струму / В. О. Мельников

Однією з невід'ємних частин сучасних мехатронних модулів руху, в яких електричні двигуни забезпечують перетворення електричної енергії в корисну механічну дію, є силові напівпровідникові перетворювачі. На сьогоднішньому етапі розвиткупромисловості використання перетворювачів енергії на повністю керованих напівпровідникових ключах відкриває широкі можливості при розробці та впровадженні високоефективних ресурсо- та енергозберігаючих пристроїв. В системах автоматизованого електропривода постійного струму широкого застосування знайшли два типи перетворювачів: керовані тиристорні випрямлячі та широтно-імпульсні перетворювачі постійної напруги, основу принципу дії яких складає ключовий режим роботи регулюючого напівпровідника, за допомогою якого здійснюється періодичне підключення напруги джерела до вихідного кола перетворювача. В роботі представлено лабораторний зразок силового напівпровідникового перетворювача енергії постійного струму, що може забезпечити надійну роботу електродвигуна як в двигунному, так і гальмівному режимах роботи. Представлений транзисторний перетворювач енергії містить дві основні частини: перша частина виконує головну - керуючу роль, до складу якої входить блок керування, мікроконтролер, та пристрій відображення поточної інформації. Друга ж частина представляє собою силовий модуль, до складу якого входять необхідні джерела живлення, драйвери керування та силові транзисторні ключі перетворювача. Для можливості отримання високих показників якості перехідних процесів системи електропривода схема оснащена додатковими датчиками струму, напруги та швидкості, які можуть брати участь у формуванні керуючого сигналу та при організації систем захисту від перенапруг та сплесків струму. В роботі обгрунтовано параметри складових частин та розроблено технічні рішення побудови мікропроцесорної системи керування транзисторним перетворювачем енергії постійного струму. Показано, що для забезпечення сталого генераторного режиму в системах автоматизованого електропривода, в яких первинним перетворювачем енергії є некерований випрямляч, в ланці постійного струму доцільно встановлювати коло скидання енергії.

Design and implementation of a modifiable closed-loop control system for DC to DC voltage regulation = Проектування та реалізація змінюваної замкненої системи керування для регулювання DC-DC напруги / M. Beres, D. Zencuch

Мета роботи - проектування та створення змінюваної замкнутої системи керування для регулювання DC-DC напруги. Параметри регулювання змінюваної замкненої системи керування можуть бути легко задані за допомогою запропонованого додатка Windows. За допомогою такої системи параметри регулювання можна легко визначати без виконання попередніх розрахунків. На прикладі подано опис DC-DC перетворювача, який належить до сімейства підвищуючих пристроїв. Представлений перетворювач складається з двох комутаційних пристроїв. Для реалізованої стратегії керування була створена техніка на основі гальванічно ізольованих сигналів керування для досягнення бажаної методології керування. Керуючі сигнали, а також саме регулювання здійснювалися за допомогою мікроконтролера ARM типу STM32F103C8T6. На основі використаного мікроконтролера створено алгоритм керування регулюванням напруги. За допомогою такого мікроконтролера було розроблено користувальницький інтерфейс, за допомогою якого можна контролювати і керувати роботою усієї системи. Інтерфейс користувача - це програма для Windows, що була створена за допомогою Visual Studio. Результати, отримані за допомогою Windows-додатку було порівняно з реальними осцилограмами. На основі отриманих даних можна легко визначати невірні параметри регулятора. Перевага такої системи керування полягає у можливості її використання для різних DC-DC перетворювачів, де параметри регулювання можна легко визначити без розрахунку. Користувач лише подає керуючі сигнали до комутаційних пристроїв і підключає вихідну напругу через дільник напруги до аналогового входу мікроконтролерної системи. Недоліком запропонованої системи є те, що її не можна використовувати без ПК під управлінням ОС Windows.

Minimization of electric consumption by a frequency-regulated induction motor in start-braking regimes = Мінімізація електроспоживання частотно-регульованим асинхронним двигуном в пуско-гальмівних режимах / V. Volkov

Запропоновано аналітичні розрахункові залежності для визначення в пуско-гальмівних режимах споживаної активної енергії частотно-регульованим короткозамкненим асинхронним двигуном, навантаженим постійним моментом статичного опору, при різних видах траєкторій зміни швидкості. Отримано аналітичні залежності, за допомогою яких виконана при усталених й пуско-гальмівних режимах кількісна оцінка впливу магнітних втрат потужності досліджуваного двигуна на значення модуля статорного струму та електричних втрат потужності і енергії в його обмотці статора. Стосовно до незмінного навантаження даного двигуна, виконана мінімізація споживаної ним активної енергії в пуско-гальмівних режимах, отримано аналітичні залежності для розрахунку оптимальних тахограм розгону і гальмування, визначення оптимальних тривалості часу пуско-гальмівних режимів. Визначено для пуско-гальмівних режимів із запропонованими квазіоптимальними та відомими видами тахограм оптимальні тривалості часу розгону і гальмування, при яких споживання активної енергії двигуном мінімальне. Виконана для пуско-гальмівних режимів кількісна оцінка перехідних електромеханічних і енергетичних процесів в частотно-регульованому короткозамкненому асинхронному двигуні привода вертикальних валків слябінга та визначена очікувана річна економія споживаної активної енергії цим двигуном у вказаних режимах, що досягається від використання запропонованих енергозберігаючих тахограм.

Використання робототехнічних комплексів при підготовці фахівців з електроніки, автоматизації та комп'ютерної інженерії / А. Л. Перекрест, О. В. Білик, М. О. Кущ-Жирко

Представлено сучасний стан робототехнічних комплексів та можливість використання їх в освітній галузі. Освітлено поняття робототехніки та освітньої робототехніки. Представлено три основних покоління сучасних роботів. Запропоновано використання робототехнічного комплексу Robomaster S1 при підготовці майбутніх фахівців з електроніки, автоматизації та комп'ютерної інженерії, залучення якого приведе до покращення якості підготовки студентів у напрямку конструювання роботів, їх програмування та дослідження. Приведено загальний алгоритм взаємодії з робототехнічним комплексом, приклад взаємодії з супроводжуючим програмним забезпеченням, основні технічні характеристики, детальний опис головних складових елементів комплексу та основний перелік його функцій та можливостей застосування. Крім того, в статті представлено одну з програм, яку можна виконати з використанням даного комплексу. Можливості комплексу Robomaster S1 практично необмежені, що дозволяє розширити діапазон його використання при підготовці майбутніх фахівців з електроніки, автоматизації та комп'ютерної інженерії.

Теплова модель системи "асинхронний генератор - асинхронний двигун" при несиметрії в обмотках статора / В. В. Ченчевой, Ю. В. Зачепа [и др.]

Представлено дослідження системи асинхронний генератор - асинхронний двигун з параметричною несиметрією для визначення якості генерованої електроенергії в навантажувальних режимах роботи на математичній моделі. Оцінка теплового стану в сталих режимах виконана з використанням еквівалентної теплової схеми заміщення. Досліджено теплові перехідні процеси при пуску асинхронного електродвигуна від автономного джерела електроенергії на базі асинхронного генератора. На тепловій математичній моделі проведено дослідження впливу несиметрії вихідної напруги і його відхилення від номінального значення на нагрів підключеного асинхронного двигуна. Розроблено регресійну модель для досліджень умов роботи споживачів електроенергії при живленні від асинхронного генератора з несиметрією обмоток статора. Використання отриманих рівнянь дозволить визначати найбільш раціональне поєднання чинників, що впливають на нагрів статорних обмоток асинхронних машин, при яких вони не будуть перегріватися більше гранично допустимих значень температури відповідних класів ізоляції.

Модельні дослідження з виявлення енергоефективних режимів функціонування головних вентиляційних установок шахт / І. О. Сінчук, І. І. Пересунько, А. Б. Сьомочкин

Проведено аналіз системи та методів пуску синхронних електричних двигунів вентиляторів головного провітрювання залізорудних шахт. Зроблено висновок про необхідність модернізацій методу пуску синхронного електричного двигуна, при тому, що встановлена система прямого пуску має ряд недоліків та негативно впливає на енергетичні показники електромеханічного комплексу вентилятора головного провітрювання шахт. Пріоритетним напрямком у вирішенні комплексу вище зазначених проблем є використання сучасних досягнень в області напівпровідникової перетворювальної техніки, в частині розвитку ефективних схем і способів пуску та керування синхронним електроприводом. Проведено моделювання прямої системи пуску синхронного електричного двигуна з вентиляторним навантаженням. При цьому було підтверджено ряд недоліків прямого пуску та визначено кількість спожитої енергії. При розробці нової адекватної дослідницької моделі було удосконалено модель прямого пуску синхронного електричного двигуна з вентиляторним моментом встановлено підсистему для покрокової зміни величини напруги та частоти і отримано експериментальні дані для оцінювання енергоефективності варіативних методів пуску електроприводів синхронного електроприводу головних вентиляторних установок шахт. Проведено моделювання запропонованого методу пуску для синхронного електричного двигуна з вентиляторним моментом. Цей метод пуску дозволив позбавитись головного недоліку, а саме великого пускового струму та дозволив підвищити енергоефективність електромеханічного комплексу вентиляторів головного провітрювання за рахунок того, що спожита активна енергія при пуску зменшується приблизно на 50 % в порівнянні з прямою системою пуску.