Родькін Д. Й.

Електромеханічні і енергозберігаючі системи

УДК 621.65:004.183
С. 8-21
Мова Рос.
Бібл. 17 назв.

ОЦІНКА ПРОЦЕСІВ ЕНЕРГОПЕРЕТВОРЕННЯ З ВИКОРИСТАННЯМ СКЛАДОВИХ МИТТЄВОЇ ПОТУЖНОСТІ

М. В. Загірняк, Д. Й. Родькін, Т. В. Коренькова
Уточнено підхід до декомпозиції миттєвої потужності полігармонічних сигналів на базі аналізу процесів частотного перетворення ортогональних складових напруги й струму. Показано, що порядок гармонік потужності визначається сумою й різницею частот гармонічних складових вихідних сигналів. Відзначено значення процесів енергоперетворення першого й другого роду при формуванні складових миттєвої потужності несинусоїдальних сигналів. Запропоновано математичний апарат і діаграми формування канонічних, неканонічних і псевдоканонічних компонент миттєвої потужності при різному гармонічному складі напруги й струму. Доведено ефект посилення знакозмінної складової потужності через збіг частот канонічних і псевдоканонічних компонент. Запропоновано показники енергопроцесів на базі ефективних значень миттєвої потужності й її компонент. Показано, що на енергетичний режим впливають не лише амплітудні значення гармонік напруги або струму, але й комбінація частот, що формують спектр гармонічних складових вихідних сигналів.
Ключові слова: процеси енергоперетворення, енергетичний режим, миттєва потужність, полігармонічний сигнал, ефективна потужність, показники енергопроцесів.

Електромеханічні і енергозберігаючі системи

УДК 621.313
С. 69-80
Мова Рос.
Бібл. 18 назв.

РІШЕННЯ ОДНОГО КЛАСУ НЕКОРЕКТНИХ ЕЛЕКТРОТЕХНІЧНИХ ЗАДАЧ ЕНЕРГЕТИЧНИМ МЕТОДОМ 

Д. Й. Родькін
Енергетичні процеси не є основними для аналізу електричних кіл, що пояснюється недостатнім використанням інтегральних методів. Вони, не дивлячись на їх простоту і наочність, призводять до втрати інформації про енергопроцеси. З іншої сторони, існує ціла низка важливих для практичних цілей задач з некоректно поставленими умовами, для яких відсутні прийнятні методи рішення. Для аналізу цих процесів може бути використаним енергетичний метод, запропонований автором. Метою роботи є виявлення можливостей енергетичного методу ідентифікації для оцінки параметрів електричних кіл в умовах некоректно заданих умов. В останній час виникла зацікавленість до дослідження енергопроцесів в ланцюгах з полігармонічними напругами та струмами з використанням методу миттєвої потужності, в основу якого покладено аналіз часових залежностей напруги, струму та їх добутку – миттєвої потужності. На цій базі розроблено енергетичний метод, сутність якого в тому, що енергетичний режим у конкретній електромеханічній системі можливо надати у формі рівнянь балансу складових миттєвої потужності джерела й споживача. Як правило, при цьому аналізуються несинусоїдальні напруги й струми. Розширення можливостей енергетичного методу можливо при живленні досліджуваної схеми від джерела синусоїдальної напруги. Для забезпечення використання енергетичного методу реалізується режим живлення досліджуваної схеми від джерела з необхідним гармонічним складом. Для цього вводять додаткові, штучно отримані спектри гармонік напруги й струму з періодом, відмінним від періоду напруги мережі. Показано ефективність використання енергетичного методу при ідентифікації параметрів схеми, що містить послідовно ввімкнені активний опір, індуктивність та ємкість. При цьому для формування ідентифікаційних рівнянь отримано складові гармонік миттєвої потужності на вказаних елементах. Похибка ідентифікації параметрів схеми при введені штучних спектрів гармонік напруги й струму з відмінними періодами з використанням енергетичного методу не перевищує 5 %. Аналогічні результати отримуються при ідентифікації параметрів асинхронного двигуна за Т-подібною схемою заміщення. Похибка ідентифікації параметрів не перевищує 4 %. Таким чином, у роботі підтверджено ефективність використання енергетичного методу при ідентифікації параметрів схем з некоректно заданими умовами.
Ключові слова: енергетичний метод, миттєва потужність, ідентифікація параметрів.

Електромеханічні і енергозберігаючі системи

УДК 255:29.1
С. 75-85
Мова Рос.
Бібл. 29 назв.

ПРО ВИЗНАЧЕННЯ ВТРАТ У СТАЛІ АСИНХРОННОГО ДВИГУНА ПРИ ГЛИБОКІЙ ЇЇ НАСИЧЕНОСТІ

Д. Й. Родькін, В. В. Ченчевой, В. О. Огарь
Показано, що існуючі методи визначення втрат у сталі асинхронної машини придатні тільки для початкової прямолінійної (ненасиченої) ділянки кривої намагнічування, що дає значну похибку в режимі насичення, або містять велику кількість невідомих елементів, що робить громіздким і складним використання результатів у практичних цілях. Запропоновано метод, який є подальшим розвитком відомого підходу до визначення втрат у сталі. При цьому враховується зміна індуктивності намагнічування, що дозволяє використовувати його в режимі сильного насичення. Вирази для визначення втрат у сталі надано у функції магнітного потоку, електрорушійної сили і струму, що робить їх придатними для практичного використання.
Ключові слова: асинхронна машина, насичення, втрати в сталі.

Електромеханічні і енергозберігаючі системи

УДК 62-83-523.003.12
С. 8-17
Мова Англ.
Бібл. 18 назв.

ОЦІНКА ПАРАМЕТРІВ ЕЛЕКТРОМЕХАНІЧНИХ КОМПЛЕКСІВ ЕНЕРГЕТИЧНИМ МЕТОДОМ

Д. А. Мосюндз, Д. Й. Родькін
Показано, що процеси перетворення енергії ускладнюються при наявності нелінійних елементів або процесів, у зв’язку з чим погіршуються показники якості перетвореної енергії, швидше відбувається знос електромеханічного обладнання, збільшуються втрати й т.ін. Тому для ефективного використання та управління енергопроцесами актуальним є визначення оцінок енергопроцесів в електричних ланцюгах шляхом ідентифікації параметрів нелінійностей, що істотним чином впливають на процеси енергоперетворення в системі. Запропоновано метод ідентифікації, заснований на понятті миттєвої потужності. Відомо, що навіть при синусоїдальній живлячій напрузі й наявності нелінійних елементів струм у ланцюзі несинусоїдальної форми. Використання апарату миттєвої потужності дає можливість отримати кількісну оцінку складових енергопроцесів на кожній гармоніці, що дозволяє скласти систему з достатньою кількістю рівнянь для визначення невідомих параметрів як лінійних, так і нелінійних енергетичних систем.
Ключові слова: електромеханічна система, нелінійність, миттєва потужність, спектральний аналіз.

Електромеханічні і енергозберігаючі системи

УДК 621.313.333
С. 18-25
Мова Рос.
Бібл. 14 назв.

ОЦІНКА ЕФЕКТИВНОСТІ ВИКОРИСТАННЯ НИЗЬКОЧАСТОТНИХ ПСЕВДОДЖЕРЕЛ ПРИ ІДЕНТИФІКАЦІЇ ЕЛЕКТРОМАГНІТНИХ ПАРАМЕТРІВ АСИНХРОННИХ ДВИГУНІВ

Д. В. Рєзнік, Ю. В. Ромашихін, Д. Й. Родькін
Актуальність ідентифікації електромагнітних параметрів асинхронних двигунів обумовлена тим, що з їх допомогою розраховують пускові та робочі характеристики, втрати в сталі й міді, визначається навантажувальна здатність електричних машин. Причинами зміни параметрів, що розраховані заводом-виробником, є довготривала експлуатація, післяремонтна експлуатація й відхилення при виготовленні асинхронних двигунів. На даний час розроблено безліч методів, присвячених ідентифікації електромагнітних параметрів асинхронних двигунів. Однак не існує універсального методу, який би підходив для ідентифікації електромагнітних параметрів асинхронних двигунів різних потужностей і типорозмірів в умовах ремонтних цехів і електроремонтних підприємств. Тому метою роботи є питання розвитку методу визначення електромагнітних параметрів асинхронних двигунів із використанням складових миттєвої потужності при живленні від джерела синусоїдної напруги. Використання складових миттєвої потужності в рівняннях балансу потужностей дозволяє розробити енергетичний метод, в основі якого використовується система ідентифікаційних рівнянь для визначення електромагнітних параметрів асинхронних двигунів. Особливістю енергетичного методу є те, що рівняння балансу складаються окремо за кожною з аналізованих гармонік миттєвої потужності для кожного елемента схеми заміщення асинхронного двигуна. При цьому запропоновано проводити ідентифікацію електромагнітних параметрів асинхронних двигунів з використанням частот напруги та струму, які менші від частоти напруги, тобто для діапазону частот 0–10 Гц. У роботі запропоновано використовувати для живлення асинхронного двигуна джерело синусоїдної напруги, а необхідний спектр частот отримувати від так званого «псевдоджерела». Псевдоджерело є фіктивним джерелом, що вводиться не фізично, а тільки математично в рівняння балансу потужностей. Уведення одного псевдоджерела дозволяє отримати достатню кількість ідентифікаційних рівнянь для визначення електромагнітних параметрів асинхронних двигунів за Т-подібною схемою заміщення. Аналіз результатів з використанням енергетичного методу показав, що похибка ідентифікації електромагнітних параметрів асинхронних двигунів не перевищує 5 %. Таким чином, показана ефективність використання енергетичного методу ідентифікації електромагнітних параметрів асинхронних двигунів з використанням низькочастотних псевдоджерел.
Ключові слова: асинхронний двигун, низькочастотне псевдоджерело, електромагнітні параметри.

Інженерні та освітні технології в електротехнічних і комп’ютерних системах

УДК 621.313.333.02
С. 69-84
Мова Рос.
Бібл. 23 назв.

ОБҐРУНТУВАННЯ РАЦІОНАЛЬНОГО СПОСОБУ ВИЗНАЧЕННЯ ВТРАТ У СТАЛІ З НАСИЧЕННЯМ

В. В. Ченчевой, Д. Й. Родькін, В. О. Огарь
Отримано аналітичний вираз для визначення втрат у сталі асинхронної машини, зручне для практичного застосування, що вимагає значно менших обчислювальних витрат порівняно з уже існуючими методиками. Запропонований метод дозволяє отримати відносно прості залежності з великим ступенем точності для формування задаючих впливів і використовувати їх у системах мінімізації втрат регульованого електроприводу. Знайдені залежності придатні для опису втрат у сталі, що необхідно при проектуванні системи автономної генерації енергії та визначення максимальної навантажувальної здатності генераторної установки.
Ключові слова: асинхронний двигун, насичення, втрати у сталі.

Інженерні та освітні технології в електротехнічних і комп’ютерних системах

УДК 621.313.333
С. 55-89
Мова Рос.
Бібл. 37 назв.

ЗАГАЛЬНІ ПРИНЦИПИ СТВОРЕННЯ МАТЕМАТИЧНОГО АПАРАТУ ТА ПОБУДОВИ ПРИСТРОЇВ ІДЕНТИФІКАЦІЇ ЕЛЕКТРОМЕХАНІЧНИХ СИСТЕМ ІЗ ВИКОРИСТАННЯМ ЧАСТОТНИХ МЕТОДІВ АНАЛІЗУ ЕНЕРГЕТИЧНИХ ПРОЦЕСІВ

Д. Й. Родькін, Д. А. Мосюндз
Клас ідентифікаційних завдань безперервно розширюється, в основному, у зв’язку із дедалі вищими потребами через зростання особливостей і класу розв’язуваних технічних і технологічних завдань. Завдання ідентифікації – визначення параметрів електрообладнання найрізноманітніших електромеханічних систем. Стосовно електромеханічних пристроїв – визначення електромеханічних і електромагнітних параметрів електричних машин. Щорічно з’являється більше двохсот робіт, присвячених згаданій науково-технічній задачі. Спектр методів ідентифікації параметрів електрообладнання надзвичайно широкий – від найпростіших, що базуються на елементарних уявленнях про фізичні процеси і схемах заміщення, до складних, що базуються на складних математичних моделях пристроїв і систем.
Аналіз показує, що найбільший інтерес дослідників викликають різні варіанти частотних методів, особливо таких, де уявлення про процеси підтверджуються енергетичними моделями процесів, переважно в частотній області, чому присвячено досить великий перелік результатів досліджень, виконаних у Кременчуцькому національному університеті імені Михайла Остроградського. Особливість цих робіт у тому, що при достатньо широкому спектрі використання частотних підходів при вирішенні конкретних завдань (різночастотного живлення обмоток двигуна, полігармонічної напруги, псевдополігармонічного живлення, використання псевдоджерел змінної напруги та ін.) використовується оригінальний, багатообіцяючий енергетичний метод, який базується на рівняннях енергетичного балансу складових миттєвої потужності, споживаної джерелом живлення, і елементів схеми заміщення електричної машини, що враховує ті чи інші фізичні явища. Метод енергетичного балансу можна застосовувати для наскільки завгодно складних схем заміщення машин змінного та постійного струму. Важливість і перспектива розглянутого методу в тому, що його можливо застосовувати для ідентифікації не тільки електричних ланцюгів, але й механізмів і машин з іншими принципами перетворення енергії з лінійними та нелінійними характеристиками.
Ключові слова: метод миттєвої потужності, енергетичний баланс, ідентифікаційні рівняння та системи.

Інженерні та освітні технології в електротехнічних і комп’ютерних системах

УДК 537.868:612.014.42
С. 112-124
Мова Рос.
Бібл. 35 назв.

СУЧАСНИЙ СТАН ДОСЛІДЖЕНЬ ВПЛИВУ ЕЛЕКТРОМАГНІТНИХ ВИПРОМІНЮВАНЬ НА ОРГАНІЗМ ЛЮДИНИ

О. П. Чорний, В. В. Никифоров, Д. Й. Родькін, В. Ю. Ноженко
Розглянуто основні джерела електромагнітних випромінювань природного та антропогенного походження. Описано можливі зміни в організмі людини під впливом високочастотних і низькочастотних випромінювань, наведено основні прилади для вимірювання, а також способи та засоби захисту від них. Охарактеризовано найбільш поширені джерела електромагнітного поля, під впливом якого знаходиться кожна людина. Обговорюються перспективи досліджень, спрямованих на уніфікацію та оптимізацію міжнародних та національних нормативів гранично допустимих рівнів впливу електромагнітних випромінювань на людину і біоту.
Ключові слова: електромагнітне поле, джерела електромагнітного випромінювання, вплив на людину і біоту, гранично допустимий рівень.

Інженерні та освітні технології в електротехнічних і комп’ютерних системах

УДК 621.313.333
С. 80-93
Мова Рос.
Бібл. 16 назв.

МИТТЄВА ПОТУЖНІСТЬ ТРИФАЗНОЇ МЕРЕЖІ ЗМІННОГО СТРУМУ

Д. Й. Родькін, Ю. В. Ромашихін
Розглянуто особливості формування складових миттєвої потужності трифазної мережі. Доведено, що в симетричній трифазній системі в сигналі миттєвої потужності окрім постійної складової присутні гармоніки потужності, що кратні шести. Показано ефективність використання складових миттєвої потужності при аналізі енергопроцесів у трифазній мережі.
Ключові слова: миттєва потужність, трифазний електричний двигун.

УДК 621.313.301
ББК 31.2
В.А. Огарь, Д.И. Родькин
[Огарь В.А. Характеристики асинхронных двигателей с учетом нелинейных свойств магнитной системы: монографія / В.А. Огарь, Д.И. Родькин. – Кременчуг: ЧП Щербатых А.В., 2013. – 320 с. – Библиогр.: 116 назв. – ISBN 978-617-639-022-0. – рус.]
Монография посвящена усовершенствованию методов определения потерь в стали путем учета свойств магнитной системы при исследовании характеристик асинхронных двигателей и систем электропривода.
Книга может быть полезна для инженеров и научных работников в области энергоресурсосбережения, автоматизации и проектирования систем автоматического регулирования, а также аспирантов и студентов высших технических учебных заведений при изучении курсов «Моделирование электромеханических систем», «Энергетические процессы в электромеханических системах», «Энергоресурсосбережение в электроприводе» и т.п.