Випуск № 1/2015 (29)

УДК 621.5:62-83
С. 10-16
Мова Укр.
Бібл. 10 назв.

ВЕКТОРНЕ КЕРУВАННЯ МОМЕНТОМ АСИНХРОННОГО ДВИГУНА, АДАПТИВНЕ ДО ВАРІАЦІЙ АКТИВНИХ ОПОРІВ СТАТОРА Й РОТОРА: РЕЗУЛЬТАТИ ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ДОСЛІДЖЕННЯ

С. М. Пересада, М. А. Коноплінський, С. М. Ковбаса
Надано результати експериментального дослідження нової, адаптивної до варіацій активних опорів статора й ротора, системи векторного керування моментом та потоком, побудованої з використанням нелінійного принципу розділення. Адаптивна система складається з глобально асимптотично стійкої підсистеми векторного керування моменту-потокозчеплення та локально асимптотично стійкої підсистеми ідентифікації активних опорів статора й ротора. Дослідження виконано при автономній роботі підсистем керування та ідентифікації параметрів, а також при їх сумісній роботі у складі адаптивної системи векторного керування. Досліджено чутливість адаптивної до варіацій активного опору ротора системи векторного керування до варіацій активного опору статора. Експериментально показано, що запропонована система адаптивного векторного керування, яка є динамічною системою 19 порядку, дозволяє забезпечити повну компенсацію впливу варіацій активних опорів статора й ротора на процеси керування координатами асинхронного двигуна й може бути реалізована в комерційних виробах із використанням існуючих на ринку цифрових сигнальних процесорів.
Ключові слова: асинхронний двигун, адаптивне векторне керування, принцип розділення.

УДК 621.314.222.6-5:621.313.2.001.4
С. 17-25
Мова Англ.
Бібл. 16 назв.

ВИЗНАЧЕННЯ ПАРАМЕТРІВ КЕРУВАННЯ СИЛОВИМИ ПЕРЕТВОРЮВАЧАМИ ЕНЕРГІЇ В КОМПЛЕКСАХ ДЛЯ ВИПРОБУВАННЯ МАШИН ПОСТІЙНОГО СТРУМУ

А. І. Ломонос
Розглянуто питання розрахунку параметрів керування силовими напівпровідниковими перетворювачами енергії для реалізації навантажувальних режимів випробуваних машин постійного струму. Розглянуто блок-схему комплексу для випробування й проаналізовано режими навантаження із впливом наякірне коло, на коло обмотки збудження та комбінованим впливом. Розглянуто питання використання методу планування експерименту з метою побудови регресійної моделі для визначення параметрів керування напівпровідниковими перетворювачами енергії в колі обмотки збудження. Розкрито принципи побудови системи автоматичної компенсації змінної складової струму в колі силового перетворювача. Наведено алгоритми роботи системи керування в режимах компенсації та навантаження. Розглянуто блок-схему моделі системи керування взаємним навантаженням машин постійного струму, за дослідженням якої зроблено висновки щодо можливості формування режимів компенсації та навантаження.
Ключові слова: випробувальний комплекс, машина постійного струму, перетворювач енергії, параметри керування, навантажувальний режим, режим компенсації.

УДК 621.436.332
С. 26-37
Мова Рос.
Бібл. 14 назв.

МАТЕМАТИЧНА МОДЕЛЬ ФОРМОВАНОГО ДЖЕРЕЛА АВТОНОМНОГО ЕЛЕКТРОЖИВЛЕННЯ НА БАЗІ ДИЗЕЛЬ-ГЕНЕРАТОРА

Ю. В. Зачепа
Надано математичну модель формованого джерела автономного електроживлення на базі дизель-генераторної установки. Джерелом механічної енергії є дизельний двигун внутрішнього згоряння з автоматичним регулятором частоти обертання, що працює за принципом Ползунова–Уатта. Перетворювачем електричної енергії є асинхронний двигун, що працює в генераторному режимі з конденсаторним самозбудженням. Математичні моделі дизельного двигуна й асинхронної машини, що працює в генераторному режимі, надані окремими структурними блоками з функціональними взаємозв’язками й сполучені за принципом підпорядкованого регулювання. Така форма подання математичної моделі формованої системи автономного електроживлення дозволяє виконувати практично будь-які дослідження для різних типів як дизельних двигунів, так і асинхронних машин, технологічних способів їх з’єднання, а також різноманітних споживачів електричної енергії, що підключаються до затискачів електрогенератора.
Ключові слова: дизель-генератор, автономна система електроживлення, двигун внутрішнього згоряння, асинхронний генератор.

УДК 692.66:62-83
С. 38-44
Мова Рос.
Бібл. 10 назв.

ОБЛІК ВПЛИВУ ПРУЖНОСТЕЙ МЕХАНІЧНИХ ПЕРЕДАЧ НА ОПТИМАЛЬНІ ДІАГРАМИ РУХУ ПАСАЖИРСЬКИХ ЛІФТІВ

А.О. Бойко, Н.А. Бойко, А.О. Бесараб
Вплив пружних властивостей ліфтових механічних передач призводить до відмінності фактичної діаграми руху кабіни від необхідної оптимальної діаграми. Це негативно позначається на якості керування пасажирськими ліфтами, порушує умови комфортного переміщення пасажирів, збільшує динамічні навантаження на підйомні механізми. У роботі виконано пошук аналітичних співвідношень і графічних залежностей, які характеризують вплив пружних зв’язків на параметри руху ліфтових підйомних механізмів. При проведенні досліджень властивостей і можливостей ліфтових електромеханічних систем їх реальні кінематичні схеми замінялися відповідними розрахунковими. Знайдені універсальні залежності й співвідношення можуть бути використані для кількісної оцінки впливу пружності на діаграми руху довільних пасажирських ліфтів, а також при синтезі їх параметрів і законів керування електроприводів.
Ключові слова: електропривод, пасажирський ліфт, діаграми руху, механічні передачі, пружності, багатомасові системи.

УДК 621.355.1
С. 45-51
Мова Рос.
Бібл. 10 назв.

ВИЗНАЧЕННЯ ПАРАМЕТРІВ, ЩО ХАРАКТЕРИЗУЮТЬ ТЕХНІЧНИЙ СТАН ЕЛЕКТРОПРИВОДА КОМПЛЕКСУ ВАГОВОГО ДОЗУВАННЯ

А. I. Важинський
Проведено дослідження електротехнічних елементів комплексу вагового дозування, що забезпечує підготовку матеріалів металургійного процесу. Виконано математичне моделювання, проведено аналіз передавальних функцій елементів системи, встановлено критерії працездатності та визначено діагностичні параметри об’єкта. Виконано побудову й розрахунок діагностичної моделі для оцінки технічного стану комплексу ваговимірювання. Даний метод розрахунку й моделювання системи управління комплексом дозування продемонстрував, що в умовах неявності зв’язків між параметрами елементів необхідно оцінювати ті параметри, вплив яких на роботу системи є найбільшим. Виконані розрахунки й проведене моделювання поведінки системи за різними тестовими впливами підтвердили необхідність проведення оцінки технічного стану об’єктів, подібних даному, запропонованим способом. Запропонований спосіб оцінки технічного стану може рекомендуватися як другий етап діагностування після проведення оцінки працездатності з використанням дискретного методу на основі використання таблиці функцій несправностей. Результати дослідження дозволили реалізувати функції діагностики в системі управління комплексом вагового дозування.
Ключові слова: діагностика, математична модель, передатнафункція, вагове дозування.

УДК 62-521:62-868:62-531.7
С. 52-58
Мова Укр.
Бібл. 10 назв.

СТАБІЛІЗАЦІЯ ПАРАМЕТРІВ ВІБРАЦІЙНОГО ВПЛИВУ ЗА КРИТЕРІЄМ В’ЯЗКОСТІ ВІБРОКИПЛЯЧОГО ШАРУ

Р. В. Чубик, Н. М. Зрайло
Проведено аналіз факторів, що впливають на зниження коефіцієнту внутрішнього тертя в сипучих матеріалах. Встановлено оптимальні умови для віброперемішування та вібропереміщення сипучого матеріалу в технологічних процесах, при яких сипучі матеріали набувають плинності, що характерна для в’язкої рідини, і можуть бути охарактеризовані звичайними реологічними константами. Показано, що при прискоренні зовнішнього вібраційного впливу на робочий орган адаптивної вібромашини, більшому за прискорення вільного падіння, відбувається перехід вібросистеми із стану вібророзрідження у стан віброкипіння і даний процес характеризується зміною коефіцієнта ефективної динамічної в’язкості на декілька порядків. Для забезпечення інтенсифікації тепломасообмінних процесів у сипучих середовищах із різними фізико-хімічними властивостями шляхом забезпечення сталого віброперемішування (віброкипіння) доцільно забезпечувати мінімальне (або задане технологічно оптимальне) значення коефіцієнта ефективної динамічної в’язкості сипучого середовища. У дослідженні показано, що існуючі методи стабілізації динамічних параметрів вібраційного поля віброкиплячого середовища, в яких у випадку зміни завантаження робочого органу або за необхідністю зміни режиму роботи адаптивної вібраційної технологічної машини система керування коригує частоту та амплітуду вимушуючих коливань віброприводу робочого органу, нездатні забезпечити стабілізацію в часі на технологічно оптимальному рівні величину коефіцієнта ефективної динамічної в’язкості сипучого середовища. Виходячи з особливостей поведінки сипучого середовища при переході зі стану вібророзрідження у стан віброкипіння, запропоновано метод керування динамічними параметрами пустотілого робочого органу адаптивних вібраційних технологічних машин, що дозволяє забезпечити мінімальні енергозатрати на вібропривод (резонансний режим роботи) та стабілізувати в часі в’язкість віброкиплячого середовища в їх робочому органі на заданому технологічно оптимальному рівні. Даний метод керування динамічними параметрами робочого органу дозволяє оптимізувати роботу електромеханічної коливної системи вібромашини за технологічним параметром ( ), постійно адаптуючи динамічні параметри віброприводу до енергозберігаючого резонансного режиму роботи вібромашини.
Ключові слова: керований вібропривод, вібромашина, адаптивна вібромашина, віброкиплячий шар.

УДК 693.95(075.8)
С. 59-65
Мова Рос.
Бібл. 11 назв.

РОЗРОБКА ВІБРОМЕХАНІЧНОГО БЕТОНОЗМІШУВАЧА ПРИМУСОВОЇ ДІЇ

Ю. С. Саленко
У сучасному виробництві висуваються підвищені вимоги до бетонозмішувачів, які повинні мати порівняно просту конструкцію, високу продуктивність, надійність, низьку енергоємність і забезпечувати високу якість приготування пластичних, жорстких і наджорстких бетонних сумішей. Для ефективної й надійної роботи пропонованих бетонозмішувачів примусової дії необхідно точно вибрати раціональні параметри перемішуючих робочих органів, що створюють при перемішуванні нові ефекти у вигляді активної циркуляції й віброактивації бетонних сумішей, а також обґрунтувати раціональні швидкісні режими та режими віброактивації суміші в процесі її перемішування. Метою даних досліджень є розробка нової конструкції енергозберігаючого бетонозмішувача з осцилюючими коливаннями. Описано конструкцію й принцип дії вібромеханічного бетонозмішувача примусової дії, забезпеченого перемішуючим робочим органом у вигляді лопатевого вала й вібраційним пристроєм, генеруючим осцилюючі коливання змішувального барабана. На лопатевому валу бетонозмішувача за допомогою стійок закріплені центральні й периферійні лопатки, які утворюють переривчасті гвинтові лінії для переміщення суміші у взаємно протилежних напрямках: по периферії змішувального барабана й в його центральній частині. На змішувальному барабані, встановленому на пружних амортизаторах, змонтовано вібровозбуджувач крутильних коливань, що генерує осцилюючі коливання змішувального барабана відносно осі обертання лопатевого вала. Складено рівняння руху та визначено закони осцилюючих (крутильних) коливань змішувального барабана на холостому ходу й у робочому режимі приготування бетонної суміші, що дозволяють обґрунтувати основні параметри бетонозмішувача та технологічні режими вібраційної обробки суміші в процесі її приготування, знайти потужність електроприводу. Використання запропонованого бетонозмішувача дозволяє практично удвічі знизити встановлену потужність електроприводу й утричі зменшити енергоємність процесу приготування бетонних сумішей.
Ключові слова: змішувач, лопатки, бетонні суміші, осцилюючі коливання.

УДК 621.314.222.6-5:621.313.2.001.4
С. 67-73
Мова Англ.
Бібл. 15 назв.

РОБОТА РОЗПОДІЛЬЧИХ МЕРЕЖ 6–10 кВ З ІЗОЛЬОВАНОЮ НЕЙТРАЛЛЮ ПРИ ЗАМИКАННІ ФАЗИ НА ЗЕМЛЮ

М. Л. Барановська, В. К. Титюк, Б. І. Невзлін, В. Є. Загірняк
У розподільчих мережах 6–10 кВ з ізольованою нейтраллю однофазні замикання на землю є переважним видом ушкоджень. Перенапруги, які виникають при однофазних замиканнях на землю, негативно впливають на роботу електрообладнання, призводять до додаткових витрат. Для оцінки характеру перехідних процесів розроблено математичні моделі, що найбільш повно враховують зміни параметрів розподільчих мереж. Розглянуто математичну модель з урахуванням активних опорів поздовжніх гілок розподільчої мережі та встановлено, що при оцінці перехідних процесів під час горіння дуги цими опорами можна знехтувати. Проведено дослідження на математичній моделі, в якій враховані провідності ізоляції фаз розподільчої мережі. Чисельна оцінка показує, що дані параметри суттєво не впливають на рівень перенапруг. Розглянуто приклади розрахунку рівнів напруг у фазах мережі при горінні дуги та в процесі відновлення напруги за різними параметрами мережі та значеннями опору кола замикання на землю. Встановлено, що рівні перенапруг залежать від величини опору кола замикання на землю, моменту гасіння дуги й величини напруг повторних запалень. Значення опору кола замикання на землю визначає кількість високочастотних переходів струму однофазного замикання на землю через нульове значення й тим самим визначає характер розвитку перехідних процесів. Найбільші рівні перенапруг у розподільних мережах можуть перевищувати чотирикратні значення.
Ключові слова: однофазні замикання на землю, схема заміщення, математичне моделювання, рівень пере-напруг.

УДК 62-521:62-868:62-531.7
С. 74-81
Мова Укр.
Бібл. 19 назв.

АНАЛІЗ РЕЖИМІВ РОБОТИ НАПІВПРОВІДНИКОВИХ ПЕРЕТВОРЮВАЧІВ У ЧАСТОТНІЙ ОБЛАСТІ

А.П. Калінов, М.С. Малякова, В.О. Мельников
Запропоновано метод удосконалення аналізу в аналітичному вигляді енергетичних характеристик електричних кіл з напівпровідниковими перетворювачами із застосуванням одиничної комутаційної функції шляхом реалізації в частотній області за рахунок використання алгоритму дискретної згортки. Перевірка запропонованого методу здійснювалась на прикладі електричної схеми з керованим ключовим регулятором напруги,
синусоїдною напругою живлення та активно-індуктивним навантаженням. У рамках запропонованого методу для можливості визначення енергетичних характеристик досліджуваної електричної схеми комутаційна функція була надана в частотній області у вигляді масивів косинусної та синусної складових. Наступним етапом було отримання напруги навантаження як дискретної згортки у частотній області гармонійних складових комутаційної функції та напруги живлення. На основі масивів гармонійних складових визначеної напруги навантаження та виразів для повного опору навантаження були визначені гармонійні складові струму. Дискретна згортка масивів струму та напруги на навантаженні дозволила визначити частотні складові миттєвої потужності на навантаженні, отримання яких дозволить визначити енергетичні характеристики досліджуваної електричної схеми. Перевірка правильності визначених у частотній області аналітичних виразів комутаційної функції, напруги, струму та потужності навантаження здійснювалась за рахунок співставлення кривих, побудованих на основі отриманих аналітичних виразів, із кривими, побудованими за оберненим перетворенням Фур’є, – результатів операцій над електричними сигналами в частотній області. Показано, що метод аналізу електричних кіл із напівпровідниковими пристроями з використанням комутаційної функції, реалізований у частотній області із застосуванням алгоритму дискретної згортки, дозволяє значно скоротити витрати часу на проведення аналізу, спростити реалізацію аналітичних розрахунків та досягти їх автоматизації й отримання прогнозованого
результату.
Ключові слова: напівпровідниковий перетворювач, аналітичний аналіз, частотна область, перетворення Фур’є.

УДК 517.982.43:621.3.011.72.001.12
С. 82-93
Мова Рос.
Бібл. 23 назв.

НЕЛІНІЙНІ ПЕРЕТВОРЕННЯ З РЯДАМИ ФУР’Є В ЗАСТОСУВАННІ ДО ЗАДАЧ ЕЛЕКТРОТЕХНІКИ

Д. Й. Родькін, В. В. Ченчевой, О. Б. Кобильська
Останніми роками розвивається математичний апарат дослідження
енергетичних режимів електричних ланцюгів, аналізу процесів перетворення енергії в нелінійностях, ідентифікації параметрів електрообладнання з використанням теорії миттєвої потужності, в основу якого покладено методи перетворення сигналів, які подаються у формі апроксимаційних залежностей, зокрема рядів Фур’є. Зазвичай аналізуються процеси, під час опису яких використовуються нелінійні операції з рядами Фур’є – їх множення, ділення, піднесення до степеня та ін. Складність цих операцій практично виключає отримання аналітичних виразів для опису остаточних залежностей. При здійсненні цих математичних дій, як правило, використовується операція згортки, що знайшла широке застосування при роботі із сигналами в радіотехніці. Згадані операції доступні для дослідника у формі відомих прикладних математичних програм. В електротехнічних задачах зазначеного вище характеру можливе використання рішень, одержуваних без повновагового використання обчислювальних засобів. При цьому вирішується попутно й інша задача – вивчення механізму згортки та отримання проміжних результатів як вихідного матеріалу для визначення конкретних даних аналізованих процесів. У роботі акцентується увага на питаннях отримання результатів із використанням рядів з кінцевим числом вхідних у них членів.
Ключові слова: ряди Фур’є, множення рядів, миттєва потужність електричних сигналів, ідентифікація параметрів нелінійностей.