Випуск 3/2016 (35)

УДК 255:29.1
С. 10-16
Мова Англ.
Бібл. 18 назв.

ПЕРЕХІДНИЙ ПРОЦЕС В ЕЛЕКТРИЧНОМУ КОЛІ ЯК АНАЛОГ ТЕПЛООБМІНУ ТА ТЕПЛОВОЇ ІНЕРЦІЇ ПРИМІЩЕННЯ

Бойко В. С., Сотник М. І., Хованський С. О.
Метою роботи є дослідження впливу теплоємності огороджуючих конструкцій та інших елементів теплової системи на динаміку зміни теплового навантаження будівель. У роботі використовувалися методи фізичного й математичного моделювання теплових процесів та динаміки зміни теплового стану приміщень із використанням результатів інструментальних вимірювань, математичного розрахунку параметрів елементів огороджуючих конструкцій будівлі й предметів інтер’єру, що знаходяться у приміщенні. Наведені в роботі результати досліджень спрямовано на подальший розвиток наукового напряму – електричних методів моделювання робочих процесів у мережах опалення будівель. Наразі актуальним щодо скорочення витрат на опалення будівель є регулювання надходження теплової енергії із застосуванням режимів чергового опалення. Визначення основних параметрів регулювання (глибини зниження температури теплоносія, динаміки перехідних процесів зміни температури повітря у приміщенні), пов’язаних з одночасною зміною температури повітря навколишнього середовища, є складною задачею, вирішення якої традиційними методами, що застосовуються в теплотехніці, у більшості випадків стає проблематичним. Дослідження таких процесів шляхом створення електричних моделей дає більш достовірний результат, який враховує динаміку процесу теплозабезпечення. Уперше запропоновано та проведено моделювання процесів тепло-масообміну в приміщеннях будівель математичними методами з використанням електричних моделей, що дозволяє визначати динаміку перехідних процесів у системах теплозабезпечення будівель.
Ключові слова: тепловий опір, теплоємність, система опалення, перехідний процес.

УДК 681.5:62-83
С. 17-23
Мова Укр.
Бібл. 10 назв.

ПРИНЦИПИ ТЕХНІЧНОЇ РЕАЛІЗАЦІЇ ДВОКАНАЛЬНИХ ЕЛЕКТРОМЕХАНІЧНИХ СИСТЕМ

Теряєв В. І.
Метою роботи є розвиток теорії й практики двоканальних електромеханічних систем на основі використання методів теорії автоматичного керування, математичного моделювання, теоретичної механіки. Перевагою двоканальних систем є можливість підвищення статичної та динамічної точності без використання традиційних засобів – підвищення коефіцієнту передачі та порядку астатизму. Особливість реалізації та роботи двоканальних систем полягає у необхідності наявності пристрою підсумовування вихідних координат локальних каналів та нерівномірному розподілі їх навантажень. У роботі наведено приклади технічної реалізації передаточних пристроїв двоканальних електроприводів із поступальним та обертальним переміщенням виконуючого органу, отримано математичну модель диференціального передаточного пристрою, яка враховує наявність крутильної пружності валів двигунів, проведено порівняльні дослідження одноканальних та двоканальних електромеханічних систем з урахуванням природних перехресних зв’язків між каналами, що виникають при використанні диференціальних механічних передач, надано методику аналітичної оцінки співвідношень моментів двигунів каналів грубого й точного відліку двоканальної системи.
Ключові слова: система, електромеханічна, двоканальна, передаточний, диференціальний, пристрій, пружність, модель, розподіл, навантаження.

УДК 621.313.333
С. 24-31
Мова Укр.
Бібл. 16 назв.

АВТОМАТИЧНЕ РЕГУЛЮВАННЯ ЗБУДЖЕННЯ СИНХРОННИХ ГЕНЕРАТОРІВ ІЗ ФАЗОВИМ КОМПАУНДУВАННЯМ

Куцик А. С., Семенюк М. Б., Євченко А. А., Тутка В. В.
Запропоновано математичну модель електротехнічної системи із синхронним генератором та фазовим компаундуванням з різними регуляторами збудження. За допомогою використання математичної моделі проведено дослідження режимів зміни активної й реактивної потужності на виході синхронного генератора та виконано порівняльний аналіз статичних і динамічних показників регулювання напруги генератора для випадків використання автоматичних регуляторів збудження сильної дії та підпорядкованого типу. Результати дослідження показали, що використання в системах збудження синхронних генераторів контуру фазового компаундування дає змогу покращити якість регулювання напруги, зокрема у випадку різких змін навантаження. Застосування систем підпорядкованого регулювання збудження з ПІ-регулятором напруги забезпечує відсутність статичної похибки регулювання напруги. Автоматичні регулятори збудження сильної дії забезпечують краще демпфування коливань у перехідних режимах.
Ключові слова: синхронний генератор, автоматичний регулятор збудження, фазове компаундування, математична модель.

УДК 692.66:62-83
С. 32-38
Мова Рос.
Бібл. 10 назв.

ОСОБЛИВОСТІ ЗАСТОСУВАННЯ ДВОДВИГУНОВОГО ЕЛЕКТРОПРИВОДУ ЛІФТОВОГО МЕХАНІЗМУ ПІДЙОМУ З ІНДУКТОРНИМИ БЕЗКОЛЕКТОРНИМИ ДВИГУНАМИ ПОСТІЙНОГО СТРУМУ

Акчебаш Н. В.
Запропоновано використання ліфтового механізму підйому із застосуванням дводвигунового електроприводу. Як приводні двигуни лебідки використовуються інноваційні індукторні безколекторні двигуни постійного струму з безобмотковим ротором. Привод системи широтно-імульсний перетворювач–двигун з триконтурною системою підлеглого управління. Дана концепція дозволяє підвищити надійність і забезпечити високу ефективність роботи ліфтового підйомного механізму при малих і середніх загрузках кабіни. Наведено загальний вигляд, структурну схему механічної частини і функціональну схему ліфтового механізму підйому. Отримана математична модель дозволяє проводити дослідження статичних і динамічних режимів роботи ліфтового механізму підйому. Наведено осцилограми швидкості, моменту й положення, отримані при математичному моделюванні й експериментальним шляхом.
Ключові слова: пасажирський ліфт, дводвигуновий електропривод, індукторний безколекторний двигун постійного струму з безобмоточним ротором, математичне моделювання.

УДК 621.317.38:621.65:621.643
С. 39-48
Мова Рос.
Бібл. 15 назв.

ВИКОРИСТАННЯ В ЗАДАЧАХ ДІАГНОСТИКИ ВИТОКІВ У ТРУБОПРОВОДНІЙ МЕРЕЖІ НАСОСНОГО КОМПЛЕКСУ ГАРМОНІЧНОГО АНАЛІЗУ ГІДРАВЛІЧНОЇ ПОТУЖНОСТІ

Манько Р. М., Коренькова Т. В.
Показано, що трубопровідні мережі насосних комплексів характеризуються частими виникненнями витоків. Установлено, що хвильові процеси в трубопровідній мережі з витоком залежать від місця локалізації аварії, величини витоку, конструктивних параметрів трубопровідної мережі, а також властивостей рідини, що транспортується. Відзначено, що для діагностики витоку доцільно використовувати сигнал гідравлічної потужності, частотний аналіз якої дозволяє отримати більш широкий спектр діагностичних ознак нестаціонарного режиму. Показано, що витік супроводжується зростанням змінної складової гідравлічної потужності, а саме її синусної компоненти. Для оцінки гармонічного складу гідравлічної потужності при виникненні витоку в трубопровідній мережі запропонований коефіцієнт підсилення змінної складової потужності. Встановлено, що чим більше величина витоку й ближче її розташування доточки виміру технологічних параметрів, тим вище значення коефіцієнта підсилення змінної складової гідравлічної потужності. Отримано апроксимаційну функцію для визначення місця витоку в трубопровідній мережі залежно від величини витоку й місця її локалізації.
Ключові слова: трубопровідна мережа, витік, хвильові процеси, гідравлічна потужність, частотний аналіз.

УДК 621.313.8
С. 50-56
Мова Рос.
Бібл. 12 назв.

СТРУКТУРНО-СИСТЕМНИЙ АНАЛІЗ ТОРОЇДАЛЬНИХ ПЛОСКИХ ЕЛЕКТРИЧНИХ МАШИН

Шинкаренко В. Ф., Чумак В. В., Монахов Є. А.
Здійснено аналіз структурних, генетичних і таксономічних властивостей електромеханічних перетворювачів енергії з тороїдальною плоскою активною поверхнею. Визначено й проаналізовано їх родову генетичну програму та підпрограму електричних машин обертального руху. Визначено кількісний склад та інноваційний потенціал видової різноманітності тороїдних електричних машин. Розглянуто послідовність розв’язання пошукової задачі за заданою функцією синтезу з використанням генетичної програми. За результатами генетичного моделювання визначено структурні формули й здійснено спрямований синтез генетично допустимих структур генераторів з тороїдною плоскою активною поверхнею. За результатами синтезу розроблено конкурентоспроможні технічні рішення й створено експериментальні зразки синхронних генераторів, призначених для функціонування у складі суміщеної системи «Генератор–вітротурбіна».
Ключові слова: тороїдальна плоска активна поверхня, «Генератор-вітротурбіна», родова генетична програма, генетичний синтез.

УДК 621.318
С. 57-63
Мова Рос.
Бібл. 19 назв.

СТРУКТУРНО-СИСТЕМНИЙ АНАЛІЗ МАГНІТНИХ СЕПАРАТОРІВ ІЗ ТОРЦЕВОЮ АКТИВНОЮ ПОВЕРХНЕЮ

Шведчикова І. О., Нікітченко І. В.
Виконано структурно-системний аналіз функціонального класу дискових магнітних сепараторів із торцевою активною поверхнею. Визначено генетичну програму класу, яка відображає його видовий склад. З використанням результатів патентно-інформаційного пошуку виконано еволюційні експерименти, які показали, що еволюція класу дискових магнітних сепараторів здійснюється відповідно до генетичної програми. Визначено видовий склад гібридних видів пристроїв класу, що розглядається. Показано, що гібридні структури можуть бути отримані шляхом поєднання джерел поля, що належать до різних груп електромагнітної симетрії й відрізняються за ознакою орієнтовності. Виявлено структурні представники реально-інформаційних Видів дискових магнітних сепараторів. Визначено інноваційний потенціал класу. З використанням отриманих результатів вирішена задача по розробці нової конструкції магнітного сепаратора з покращеними умовами розвантаження. Визначено цільову функцію пошуку. Розроблено генетичну модель структури дискового сепаратора й визначено рівень її генетичної складності. За результатами дослідження отримано конкурентоспроможне технічне рішення на магнітний сепаратор із самоочисною робочою поверхнею.
Ключові слова: магнітний сепаратор, магнітне поле, система, структура, синтез.

УДК 621.3:629.4:625.42
С. 65-74
Мова Укр.
Бібл. 16 назв.

ПАРАМЕТРИ БОРТОВОГО НАКОПИЧУВАЧА ЕНЕРГІЇ ДЛЯ ЗАДАНИХ УМОВ ЕКСПЛУАТАЦІЇ РУХОМОГО СКЛАДУ МЕТРОПОЛІТЕНУ

Сулим А. О., Хозя П. О., Ломонос А. І.
Розглянуто подальший розвиток рейкового міського транспорту, зокрема рухомого складу метрополітену, в частині підвищення його енергоефективності за рахунок застосування сучасних енергозберігаючих електричних систем. За результатами аналізу існуючих досліджень встановлено, що основними напрямками з енергозбереження на рухомому складі метрополітену є впровадження систем рекуперації та накопичувачів енергії. Встановлено, що найбільш перспективним є бортове розміщення ємнісних накопичувачів енергії на базі конденсаторних модулів (іоністорів). Розглянуто одне з важливих питань – розробка підходу з визначення параметрів бортового ємнісного накопичувача енергії для заданих умов експлуатації рухомого складу метрополітену із системами рекуперації. Запропоновано підхід, який складається з наступних етапів: дослідження енергообмінних процесів під час штатних умов експлуатації рухомого складу на заданій ділянці колії, обробка отриманих масивів даних, визначення методом планування експерименту значущих чинників впливу на параметри накопичувача з урахуванням їх часової дії, побудова й аналіз імовірнісних характеристик за результатами обробки масивів даних та безпосередньо визначення параметрів бортового накопичувача енергії за запропонованими критеріями. Виконано реєстрацію енергообмінних процесів під час штатних умов експлуатації рухомого складу метрополітену із системами рекуперації на Святошинсько-Броварській лінії. За результатами вимірювань розраховано потужність та кількість електроенергії рекуперативного гальмування під час заданих штатних умов експлуатації потягу. Встановлено, що найбільш значущими чинниками, які впливають на вибір потужності та енергоємності бортового накопичувача, є відповідно завантаженість та графік руху потягу. Побудовано та проаналізовано ймовірнісні характеристики для найчастішої умови експлуатації рухомого складу протягом доби з урахуванням генерації максимальної кількості електроенергії рекуперативного гальмування. З використанням запропонованого підходу для заданих умов експлуатації потягу метрополітену визначено необхідні параметри бортового накопичувача: енергоємність, номінальну та максимальну потужності.
Ключові слова: рухомий склад метрополітену, система рекуперації, ємнісний накопичувач енергії, конденсаторний модуль, іоністор.

УДК 621.311.16
С. 75-80
Мова Укр.
Бібл. 9 назв.

ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ ОСОБЛИВОЇ ВИБУХОБЕЗПЕЧНОСТІ СИСТЕМ ЕЛЕКТРОПОСТАЧАННЯ ШАХТ, НЕБЕЗПЕЧНИХ ЗА ГАЗОМ

Колосюк В. П., Чебенко Ю. М., Колосюк А. В.
Викладено обґрунтування засобів і заходів щодо здійснення попередження загазування міcць розташування електричних захисних апаратів та забезпечення захисного вимкнення напруги при вибухонебезпечній концентрації метану таким чином, щоб можливе іскріння в електрообладнанні системи електропостачання не могло з’явитись джерелом запалювання метано-повітряної суміші й вибуху в гірничій виробці. Розглянуто схему електричного апарату з датчиком метану як приклад технічної реалізації забезпечення особливої вибухобезпечності системи електропостачання. Розкрита роль надійності технічного рішення у зниженні ймовірності вибуху метано-повітряної суміші. Надано оцінку ефективності таких пропозицій по зниженню ймовірності можливого вибуху метану залежно від надійності системи контролю концентрації метану та захисного вимкнення напруги з електрообладнання як можливого джерела вибуху.
Ключові слова: вибухова суміш, джерело запалювання, датчик контролю метану, імовірність, електричний апарат, система захисту від витоків струму, надійність.

УДК 614.7:(614.1+613.6): 53.01.087.4
С. 82-88
Мова Укр.
Бібл. 12 назв.

ОЦІНКА ТА ШЛЯХИ МІНІМІЗАЦІЇ ЙМОВІРНIСНОГО ШКІДЛИВОГО ВПЛИВУ КОМПЛЕКСІВ «АЕРОІОНИ–ХІМІЧНІ РЕЧОВИНИ» ПОВІТРЯ ЗАМКНУТИХ ВИРОБНИЧИХ ПРИМІЩЕНЬ

Козловська Т. Ф., Сукач С. В., Кравець О. М.
Розглянуто та охарактеризовано причини й чинники утворення аероіонів у повітрі виробничих приміщень. Оцінено хімічні речовини, що містяться в повітрі замкнутих приміщень і формують його аероіонний склад, у зв’язку із чим запропоновано розглядати вплив на працюючих комплексів «аероіон–хімічна речовина». Приведено підходи до визначення ризику шкідливого впливу комплексів «аероіон–хімічна речовина» обох знаків залежно від часу перебування працюючих у приміщеннях. За результатами розрахунків визначено види нозологічних груп захворювань, які можуть виявлятися із плином часу під час роботи в хімічно забруднених приміщеннях в умовах утворення аероіонів. Показано, що наявність легких негативних аероіонів не завжди сприяє позитивному впливу на стан здоров’я працюючих – величини індивідуальних ризиків у переважній більшості перевищують нормативне значення 1•10–6. Запропоновано підхід до врахування індивідуальної чутливості організму людини залежно від віку працюючих у виробничих приміщеннях за показником патологічних впливів із визначенням відносного коефіцієнту вікової чутливості, величина якого визначається експертно-аналітичним методом. Для мінімізації негативного впливу забрудненого повітря виробничих приміщень пропонується автоматизована система регулювання швидкості повітрообміну за допомогою припливно-витяжної вентиляції з визначеною частотою обертів вентилятора.
Ключові слова: комплекс «аероіони–хімічна речовина», шкідливий вплив, індивідуальний ризик, показник патологічних впливів, відносний коефіцієнт вікової чутливості.