Випуск № 4/2015 (32)

УДК 621.318.48:621.316
С. 10-17
Мова Укр.
Бібл. 12 назв.

ВІРТУАЛЬНИЙ ДОСЛІДНИЦЬКИЙ КОМПЛЕКС «АВТОНОМНЕ ДЖЕРЕЛО ЖИВЛЕННЯ З АСИНХРОННИМ ГЕНЕРАТОРОМ»

Н. В. Зачепа, Ю. В. Зачепа, С. А. Сергієнко
Ефективною альтернативою реальних лабораторних стендів при організації практикуму є створення віртуальних дослідницьких комплексів, що дають можливість повністю відтворити фізичні процеси реального об’єкта та візуалізувати їх протікання. Представлено віртуальний комплекс по дослідженню режимів роботи автономного джерела живлення з асинхронним генератором у середовищі графічного програмування LabView. Розроблений комплекс містить дизельний двигун внутрішнього згоряння з автоматичним регулятором частоти обертання, асинхронний генератор із конденсаторним збудженням та системою стабілізації вихідної напруги, низку типових споживачів електричної енергії зі статичним та руховим характером навантаження. Реалізовано можливість виконання широкого спектру досліджень як у штатних, так і в аварійних режимах роботи.
Ключові слова: віртуальний дослідницький комплекс, автономне джерело живлення, асинхронний генератор, ємнісна система збудження.

УДК 621.34
С. 18-24
Мова Укр.
Бібл. 10 назв.

УМОВИ ПЕРСИСТНОСТІ ЗБУДЖЕННЯ ТА ФОРМУВАННЯ ЗАДАНОГО ПОТОКОЗЧЕПЛЕННЯ В СИСТЕМАХ БЕЗДАВАЧЕВОГО ВЕКТОРНОГО КЕРУВАННЯ АСИНХРОННИМИ ДВИГУНАМИ

С. М. Пересада, С. М. Ковбаса, В. О. Благодір
Надано результати розробки та експериментального тестування алгоритму формування заданого потокозчеплення для систем векторного керування асинхронними двигунами без вимірювання механічних координат. Теоретично обґрунтовано та показано експериментально, що при відпрацюванні генераторних моментів навантаження в зоні низьких швидкостей ротора алгоритми бездавачевого керування можуть втрачати стійкість, оскільки умови персистності збудження, які визначають спостережуваність кутової швидкості, в таких режимах не виконуються. Для вирішення вказаної проблеми запропоновано алгоритм формування заданого потокозчеплення, який активується при низьких швидкостях ротора та високих значеннях моментного струму статора. Зміна заданого потокозчеплення за розробленим законом дозволяє забезпечити умови персистності збудження в усіх режимах роботи двигуна і, як наслідок, розширити зону стійкої роботи систем бездавачевого керування асинхронними двигунами та підвищити показники якості керування кутовою швидкістю в зоні низьких швидкостей. Результати експериментальних досліджень підтверджують ефективність запропонованого рішення.
Ключові слова: асинхронний двигун, бездавачеве векторне керування, персистність збудження.

УДК 581. 5. 015
С. 25-32
Мова Укр.
Бібл. 24 назв.

КЛАСИФІКАЦІЯ МЕТОДІВ ОЦІНЮВАННЯ ПАРАМЕТРІВ АСИНХРОННИХ ДВИГУНІВ

Д. Й. Родькін, Ю. В. Ромашихін, М. А. Руденко
Асинхронні двигуни широко застосовуються в різних галузях промисловості. Унаслідок різних причин асинхронні двигуни виходять із ладу й надходять у ремонт. У результаті проведення ремонтних операцій відбувається зміна електромагнітних параметрів асинхронних двигунів, які є необхідними для оцінки втрат енергії, робочих і пускових характеристик, визначення післяремонтного паспорта електричної машини. У даний час існує велика кількість методів визначення параметрів асинхронних двигунів. Для існуючих методів їх оцінювання були виділені об’єднуючі ознаки, на підставі яких проведено розподіл методів на окремі групи. Аналіз методів визначення електромагнітних параметрів асинхронних двигунів дозволив виділити їх основні недоліки: складність реалізації, низьку точність, необхідність повного або часткового розбирання двигунів, тому потрібен метод, який дозволяв би з необхідною точністю ідентифікувати електромагнітні параметри асинхронних
двигунів.
Ключові слова: асинхронні двигуни, визначення параметрів, витіснення струму.

УДК 621.313.332
С. 34-40
Мова Укр.
Бібл. 10 назв.

ТЕХНІЧНА РЕАЛІЗАЦІЯ Й ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНІ ДОСЛІДЖЕННЯ АСИНХРОННОГО ГЕНЕРАТОРА З ВЕНТИЛЬНИМ ЗБУДЖЕННЯМ ТА ВЕКТОРНИМ КЕРУВАННЯМ

Л.І. Мазуренко, В.І. Романенко, О.В. Джура
Розглянуто автономний асинхронний генератор з вентильним збудженням і векторним керуванням, який забезпечує стабілізацію вихідної напруги кола постійного струму. Надано математичну модель генератора й залежність між струмами та потокозчепленням у машині та напругою кола постійного струму при орієнтації за вектором потокозчеплення ротора. Сигнал завдання проекції струму статора, що керує моментом, запропоновано визначати з умови балансу активної потужності в машині та колі постійного струму. Надано загальну процедуру синтезу регуляторів, закони керування для кожної змінної стану з рекомендаціями щодо їх налаштування, загальну структуру системи векторного керування. Наведено результати експериментальних досліджень, що підтверджують точність і високу динамічну швидкодію запропонованої системи керування за умов зміни частоти обертання та навантаження генератора.
Ключові слова: асинхронний генератор, вентильне збудження, векторне керування, синтез регуляторів.

УДК 621.316.722:621.382.233.026:621.313.333
С. 48-59
Мова Укр.
Бібл. 16 назв.

ТИРИСТОРНИЙ РЕГУЛЯТОР ЗМІННОЇ НАПРУГИ ЯК ДЖЕРЕЛО ЖИВЛЕННЯ В СИСТЕМАХ ІДЕНТИФІКАЦІЇ ПАРАМЕТРІВ АСИНХРОННИХ ДВИГУНІВ ЕНЕРГЕТИЧНИМ МЕТОДОМ

М. Ю. Базишин, Д. Й. Родькін

Однією з умов використання енергетичного методу є формування полігармоничної наруги на обмотці асинхронного двигуна. Як джерело розглядався тиристорний регулятор напруги. Однак існує низка нерозглянутих джерел полігармоничної наруги, побудованих на не повністю керованих ключах, а саме: пряме включення тільки одного тиристора на фазу; тиристора із зустрічно-паралельним діодом; несиметричне керування ключами тиристорного регулятора напруги. Внаслідок особливостей закриття тиристорів, при однакових кутах відкриття на двигунах із різними параметрами гармонічний склад напруги відрізняється, залежно від кута їх запирання. Для встановлення залежності гармонічного складу напруги й струму було проведено імітаційне моделювання кожної з розглянутих схем. Джерело полігармонічної напруги, що складається з одного тиристора, має найбільші значення амплітуд першої та другої гармоніки напруги. У струмі статорної обмотки це постійна й перша складова. Джерело побудов на тиристорі із зустрічно-паралельним діодом формує напругу, у складі якої перша гармоніка має найбільшу амплітуду, а в сигналі струму – це нульова та перша. Діапазон регулювання починається від кута, при якому закривається діод, і до максимально можливого кута відкриття тиристора. З розглянутих варіантів перші два джерела можна віднести до окремих випадків несиметричного керування ключами тиристорного регулятора. Доцільно використовувати несиметричне керування, оскільки це дає можливість із більшою точністю регулювати гармонічний склад напруги, що пов’язано з великою кількістю варіацій кутів відкриття тиристорів.
Ключові слова: тиристорний регулятор напруги, несиметричне керування, полігармонічне живлення.

УДК 621.314
С. 61-68
Мова Укр.
Бібл. 11 назв.

ЕНЕРГЕТИЧНІ ПРОЦЕСИ В ЕЛЕКТРОМЕХАНІЧНІЙ СИСТЕМІ МЕРЕЖІ ВОДОПОСТАЧАННЯ ТА ЇЇ ЕЛЕКТРИЧНА МОДЕЛЬ

М. І. Сотник, В. С. Бойко
Розглянуто електромеханічну систему мережі водопостачання як багатоетапний перетворювач енергії, проаналізовані етапи її перетворення за частотою, кількістю фаз, виду енергії та накладанню енергетичних потоків, враховані також особливості фізичного процесу руху рідини в насосі, сформульовано вимоги до електричних моделей електромеханічних систем мереж водопостачання. Принцип побудови електричних моделей електромеханічних систем мереж водопостачання проілюстровано на прикладі насосного агрегату з відцентровим насосом, який має робоче колесо з трьома лопатями. Відмічено, що, аналізуючи електромагнітні процеси в електричній моделі, необхідно враховувати вличину активного опору контуру комутації, оскільки саме в такому випадку отриманий результат електричного моделювання буде адекватно відображати робочий процес реальної електромеханічної системи. Доведено, що електричні моделі електромеханічних систем мережі водопостачання не є простою сукупністю електричних моделей її енергетичних компонент. Елементи електричних моделей електромеханічних систем узагальнено враховують конструктивні, режимні, енергетичні та інші характеристики реальних об’єктів гідравлічної мережі.
Ключові слова: електромеханічна система, насос, енергія,водопостачання, енергоефективність.

УДК 621.318.48
С. 69-74
Мова Рос.
Бібл. 12 назв.

ОЦІНКА РІВНІВ СПОЖИВАННЯ ЕЛЕКТРИЧНОЇ ЕНЕРГІЇ ВІТЧИЗНЯНИМИ ГІРНИЧОРУДНИМИ ПІДПРИЄМСТВАМИ З ПІДЗЕМНИМ ВИДОБУТКОМ

І. О. Сінчук, Е. С. Гузов, А. М. Ялова, М. А. Віннік
Наведено аналіз та оцінку рівнів споживання електричної енергії вітчизняними підприємствами з підземним видобутком залізорудної сировини. Показана ступінь взаємозв’язку між обсягами видобутку й рівнем споживання електричної енергії, доведено необхідність комплексної оцінки рівнів електроенергоспоживання даних видів підприємств у функції обсягів видобутку залізорудної сировини. Проаналізовано структуру електроенергоспоживання за видами електричних приймачів протягом останніх років. Розглянуто особливості графіків споживання, зумовлені, з одного боку, технологією ведення гірничих робіт, а з іншого – застосуванням тарифів, диференційованих за зонами доби. Наведено добові графіки електричних навантажень найбільш енергоємних споживачів гірничорудних підприємств та їх аналіз. Рекомендуються практичні заходи, спрямовані на підвищення електроенергоефективності залізорудних підприємств.
Ключові слова: електроенергія, електроенергоефективність, рівні споживання, залізорудні підприємства.

УДК 621.438
С. 75-81
Мова Англ.
Бібл. 19 назв.

ОСОБЛИВОСТІ КОМПЛЕКСНОЇ ОЦІНКИ ФАКТИЧНИХ ЕНЕРГО-ЕКОЛОГІЧНИХ ПОКАЗНИКІВ РОБОТИ ЕНЕРГЕТИЧНОГО УСТАТКУВАННЯ 

Г. Б. Варламов, К. О. Приймак, Н. В. Олиневич, М. Д. Очеретянко
Робота присвячена розробці комплексної параметричної діагностики фактичних енерго-екологічних показників роботи енергетичних пристроїв. Показано основні структурні проблеми збудованихенергооб’єктів, а також тих, що знаходяться на стадії проектування, та запропоновано комплексне пошагове рішення проблеми. Реалізація методології складається з дев’яти етапів, які були показані на прикладі створення автоматичної системи контролю й управління водогрійного котла. За допомогою використання цієї системи можливе досягнення високих енерго-екологічних показників експлуатації енергообладнання. Крім того, система моніторингу буде створювати базу даних, що включатиме в себе інформацію про попередні стани енергооб’єкта. Це дозволить прогнозувати його характеристики прироботі на інших режимах та давати оперативні рекомендації персоналу для забезпечення зручності й надійності роботи обладнання.
Ключові слова: екологічна безпека, енергооб’єкт, реальні характеристики, коефіцієнт енерго-екологічної ефективності, стан енергооб’єктів, експлуатаційна надійність, передбачення стану.

УДК 629.423.315
С. 82-88
Мова Рос.
Бібл. 16 назв.

ОЦІНКА ТЕМПЕРАТУРНИХ РЕЖИМІВ ТЯГОВИХ ЕЛЕКТРИЧНИХ ДВИГУНІВ РУДНИЧНИХ ЕЛЕКТРОВОЗІВ ІЗ ВИКОРИСТАННЯМ КОРЕЛЯЦІЙНОЇ ТЕОРІЇ ВИПАДКОВИХ ФУНКЦІЙ

В. О. Чорна, О. В. Омельченко
Наведено аналіз аварійності складових вузлів електромеханічних комплексів шахтних контактних електровозів. Надано результати промислових випробувань з вивчення теплових режимів тягових двигунів у процесі їх функціонування в комплексі рудничної відкатки. Розглянуто питання застосування способів визначення температури нагрівання тягових двигунів за допомогою використання значень середньоквадратичного струму двигуна. Встановлена низька точність результатів розрахунків температури двигуна, що працює в перехідних режимах, з використанням значень середньоквадратичного струму. Надано результати досліджень теплових режимів тягових електричних двигунів, проведені з використанням теорії випадкових функцій. За результатами розрахунків побудовано параметри стаціонарної випадкової функції температури. На підставі розрахунків основних елементів кореляційної матриці запропоновано вираз для визначення перевищення температури тягового двигуна за час рейсу електровоза. Доведено можливість застосування теорії стаціонарної функції для досліджень теплових процесів у тягових електричних двигунах рудничних контактних електровозів.
Ключові слова: тяговий електричний двигун, електровоз, рейс, температура, кореляція.

УДК 621.311.4.031
С. 89-95
Мова Рос.
Бібл. 11 назв.

АНАЛІЗ СПЕЦІАЛЬНОГО ПРОГРАМНОГО ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ ДЛЯ МОДЕЛЮВАННЯ ВІДНОВЛЮВАЛЬНИХ ДЖЕРЕЛ ЕНЕРГІЇ З МЕТОЮ РЕАЛІЗАЦІЇ ЗАХОДІВ ЩОДО ПІДВИЩЕННЯ ЕЛЕКТРОЕНЕРГОЕФЕКТИВНОСТІ ЗАЛІЗОРУДНИХ ПІДПРИЄМСТВ

І. О. Синчук, О. М. Яловая, С. М. Бойко
Приведена характеристика програмних комплексів для моделювання й розрахунків систем на базі поновлюваних джерел енергії. У результаті аналізу виділено й запропоновано для науково-дослідних цілей групи програм Sim і Dim, оскільки вони є найбільш доступними широкому колу користувачів без спеціальних знань програмування, мають зручний і легкий у використанні інтерфейс та розповсюджуються науково-дослідними центрами безкоштовно. Досліджено в програмному пакеті Нomer energy систему електропостачання ділянки освітлювальної мережі на базі поновлюваних джерел енергії для умов підземних виробок залізорудних шахт. Результати проектування вітроенергетичної установки підтвердили теоретичні й практичні результати. Запропоновано використовувати програмний пакет Нomer energy для дослідження електроенергетичних мереж, визначення їх оптимальних складових елементів і техніко-економічної оцінки, а також для реалізації заходів щодо підвищення електроенергоефективності залізорудних підприємств.
Ключові слова: відновлювані джерела енергії, Нomerenergy.