Звіти з НДР

УДК 621.797: 621.664
№ держреєстрації 0113U001196

ПОЛІПШЕННЯ ХАРАКТЕРИСТИК РЕГУЛЮВАННЯ ТА ЕНЕРГЕТИЧНОЇ ЕФЕКТИВНОСТІ ЕЛЕКТРОПРИВОДІВ З АСИНХРОННИМИ ДВИГУНАМИ НА ОСНОВІ ТРАНЗИСТОРНИХ ПЕРЕТВОРЮВАЧІВ НАПРУГИ

Д.Й. Родькін, М. Ю. Юхименко
Звіт з НДР: 80 с., 35 рис., 18 табл., 28 джерел.
Мета роботи полягає в покращенні регулювальних і енергетичних характеристик асинхронного електропривода з транзисторним перетворювачем напруги в ланцюзі статора.
Об’єктом дослідження є система електропривода з асинхронним двигуном з перетворювачем напруги в колі статора з покращеними характеристиками перетворення енергії.
Предмет дослідження – процес електромеханічного перетворення енергії в АД і формування електромагнітного моменту двигуна при живленні від транзисторного перетворювача напруги.
Була доведена можливість і доцільність застосування системи «Транзисторний перетворювач напруги – АД» з комбінованим управлінням силовими ключами, як засобу реалізації зменшення втрат потужності в режимі холостого ходу або малих значень коефіцієнта завантаження асинхронного двигуна.
В процесі проведення досліджень був розроблений комбінований спосіб і алгоритми управління силовими ключами транзисторного перетворювача напруга, який забезпечує здійснення необхідного закону зміни механічних координат робочого органу технологічного механізму, можливість поліпшення коефіцієнта потужності електроприводу.
Були отримані аналітичні залежності швидкості й моменту електропривода технологічного механізму при управлінні від транзисторного перетворювача в колі статора. Досліджена зміна моменту електропривода при несинусоїдальній живлячій напрузі.
Розроблена математична модель транзисторного асинхронного електропривода, яка, на відміну від існуючих, дозволяє досліджувати процес формування електромагнітного моменту асинхронного двигуна з врахуванням імпульсного характеру живлячої напруги й впливу параметрів і алгоритмів управління перетворювачем на процес зміни вихідних координат електромеханічної системи.
Представлені результати досліджень та нові схеми управління параметрами перетворення електричної енергії пройшли апробацію й використовуються в навчальному процесі на кафедрі систем автоматичного управління і електроприводу в Кременчуцькому національному університеті імені Михайла Остроградського.
АСИНХРОНИЙ ДВИГУН, ТРАНЗИСТОРНИЙ ПЕРЕТВОРЮВАЧ НАПРУГИ, ЕНЕРГЕТИЧНІ ХАРАКТЕРИСТИКИ, СПОСІБ КЕРУВАННЯ ПЕРЕТВОРЮВАЧЕМ
Умови одержання звіту: за договором. 39600, м. Кременчук, вул. Першотравнева, 20, КрНУ, тел.: (03566) 31147.

УДК 621.313.333.02
№ госрегистрации 0113U001188 

ИССЛЕДОВАНИЕ СВОЙСТВ ДВИГАТЕЛЯ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА ПРИ ПИТАНИИ ОТ ИСТОЧНИКА НАПРЯЖЕНИЯ НИЗКОЙ ЧАСТОТЫ

Д.И. Родькин, Д.В. Рєзник 
Отчет по НИР: 55 с., 21 рис., 12 табл., 60 литературных источников.
Цель работы – разработка универсального метода по определению электромагнитных параметров асинхронных двигателей.
Объект исследования процессы протекающие в асинхронном двигателе при питании от источника низкой частоты.
Предмет исследования – усовершенствование метода и повышение точности определения электромагнитных параметров асинхронного двигателя.
В процессе выполнения работы были определены процессы, проходящие в асинхронном двигателе при его питании от источника низкочастотного напряжения. На основании полученных результатов исследования разработан метод, который позволяет получить более приемлемые результаты при определении ЭМП.
Установлена зависимость, связанная с энергопроцессами при низкочастотном питании. Точки перегиба кривых составляющих полного сопротивления смещается в сторону меньших частот с увеличением мощности всех анализируемых двигателей, кроме электрических машин с повышенным скольжением (МТК, МТКВ, МТКМ). Машины этих серий характеризуются увеличением относительных частот, при которых наблюдаются перегибы кривых составляющих полного сопротивления.
Повышение точности определения ЭМП на низких частотах получается благодаря перераспределению токов в параллельном контуре, который образуется роторной цепью и цепью намагничивания.
Выполнено экономическое сравнении технических методов получения напряжения низкой частоты, по результатам которой наиболее оптимальной схемой является применение тиристорного регулятора напряжения
Представленные результаты исследований прошли апробацию в лаборатории на кафедре систем автоматического управления и электропривода в Кременчугском национальном университете имени Михаила Остроградского.
АСИНХРОННЫЙ ДВИГАТЕЛЬ, ИСПЫТАНИЕ, ИСТОЧНИК НИЗКОЧАСТОТНОГО ПИТАНИЯ
Условия получения отчета: по договору, 39600, г. Кременчуг, ул. Первомайская, 20, КрНУ, тел.: (03566) 31147.

УДК 621.313.332.012
№ держреєстрації 0113U001190

ДОСЛІДЖЕННЯ ЕЛЕКТРОПРИВОДУ В УМОВАХ АВТОНОМНИХ ДЖЕРЕЛ ЕЛЕКТРОЕНЕРГІЇ НА БАЗІ АСИНХРОННОГО ГЕНЕРАТОРА З САМОЗБУДЖЕННЯМ

Д.Й. Родькін, Ю.В. Зачепа, В.В. Ченчевой
Звіт з НДР: 51 с., 18 рис., 6 табл., 30 джерел.
Об’єкт досліджень: процеси перетворення енергії в автономних системах електроживлення з генераторними установками на базі електричних машин змінного струму.
Мета дослідження: підвищення ефективності застосування автономних генеруючих установок на базі асинхронних генераторів з конденсаторним збудженням при живленні споживачів співставної потужності.
Метод дослідження: розробка теоретичних положень, аналіз варіантів та побудова систем керованого пуску асинхронного двигуна, проведення експериментальних досліджень на математичних та на фізичних моделях.
Теоретично обґрунтована можливість підвищення енергоефективності роботи автономних генеруючи установок на базі асинхронного генератора з ємнісним збудженням для живлення промислових і комунальних об’єктів. Розглянуто принципи побудови систем автономного енергопостачання на базі асинхронного генератора та особливості пуску асинхронних двигунів, як найбільш розповсюджених перетворювачів електричної енергії в механічну роботу. Проведено дослідження на математичних та фізичних моделях процесів пуску асинхронних двигунів. Запропоновано спосіб та розроблено пристрій «сприятливого» пуску асинхронних двигунів з живленням від автономного асинхронного генератора.
Результати роботи можуть бути використані на промислових, сільськогосподарських і комунальних об’єктах.
АВТОНОМНА СИСТЕМА електропостачання, асинхронний генератор, ПУСКОВА СИСТЕМА, АСИНХРОННИЙ ДВИГУН
Умови одержання звіту: за договором. 39600, м. Кременчук, вул. Першотравнева, 20, КрНУ, тел.: (03566) 31147.

УДК 255:29.1, 621.313.39, 378.147.026.7
№ держреєстрації 0113U001192

ПІДВИЩЕННЯ ЕФЕКТИВНОСТІ СИСТЕМИ КЕРУВАННЯ ЕЛЕКТРОПРИВОДОМ МЕХАНІЗМУ ПІДЙОМУ ЗЛИВНОЇ ГРЕБЛІ ГІДРОЕЛЕКТРОСТАНЦІЇ

А.І. Гладир, О.А. Хребтова, О.Ю. Лещук
Звіт з НДР: 73 с., 32 рис., 4 табл., 39 джерел.
Цілий ряд виробничих механізмів або агрегатів потребує забезпечення синхронного або синфазного обертання окремих його елементів при різній їх завантаженості. Виконання вимоги синхронності їх роботи забезпечують завдяки спеціальному їх включенню в схемі “електричного валу”.
Низька надійність, складність обслуговування, незадовільні енергетичні показники морально застарілих систем синхронного обертання з допоміжними асинхронними машинами є підставою для пошуку сучасних технічних рішень, що забезпечують необхідну якість технологічного процесу при мінімальних енергетичних і експлуатаційних витратах.
Висока аварійність і недостатня енергетична ефективність допоміжних механізмів українських гідроелектростанцій (ГЕС), спричинена використанням морально застарілого та ненадійного обладнання, призвели до необхідності пошуку раціональних варіантів модернізації. Завдання оновлення допоміжних механізмів гідроелектростанції може вирішуватися шляхом часткової заміни і модернізації існуючого устаткування.
Мета роботи є підвищення енергоефективності і зниження аварійності, забезпечення надійності і довговічності електротехнічного і технологічного устаткування механізму підйому затвору зливний греблі.
Ідея роботи полягає в урахуванні недоліків конструктивних та технологічних особливостей механізму підйому та розробці, на його основі модернізованої системи електроприводу.
Розроблена модернізована система електроприводу механізму підйому може бути використана в усіх системах синхронного обертання, де необхідна точність позиціонування робочого органу при переміщенні. Розроблено лабораторний комплекс, який дозволяє досліджувати режими роботи слідкуючого і позиційного приводів, систем синхронного обертання і синфазного руху складових ланок системи. Розроблено спосіб керування та спосіб пуску синхронізованими асинхронними електроприводами для забезпечення синфазного руху елементів затвору по напрямних, запобіганні можливості перекосу металоконструкції, компенсації впливу зазорів в механічних передачах та повздовжніх деформацій в канатах, підвищення надійності та працездатності обладнання за рахунок покращення умов роботи технологічного механізму.
Представлені результати досліджень та нові схеми управління системою рушання та синхронного переміщення технологічного механізму пройшли апробацію й використовуються в навчальному процесі на кафедрі систем автоматичного управління і електроприводу в Кременчуцькому національному університеті імені Михайла Остроградського.
АСИНХРОНИЙ ДВИГУН, ВЛАСТИВОСТІ ТЕХНОЛОГІЧНОГО МЕХАНІЗМУ, МОМЕНТ РУШАННЯ, СИСТЕМА УПРАВЛІННЯ
Умови одержання звіту: за договором. 39600, м. Кременчук, вул. Першотравнева, 20, КрНУ, тел.: (03566) 31147.

УДК 621.313.2.016.3.011.72
№ держреєстрації 0113U001191

ВИЗНАЧЕННЯ ПАРАМЕТРІВ НЕЛІНІЙНОСТЕЙ В СИСТЕМІ ВЗАЄМНОГО НАВАНТАЖЕННЯ МАШИН ПОСТІЙНОГО СТРУМУ

Д.Й. Родькін, А.І. Ломонос, Д.А. Мосюндз
Звіт з НДР: 57 с., 27 рис., 1 табл., 22 джерел.
Об’єкт досліджень: Процеси перетворення енергії в системі взаємного навантаження машин постійного струму.
Мета дослідження: розробка методики визначення параметрів нелінійностей з урахуванням процесів перетворення енергії в системі взаємного навантаження машин постійного струму.
Метод дослідження – розробка теоретичних положень і аналіз процесу перетворення енергії в системі взаємного навантаження. Експериментальні дослідження зміни нелінійних параметрів електромеханічної системи з машиною постійного струму.
Розвинені питання обґрунтування необхідності ідентифікації параметрів електричних машин під час післяремонтних випробувань. Проаналізовано системи навантаження машин постійного струму, виходячи з чого обґрунтовано актуальність ідентифікації параметрів в навантажувальному режимі. Аналіз методів визначення нелінійностей дозволив визначити недоліки існуючих методів та обґрунтувати необхідність розробки універсального методу, що дозволить враховувати особливості всіх елементів і складових електромеханічних систем, у тому числі і нелінійних. Для аналізу енергопроцесів при оцінці працездатності електричних машин запропоновано використовувати енергетичний метод на базі рівнянь балансу миттєвої потужності. Розвинені підходи до визначення параметрів нелінійностей електричних машин на прикладі системи взаємного навантаження без механічного з’єднання валів.
Результати роботи можуть бути використані в навчальному процесі при проведенні лабораторних, практичних занять і самостійній роботі, в науково-дослідних лабораторіях, на промислових підприємствах.
СИСТЕМА ВЗАЄМНОГО НАВАНТАЖЕННЯ МАШИН ПОСТІЙНОГО СТРУМУ, МЕТОД ЕНЕРГОБАЛАНСУ, АПАРАТ ФУР’Є, ІДЕНТИФІКАЦІЯ ПАРАМЕТРІВ, ЕЛЕКТРОМЕХАНІЧНА СИСТЕМА
Умови одержання звіту: за договором. 39600, м. Кременчук, вул. Першотравнева, 20, КрНУ, тел.: (03566) 31147.

УДК 621.313; 62-83.001.18:621.313.3:621.317.38
№ госрегистрации 0113U001193

РАЗРАБОТКА ТЕОРЕТИЧЕСКИХ ОСНОВ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ РАБОТОСПОСОБНОСТИ МОЩНЫХ ЕЛЕКТРОПРИВОДОВ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА ПО ПАРАМЕТРАМ ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЯ

А.П. Черный, А.Л. Юдина, Бердай Абдельмажид
Отчет по НИР: 24 с., 19 рис., 1 табл., 10 источников.
Объект исследований: процессы преобразования энергии в электроприводах переменного тока с асинхронными двигателями.
Цель исследований: разработка теоретических основ оценки и прогнозирования работоспособности электроприводов переменного тока по параметрам энергопотребления.
Методы исследований – анализ процессов преобразования энергии; разработка теоретических положений с использованием математического аппарата временных рядов, экспериментальные исследования путем математического моделирования на основе математических моделей в виде систем дифференциальных уравнений.
Решена задача оценки состояния и прогнозирования работоспособности ЭД переменного тока на основе статистической оценки изменения линейных свойств электродвигателя, полученной по функциям спектральной плотности основных параметров энергопотребления.
Показана возможность исследования линейных свойств систем ЭД в условиях неполных или отсутствующих данных о его внутренней структуре на основе мониторинга измеряемых значений напряжения и тока.
Представлены исследования по применению разработанных теоретических положений оценки состояния и работоспособности ЭД с учетом параметров питающей сети.
Результаты работы могут быть использованы при разработке методики прогнозирования состояния и работоспособности электроприводов переменного тока на основе мониторинга параметров энергопотребления.
Экономический эффект состоит в удлинении срока безаварийной эксплуатации электроприводов за счет обеспечения возможности прогнозирования работоспособности двигателя и своевременного проведения ремонтных работ в случае ухудшения его состояния.
ПРОГНОЗИРОВАНИЕ РАБОТОСПОСОБНОСТИ, ИССЛЕДОВАНИЕ ЛИНЕЙНЫХ СВОЙСТВ, ЭЛЕКТРОПРИВОД ПЕРЕМЕННОГО ТОКА, АСИНХРОННЫЙ ДВИГАТЕЛЬ.
Условия получения отчета: по договору, 39600, г. Кременчуг, ул. Первомайская, 20, КрНУ, тел.: (03566) 31147.

УДК 621.313;004.358:62-83-523:378.162.33
№ держреєстрації 0113U001194

РОЗРОБКА ПРИНЦИПІВ ПОБУДОВИ КОМП’ЮТЕРНИХ СИСТЕМ ВІДДАЛЕНОГО КЕРУВАНННЯ ЕЛЕКТРОМЕХАНІЧНИМ ОБЛАДНАННЯМ ДЛЯ ВІРТУАЛЬНИХ ЛАБОРАТОРНИХ КОМПЛЕКСІВ

О.П. Чорний, А.Л. Перекрест, І.С. Конох, В.В. Найда, С.С. Романенко, Т.В. Карайбіда
Звіт з НДР: 58 с., 36 рис., 1 табл., 23 джерела.
Мета дослідження: розробка програмного забезпечення для віддаленого керування електромеханічними системами з електроприводом.
Об’єкт досліджень: Процеси в електромеханічних системах з віддаленим керуванням їх режимами роботи.
Предмет дослідження. Програмне забезпечення комп’ютерних систем для віддаленого керування електромеханічним обладнанням.
Методи дослідження – розробка теоретичних положень і аналіз режимів роботи електромеханічних систем з електроприводом шляхом віддаленого керування їх режимами роботи. Для розробки комп’ютерних систем віддаленого керування електромеханічним обладнанням використовувався ієрархічний підхід.
Теоретично обґрунтована можливість використання віртуальних лабораторних комплексів для дослідження режимів роботи електромеханічних систем з електроприводом. Виконано аналіз особливості побудови електромеханічних комплексів з електроприводом. Обґрунтовано принцип побудови віртуального лабораторного комплексу. Розроблено прикладне програмне забезпечення комп’ютерних систем для віддаленого керування електромеханічними системами з електроприводом різних об’єктів: для теплоенергетики та навчального процесу. Впровадження роботи виконано в Кременчуцькому національному університеті для віддаленого керування системою теплопостачання та в начальний процес.
Результати роботи можуть бути використані в навчальному процесі при проведенні лабораторних, практичних занять і самостійній роботі, в науково-дослідних лабораторіях, на промислових підприємствах.
Ефективність полягає у зниженні затрат на створення дослідницьких навчальних стендів за рахунок використання одиничних варіантів обладнання з віддаленим керуванням їх режимами через мережу Internet, які забезпечують виконання основних завдань дослідження режимів роботи електромеханічних систем. Соціальний ефект полягає у підвищенні якості отриманих знань і підготовки фахівців.
ЕЛЕКТРОМЕХАНІЧНА СИСТЕМА, ЕЛЕКТРОПРИВОД, ВІРТУАЛЬНИЙ ЛАБОРАТОРНИЙ КОМПЛЕКС, ВІДДАЛЕНЕ КЕРУВАННЯ, ПРОГРАМНЕ ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ
Умови одержання звіту: за договором. 39600, м. Кременчук, вул. Першотравнева, 20, КрНУ, тел.: (03566) 31147.

УДК 621.313;62-83:621.313.3:621.34
№ госрегистрации 0113U001195

РАЗРАБОТКА ПРИНЦИПОВ И ПУТЕЙ УПРАВЛЕНИЯ КАЧЕСТВОМ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ЭНЕРГИИ В ЭЛЕКТРОПРИВОДАХ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

А.П. Черный, А.Л. Юдина, Бердай Абдельмажид
Отчет по НИР: 41 с., 48 рис., 8 табл., 18 источников.
Объект исследований: процессы преобразования энергии в электроприводах переменного тока с асинхронными двигателями.
Цель исследований: разработка математического аппарата для синтеза законов управления электроприводами с минимизацией переменных составляющих момента и потребляемой мощности, формирование принципов и путей управления качеством преобразования энергии в электроприводах переменного тока
Методы исследований – разработка теоретических положений и анализ процессов преобразования эенргии; экспериментальные исследования путем математического моделирования на основі математических моделей в виде систем дифференциальных уравнений.
Решена задача управления качеством преобразования энергии в электроприводах с асинхронными двигателями, которые имеют приобретенную параметрическу несимметрию. Представлены исследования по применению разработанных принципов управления качеством преобразования энергии. Показана возможность компенсации высших гармоник потребляемой мощности и электромагнитного момента электродвигателя за счет управления преобразователем энергии в составе регулируемых электроприводов. Управление осуществляется средствами преобразователя питания статорных цепей АД и не требует дополнительных специальных систем или устройств. Компенсация параметрической несимметрии АД обеспечивается искусственным созданием несимметрии и несинусоидальности питающей энергии на статоре АД с использованием поисковых оптимизационных алгоритмов, что позволяет минимизировать переменные составляющие мгновенной мощности и момента. Предложенные принципы распространены на системы с тиристорными регуляторами напряжения на статоре, преобразователями частоты с автономными инверторами и ШИМ выходного напряжения электроприводов с асинхронными двигателями, системы с тиристорным возбуждением синхронных двигателей, а также поисковые оптимизационные системы.
Результаты работы могут быть использованы в промышленности на предприятиях горной, металлургической промышленности, транспорте, которые эксплуатируют электроприводы переменного тока с асинхронными двигателями.
Економический эффект состоит в беспоребойности технологического процесса и получении соответствующей продукции за счет удлинения срока безаварийной эксплуатации асинхронных двигателей.
КАЧЕСТВО ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ЭНЕРГИИ, УПАРВЛЕНИЕ ПРЕОБРАЗОВАНИЕМ ЭНЕРГИИ, ЭЛЕКТРОПРИВОД ПЕРЕМЕННОГО ТОКА, АСИНХРОННЫЙ ДВИГАТЕЛЬ.
Условия получения отчета: по договору, 39600, г. Кременчуг, ул. Первомайская, 20, КрНУ, тел.: (03566) 31147.

УДК 621.313.2:621.3.013.1
№ держреєстрації 0113U001189

ДОСЛІДЖЕННЯ ДИНАМІЧНИХ РЕЖИМІВ ТЯГОВОГО ЕЛЕКТРОПРИВОДУ КАР’ЄРНОГО ЕЛЕКТРОВОЗУ З УРАХУВАННЯМ БОКСУВАННЯ

О.П. Чорний, А.М. Артеменко
Звіт з НДР: 39 с., 24 рис., 2 табл., 22 джерела.
Мета роботи полягає в синтезі математичної моделі та дослідження електромеханічних процесів в тяговому електроприводі з урахуванням боксування.
Об’єктом дослідження є процес боксування колісних пар кар’єрного електровоза.
Предмет дослідження – тяговий електропривод постійного струму кар’єрного електровоза.
Визначене місце залізничного транспорту серед інших видів кар’єрного транспорту в загальному виробітку кар’єрів. Наведено локомотивний рухомий склад кар’єрного залізничного транспорту України. Зазначені особливості конструкції тягового агрегату ОПЭ1АМ, який використовується в умовах ВАТ “Полтавський ГЗК”.
Визначені основні причини виникнення боксування та їх вплив на роботи електромеханічної системи вцілому.
Проведено дослідження та визначення тягових та швидкісних характеристик електровоза при впливі внутрішніх причин нестабільності тягово-зчіпних властивостей локомотива та розраховані статичні та динамічні характеристики системи електропривода при зміні діаметра коліс електровоза та несиметрії опорів тягових двигунів.
Представлені результати досліджень можуть бути використані на підприємствах гірничо-видобувної промисловості.
ТЯГОВИЙ ЕЛЕКТРОПРИВОД, БОКСУВАННЯ, ЕЛЕКТРОВОЗ, ТЯГОВИЙ АГРЕГАТ, ТЯГОВО-ЗЧІПНІ ВЛАСТИВОСТІ
Умови одержання звіту: за договором. 39600, м. Кременчук, вул. Першотравнева, 20, КрНУ, тел.: (03566) 31147.