Звіти з НДР

УДК 621.675.052.003.13
№ держреєстрації 0114U005110

СИСТЕМА ТУРБІННОГО РЕГУЛЮВАННЯ ПАРАМЕТРІВ НАСОСНИХ СТАНЦІЙ

Перекрест А. Л., Карпенко О. О., Щербина О. В.
Звіт з НДР: 38 с., 21 рис., 3 табл., 11 джерел.
Об’єкт досліджень: характеристики насосної станції при її роботі в насосному і турбінному режимах.
Мета дослідження: підвищення ефективності функціонування насосної станції за рахунок турбінного регулювання її параметрів шляхом при роботі одного з насосів в турбінному режимі.
Метод дослідження – розробка теоретичних положень і аналіз режимів роботи насосних станцій при турбінному регулюванні їх технологічних параметрів шляхом роботи одного з паралельно включених насосних агрегатів в різних режимах при зміні витрати у споживача.
Для підвищення ефективності роботи насосних станцій необхідно обґрунтування нових методів і засобів регулювання їх технологічних параметрів. Перспективним способом регулювання параметрів насосних станцій є використання турбінного режиму одного з паралельно працюючих насосів станції, який дозволяє змінювати продуктивність у необхідних межах з одночасною рекуперацією електроенергії. Розглянуто роботу насосної станції міського водопостачання при відпрацюванні типового графіка водопостачання шляхом використання турбінного режиму одного з паралельно працюючих насосів. Для здійснення турбінного регулювання продуктивності розроблено алгоритми розрахунку режимів і роботи насосної станції, які враховують умови переходу регульованого насосу з режиму в режим і особливості паралельної роботи агрегатів. Отримані розрахункові дані показують, що при турбінному регулюванні продуктивності можна домогтися зниження споживаної електроенергії на 19 % на добу порівняно з частотним.
Очікуваний науковий результат та його значущість: розроблено принцип турбінного регулювання витрат насосних станцій. Підвищено енергетичну ефективність роботи насосних станцій за рахунок рекуперації електроенергії при відпрацюванні графіка водоспоживання.
Результати роботи можуть бути використані в навчальному процесі при проведенні лабораторних, практичних занять і самостійній роботі, в науково-дослідних лабораторіях, на промислових підприємствах.
Ключові слова: НАСОСНА СТАНЦІЯ, ТУРБІННИЙ РЕЖИМ, ТУРБІННЕ РЕГУЛЮВАННЯ, ЕНЕРГОЕФЕКТИВНІСТЬ.
Умови одержання звіту: за договором. 39600, м. Кременчук, вул. Першотравнева, 20, КрНУ, тел.: (03566) 31147.

УДК 697.12/13.004.18; 681.5:551.515:628.85
№ держреєстрації 0114U005111

ДОСЛІДЖЕННЯ СИСТЕМИ ПОГОДНОГО РЕГУЛЮВАННЯ ТЕМПЕРАТУРИ ТЕПЛОНОСІЯ ЦИВІЛЬНОЇ БУДІВЛІ

Перекрест А. Л., Журавель Т. В., Романенко Се. С., Найда В. В.

Звіт з НДР: 43 с., 32 рис., 3 табл., 18 джерел.
Мета дослідження: аналіз роботи систем опалення будівель навчального закладу.
Об’єкт досліджень: Процеси в системах опалення корпусів навчального закладу.
Предмет дослідження. Показники енергетичної ефективності роботи систем опалення.
Методи дослідження – розробка теоретичних положень і аналіз режимів роботи систем опалення будівель при регулюванні їх технологічних параметрів.
Використання сучасних засобів автоматизації дозволяє забезпечити необхідну теплову потужність системи опалення та її зміну залежно від погоди. Аналіз нормативних документів дозволив виділити три групи вимог, яким повинна задовольняти будь-яка будівля із системою опалення. Для оцінки ефективності заходів щодо регулювання потужності систем опалення у якості основного показника використана питома добова витрата теплової енергії на обігрів різних будинків, що приведений до дійсних температур внутрішнього й зовнішнього повітря, а також тривалості опалювального періоду. У результаті аналізу визначено показники роботи систем опалення трьох навчальних корпусів університету й зроблено висновок про класи їх енергоефективності. Також встановлено, що при відпрацьовуванні знижених температурних графіків шляхом дистанційного керування тепловими пунктами окремих будинків забезпечуються необхідні значення їх теплових потужностей й, відповідно, необхідний рівень теплового комфорту в приміщеннях у робочий час.
Очікуваний науковий результат та його значущість: розроблено підхід до оцінки ефективності функціонування систем опалення, який враховує питому добову витрату теплової енергії на обігрів різних будинків, що приведений до дійсних температур внутрішнього й зовнішнього повітря, а також тривалості опалювального періоду.
Результати роботи можуть бути використані в навчальному процесі при проведенні занять і самостійній роботі, в лабораторіях, на промислових підприємствах.
Ефективність полягає у визначенні енергетичних показників роботи систем опалення різних будинків, які враховують дійсні значення параметрів теплоспоживання, що, у свою чергу, дозволяє формувати більш точно енергетичний паспорт будівлі.
Ключові слова: СИСТЕМА ТЕПЛОПОСТАЧАННЯ, ІНДИВІДУАЛЬНИЙ ТЕПЛОВИЙ ПУНКТ, АВТОМАТИЗОВАНЕ РЕГУЛЮВАННЯ ТЕМПЕРАТУРИ, ДИСПЕТЧЕРИЗАЦІЯ, ПОКАЗНИКИ ЕФЕКТИВНОСТІ, ПИТОМЕ ТЕПЛОСПОЖИВАННЯ
Умови одержання звіту: за договором. 39600, м. Кременчук, вул. Першотравнева, 20, КрНУ, тел.: (03566) 31147.

УДК 004.89.001.53:62-83-52; 628.8.001.5:725
№ держреєстрації 0114U005112

СИСТЕМА РОЗПОДІЛЕНОГО МОНІТОРИНГУ ПАРАМЕТРІВ МІКРОКЛІМАТУ ЦИВІЛЬНОЇ БУДІВЛІ

Перекрест А. Л., Романенко Се. С., Абдрахманов В. Х., Журавель Т. В.
Звіт з НДР: 52 с., 25 рис., 8 табл., 11 джерел.
Мета дослідження: створення web-моніторингу параметрів мікроклімату окремих приміщень будівлі з використанням сенсорів 1-Ware та різних локальних перетворювачів інтерфейсів: USB-1Wire та 1Ware-Ethernet.
Об’єкт досліджень: Мікроклімат в приміщеннях корпусів навчального закладу.
Предмет дослідження. Апаратне забезпечення комп’ютерних систем для моніторингу параметрів мікроклімату цивільних будівель.
Методи дослідження – розробка алгоритмічного та програмного забезпечення для комп’ютеризованої системи розгалудженого моніторингу параметрів мікроклімату приміщень адміністративної будівлі з функцією web-доступу.
Розглянуто питання які стосуються аналізу вимог до температури в приміщеннях, проведено огляд існуючих систем моніторингу температури та виявлено їхні недоліки, обґрунтовано доцільність використання складових системи моніторингу та запропоновано структуру системи. Виконано розробку алгоритмічного та програмного забезпечення високого та низького рівня з використанням сучасних мов програмування.
Результати роботи можуть бути використані як в промисловості так і в народному господарстві. Розроблена система дозволяє вимірювати параметри мікроклімату розгалужених приміщень з високою точністю.
Очікуваний науковий результат та його значущість: розроблено систему автоматизованого моніторингу температурного стану окремих приміщень. Підвищено інформативність та якість діагностування роботи систем теплопостачання за рахунок обліку температур теплоносія в окремих стояках та повітря в окремих приміщеннях.
Ефективність полягає у визначенні реальних динамічних показників мікроклімату цивільних будівель в декількох точках одночасно.
Ключові слова: ТЕХНОЛОІЯ 1-WARE, СЕНСОР ТЕМПЕРАТУРИ DS18B20, МІКРОКОНТРОЛЕРНА СИСТЕМА, ІНТЕРФЕЙС КОРИСТУВАЧА.
Умови одержання звіту: за договором. 39600, м. Кременчук, вул. Першотравнева, 20, КрНУ, тел.: (03566) 31147.

УДК 621.3-523.3.001.361
№ держреєстрації 0114U005113

СИСТЕМА ІДЕНТИФІКАЦІЇ ПАРАМЕТРІВ ЕЛЕКТРОГІДРАВЛІЧНОГО КОМПЛЕКСУ З ВИКОРИСТАННЯМ ЕНЕРГЕТИЧНОГО КРИТЕРІЮ

Коренькова Т. В., Ковальчук В. Г.
Звіт з НДР: 67 с., 33 рис., 43 джерел.
Електрогідравлічні комплекси (ЕГК) найрізноманітнішого призначення є найважливішими об’єктами життєзабезпечення людини, її господарської та виробничої діяльності. Незважаючи на важливість цих об’єктів, їм приділяється мало уваги в частині їх вдосконалення, зниження енергетичних витрат і т.п. ЕГК характеризуються низькою керованістю режимами роботи технологічного обладнання при виникненні різного роду несталих процесів, а існуючі підходи управління насосним обладнанням в таких режимах вирішують лише локальні завдання. Так, в трубопроводах насосних установок через кавітацію можуть виникати автоколивання тиску, при яких рух середовища, що перекачується, буде нестаціонарним. Внаслідок цього в ЕГК порушується суцільність потоку, відбувається зростання гідравлічних опорів, збільшуються непродуктивні втрати гідравлічної потужності.
У ряді гідросистем можуть збуджуватися вимушені коливання, викликані нерівномірністю подачі насосних агрегатів. При цьому відбувається зміна тиску у ЕГК, що супроводжується додатковими динамічними навантаженнями на елементи насосів і трубопроводів.
Регулювання витрати на виході насосної установки часто супроводжується сильним спотворенням профілів швидкостей, що призводить до виникнення вихорів, через яких стає істотним вплив нестаціонарного руху середовища на процеси витікання рідини через розподільні пристрої.
Таким чином, зміна режиму функціонування ЕГК призводить до перерозподілу потужності на елементах енергетичного каналу електротехнологічного комплексу. Тому ідентифікація параметрів ЕГК, що експлуатуються може бути виконана з використанням енергетичного критерію, що базується на аналізі процесів енергоперетворення та оцінці ефективності роботи обладнання.
Мета роботи. Ідентифікація параметрів електрогідравлічного комплексу з використанням енергетичного критерію на базі складових гідравлічної потужності.
Об’єкт дослідження. Процеси енергоперетворення в електрогідравлічному комплексі.
Предмет дослідження. Рівняння енергобалансу для окремих компонент гідравлічної потужності між джерелом та елементами електрогідравлічного комплексу.
Основні наукові та практичні результати, їх значення. Обґрунтовано використання енергетичного критерію на базі складових гідравлічної потужності при вирішенні задач ідентифікації параметрів електрогідравлічного комплексу. Запропоновано схему заміщення електрогідравлічного комплексу на базі методу чотирьохполюсників, яка дозволяє визначити напір та витрату в будь-якій точці системи, втрати напору на елементах ЕГК при розвитку кавітаційний автоколивань в трубопровідній мережі. Розроблено енергетичну модель електрогідравлічного комплексу, що дозволяє досліджувати енергетичні процеси на елементах силового каналу комплексу. Обґрунтовано структуру системи ідентифікації параметрів електрогідравлічного комплексу, яка дозволяє визначити основні технологічні та енергетичні параметри. Розроблено алгоритм функціонування системи ідентифікації параметрів електрогідравлічного комплексу. Запропоновано математичну модель, що описує енергетичні процеси в діючих насосних установках.
Представлені результати досліджень пройшли апробацію й використовуються в навчальному процесі на кафедрі систем автоматичного управління і електроприводу в Кременчуцькому національному університеті імені Михайла Остроградського.
Ключові слова: ЕЛЕКТРОГІДРАВЛІЧНИЙ КОМПЛЕКС, ГІДРАВЛІЧНА ПОТУЖНІСТЬ, РІВНЯННЯ ЕНЕРГОБАЛАНСУ, ІДЕНТИФІКАЦІЯ ПАРАМЕТРІВ, ЕКВІВАЛЕНТНА СХЕМА ЗАМІЩЕННЯ.
Умови одержання звіту: за договором. 39600, м. Кременчук, вул. Першотравнева, 20, КрНУ, тел.: (03566) 31147.

УДК 621.391:621.313.13.014.011.3:621.382
№ держреєстрації 0114U005114

РОЗРОБКА МЕТОДИКИ ФОРМУВАННЯ КЕРУЮЧИХ СИГНАЛІВ ДЛЯ ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ КОМУТАЦІЇ ФАЗ ВЕНТИЛЬНО-ІНДУКТОРНОГО ДВИГУНА

Родькін Д. Й., Істоміна Н. М.
Звіт з НДР: 36 с., 17 рис., 2 табл., 30 джерел.
Аналіз літератури та накопичений досвід показують, що основним конкурентом популярного частотно-регульованого асинхронного електропривода є так званий вентильно-індукторний електропривод. Робочі характеристики ВІЕП залежать від типу комутації напруги живлення. В свою чергу характер імпульсів керування напругою живлення залежить від конструктивних параметрів від та характеру навантаження, діапазону регулювання, вимог, що застосовуються до електроприводу.
Тому актуальною задачею являється розробка методики формування керуючих імпульсів з урахуванням конструктивних параметрів та умов роботи електроприводу.
Мета роботи: підвищення надійності вентильно-індукторних двигунів, шляхом визначення впливу конструктивних параметрів двигуна на формування імпульсів напруги живлення.
Об’єкт дослідження: електромагнітні процеси вентильно-індукторного двигуна.
Предмет дослідження: вентильно-індукторний двигун незалежного збудження.
Методи дослідження: методи розрахунків стаціонарних і нестаціонарних електромагнітних процесів, методи математичного моделювання; математичні пакети Matlab i Mathcad.
Основні наукові та практичні результати, їх значення. В результаті аналізу принципів забезпечення робочого режиму вентильно-індукторного двигуна отримані: класифікація типів комутації фаз двигуна; математичне описання зв’язку між конструктивними та електромагнітними параметрами; алгоритми формування керуючих імпульсів комутації для будь-якого типу вентильно-індукторного двигуна (в залежності від кількості фаз, зубців статора, ротора) та визначення застосовних для вибраного двигуна типів комутації; універсальна функція, яка описує форму комутуючого імпульсу для будь-якого типу комутації.
В подальшому необхідно дослідити зв’язок між отриманими типами комутації та статичними і динамічними характеристиками електроприводу.
Ключові слова: ВЕНТИЛЬНО-ІНДУКТОРНИЙ ДВИГУН, КОМУТАЦІЯ, КОНСТРУКТИВНІ ПАРАМЕТРИ.
Умови одержання звіту: за договором. 39600, м. Кременчук, вул. Першотравнева, 20, КрНУ, тел.: (03566) 31147.

УДК 697.922:628.852.2:621.313.333.02
№ держреєстрації 0114U005115

РОЗРОБКА І ВВЕДЕННЯ В ЕКСПЛУАТАЦІЮ АВТОМАТИЗОВАНОЇ СИСТЕМИ УПРАВЛІННЯ КОМПЛЕКСОМ КОНТРОЛЮ ПОВІТРЯНИХ ПАРАМЕТРІВ І ПРИСТРОЇВ ТЕХНІКИ БЕЗПЕКИ ІЗОЛЬОВАНИХ ПРИМІЩЕНЬ

Сукач С. В., Сердюк О. О.
Звіт з НДР: 45 с., 17 рис., 11 табл., 20 джерел.
При створенні дослідницьких і експериментальних установок виникає проблема інтеграції різноманітних приладів і засобів виміру в загальну систему. Рішення цієї задачі привабливе не лише можливістю організувати управління в єдиному форматі, але і зробити таку систему максимально функціональною, використовуючи для цього усі можливості сучасної обчислювальної техніки.
В даний час не можна уявити функціонування сучасних адміністративних і промислових споруд без систем вентиляції, аварійного освітлення і водовідливу, охороною та звукової сигналізації, відеоспостереження і т.д. При цьому слід зазначити, що в більшості випадків, надійність роботи таких систем має важливе значення в питаннях забезпечення безпеки навчальних лабораторій адміністративних і промислових будівель при порушенні роботи основної системи електропостачання. Одним з можливих способів вирішення такої проблеми, може бути реалізований на базі автономних генераторних установок, які є невід’ємною частиною системи резервного та аварійного електропостачання.
Автоматизація вентиляції виконує три основні функції: 1) покращення умов праці, 2) зниження витрат на обслуговуючий персонал, 3) зниження витрат на енергоносії.
Існуючі рішення щодо комплексної автоматизації систем вентиляції дозволяють знайти баланс між умовами праці (необхідною температурою) і зниженням витрат (досягненням необхідної температури з мінімальною витратою енергії), але вони достатньо складні, затратні і, головне, непризначені для наукових досліджень.
Створення і використання віртуальних панелей у складі вентиляційної установки дає можливість синтезувати на екрані ЕОМ графічну панель автоматизованої системи, встановлювати межі виміру, задавати режим роботи, поєднувати етапи вимірів з етапами первинної і вторинної обробки даних, а також представляти результати обробки в графічній формі.
В умовах необхідності інтенсивного переоснащення лабораторного обладнання учбових закладів і обмеженості фінансових коштів, раціональна організація робіт із створення систем автоматизації має велике значення. Встановлення приладів і устаткування з відповідним програмним забезпеченням спрощує і здешевлює процес інтеграції їх в складні системи, а самі системи стають функціонально гнучкішими і надійнішими. Основа будь–якої системи автоматизації – це забезпечення виконання цільової функції технологічного процесу та проведення наукових досліджень. Таким чином, при всій гнучкості і можливій універсальності системи автоматизації вона повинна чітко вирішувати певне коло завдань, забезпечувати досягнення заданої мети управління.
Мета роботи. Розробка автоматизованої системи управління комплексом контролю повітряних параметрів та пристроїв техніки безпеки ізольованих приміщень, яка здійснює зниження енергоспоживання і підвищення енергоефективності роботи обладнання та забезпечує підтримку оптимальних умов праці.
Об’єкт дослідження. Процеси формування комфортного, безпечного середовища та життєзабезпечення у лабораторних приміщеннях навчальних закладів.
Предмет дослідження. Параметри і режими роботи комплексу контролю повітряних параметрів та пристроїв техніки безпеки ізольованих приміщень.
Основні наукові та практичні результати, їх значення. Розроблена і введена в експлуатацію автоматизована система управління комплексом контролю повітряних параметрів та пристроїв техніки безпеки ізольованих приміщень. Написано програмне забезпечення для керування приводом вентиляції й спостереження за контрольними величинами. Завдяки комплексному підходу до контролю вищезгаданих параметрів дана система позбавлена недоліків, властивим одноконтурним системам стабілізації параметрів повітряного середовища (кондиціонери й нагрівачі зі зворотним зв’язком по температурі). Програмне керування системою робить її більш гнучкою в налаштуванні й використанні, дозволяє використовувати різні датчики й виконавчі пристрої.
Представлені результати досліджень та нові схеми управління параметрами безпечного середовища у приміщеннях пройшли апробацію й використовуються в навчальному процесі на кафедрі систем автоматичного управління і електроприводу в Кременчуцькому національному університеті імені Михайла Остроградського.
Ключові слова: СИСТЕМА РЕЗЕРВНОГО ТА АВАРІЙНОГО ЕЛЕКТРОПОСТАЧАННЯ, МІКРОКЛІМАТ, ШКІДЛИВІ ЧИННИКИ, КОМФОРТНІСТЬ, ВЕНТИЛЯТОРНІ УСТАНОВКИ, ЕНЕРГОЗБЕРІГАЮЧЕ ОБЛАДНАННЯ, КОМП’ЮТЕРИЗОВАНА СИСТЕМА УПРАВЛІННЯ.
Умови одержання звіту: за договором. 39600, м. Кременчук, вул. Першотравнева, 20, КрНУ, тел.: (03566) 31147.

УДК 62-83:621.313.2/3:621.316.717
№ держреєстрації 0114U005116

ТЕОРІЯ І ПРИНЦИПИ ПОБУДОВИ СИСТЕМ КЕРОВАНОГО ПУСКУ ЕЛЕКТРОПРИВОДІВ ПОСТІЙНОГО І ЗМІННОГО СТРУМУ

Чорний О. П., Титюк В. К., Богатирьов К. М., Романов О. Ю.
Звіт з НДР: 56 с., 25 рис., 9 табл., 29 джерел.
Режим пуску електромеханічної системи, незважаючи на свою короткочасність, є одним з найбільш відповідальних, складних і енергетично напружених режимів роботи, і визначає працездатність системи в цілому.
Для підвищення рівня працездатності та покращення енергетичних характеристик електромеханічних систем з регульованим електроприводом необхідно виконати дослідження характеристик процесів керованого пуску, таких як тривалість запуску та енергоспоживання. Відомі математичні моделі силових перетворювачів регульованих електроприводів мають різну теоретичну чи практичну цінність, характеризуються різноплановим підходом. Задача вибору відповідної моделі для аналізу енергетичної ефективності регульованого електроприводу потребує теоретичних досліджень і практичних рішень і є актуальною.
В роботі розглянуте питання розробки віртуальних математичних моделей регульованих електроприводів постійного і змінного струму з підвищеною точністю моделювання перетворювальних пристроїв, теоретичне обґрунтування методів розрахунку складових повної потужності у колах несинусоїдального струму та їх практична реалізація. Шляхом математичного моделювання виконано експериментальні дослідження енергоспоживання керованого пуску електроприводів постійного і змінного струму при різних формах і параметрах керуючого сигналу.
Мета роботи і задачі дослідження. Тому метою даних досліджень є розробка віртуальних математичних моделей регульованого електроприводу постійного і змінного струму з уточненим урахуванням впливу перетворювальних пристроїв, розробка інструментів для розрахунку складових повної потужності у колах несинусоїдального струму, дослідження залежності енергоспоживання . регульованого електроприводу постійного і змінного струму від параметрів керуючого сигналу при їх керованому пуску.
Задачі дослідження:
* аналіз математичних моделей регульованого електроприводу з підвищеною точністю моделювання перетворювальних пристроїв;
* розрахунок складових повної потужності, споживаної регульованим електроприводом у процесі керованого запуску;
* дослідження впливу типу сигналу керування та його характеристик на параметри пускового процесу, а саме час запуску та енергоспоживання.
Об’єкт дослідження. Електромагнітні, електромеханічні і енергетичні процеси при пуску електроприводів постійного і змінного струм.
Предмет дослідження. Математичні моделі для дослідження електромагнітних, електромеханічних і енергетичних процесів при пуску електроприводів постійного і змінного струм.
Методи досліджень. Математичне моделювання енергоспоживання у процесі керованого запуску регульованого електроприводу постійного та змінного струму.
Основні наукові та практичні результати, їх значення. Наукова новизна роботи полягає у створенні методів реалізації керованих пускових режимів електромеханічних систем з.регульованим електроприводом.
Практичне значення роботи полягає у можливості підвищення енергетичної ефективності керованих пускових режимів регульованих електроприводів.
Ключові слова: ВІРТУАЛЬНА МОДЕЛЬ, ЕНЕРГОСПОЖИВАННЯ, СКЛАДОВІ ПОВНОЇ ПОТУЖНОСТІ, КЕРОВАНИЙ ПУСКОВИЙ РЕЖИМ, ЕКСПОНЕНЦІЙНА РОЗГОРТКА
Умови одержання звіту: за договором. 39600, м. Кременчук, вул. Першотравнева, 20, КрНУ, тел.: (03566) 31147.