Електротехніка та електроенергетика - 2015, №2
Permanent URI for this collectionhttps://eir.zp.edu.ua/handle/123456789/27624
Browse
Recent Submissions
Item Магнитотермоупругое нестационарное деформирование многослойных конструкций(Національний університет "Запорізька політехніка", 2015) Мастиновский, Юрий Викторович; Мастиновський, Юрій Вікторович; Mastinovky, Y. V.RU: Исследуется распространение термоупругих волн в многослойной кусочно-однородной полосе, вызванных комплексным действием нестационарных термомеханических нагрузок на внешних поверхностях конструкции и объемным термоударом, возбуждаемым электромагнитным полем. Водятся допущения, упрощающие связанную систему термоупругих уравнений. Задача решается в одномерной постановке числено с применением метода характеристик. Предлагаемая методика позволяет проводить численные эксперименты с целью создания слоистых конструкций с заданными свойствами. UK: Досліджується розповсюдження термопружних хвиль у багатошаровій кусково-однорідній смузі, спричинених комплексною дією нестаціонарних термомеханічних навантажень на зовнішніх поверхнях конструкції і об’ємним термоударом, що збуджується електромагнітним полем. Вводяться припущення, що спрощують зв’язану систему термопружних рівнянь. Задача розв’язується у одновимірному поставленні чисельно з використанням методу характеристик. Запропонована методика дозволяє проводити чисельні експерименти з метою створення шаруватих конструкцій з заданими властивостями. EN: Modern electrical machines and devices, power generation facilities operate under complex unsteady magneto-thermo-elastic loads. Development of new insulating and damping coatings structures, shielding used in various electrical equipment requires new mathematical models and calculation methods for engineering practice. In this paper we consider a two-layer structure consisting of two piecewise-homogeneous non-ferromagnetic materials, one or both of which are electro-conductive. Volume forces action caused by the electromagnetic field and thermo-mechanical impact on the structure boundary is simulated. The original system of equations to solve the problem under study includes Maxwell equations and the generalized Ohm’s law for the determination of the electromagnetic field, the Duhamel-Neumann law – for the elastic field and the generalized Fourier heat equation – for the temperature field. These equations form a closed system and are the fundamental equations of magneto-thermo-elasticity. It is assumed that the speed of heat propagation is finite, and the magnetic field is constant. Assumptions are introduced to simplify the coupled system of thermo-elastic equations. The problem is solved numerically in a one-dimensional formulation applying the method of characteristics. Coupling conditions and method of calculation of unknown quantities in the nodal points of the grid area at the interface between layers are indicated. The proposed method of numerical and analytical solutions of problems under consideration allows, without making significant changes in the design scheme, to conduct numerical experiments. Setting up various geometric and thermo-physical parameters, it is possible to identify areas prone to damages under specified loads.Item Автономний експериментальний стенд для випробування уніполярного крокового двигуна на базі мікроконтролера(Національний університет "Запорізька політехніка", 2015) Коваленко, М. А.; Мацюк, Д. С.; Kovalenko, M. A.; Matsjyk, D. S.UK: Для вдосконалення, оновлення матеріально-технічного бази та лабораторного обладнання кафедри електромеханіки НТУУ «КПІ» розроблено автономний стенд для дослідження характеристик уніполярного крокового двигуна на базі мікроконтролера. Функціональні можливості стенду дозволяють реалізовувати три режими керування кроковим двигуном, дев’ять фіксованих швидкостей, можливість реверсу. Розроблено методичні рекомендації для проведення лабораторних робіт студентами. Отримано часові діаграми розподілу струму та напруги в обмотках, знято та побудовано механічну характеристику досліджуваного двигуна. EN: For updating the material, technical base and laboratory equipment of the department of NTUU «KPI» the autonomous test bench for unipolar stepping motor characteristics studies which based on microcontroller is designed. Functional capabilities of the bench allow to realize three control modes of stepping motor, nine fixed functional speeds and reverse ability. The methodological recommendations for carrying students laboratory research are developed. The time-dependent diagrams for current and voltage distribution in step motor windings are given and the speed-torque characteristic of unipolar step motor is shown and obtained.Item Расчет переходных процессов в трансформаторах на основе магнитоэлектрических схем замещения с использованием полиномов Чебышёва(Національний університет "Запорізька політехніка", 2015) Тиховод, Сергей Михайлович; Тиховод, Сергій Михайлович; Tykhovod, S. M.RU: Моделирование переходных процессов в трансформаторах в настоящее время выполняют путем составления и решения уравнений состояния для магнитоэлектрических схем замещения. Эти процессы могут быть весьма продолжительными, что приводит к значительному времени расчета при использовании современных программных средств. Цель данной работы – разработка более быстродействующего метода расчета переходных электромагнитных процессов в трансформаторах, использующего полиномиальную аппроксимацию решения, а также разработка удобной для практики схемной модели метода. На основе аппроксимации решения уравнений состояния полиномами Чебышёва разработан метод расчета переходных процессов в магнитоэлектрических цепях. Предложена схемная интерпретация разработанного метода. Показано, что в специальной схеме замещения справедливы законы Кирхгофа для изображений токов и магнитных потоков в виде векторов, содержащих значения коэффициентов разложения этих величин по полиномам Чебышёва. Данный метод позволяет заменить операции с мгновенными значениями токов операциями с постоянными токами в предложенной схеме замещения, в результате чего интегро-дифференциальные уравнения состояния заменяются алгебраическим уравнениям. При расчете предложенным методом переходного процесса в трехфазном трансформаторе процессорное время сокращается более чем в два раза по сравнению с расчетами известными методами. Предложенный метод особенно удобен для расчета переходных процессов в магнитоэлектрических цепях, так как позволяет использовать источники напряжения, управляемые производной тока, а также позволяет легко вычислять интегралы решений. UK: Моделювання перехідних процесів в трансформаторах нині виконують шляхом складання і розв’язку рівнянь стану для магнітоелектричних заступних схем. Ці процеси можуть бути дуже тривалими, що призводить до значного часу розрахунку при використанні сучасних програмних засобів. Мета цієї роботи – розробка більше швидкодіючого методу розрахунку перехідних електромагнітних процесів в трансформаторах, що використовує поліноміальну апроксимацію розв’язку, а також розробка зручної для практики схемної моделі методу. На основі апроксимації розв’язку рівнянь стану поліномами Чебишева розроблений метод розрахунку перехідних процесів в магнітоелектричних колах. Запропонована схемна інтерпретація розробленого методу. Показано, що в спеціальній заступній схемі справедливі закони Кирхгофа для зображень струмів і магнітних потоків у вигляді векторів, що містять значення коефіцієнтів розкладання цих величин по поліномах Чебишова. Цей метод дозволяє замінити операції з миттєвими значеннями струмів операціями з постійними струмами в запропонованій заступній схемі, внаслідок чого інтегро-дифференційні рівняння стану замінюються алгебраїчними рівнянням. При розрахунку запропонованим методом перехідного процесу в трифазному трансформаторі процесорний час скорочується більш ніж в два рази в порівнянні з розрахунками відомими методами. Запропонований метод особливо зручний для розрахунку перехідних процесів в магнітоелектричних колах, оскільки дозволяє використати джерела напруги, що керовані похідною струму, а також дозволяє легко обчислювати інтеграли розв’язку. EN: Transient modeling in transformers is presently executed by formation and solution of the state equations for the magneto-electrical equivalent schemes. These processes can be very long, that results in a considerable time of calculation at the modern software use. The aim of the given work is the development of more fast-acting method of calculation of electromagnetic transients in transformers, using solution approximation by polynomials, and also development of comfortable scheme model of method for putting into practice. On the basis of solution approximation of the state equations by the Tchebyshev’s polynomials the method of transients calculation in magneto-electrical equivalent schemes is worked out. Scheme interpretation of the developed method is offered. It is shown that in the special equivalent scheme the Kirchhoff’s laws are fair for the images of currents and magnetic fluxes as vectors, containing the values of coefficients of decomposition of these values by the Tchebyshev’s polynomials. This method allows to replace operations with the instantaneous values of currents by operations with direct currents in offered equivalent scheme. As a result the integro-differential state equations are submitted by algebraic equations. The calculation with the offered method of transient in a three-phase transformer processor allows to reduce time more than twice as compared to calculations with the help of the well-known methods. The given method is especially comfortable for the transient’s calculation in magneto-electrical circuits, since it allows to use voltage sources controlled by the current derivative as well as easily evaluate the integrals of solution.