Електротехніка та електроенергетика - 2013, №1
Permanent URI for this collectionhttps://eir.zp.edu.ua/handle/123456789/27833
Browse
Recent Submissions
Item Відновлення щільності заряду лінійного провідника за відомим розподілом потенціалів(Національний університет "Запорізька політехніка", 2013) Величко, О. В.; Кондратенко, К. Г.; Velichko, H. V.; Kondratenko, K. G.UK: В статті розглядається задача відновлення лінійної щільності заряду в прямолінійному провіднику за відомим потенціалом на поверхні уявного циліндру з віссю, яка співпадає з провідником. Отримане раніше інтегральне рівняння Фредгольма 1 роду є некоректною задачею. Пропонується наближений спосіб визначення невідомої функції, який спирається на квадратурні формули Гауса та інтерполяцію. Наведено чисельні результати розрахунку щільності заряду для випадку постійного потенціалу, синусоїдального потенціалу та потенціалу, який є лінійною функцією від координати. EN: The paper considers the problem of the linear charge density reconstruction in a straight conductor according to the known potential on the surface of a virtual cylinder with an axis which coincides with the conductor. The resulting Fredholm integral equation of one kind is the ill-posed problem. The approximate method of determining the unknown function, which is based on Gauss quadrature formulas and interpolation is proposed. The expressions for the coefficients of the system of linear algebraic equations defining the values of the unknown function at the nodes of Gauss are given. The limits of this method applicability are explored. The numerical results of the problem solution for the case when the cylinder is set in a virtual permanent capacity, the sinusoidal potential and the potential with a linear function of the coordinates are presented. It is shown that the greatest deviation from the predetermined received function is observed near the ends of the cylinder.Item Особливості аварійних режимів перетворювачів частоти безмультиплікаторних вітроелектричних установок(Національний університет "Запорізька політехніка", 2013) Конащук, В. В.; Konashchuk, V. V.UK: У статті досліджено процеси функціонування схеми перетворення електричної енергії перетворювачем частоти безмультиплікаторної вітроелектричної установки в аварійних режимах роботи. Розглянуті основні види аварійних ситуацій даного перетворювача. Наведено підхід до розрахунку струму короткого замикання синхронного генератора та струму короткого замикання LC-контуру. Для захисту схеми та надійності функціонування в аварійних режимах запропоновано елементи захисту (запобіжники, швидкодіючі датчики струму). EN: The article studies functioning of the scheme of transformation power through the converter wind-power installations during emergency operation. The main types of emergencies for this converter are considered. An approach to the calculation of short-circuit current of a synchronous generator and short-circuit current of an LC-circuit is presented. Protection elements (voltage limiters, fuses, fast current sensors) are given for circuit protection and the reliability in emergency conditions is offered. Unlike classic circuit diagrams for wind-power installations, the circuit diagrams without multiplying gear for turbo-generator wind-рower installations have a self-stabilization effect of electromechanical system under optimal conditions in a wide range of a wind flow. In order to improve its effectiveness and implement an offline mode, you need to use converters to match the frequency of the generator voltage and that the frequency of network. Circuit diagrams of such converters have a complex structure, they contain a number of power supplies and rectifiers, capacitive storages, pulse converters and multi-level inverters.Item Прямоходовый инверторный источник питания прямого преобразования с коррекцией коэффициента мощности(Національний університет "Запорізька політехніка", 2013) Бурлака, В. В.; Гулаков, С. В.; Бурлака, В. В.; Гулаков, С. В.; Burlaka, V. V.; Gulakov, S. V.RU: В статье представлен инверторный источник питания с трехфазным входом и активной коррекцией коэффициента мощности. Схема построена с использованием принципа прямого преобразования, что дает возможность снизить потери энергии в преобразователе. Источник обеспечивает гальваническую развязку выхода посредством высокочастотных прямоходовых трансформаторов. UK: У статті представлено інверторне джерело живлення з трифазним входом і активною корекцією коефіцієнта потужності. Схему побудовано з використанням принципу прямого перетворення, що дає можливість знизити втрати енергії в перетворювачі. Джерело живлення забезпечує гальванічну розв’язку виходу за допомогою високочастотних прямоходових трансформаторів. EN: A topology of inverter-type power supply with three-phase input and active power factor correction is presented. The power supply uses the direct conversion principle, which makes it possible to reduce the energy losses in the converter, and is based on a VIENNA Rectifier topology. The presented power supply provides galvanic isolation of the output by means of high frequency forward transformers replacing input inductors of a VIENNA topology. Secondary-side rectifiers are connected in series, which eliminates the output voltage ripple on the 6th harmonic of the mains frequency. Furthermore, forward transformers’ magnetization and leakage energy is also transferred to the output by means of a low-power auxiliary half-bridge converter. The proposed forward VIENNA-based converter shows higher power density compared to its flyback counterpart. However, due to high input current ripple, additional input filtering is mandatory.Item Эксплуатационные факторы, влияющие на работу систем непрерывного контроля изоляции трансформаторного оборудования(Національний університет "Запорізька політехніка", 2013) Спица, А. Г.; Спиця, А. Г.; Spitsa, A. G.RU: В статье проанализированы результаты работы системы непрерывного контроля изоляции измерительных трансформаторов тока и высоковольтных вводов на подстанции 330 кВ «Днепр-Донбасс» Днепровской электроэнергетической системы. Рассмотрены эксплуатационные факторы, влияющие на достоверность результатов. Проведено подробное исследование погрешностей, вносимых разделительными трансформаторами. Выработаны рекомендации и методы по исключению влияния эксплуатационных факторов на работу систем мониторинга изоляции. UK: У статті проаналізовані результати роботи системи безперервного контролю ізоляції вимірювальних трансформаторів струму й високовольтних уведень на підстанції 330 кВ «Дніпро-Донбас» Дніпровської електроенергетичної системи. Розглянуто експлуатаційні фактори, що впливають на вірогідність результатів. Проведено докладне дослідження погрішностей, що вносяться розділовими трансформаторами. Вироблено рекомендації та методи по виключенню впливу експлуатаційних факторів на роботу систем моніторингу ізоляції. EN: To ensure the required level of high voltage electrical networks reliability, special attention should be paid to the equipment technical condition monitoring and diagnosis. The periodic monitoring can only reduce the probability of device damaging. The time period between the insulation defect appearance and the device damage can be considerably less than the time interval between measurements recommended by the Testing norms and recommendations for each type of equipment. This demonstrates the lack of effectiveness of the systems of technical diagnostics and large time interval between tests. Continuous monitoring systems are free from these disadvantages. The article covers the results of the insulation continuous monitoring of current transformers and bushings at substation 330 kV «Dnipro-Donbass» Dnieper Power System. Operational factors affecting the reliability of the results are considered, and detailed analysis of errors caused by isolating transformers is given. The article describes methods and recommendations elaborated for mitigation of operational factors impact on the insulation continuous monitoring system. It should be noted that systems of continuous monitoring of transformer equipment under operating voltage are relatively new. Their implementation at the power facilities is at the initial stage. As a result, there is no reliable information on such systems operating experience. Therefore, the investigations covered by this article can be of practical value for both continuous monitoring system developers and operating personnel.Item К вопросу разработки систем диагностирования электромеханических систем станов холодной прокатки(Національний університет "Запорізька політехніка", 2013) Назарова, Елена Сергеевна; Назарова, Олена Сергіївна; Nazarova, E. S.RU: Показаны перспективы развития систем диагностирования электромеханических систем станов холодной прокатки. Усовершенствована структурная схема технического средства диагностирования, а также процедура обработки данных, на примере ускоренного поиска канала с экстремальным уровнем сигнала. UK: Показані перспективи розвитку систем діагностування електромеханічних систем станів холодної прокатки. Вдосконалено структурну схему технічного засобу діагностування, а також процедуру обробки даних, на прикладі пришвидшеного пошуку каналу з екстремальним рівнем сигналу. EN: One of the ways to improve the reliability of technical systems that are widely used in practice, is to increase the level of reliability. Therefore, the actual problem is to improve the means of technical diagnostics by increasing speed of decision making diagnostic complex, studies of possible states of the individual technical components and interconnected electro-mechanical systems of cold rolling with the mutual influence of the thickness coordinate drives and tension rolled strip. Purpose of work is to show the prospects of diagnostic systems of electromechanical systems of cold rolling mills. The use of structural scheme of the proposed advanced technical means of diagnosing electromechanical systems of cold rolling mills, as well as the use of different methods of data processing, such as the fast track search channel measurements with an extreme level of the signal, which can be implemented on a high-speed microprocessor devices, will increase the development of electromechanical diagnostics systems of cold rolling, improve the speed and quality of diagnostics electric drives rolling mill.Item Оценка теплового состояния изоляции асинхронного двигателя с фазным ротором с модифицированной системой импульсного регулирования(Національний університет "Запорізька політехніка", 2013) Коцур, Михаил Игоревич; Коцур, Михайло Ігорович; Kotsur, М. І.RU: Выполнена оценка теплового состояния и ресурса изоляции асинхронного двигателя с фазным ротором в повторно-кратковременном режиме S3 при модифицированной системе импульсного регулирования в зависимости от продолжительности включения и длительности цикла работы. Определена допустимая токовая нагрузка, обеспечивающая номинальный тепловой режим работы двигателя. UK: Виконана оцінка теплового стану й ресурсу ізоляції асинхронного двигуна з фазним ротором у повторно – короткочасному режимі S3 при модифікованій системі імпульсного регулювання у залежності від тривалості включення й циклу роботи. Визначено допустиме струмове навантаження, яке забезпечує номінальний тепловий режим роботи двигуна. EN: Currently there is no information about level of cycle time effect and duration of operating period on a thermal state and isolation live time of AD motor at modified pulse control system (MPCS), which essentially influences on service reliability of the AD motor. The aim of investigation is the thermal state and the estimation of isolation live time of the AD motor at MPCS, and also determination of the AD motor ampacity in dependence on operating parameters of mechanisms. The electro thermal model which allows considering peculiarities of electromagnetic energy transformation in thermal energy, heat transferring and heat interchanging processes was used for calculation and the analysis of the thermal state of the AD motor at MPCS. The investigation proves that the magnification of duration cycle time and a slip at the moment of the AD motor with MPCS leads to essential growth of its temperature. Hence, the estimation of isolation live time of the AD motor which displayed lowering of the isolation live time indexes to 12 times – at the rated slip s=0,1, and to 50 times – at s=0,9. Coefficients of correction of the AD motor ampacity at MPCS are defined, supporting its rated thermal conditions.Item Застосування методики визначення допустимих рівнів напруг дотику та струмів для забезпечення електробезпеки(Національний університет "Запорізька політехніка", 2013) Бондаренко, Є. А.; Bondarenko, E. A.UK: Запропоновано концепцію електробезпеки та методику розрахунку гранично допустимих величин напруг дотику та струмів з урахуванням енергії, яка поглинається тілом людини. Наведено окремий приклад розрахунку граничних напруг дотику та струмів через тіло людини при роботі на конкретній установці з високим вихідним опором. EN: In article the problem of an electro traumatism and the new approach for its decision is considered. It is noticed that the typical reasons of electro traumas are events-preconditions: an error of the person, refusal of an electric equipment and adverse external action on them; occurrence of the dangerous factor (electric energy) in an unexpected place; absence or malfunction of the protection frames provided on these cases and inexact actions of the person in such situation; distribution and action of electric energy on the person. Therefore for maintenance of the accepted level of safe conditions of the person interaction with electro installations in the certain environment the new concept of electro traumatism risk reduction is offered. It is noticed that for maintenance of the accepted level of safe conditions of person interaction with electro installations in the certain environment the sudden, unapproved exit of electric energy from electro technical systems on the person should not exceed its limiting values; maximum permissible values of electric energy absorbed by a body of the person should be established taking into consideration parameters of the concrete person, limiting values of touch pressure, a current which proceeds through a body of the person, sorts, frequencies, and time of action of a current. The technique of definition of maximum permissible sizes of pressure of a touch and currents taking into account energy absorbed by the body of the person is offered. It is proved that admissible value for energy of an alternating current of industrial frequency which can be absorbed by body of the person, should not exceed value of 0,36 J. Dependence between size of a maximum permissible current of industrial frequency and times of its action, size of pressure of a touch, admissible energy which is absorbed by a body of the person, and parameters of a body of the person is received. The example of practical realization of a design procedure of maximum permissible sizes of pressure of a touch and currents taking into account energy absorbed by a body of the person, for concrete installation with high initial resistance is given. Application of the offered concept and a technique will allow reducing risk of an electro traumatism at the power branch enterprises.Item Экспериментальные исследования и математическое моделирование асинхронного электропривода передвижения мостового крана(Національний університет "Запорізька політехніка", 2013) Швед, Ю. С.; Орловский, Игорь Анатольевич; Швед, Ю. С.; Орловський, Ігор Анатолійович; Swed, Y. S.; Orlovskyi, I. A.RU: Выполнен анализ экспериментальных исследований процессов в электроприводах передвижения мостовых кранов грузоподъёмностью 15 и 20 тонн. Получены близкие к экспериментальным данным параметры режима электропривода мостового крана при математическом моделировании. Показана методом математического моделирования возможность движение мостового крана без касания ребордами колес рельсов. UK: Виконано аналіз експериментальних досліджень процесів в електроприводах пересування мостових кранів вантажопідйомністю 15 і 20 тонн. Отримані близькі до експериментальних даних параметри режиму електроприводу мостового крана при математичному моделюванні. Показана методом математичного моделювання можливість рух мостового крана без торкання ребордами коліс рейок. EN: The analysis of experimental researches of processes in electric drives movement of bridge cranes 15 and 20 tons is executed. It showed the presence of the crane structure elasticity when it moves. There are several types of oscillation. The lowest frequency (0,18 Hz) is close to the frequency of the pendulum oscillation of cargo. The highest frequency (16 Hz) is approximately equal to the natural frequency of the movement mechanism. Mid-frequency (4,5 Hz) is close to the lowest natural frequency of the metal crane construction. The comparison of experimental data results of mode crane parameters with mathematical modeling is presented. It is close to the experimental data parameters of electric drive of bridge crane in mathematical modeling. Calculation of elasticity in mathematical model allows to get closer to the experimental data of the simulation results. The oscillation period of motor torque and speed of the crane differed by 30 %, the difference between the velocity after 5 seconds ramp does not exceed 7 %. The possibility of bridge crane movement without wheel flange rails touching is shown by mathematical modeling.Item Определения параметров состава композиции псевдожидкометаллических контактов по математической модели(Національний університет "Запорізька політехніка", 2013) Павленко, Т. П.; Павленко, Т. П.; Pavlenko, T. P.RU: Электрические контакты представляют собой твердую композицию, состоящую из пористой матрицы, пропитанной легкоплавким наполнителем. Под влиянием джоулева тепла происходит расплавление наполнителя. В таком состоянии электрические контакты работают как жидкометаллические. С помощью их математической модели определено переходное сопротивление в зоне контактирования контактов и распределение пор на их рабочей поверхности. Новые контактные композиции рекомендуются к использованию в главных контактах многоамперных автоматических выключателях, в токоограничивающих блоках автоматических выключателей до 1000А, в контакторах. UK: Електричні контакти являють собою тверду композицію, що складається з пористої матриці, просякнутої легкоплавким наповнювачем. Під впливом джоульова тепла відбувається розплавлення наповнювача. У такому стані електричні контакти працюють як рідиннометалеві. За допомогою математичної моделі визначено перехідний опір в зоні контактування контактів, розподіл пор на їх робочий поверхні. Нові контактні композиції рекомендуються до використання в головних контактах багатоамперних автоматичних вимикачах, в струмообмежувальних блоках автоматичних вимикачів до 1000А, в контакторах. EN: The electrical contacts are the hard composition. The composition contains the porous matrix saturated with fusible filler. There is the change of the aggregate state composition when the current passes from the electric contacts. The fusible filler is melted under the influence of Joule’s heat. The electric contacts work as liquid metallic in such state. It is necessary to analyze the conductivity of contacts and change of their parameters in the contact area for the effective composition exposure of contacts. The article presents the transitional resistance in an area connections of contacts, the distribution of pores on their working surface and co-operation of hard phase matrix with filler by the mathematical model of contact conductivity. In a mathematical model the parameters liquid metallic bridge and probabilistic determination of numbers of such bridges on the working surface by contacts are examined. The new contact compositions are recommended to be used in the main contacts of circuits breakers with the large values of current, in the blocks with current limitation to 1000 A by circuits breakers and in contactors.Item Расчет переходных процессов электромагнитных устройств на основе магнитоэлектрических схем замещения с магнитными конденсаторами(Національний університет "Запорізька політехніка", 2013) Тиховод, Сергей Михайлович; Токмаков, И. В.; Тиховод, Сергій Михайлович; Токмаков, І. В.; Tykhovod, S. M.; Tokmakov, I. V.RU: Разработана модификация магнитоэлектрических схем замещения электромагнитных устройств с использованием понятий магнитные токи и магнитные конденсаторы. Предложено использовать магнитные конденсаторы с дифференциальной емкостью. Приведен пример моделирования переходных процессов при включении силового трансформатора. По критерию устойчивости и времени моделирования использование предложенной схемы замещения превосходит существующие схемы. UK: Розроблена модифікація магнітоелектричних схем заміщення електромагнітних пристроїв з використовуванням понять магнітні струми і магнітні конденсатори. Запропоновано використовувати магнітні конденсатори з диференціальною емністю. Приведений приклад моделювання перехідних процесів при включенні силового трансформатора. По критерію стійкості і часу моделювання використовування запропонованій схеми заміщення перевершує існуючі схеми. EN: For dynamic processes modeling in magnetic and electrical systems of transformers and other electromagnetic devices the effective method of electrical and magnetic circuits in united arrangement is used. The scheme of such circuits is termed as the magnetoelectric equivalent circuit of the electromagnetic device. The classical magnetoelectric equivalent circuit of electromagnetic devices denotes that the magnetic fluxes are flowing in magnetic branches, and the electric currents are flowing in electrical branches. The equivalent circuit choice essentially influences upon the efficiency of modeling. In this paper the original magnetoelectric equivalent circuit using concepts «magnetic currents» and «magnetic capacitors» (Shakirov method) is considered. The computing process realized according to such model is unstable. Therefore the given method can’t be recommended for transient analyses in nonlinear magnetoelectric circuits. Modeling modification of Shakirov magnetoelectric equivalent circuit is offered with the purpose of efficiency improvement. «Magnetic currents» and «magnetic capacitors» with differential capacitance are used in the offered magnetoelectric equivalent circuit. The computing process according to such model has the best stability and fast operation than the computing process according to another magnetoelectric equivalent circuits. The merit of such method is possibility of joining-up magnetic resistance elements to equivalent circuit. The resistances of ones could be chosen taking into consideration the equivalence of losses in magnetic resistors end magnetic system. Modeling of transients at switch on regime of the power transformer is given as an example.