Electrical Engineering and Power Engineering (EE&PE - E-Journal) / Електротехніка та електроенергетика
Not a member yet
396 research outputs found
Sort by
Система векторного керування електроприводом конвеєра зернометальної машини
Get PDFPurpose. Synthesis of an automatic control system for an asynchronous electric drive of a grain thrower conveyor based on a frequency converter with vector control.
Methodology. The research was carried out using methods of mathematical modeling of an electric drive; using methods of tuning optimization and regulator synthesis. The technique of synthesis of vector control systems is based on the representation of a non-stationary multi-connected object, which is an AC machine, in the form of a set of stationary subobjects with linear links in the main control channels.
Findings. The study of the work of the subordinate regulation system, which implements the principles of vector control, oriented along the vector of the rotor flux linkage, has been carried out. The modeling of the processes of AM excitation, AM start-up at idle speed, nominal load surge, speed reduction has been carried out. It was found that the synthesized system is characterized by good quality indicators. The overshoot at start does not exceed 5%, the regulation time is 0.4 s, the torque limitation is carried out at a predetermined level. It has been proven that oscillatory processes in transient modes with significant torque surges with classical settings of loop regulators can be compensated by introducing artificial cross-links into the control part of the electric drive.
Originality. A system of subordinate regulation of the blood pressure of the grain thrower trimmer conveyor has been implemented to set the speed of the grain flow with the aim of throwing grain at a given distance by creating an appropriate ballistic flight trajectory, which ensures a reduction in losses from damage to grain.
Practical value. The structure of the vector control system of a frequency-controlled asynchronous electric drive with additional compensating cross-connections between active and reactive energy control channels is proposed to improve the quality indicators of the system.Цель работы. Синтез системы автоматического управления асинхронным электроприводом конвейера зернометателя на базе преобразователя частоты с векторным управлением.
Методы исследования. Исследования проводились с применением методов математического моделирования электропривода; с использованием методов оптимизации настроек и синтеза регуляторов. В основе методики синтеза систем векторного управления лежит представление нестационарного многосвязного объекта, которым является машина переменного тока, в виде некоторой совокупности стационарных подобъектов с линейными звеньями в основных каналах регулирования.
Полученные результаты. Проведено исследование работы системы подчиненного регулирования, которая реализует принципы векторного управления, ориентированного по вектору потокосцепления ротора. Выполнено моделирование процессов возбуждения АД, пуска АД на холостом ходу, набросе номинальной нагрузки, снижения скорости. Установлено, что синтезированная система характеризуется хорошими качественными показателями. Перерегулирование при пуске не превышает 5%, время регулирования составляет 0,4 с, ограничение момента осуществляется на заданном уровне. Доказано, что колебательные процессы в переходных режимах со значительными бросками момента при классических настройках контурных регуляторов можно компенсировать за счет введения искусственных перекрестных связей в управляющую часть электропривода.
Научна новизна. Реализована система подчиненного регулирования АД конвейера триммера зернометателя для задания скорости движения зернового потока с целью возможности бросания зерна на заданное расстояние за счет создания соответствующей баллистической траектории полета, что обеспечивает снижение убытков от повреждения зерна.
Практическая ценность. Предложена структура системы векторного управления частотно-регулируемого асинхронного электропривода с дополнительными компенсирующими перекрестными связями между каналами регулирования активной и реактивной энергии для улучшения качественных показателей системы.Мета роботи. Синтез системи автоматичного керування асинхронним електроприводом конвеєра зернометальника на базі перетворювача частоти з векторним керуванням.
Методи дослідження. Дослідження проводились із застосуванням методів математичного моделювання електроприводу; з використанням методів оптимізації налаштувань і синтезу регуляторів. В основі методики синтезу систем векторного керування лежить уявлення нестаціонарного багатозв'язаного об'єкта, яким є машина змінного струму, у вигляді деякої сукупності стаціонарних підоб'єктів з лінійними ланками в основних каналах регулювання.
Отримані результати. Проведено дослідження роботи системи підпорядкованого регулювання, що реалізує принципи векторного управління, орієнтованого по вектору потокозчеплення ротора. Виконано моделювання процесів збудження АД, пуску АД на холостому ходу, накиді номінального навантаження, зниження швидкості. Встановлено, що синтезована система характеризується гарними якісними показниками. Перерегулювання при пуску не перевищує 5%, час регулювання становить 0,4 с, обмеження моменту здійснюється на заданому рівні. Доведено, що коливальні процеси в перехідних режимах із значними кидками моменту при класичних налаштуваннях контурних регуляторів можна компенсувати за рахунок введення штучних перехресних зв’язків в керуючу частину ЕП.
Наукова новизна. Реалізовано систему підпорядкованого регулювання АД конвеєра тримера зернометальика для завдання швидкості руху зернового потоку з метою можливості кидання зерна на задану відстань за рахунок створення відповідної балістичної траєкторії польоту, що забезпечує зниження збитків від пошкодження зерна.
Практична цінність. Запропонована структура системи векторного керування частотно-регульованого асинхронного електропривода з додатковими компенсуючими перехресними зв’язками між каналами регулювання активної й реактивної енергії для покращення якісних показників системи
Питомі норми витрат енергії в задачі контролю ефективності її використання
Get PDFPurpose. Analysis of the existing methods of specific energy consumption standardization and determination of the method acceptable for the standardization in conditions of transient structural and regime changes in energy consumption at a modern industrial enterprise.
Methodology. Analysis of the existing methods of specific energy consumption standardization, identification of their disadvantages and advantages. Comparison of the possibilities of these methods with the requirements for the specific energy consumption standardization in modern production.
Findings. Emphasis is focused on the significant dependence between reliability of the results of energy efficiency control of the production process (savings or overconsumption of energy) and the accuracy of the calculation of specific norms of energy consumption. The dependence between the assessments of the enterprise’s staff energy saving activity and the achieved accuracy of energy consumption standardization is determined. It is highlighted that in energy efficiency standardization practice, the existing methods are focused on the production conditions, where their benefits are fully revealed. It is proved that due to the increased accuracy of the standardization, efficiency of obtaining and processing information, the statistical method is the most acceptable for the conditions of transient structural and regime changes in the power consumption of the object. Prospects for improving the method of energy efficiency control are described.
Originality. For the first time, the use of the statistical method of specific energy consumption standardization in the system of energy efficiency control of production processes with rapid structural and regime changes in energy consumption of the object is proposed.
Practical value is to determine an acceptable method of specific energy consumption standardization in the conditions of modern industrial production, as well as ways to improve it.Цель работы. Анализ существующих методов нормирования удельных затрат энергии и определения метода, приемлемого для нормирования показателя энергоэффективности при наличии быстротечных структурных и режимных изменений в энергопотреблении современного промышленного предприятия.
Методы исследования. Анализ существующих методов нормирования удельных затрат энергии, определение их недостатков и преимуществ. Сопоставление возможностей этих методов с требованиями нормирования показателей удельного энергопотребления в условиях современного производства.
Полученные результаты. Определена необходимость повышения точности расчета удельных норм расхода энергии в задачах контроля эффективности ее использования. Это обеспечивает четкое разграничение режимов “рационального” и “нерационального” использования энергоносителей, способствует объективной оценке вклада в этот процесс действий обслуживающего персонала предприятия. Проанализированы существующие методы расчета удельных норм. Определена степень их приемлемости для решения задач нормирования показателей энергопотребления в современных условиях производства. Показано, что точность расчета экспериментальным методом высока при стабильных параметрах, влияющих на процесс энергопотребления. Расчетно-аналитический метод, как правило, не обеспечивает низкой погрешности расчета, имеет значительную трудоемкость, что ограничивает его использование в условиях повышенной оперативности контроля. В условиях контроля энергопотребления, характеризующихся существенными структурными и режимными изменениями, наиболее приемлемым является статистический метод нормирования, который характеризуется сравнительно низкими трудоемкостью и статистической погрешностью расчета, обусловленной применением экспериментальных данных. Раскрыты преимущества и недостатки метода. Возможность повышения информативности контроля следует увязывать с усовершенствованием статистической модели. Расширение оперативной информации, определение интегральных характеристик энергопотребления способствует формированию рациональных управленческих решений, обеспечению высокой энергоэффективности процесса производства промышленной продукции.
Научная новизна. Впервые предложено использование статистического метода нормирования удельного потребления энергии в системе контроля энергоэффективности производственных процессов при быстротечных структурных и режимных изменениях энергопотребления объекта. Акцентировано внимание на существенной зависимости показателя достоверности результатов контроля энергоэффективности производственного процесса (наличия экономии или перерасхода энергии) от точности расчета удельных норм расхода энергии. Определена зависимость оценки деятельности коллектива предприятия в сфере энергосбережения от достигнутой точности нормирования энергопотребления. Раскрыты перспективы усовершенствования метода в системе контроля энергоэффективности.
Практическая ценность состоит в определении приемлемого для условий современного промышленного производства метода нормирования удельных затрат энергии, а также путей его усовершенствования.Мета роботи. Аналіз існуючих методів нормування питомих витрат енергії та визначення методу, прийнятного для нормування показника енергоефективності при наявності швидкоплинних структурних і режимних змін в енергоспоживанні сучасного промислового підприємства.
Методи дослідження. Аналіз існуючих методів нормування питомих витрат енергії, визначення їх недоліків та переваг. Співставлення можливостей цих методів з вимогами до нормування показників питомого енергоспоживання в умовах сучасного виробництва.
Отримані результати Визначена необхідність підвищення точності розрахунку питомих норм витрат енергії в задачах контролю ефективності її використання. Це забезпечує чітке розмежування режимів «раціонального» та «нераціонального» використання енергоносіїв, сприяє об’єктивній оцінці вкладу в цей процес дій обслуговуючого персоналу підприємства. Проаналізовано існуючі методи розрахунку питомих норм. Визначена ступінь їх прийнятності для вирішення завдань нормування показників енергоспоживання в сучасних умовах виробництва. Показано, що точність розрахунку експериментальним методом висока при стабільних параметрах, що впливають на процес енергоспоживання. Розрахунково-аналітичний метод, як правило, не забезпечує низької похибки розрахунку, має значну трудомісткість, що обмежує його використання в умовах підвищеної оперативності контролю. В умовах контролю енергоспоживання, що характеризуються суттєвими структурними і режимними змінами, найбільш прийнятним є статистичний метод нормування, який характеризується порівняно низькими трудомісткістю та статистичною похибкою розрахунку, зумовленою застосуванням експериментальних даних. Розкриті переваги та недоліки методу. Можливість підвищення інформативності контролю слід пов’язувати з удосконаленням статистичної моделі. Розширення оперативної інформації, визначення інтегральних характеристик енергоспоживання сприяє формуванню раціональних управлінських рішень, забезпеченню високої енергоефективністі процесу виробництва промислової продукції.
Наукова новизна. Вперше запропоновано використання статистичного методу нормування питомого споживання енергії в системі контролю енергоефективності виробничих процесів при швидкоплинних структурних та режимних змінах енергоспоживання об'єкту. Акцентовано увагу на суттєвій залежності показника достовірності результатів контролю енергоефективності виробничого процесу (наявності економії або перевитрат енергії) від точності розрахунку питомих норм витрат енергії. Визначена залежність оцінки діяльності колективу підприємства в сфері енергозбереження від досягнутої точності нормування енергоспоживання. Розкриті перспективи удосконалення методу в системі контролю енергоефективності.
Практична цінність полягає у визначенні прийнятного для умов сучасного промислового виробництва методу нормування питомих витрат енергії, а також шляхів його удосконалення
Розвиток уявлень про «струм зміщення»
Get PDFPurpose. In electrical engineering, radio engineering, such concepts as charge, electric field, magnetic field, electromagnetic field, direct electric current, alternating current are used. These abstract concepts reflect certain real physical phenomena. For example, current is understood as the directed movement of electric charges. However, there is also a conditionally abstract concept of "bias current", which was introduced by Maxwell to explain the passage of current through a section of capacitor where there are no charges. The purpose of the article is to reveal the substantive meaning of this term and to explain the real mechanism of current flow in an electric circuit.
Methodology. Analysis of the phenomenon is performed on the basis of such traditional concepts as charge, electric field, magnetic field, electromagnetic field, direct electric current, alternating current. Analysis of the contradiction between the concept of current as a directed movement of charges and the concept of "bias current" as a current without charges is presented. Theoretical coordination of the "bias current "concepts and current as a directed motion of charges is done.
Findings. It is shown that for all sections of a closed electric circuit, the definition of current as a directed movement of charges is valid only for direct current, when the charges are actually moving in all sections of the circuit. In the circuit with the capacitor, direct current does not flow, because there are no charges in the gap between the plates of the capacitor. However, alternating current occurs, at the moment when the circuit is closed. In the area of the conductor there is a directed movement of charges and the cause of the movement is an electric field, which is variable and occurs together with the alternating magnetic field in all parts of the circuit, including the part of the capacitor where there are no charges. It is shown that in general the concept of current as a directed motion of charges is correct, but conditionally abstract, because in fact the root cause is what is called an electromagnetic field. The concept of bias current is a conditionally abstract expression of the electromagnetic field.
Originality. The novelty is that it is possible to understand adequately and non-abstractly the processes that occur in an electric circuit during the passage of current, that no current creates an electric field around the conductor on which charges move, and vice versa, alternating electric field leads to charges ,which are in the conductor areas.
Practical value. Understanding the real essence of the term makes it possible to assess correctly the processes occurring in the electrical circuit; gives the answer whether the movement of charges occurs gradually or immediately around the circle when connecting an e.r.s. and closing the circuit. This understanding gives you an idea of what happens when the capacitor electrodes are connected to an e.r.s. and why do the electrons in a conductor come in a directed motion, what is the nature of the force acting on the electrons.Цель работы. В электротехнике, радиотехнике используются такие понятия как заряд, электрическое поле, магнитное поле, электромагнитное поле, постоянный электрический ток, переменный ток. Эти абстрактные понятия отражают определенные реальные физические явления. Например, ток понимается как направленное движение электрических зарядов. Однако существует также условно-абстрактное понятие «ток смещения», которое было введено Максвеллом для объяснения прохождения тока через участок конденсатора, где зарядов нету. Цель статьи - раскрыть предметное содержание этого термина и объяснить реальный механизм прохождения тока в электрической цепи.
Методы исследования. Анализ явления на основе таких традиционных понятий как заряд, электрическое поле, магнитное поле, электромагнитное поле, постоянный электрический ток, переменный ток. Анализ противоречия между понятием тока как направленного движения зарядов и понятием «ток смещения» как ток без зарядов. Теоретическое согласование понятий «ток смещения» и ток как направленное движение зарядов.
Полученные результаты. Показано, что для всех участков замкнутого электрической цепи определения тока как направленного движения зарядов справедливо только для постоянного тока, когда действительно заряды движутся на всех участках цепи. В цепи с конденсатором постоянный ток не протекает, поскольку в промежутке между пластинами конденсатора зарядов нету. Однако протекает переменный ток, который возникает в момент замыкания цепи.На участке проводника при этом возникает направленное движение зарядов и причиной движения является электрическоя поле, которое переменное и возникает вместе с переменным магнитным полем на всех участках цепи, в том числе и на участке конденсатора, где зарядов нету. Показано, что вообще понятие тока как направленного движения зарядов является правильным, но условно-абстрактным, потому что в действительности первопричиной является то, что называется электромагнитным полем. Понятие тока смещения является условно-абстрактным выражением электромагнитного поля
Научная новизна. Новизна заключается в том, что появляется возможность адекватно и неабстрактное понимать процессы, которые происходят в электрической цепи при прохождении тока, что не ток создает электрическое поле вокруг проводника, по которому направлено движутся заряды, а наоборот, переменное электрическое поле приводит в движение заряды, которые есть на участках проводника.
Практическая ценность. Понимание реальной сути термина дает возможность правильно оценивать процессы, которые происходят в электрической цепи. Или при подключении источника ЭДС и замыкании цепи движение зарядов происходит постепенно, или наступает сразу по всей окружности. Дает возможность понимать, что происходит, когда электроды конденсатора подсоединяются к источнику ЭДС. Почему электроны в проводнике приходят в направленное движение, какова природа силы, действующей на электроны.Мета роботи. В електротехніці, радіотехніці вживаються такі поняття як заряд, електричне поле, магнітне поле, електромагнітне поле, постійний електричний струм, змінний струм. Ці абстрактні поняття відображають певні реальні фізичні явища. Наприклад, струм розуміється як напрямлений рух електричних зарядів. Однак існує також умовно-абстрактне поняття «струм зміщення», яке було введене Максвеллом для пояснення проходження струму через ділянку конденсатора, де зарядів нема. Мета статті – розкрити предметний зміст цього терміну і пояснити реальний механізм проходження струму в електричному колі.
Методи дослідження. Аналіз явища на основі таких традиційних понять як заряд, електричне поле, магнітне поле, електромагнітне поле, постійний електричний струм, змінний струм. Аналіз суперечності між поняттям струму як напрямленого руху зарядів і поняттям «струм зміщення» як струм без зарядів. Теоретичне узгодження понять «струм зміщення» і струм як напрямлений рух зарядів.
Отримані результати. Показано, що для всіх ділянок замкненого електричного кола визначення струму як напрямленого руху зарядів справедливе тільки для постійного струму, коли дійсно заряди рухаються на всіх ділянках кола. У колі з конденсатором постійний струм не протікає, оскільки в проміжку між пластинами конденсатора зарядів нема. Однак протікає змінний струм, який виникає в момент замикання кола. На ділянці провідника при цьому виникає напрямлений рух зарядів і причиною руху є єлектричне поле, яке змінне і виникає разом зі змінним магнітним полем на всіх ділянках кола, в тому числі й на ділянці конденсатора, де зарядів нема. Показано, що взагалі поняття струму як напрямленого руху зарядів є правильним, але умовно-абстрактним, бо насправді першопричиною є те, що називається електромагнітним полем. Поняття струму зміщення є умовно-абстрактним вираженням електромагнітного поля.
Наукова новизна. Новизна полягає в тому, що з’являється можливість адекватно і неабстрактно розуміти процеси, які відбуваються в електричному колі при проходженні струму, що не струм створює електричне поле навколо провідника, по якому напрямлено рухаються заряди, а навпаки, змінне електричне поле призводить до руху заряди, які є на ділянках провідника.
Практична цінність. Розуміння реальної суті терміну дає можливість правильно оцінювати процеси, які відбуваються в електричному колі. Чи при під’єднанні джерела е.р.с. і замиканні кола рух зарядів відбувається поступово, чи настає відразу по всьому колу. Дає можливість розуміти, що відбувається, коли електроди конденсатора під’єднуються до джерела е.р.с. Чому електрони в провіднику приходять у напрямлений рух, яка природа сили, що діє на електрони
A Поліноміальна апроксимація динамічних сигналів одноплатформених ЖД ваг
No full textPurpose. Obtaining an approximating function (or a system of approximating equations), which, with a minimum error, will make approximations to the available data on a train of railway objects through 1 platform scales.
Methodology. To solve this problem, numerical methods are used, namely, the approximation by polynomial functions of the nth order. The experimental data on the basis of which the experiments were carried out were obtained from the weighing and identification system of wagon in motion on a single platform scale. The approximation process is automated using a program written in the Python programming language in which the polyPit and polyid functions of the numPy library are used to obtain the polynomial coefficients.
Findings. Due to the use of polynomial approximation in data processing from tensometric railroad weighing systems, it was possible to obtain a system of linear equations that, with minimal error, restored the experimental data that were obtained from the existing system of the Severny GOK: Metinvest enterprise.
When normalizing the readings of the sensors from conventional units, obtained from the summing box to the range of values [0; 1] it became possible, in percentage terms, to describe a railway object. This makes it possible to avoid the dependence of the final results on the travel speed of the carriage or locomotive, which leads to an increase in the accuracy of the identification of cars in the rolling stock due to the use of the percentage of the axles staying on the weighing platform (approach / exit). It became possible to determine the type of carriage with the same number of axles, but different characteristics of the center space and the base of the rolling stock.
Originality. The novelty is to obtain a general method of approximation of experimental data of the passage of wagons through a single-platform scales, which can be used to train intelligent systems and generate close to real data of the passage of a car (due to the imposition of noise, etc.).
Practical value. Improving the accuracy and speed of the carriage identification as a whole, which reduces the plant downtime, contributes to an increase in the number of weighed and identified moving objects, as well as the ability to identify the type of carriage with the same number of axles in the train. The methods presented in the work can be used both for identification and for tasks, the end result of which is the classification of input data (neural networks, etc.).Цель работы. Получение аппроксимирующей функции (или системы аппроксимирующих уравнений), которая с минимальной погрешностью сделает приближения к имеющимся данным по поезду железнодорожных объектов через 1-но платформенные весы.
Методы исследования. Для решения поставленной задачи используются численные методы, а именно аппроксимация полиноминальными функциями n-го порядка. Экспериментальные данные, на основе которых выполняются опыты были получены из системы взвешивания и идентификации вагонов в движении на одно платформенных весах. Автоматизация процесса аппроксимации происходит с помощью программы, написанной на языке программирования Python в которой, для получения коэффициентов многочлена, использовано функции polifit и polyid библиотеки numPy.
Полученные результаты. Благодаря использованию полиноминальной аппроксимации при обработке данных с тензометрических железнодорожных весовых систем удалось получить систему линейных уравнений, которые с минимальной ошибкой восстановили экспериментальные данные, которые были получены с существующей системы предприятия Северный ГОК: Метинвест.
При нормализации показаний датчиков от условных единиц, полученный из суммирующей коробки к диапазону значений [0; 1] появилась возможность, в процентном соотношении, описать подвижной железнодорожный объект. Это дает возможность избежать зависимость конечных результатов от скорости проезда вагона или локомотива, что приводит к повышению точности идентификации вагонов в подвижном составе за счет использование процентного соотношение перебывания осей на весовой платформе (наезд/съезд). Появилась возможность определить тип вагона с одинаковым количеством осей, но разными характеристиками межосевого пространства и базы подвижного состава.
Научная новизна. Новизна заключается в полученные общего метода аппроксимации экспериментальных данных проезда вагонов через одноплатформенные весы, который можно использовать для обучения интеллектуальных систем и генерации приближенных к реальным данным проезда вагона (за счет наложения шумов, пр.).
Практическая ценность. Повышение точности и скорости идентификации вагона в целом, что уменьшает время простоя предприятия, способствует увеличению количества взвешенных и идентифицированных движущихся объектов, а так же возможность идентифицирования типа вагона с одинаковым количеством осей в железнодорожном составе. Методы, приведенные в работе, могут быть использованы как для идентификации, так и для задач, конечным результатом которых является классификация входных данных (нейронные сети и т.п.).Мета роботи. Отримання апроксимуючої функції (або системи апроксимуючих рівнянь), яка з мінімальною похибкою зробить наближення до наявних даних по проїзду залізничних об’єктів через 1-но платформні залізничні ваги.
Методи дослідження. Для розв'язання поставленої задачі використовуються числові методи , а саме апроксимація поліноміальними функціями n-го порядку. Експериментальні данні, на основі яких виконуються досліди було отримано з системи зважування та ідентифікації вагонів у русі на одно платформних вагах. Автоматизація процесу апроксимації відбувається за допомогою програми, написаної на мові програмування Python в якій, для отримання коефіцієнтів многочлена, використано функції polifit та polyid бібліотеки numPy .
Отримані результати. Завдяки використанню поліномінальної апроксимації при обробці даних з тензометричних залізничних вагових систем вдалось отримати систему лінійних рівнянь, які з мінімальною похибкою відновили експериментальні дані, що були отримані з існуючої системи підприємства Північний ГЗК: Метінвест.
При нормалізації показань датчиків від умовних одиниць, отриманих з підсумкової коробки до діапазону значень [0 ; 1] з'явилась змога, у процентному співвідношенні, описати рухомий залізничний об’єкт. Це дає змогу уникнути залежності кінцевих результатів від швидкості проїзду вагона або локомотива, що призводить до підвищення точності ідентифікації вагонів у рухомому складі за рахунок використання процентного співвідношення перебування осей на ваговій платформі(наїзд/з’їзд). З’явилась можливість визначити тип вагона з однаковою кількістю осей, але різними характеристиками міжосьового простору та бази рухомого складу.
Наукова новизна. Новизна полягає в отриманні загального методу апроксимації експериментальних даних проїзду вагонів через одноплатформні ваги, який можна використовувати для навчання інтелектуальних систем та генерації, наближених до реальних даних проїзду вагона( за рахунок накладання шумів, тощо. ).
Практична цінність. Підвищення точності та швидкості ідентифікації вагона у цілому а також можливість ідентифікувати тип вагона з однаковою кількістю осей у залізничному складі, зменшує час простою підприємства, що сприяє збільшенню кількості зважених та ідентифікованих рухомих об’єктів. Методи, наведені у роботі, можуть буди використанні як для ідентифікації, так і для задач, кінцевим результатом яких є класифікація вхідних даних( нейронні сітки та т.п. )
Енергоефективний електропривід вентиляційних установок
No full textPurpose. Improving the efficiency and energy performance of an asynchronous electric drive for stationary fan’s units of the main ventilation line of mines.
Methodology. The research was carried out using the methods of the theory of electrical circuits, mathematical physics, simulation, interpolation and approximation
Findings. The research of electromagnetic and energy processes in the asynchronous electric drive system with pulse control at a fan load, taking into account the variable aerodynamic parameters of the main ventilation line of mines. An electric drive system is able to respond with high accuracy and reliability to changes in the aerodynamic parameters of the main ventilation line of mines has been proven. This will also increase the power factor of the electric drive at a fan load up 0.8 to 0.93 p.u., and the efficiency up 92.5% to 94.5%, when regulating in the range of the operating slip of the rotor of the drive fan motor = 0.5 ÷, which, respectively, is on average up 0,25% to 40 higher in comparison with systems of an unregulated electric drive. Recommendations has been developed for the design and rational selection of the rated fan capacity for the main ventilation line to advance the best energy efficiency level of the electric drive.
Originality. The research of electro-mechanical, electro-energy power and aerodynamic processes in the dynamic modes of the fan electric drive was carried out. The fan-loaded "induction motor-converter" system has been proven to be self-regulating. It is able to respond with high accuracy and reliability even at low switching frequencies of the power chopper to any changes of the aerodynamic parameters of the main ventilation line of mines.
Practical value. Recommendations has been developed for the design and rational selection of the rated fan capacity for the main ventilation line to advance the best energy efficiency level of the electric drive.Цель работы. Повышение эффективности работы и энергетических показателей асинхронного электропривода для стационарных установок вентиляторов магистрали главного проветривания шахт.
Методы исследования. Исследования проводились с применением методов теории электрических цепей, математической физики, имитационного моделирования, интерполяции и аппроксимации.
Полученные результаты. Проведено исследование электромагнитных и энергетических процессов в системе асинхронного электропривода с импульсным регулированием при вентиляторной нагрузке, с учетом переменных аэродинамических параметрах магистрали главного проветривания шахт. Установлено, что система электропривода способна с высокой точностью и надежностью реагировать на изменения аэродинамических параметров магистрали главного проветривания шахт, а также позволит повысить коэффициент мощности электропривода при вентиляторной нагрузке до 0,8÷0,93, и коэффициента полезного действия до (92,5÷94,5)% при регулировании в диапазоне рабочих скольжений ротора приводного вентиляторного двигателя = 0,5÷, что соответственно в среднем на 0,25 и 40% выше по сравнению с системами нерегулируемого электропривода. Разработаны рекомендации по проектированию и рациональному выбору установленной мощности вентилятора для магистрали главного проветривания для обеспечения наилучшего уровня энергоэффективности электропривода.
Научна новизна. Проведено исследование электромеханических, электроэнергетических и аэродинамических процессов в динамическом режиме электропривода вентилятора. Доказано, что система "асинхронный двигатель-преобразователь" с вентиляторной нагрузкой является саморегулирующейся, то есть способна реагировать с высокой точностью и надежностью даже при низких частотах коммутации силового ключа на любые изменения аэродинамических параметров сети главного проветривания шахт.
Практическая ценность. Разработаны рекомендации по проектированию и рациональному выбору установленной мощности вентилятора для магистрали главного проветривания для обеспечения наилучшего уровня энергоэффективности электропривода.Мета роботи. Підвищення ефективності роботи і енергетичних показників асинхронного електропри-воду для стаціонарних установок вентиляторів магістралі головного провітрювання шахт. Методи дослідження. Дослідження проводились із застосуванням методів теорії електричних кіл, ма-тематичної фізики, імітаційного моделювання, інтерполяції та апроксимації.Отримані результати. Проведено дослідження електромагнітних і енергетичних процесів в системі асинхронного електроприводу з імпульсним регулюванням при вентиляторному навантаженні з урахуванням змінних аеродинамічних параметрів магістралі головного провітрювання шахт. Встановлено, що система еле-ктроприводу здатна з високою точністю і надійністю реагувати на зміни аеродинамічних параметрів магіст-ралі головного провітрювання шахт, а також дозволить підвищити коефіцієнт потужності електроприводу при вентиляторному навантаженні до 0,8 ÷ 0,93, і коефіцієнта корисної дії до (92,5 ÷ 94,5)% при регулюванні в діапазоні робочих ковзань ротора привідного вентиляторного двигуна = 0,5÷ , що відповідно в середньому на 0,25 і 40% вище в порівнянні з системами нерегульованого електроприводу. Розроблено рекомендації з прое-ктування та раціонального вибору встановленої потужності вентилятора для магістралі головного провіт-рювання для забезпечення найкращого рівня енергоефективності електроприводу.Наукова новизна. Проведено дослідження електромеханічних, електроенергетичних та аеродинамічних процесів в динамічному режимі електроприводу вентилятора. Доведено, що система "асинхронний двигун-перетворювач" з вентиляторним навантаженням є саморегулюючою, тобто здатна реагувати з високою точ-ністю і надійністю навіть при низьких частотах комутації силового ключа на будь-які зміни аеродинамічних параметрів мережі головного провітрювання шахт. Практична цінність. Розроблено рекомендації з проектування та раціонального вибору встановленої потужності вентилятора для магістралі головного провітрювання для забезпечення найкращого рівня енерго-ефективності електроприводу
Підходи для підвищення точності вимірювання температури тіла людини безконтактними ІЧ термометрами
Get PDFPurpose: analyze existing approaches to measuring human body temperature, propose approaches to improve measurement accuracy.
Methodology. analytical, experimental.
Findings. The article considers approaches to improving the accuracy of measuring body temperature with non-contact infrared thermometers. The parameters of infrared temperature meters are analyzed. The composition of the system for collecting statistical information on the influence of environmental factors on the accuracy of measurements is proposed. Research software is offered. Measurement statistics are given. Ways to increase the accuracy of measurements with non-contact infrared thermometers are indicated. Mathematical and physical support of non-contact temperature measurement is offered, the analysis of parameters of infrared body temperature meters is carried out, the system for receiving the statistical information for revealing of factors of influence is developed, the analysis of results is carried out.
Originality. An updated formula for determining body temperature is proposed, which contains the following parameters: specific constant for a particular device, which depends on the optical focusing system and the absorbing material; the degree of radiation of the object, which depends on the material of the object whose temperature is measured; the absolute temperature of the object being measured; absolute ambient temperature; reflected radiation from the environment; absolute temperature of the pyrometer sensor housing..
Practical value. The paper offers recommendations that can significantly increase the accuracy of measurements in the design of systems containing infrared thermometers.Цель работы: проанализировать существующие подходы измерения температуры тела человека, предложить подходы для повышения точности измерения.
Методы исследования: аналитический, экспериментальный.
Полученные результаты. В статье рассмотрено подходы к повышению точности измерения температуры тела бесконтактными инфракрасными термометрами. Проанализированы параметры инфракрасных измерителей температуры. Предложен состав системы для сбора статистической информации влияния факторов окружающей среды на точность измерений. Предложено программное обеспечение для проведения исследований. Приведены статистические данные измерений. Указаны пути повышения точности измерений бесконтактными инфракрасными термометрами. Предложено математическое и физическое обеспечение бесконтактного измерения температуры, проведен анализ параметров инфракрасных измерителей температуры тела, разработана система для получения статистической информации для выявления факторов влияния, проведен анализ результатов.
Научная новизна. Предложена уточненная формула для определения температуры тела, содержит следующие параметры: специфическая постоянная для отдельного устройства, зависящая от оптической системы фокусирования и поглощающего материала; степень излучения объекта, зависящая от материала объекта, температура которого измеряется; абсолютная температура анализируемого объекта; абсолютная температура внешней среды; отраженное излучение внешней среды; абсолютная температура корпуса датчика пирометра.
Практическая ценность. В работе предложены рекомендации, способные в значительной степени повысить точность измерений при проектировании систем, содержащих инфракрасные термометры.Мета роботи: проаналізувати існуючі підходи вимірювання температури тіла людини, запропонувати підходи для підвищення точності вимірювання.
Методи дослідження: аналітичний, експериментальний.
Отримані результати. У статті розглянуто підходи до підвищення точності вимірювання температури тіла безконтактними інфрачервоними термометрами. Проаналізовано параметри інфрачервоних вимірювачів температури. Запропоновано склад системи для збору статистичної інформації щодо впливу факторів навколишнього середовища на точність вимірювань. Запропоновано програмне забезпечення для проведення досліджень. Наведено статистичні дані вимірювань. Вказано шляхи підвищення точності вимірювань безконтактними інфрачервоними термометрами. Запропоновані математичне та фізичне забезпечення безконтактного вимірювання температури, проведений аналіз параметрів інфрачервоних вимірювачів температури тіла, розроблено систему для отримання статистичної інформації для виявлення факторів впливу, проведено аналіз результатів.
Наукова новизна. Запропоновано уточнену формулу для визначення температури тіла, що містить такі параметри: специфічна стала для окремого пристрою, що залежить від оптичної системи фокусування та поглинаючого матеріалу; ступінь випромінювання об’єкта, що залежить від матеріалу об’єкту, температура якого вимірюється; абсолютна температура об’єкта, що вимірюється; абсолютна температура зовнішнього середовища; відбите випромінювання зовнішнього середовища; абсолютна температура корпусу датчика пірометра.
Практична цінність. В роботі запропоновані рекомендації, що здатні в значній мірі підвищити точність вимірювань при проектуванні систем, що містять інфрачервоні термометри
Автоматизована методика розрахунку параметрів для нетрадиційних технологій опалення та кондиціонування будівель
Get PDFPurpose. Develop an automated method for calculating parameters for heat pump systems for heating, air conditioning and hot water supply, designed for use in domestic conditions with non-standard heat transfer flows.
Methodology. Mathematical modeling of thermodynamic processes occurring in heating, air conditioning and hot water supply systems.
Findings. The automated method of calculating the parameters of non-traditional technology, which uses standard heat pump equipment of the water heating system for the cooling mode of the air in the warm period of the year, and the discharge of heat dissipated into the ground, was substantiated and developed; and for the needs of hot water supply heat pump air-liquid, acting as a high-speed water heater.
The estimation of technologies of the thermal energy utilization in buildings developed earlier by authors is executed. The first technology involved the use of a heat pump and heat accumulator scheme in the cold season, and halved the consumption of conventional fuel compared to a gas column for hot water at the same facility. The second technology involved heat recovery with the help of a heat accumulator in a complex system of air conditioning and hot water supply in the warm period, which saves from 74 to 82% of conventional fuel compared to the scheme with boiler and air conditioner without heat accumulator.
Critical conclusions were drawn about the need to use additional dimensional equipment for these technologies and the excess amount of hot water received. Possibilities of realization of such scheme were analyzed. Analytically substantiated recommendations on the design (ribbing of heat exchange surfaces) of heating devices and parameters of their operating modes in the cold and warm periods of the year were given. The condition of invariance of heat exchange areas of heating devices and basic water consumption in the heating system was fulfilled. The need to regulate the air conditioning regime by changing the water flow in the system to maintain a constant indoor air temperature with fluctuations in outdoor air temperature was substantiated.
Originality. For the first time, attention is paid to the study of non-traditional methods of using heat pump heating for heating, air conditioning and hot water supply of residential premises. The automated method for determining rational parameters for these technologies was developed.
Practical value. The automated method of forming the control dependence of the mass flow of water in the system on the outside air temperature on the condition of constancy of the set comfortable indoor air temperature was developed. The use of air-liquid heat pump for hot water supply in the warm period was analyzed, a high energy conversion factor was noted (14 ... 22). The savings of conventional fuel from the application of the considered technology from 13% to 18% in comparison with the technology using a heat accumulator were substantiated.Цель работы. Разработать автоматизированную методику расчета параметров для теплонасосных систем отопления, кондиционирования и горячего водоснабжения применяемых в бытовых условиях при нестандартных потоках передачи тепловой энергии.
Методы исследования. Математическое моделирование термодинамических процессов протекающих в системах отопления, кондиционирования и горячего водоснабжения.
Полученные результаты. Обоснована и разработана автоматизированная методика расчета параметров нетрадиционной технологии, использующей стандартное теплонасосное оборудование водяного отопления для режима охлаждения воздуха в теплый период и сброса отводимой теплоты в грунт, а для нужд горячего водоснабжения тепловой насос воздух-жидкость, работающий в качестве скоростного водонагревателя.
Сделана оценка разработанных ранее авторами технологий утилизации тепловой энергии в зданиях. Первая технология предусматривает применение схемы с тепловым насосом и тепловым аккумулятором в холодный период и позволяет уменьшить расходы условного топлива в два раза по сравнению с газовой колонкой для горячего водоснабжения на том же объекте. Вторая технология предусматривает утилизацию теплоты с помощью теплового аккумулятора в комплексной системе кондиционирования и горячего водоснабжения в теплый период, что позволяет сэкономить от 74 % до 82 % условного топлива по сравнению со схемой с котлом и кондиционером без теплового аккумулятора.
Сделаны критические выводы о необходимости применения для этих технологий дополнительного нового габаритного оборудования и избыточном количестве получаемой горячей воды. Проанализированы возможности реализации такой схемы. Сделаны аналитически обоснованные рекомендации насчет конструкции (оребрение поверхностей) отопительных приборов и параметров режимов их эксплуатации в холодный и теплый (необходимость поперечного обдува) периоды года. При этом соблюдались неизменность площадей теплообмена отопительных приборов и базового расхода воды в системе отопления. Обоснована необходимость в регулировании режима кондиционирования путем изменения расхода воды в системе для поддержания постоянной комфортной температуры внутреннего воздуха при колебаниях внешней температуры.
Научна новизна. Впервые уделяется внимание исследованиям нетрадиционных способов применения теплонасосного оборудования с целью отопления, кондиционирования и горячего водоснабжения жилых помещений. Разработана автоматизированная методика определения рациональных параметров для данных технологий.
Практическая ценность. Разработана автоматизированная методика формирования управляющей зависимости массового расхода воды в системе от температуры наружного воздуха из условия постоянства заданной комфортной температуры внутреннего воздуха. Проанализировано применение воздушного теплового насоса для горячего водоснабжения в теплый период и отмечены высокие коэффициенты преобразования энергии (14…22). Обоснована экономия условного топлива от применения рассмотренной технологии от 13% до 18% по сравнению с технологией, использующей тепловой аккумулятор..Мета роботи. Розробити автоматизовану методику розрахунку параметрів для теплонасосних систем опалення, кондиціонування та гарячого водопостачання, призначених для застосування в побутових умовах при нестандартних потоках передавання теплової енергії.
Методи дослідження. Математичне моделювання термодинамічних процесів, що протікають в системах опалення, кондиціонування та гарячого водопостачання.
Отримані результати. Обґрунтована та розроблена автоматизована методика розрахунку параметрів нетрадиційної технології, що використовує стандартне теплонасосне обладнання системи водного опалення для режиму охолодження повітря в теплий період року, та скидання теплоти що відводиться в грунт. А для потреб гарячого водопостачання тепловий насос повітря-рідина, що працює в якості швидкісного водонагрівача.
Виконана оцінка розроблених раніше авторами технологій утилізації теплової енергії в будівлях. Перша технологія передбачала застосування схемі з тепловим насосом та тепловим акумулятором в холодний період, та дозволяла зменшити витрати умовного палива в два рази в порівнянні із газовою колонкою для гарячого водопостачання на тому самому об’єкті. Друга технологія передбачала утилізацію теплоти за допомогою теплового акумулятору в комплексній системі кондиціонування та гарячого водопостачання в теплий період, що дозволяє заощадити від 74 до 82% умовного палива в порівнянні зі схемою з котлом та кондиціонером без теплового акумулятору.
Зроблено критичні висновки щодо необхідності застосування для цих технологій додаткового габаритного обладнання та надлишковій кількості отримуваної гарячої води. Проаналізовані можливості реалізації такої схеми. Зроблено аналітично обґрунтовані рекомендації щодо конструкції (оребрення поверхонь теплообміну) опалювальних приладів та параметрів режимів їх експлуатації в холодний та теплий періоди року. При цьому виконувалась умова незмінності площ теплообміну опалювальних приладів та базової витрати води в системі опалення. Обґрунтована необхідність в регулюванні режиму кондиціонування шляхом зміни витрати води в системі для підтримання постійної температури внутрішнього повітря при коливаннях температури зовнішнього повітря.
Наукова новизна. Вперше приділяється увага дослідженням нетрадиційних способів застосування теплонасосного опалення з метою опалення, кондиціонування та гарячого водопостачання житлових приміщень. Розроблена автоматизована методика визначення раціональних параметрів для даних технологій.
Практична цінність. Розроблено автоматизовану методику формування керуючої залежності масової витрати води в системі від температури зовнішнього повітря з умови постійності заданої комфортної температури внутрішнього повітря. Проаналізовано застосування теплового насосу повітря-рідина для гарячого водопостачання в теплий період, відзначено високий коефіцієнт перетворення енергії (14...22). Обґрунтовано економію умовного палива від застосування розглянутої технології від 13% до 18% в порівнянні з технологією, що використовує тепловий акумулятор
Короткострокове прогнозування споживання електроенергії на об’єктах енергоринку з використанням метода «ГУСЕНИЦА»-SSA
Get PDFPurpose. The main goal of the study is to increase the efficiency of the operating mode of the power system by predicting the consumption of electric energy by consumers using the "Gusenitsa" -SSA method to reduce the error in predicting the electrical energy at the energy market facilities.Methodology. The use of the method "Gusennitsa" -SSA for forecasting the consumption of electric energy of an industrial facility of the energy market is investigated.Findings. This article explores the use of the Gusenitsa -SSA method for forecasting the electricity consumption of an industrial facility in an energy market. The basis of this study is to improve the efficiency of the power grid mode by forecasting electricity consumption by consumers, contractors and producers. Using modern methods of gathering statistical information allows you to make the right decisions in the planning and management of energy objects. The article presents the method of singular spectral analysis that allows the use of statistics of a non-stationary series. The use of the method of singular spectral analysis-SSA allows to obtain the forecasting error of electric energy on the objects of the energy market within the acceptable range. The obtained forecast electric consumption for some period will allow to control the electric power system by means of data collection devices. Data collection devices in automatic mode will transmit statistical information, and the software will adjust the predicted values of electricity ordered by the consumer, the supplier. This study allows us to use the method of singular spectral analysis in simple forecasting for the week, day, and hour before using statistical instruments. The results can be used in electricity for the preliminary forecasting of electricity consumption and the planning of electricity production and prices. The proposed method shows how to use the singular spectral in the prediction of electrical energy.Originality. Research in the field of power consumption forecasting will reduce the forecasting error without using methods of analysis for the stationarity of power consumption time seriesPractical value. It will allow you to order electric power from suppliers with a lower margin, this will increase the economy of consumers' funds.Цель работы. Основной целью проведенного исследования является повышение эффективности режима работы энергосистемы за счет прогнозирования потребления электрической энергии потребителями путем использования метода «Гусеница» -SSA для снижения погрешности прогнозирования электрической энергии на объектах энергорынка.Методы исследования. Исследуется использование метода "Гусенница" -SSA прогнозирования потребления электрической энергии промышленного объекта энергорынка.Полученные результаты. В данной статье исследуется использование метода "Гусенница" -SSA прогнозирования потребления электрической энергии промышленного объекта энергорынка. Основой проведенного исследования является повышение эффективности режима работы энергосистемы за счет прогнозирования потребления электрической энергии потребителями, поставщика и производителями. Использование современных способов сбора статистической информации позволяет принимать правильные решения в планировании и управлении энергообъектами. В статье представлен метод сингулярного спектрального анализа, который позволяет использование статистических данных нестационарного ряда. Использования метода сингулярного спектрального анализа-SSA позволяет получить погрешность прогнозирования электрической энергии на объектах энергорынка в пределах допустимого. Полученное прогнозное электрическое потребление за некоторый период позволит управлять электроэнергетической системой за помощью устройств сбора данных. Устройства сбора данных в автоматическом режиме будут передавать статистическую информацию, а программное обеспечение корректировать прогнозные значения электрической энергии при заказе потребителем, поставщиком. Данное исследование позволяет использовать метод сингулярного спектрального анализа в простом прогнозировании на неделю, сутки, час в перед при использовании статистических инструментов. Результаты могут использоваться в электроэнергетике при предыдущем прогнозировании потребления электроэнергии и планировании объемов производства электрической энергии и цены на нее. Предложенный метод показывает как правильно использовать сингулярний спектральный анализ в прогнозировании электрической энергии.Научна новизна. Исследования в области прогнозирования елекроспоживання позволит снизить похику прогнозирования не применяя методов анализа на стационарность временных рядов электропотребления.Практическая ценность. Позволит заказывать электрическую энергию у поставщиков с меньшей погрешностью это увеличит экономию средств потребителей.Мета роботи. Основною метою проведеного дослідження є підвищення ефективності режиму роботи енергосистеми за рахунок прогнозування споживання електричної енергії споживачами шляхом використання методу «Гусеница»-SSA для зниження похибки прогнозування електричної енергії на об’єктах енергоринку.Методи дослідження. Досліджується використання метода "Гусенница"-SSA прогнозування споживання електричної енергії промислового об'єкта енергоринку.Отримані результати. В даній статті досліджується використання метода "Гусенница"-SSA прогнозування споживання електричної енергії промислового об'єкта енергоринку. Основою проведеного дослідження є підвищення ефективності режиму роботи енергосистеми за рахунок прогнозування споживання електричної енергії споживачами, постачальниками та виробниками. Використання сучасних способів збору статистичної інформації дозволяє приймати правильні рішення в плануванні та управлінні енергооб’єктами. В статті представлено метод сингулярного спектрального аналізу, який дозволяє використання статистичних даних нестаціонарного ряду. Використання методу сингулярного спектрального аналізу-SSA дозволяє отримати похибку прогнозування електричної енергії на об’єктах енергоринку в межах допустимого. Отримане прогнозне електричне споживання за деякий період дозволить управляти електроенергетичною системою задопомогою пристроїв збору даних. Пристрої збору даних в автоматичному режимі будуть передавати статистичну інформацію, а програмне забезпечення корегувати прогнозні значення електричної енергії замовленні споживачем, постачальником. Дане дослідження дозволяє використовувати метод сингулярного спектрального аналізу в простому прогнозуванні на тиждень, добу , годину на перед при використанні статистичних інструментів. Результати можуть використовуватися в електроенергетиці при попередньому прогнозуванні споживання електроенергії та плануванні об’ємів виробництва електричної енергії та ціни на неї. Запропонований метод показує як правильно використовувати сингулярний спектральний в прогнозуванні електричної енергії.Наукова новизна. Дослідження в області прогнозування електроспоживання дозволить знизити похибку прогнозування не застосовуючи методів аналізу на стаціонарність часових рядів електроспоживання.Практична цінність. Дозволить замовляти електричну енергію в постачальників з меншою похибкою це збільшить економію коштів споживачів
Гіраторно-конденсаторний метод моделювання електромагнітних процесів на основі магнітоелектричних схем заміщення
No full textPurpose. Development of magnetoelectric substitution circuits using gyrator-capacitor models
Methodology. Numerical methods for solving differential equations of state, mathematical apparatus of matrix algebra, computer programming and methods of electrical circuit theory.
Findings. As a result of modification of the known method of calculation of transient electro-magnetic processes on the basis of magnetoelectric substitution circuits, the method using gyrator-capacitor models is developed.
On the basis of the developed method the computer program for calculation of transient process in the single-phase transformer which showed adequacy of a method is made. The universal software complex for modeling magnetoelectric substitution circuits Colo was modified. An example of using a modified Colo software complex to calculate a transients in a three-phase transformer is shown. This example demonstrates additional clarity of compilated magneto-electric substitution circuits and reduction of the computer time modeling.
Originality. Further development of methods for calculating electromagnetic processes based on nonlinear magnetoelectric substitution circuits was carried out. The mathematical model, which is taken as a principle of the universal Colo software complex, was modified by the way of a new element application - a gyrator. It is allaw to achieve the systemic application of the gyratory-capacitor method of magnetoelectric substitution circuits.
Practical value. The proposed modification of the universal software complex Colo allows to reduce the time of model development, preparation of initial data and to reduce the processor time of modeling of complex nonlinear electromagnetic devices.Цель работы. Разработка магнитоэлектрических схем замещения, использующих гираторно-конденсаторные модели
Методы исследования. Численные методы решения дифференциальных уравнений состояния, математический аппарат матричной алгебры, компьютерное программирование и методы теории электрических цепей.
Полученные результаты. В результате модификации известного метода расчета переходных электромагнитных процессов на основе магнитоэлектрических схем замещения, разработан метод, использующий гираторно-конденсаторные модели. На основании разработанного метода составлена компьютерная программа для расчета переходного процесса в однофазном трансформаторе, которая показала адекватность метода. Модифицирован универсальный программный комплекс моделирования магнитоэлектрических схем замещения Colo. Показан пример применения модифицированного программного комплекса Colo для расчета переходного процесса в трехфазном трансформаторе. Данный пример показал лучшую наглядность при составлении магнитоэлектрических схем замещения, а также сокращение времени компьютерного моделирования.
Научна новизна. Получено дальнейшее развитие методов расчета электромагнитных процессов на основе нелинейных магнитоэлектрических схем замещения. Модифицирована математическая модель, положенная в основу универсального программного комплекса Colo путем введения нового элемента - гиратора, чем достигнута системность применения гираторно-конденсаторного метода магнитоэлектрических схем замещения.
Практическая ценность. Предложенная модификация универсального программного комплекса Colo позволяет сократить время разработки модели, подготовки исходных данных и позволяет сократить процессорное время моделирования сложных нелинейных электромагнитных устройств.Мета роботи. Розробка магнітоелектричних схем заміщення, що використовують гіраторно-конденсаторні моделі
Методи дослідження. Числові методи розв’язку диференціальних рівнянь стану, математичний апарат матричної алгебри, комп'ютерне програмування та методи теорії електричних кіл.
Отримані результати. В результаті модифікації відомого методу розрахунку перехідних електро-магнітних процесів на основі магнітоелектричних схем заміщення, розроблений метод, який використовує гіраторно-конденсаторні моделі. На підставі розробленого методу складена комп'ютерна програма для розрахунку перехідного процесу в однофазному трансформаторі, яка показала адекватність методу. Модифікований універсальний програмний комплекс моделювання магнітоелектричних схем заміщення Colo. Показаний приклад застосування модифікованого програмного комплексу Colo для розрахунку перехідного процесу в трифазному трансформаторі. Даний приклад показав кращу наочність при складанні магнітоелектричних схем заміщення, а також скорочення часу комп'ютерного моделювання.
Наукова новизна. Виконано подальший розвиток методів розрахунку електромагнітних процесів на основі нелінійних магнітоелектричних схем заміщення. Модифікована математична модель, яка положенная в основу універсального програмного комплексу Colo шляхом введення нового елемента - гіратора, чим досягнута системність застосування гіраторно-конденсаторного методу магнітоелектричних схем заміщення.
Практична цінність. Запропонована модифікація універсального програмного комплексу Colo дозволяє скоротити час розробки моделі, підготовки вихідних даних і скоротити процесорний час моделювання складних нелінійних електромагнітних пристроїв
Розрахунок магнітного демпферу
Get PDFPurpose. To investigate the dependence of the magnetic properties of a material on its chemical composition obtained at different pressures at certain temperatures. On the basis of the specific composition and properties of this material, to investigate how its operating points and loss of re-magnetization change, which in turn will affect the structural and operational characteristics of the magnetic damper of engine.Methodology. Selection of the function extrema of the magnet energy dependence on induction and intensity through differentiation of expression, calculation of operating points of the magnet by the method of selection and using the MathCad medium, determination of the energy of re-magnetization through the integration of hysteresis loops, analytical calculation of magnetic forces in a magnetic damper using Beamer experiment formulas.. Findings.In the course of this task the operating points of the magnet hysteresis loop were determined, in which the magnetic energy is greatest by differentiating the expression of the dependence of the magnet energy on induction and intensity. On the basis of these data, the maximum magnetic induction was found to be the tertiary force of the magnetic field at these points. These points characterize the highest specific energy of the magnet, which is further used as intended. Then, based on the hysteresis loop, the energy of losses on the re-magnetization of the magnet was found by integration. According to these data, the unloading force of the magnetic damper was calculated. Originality. More accurate analysis of magnetic processes in magnetic materials was conducted using a mathematical apparatus, software environments such as MathCad, OriginLaB. The dependence of the material magnetic properties on its chemical composition, energy and losses is analyzed, which in turn makes the use of a permanent magnet more efficient in engineering, apparatus and machines.Practical value. According to the obtained results of calculation of energy losses and operating points of the magnet, the optimal chemical composition, its geometric size is determined, which allows to reduce production losses, save materials while increasing the efficiency of magnetic material in engine design. This increases both operational life of the machines and their reliability. The optimum dimensions of the magnets in the windings provide the required air gaps, which in turn, due to the absence of friction, reduce losses increasing the unloading force.Цель работы. Исследовать зависимость магнитных свойств материала от его химического состава, полученный за разного давления при определенных температурах. На основе определенного состава и свойств этого материала исследовать, как меняются его рабочие точки и потери на перемагничивания, что в свою очередь повлияет на конструкцйни и эксплуатационные особенности магнитного демпфера двигателя.Методы исследования. Выбор экстремумов функции зависимости энергии магнита от индукции и напряженности из-за дифференцировки выражения, расчет рабочих точек магнита методом подбор и с помощью среды MathCad, определения энергии перемагничивания через интегрирование петли гистерезиса, аналитический расчет магнитных сил в магнитном демпфере, используя формулы из опытов демпферных опор Бекерса.Полученные результаты. В ходе выполнения поставленной задачи были определены рабочие точки петли гистерезиса магнита, в которых магнитная энергия самая путем дифференцирования выражения зависимости энергии магнита от индукции и напряженности. На основе этих данных было обнаружено максимальную магнитную индукцию такоерцитивну силу магнитного поля в этих точках. Эти точки характеризует наибольшую удельную энергию магнита, которую в дальнейшем используют по назначению. Далее, опираясь на петлю гистерезиса, путем интегрирования был найден энергию потерь на перемагничивания магнита. По этим данным было рассчитано разгружая силу магнитного демпфера.Научная новизна. Было проведено более точный анализ магнитных процессов в магнитных материалах с помощью математического аппарата, с использованием программных сред, такие как MathCad, OriginLaB. Проанализирована зависимость магнитных свойств материала от его химического состава, энергии и потерь, в свою очередь делает более эффективным использование постоянного магнита в технике, аппаратах и машинах.Практическая ценность. По полученным результатам расчета энергии потерь и рабочих точек магнита определяется оптимальный химический состав, его геометрический размер, что позволяет снизить потери на производство, сэкономить материалы при этом повысить полезное действие магнитного материала в конструкции двигателей. При этом увеличивается эксплуатационный срок работы машин, их надежность. Оптимальные размеры магнитов в обмотках обеспечивают нужны воздушные промежутки, в свою очередь из-за отсутствия трения уменьшают потери, збильшуюе розвантажуваючу силу.Мета роботи. Дослідити залежність магнітних властивостей матеріалу від його хімічного складу, що отриманий за різного тиску при певних температурах. На основі певного складу та властивостей цього матеріалу дослідити, як змінюються його робочі точки та втрати на перемагнічення, що в свою чергу впливатиме на конструкцйні та експлуатаційні особливості магнітного демпферу двигуна.Методи дослідження. Вибір екстремумів функції залежності енергії магніту від індукції та напруженості через диференціювання виразу, розрахунок робочих точок магніту методом підбіру та за допомогою середовища MathCad, визначення енергії перемагнічення через інтегрування петлі гістерезису, аналітичний розрахунок магнітних сил у магнітному демпфері, використовуючи формули з дослідів демпферних опор Бекерса.Отримані результати. У ході виконання поставленого завдання було визначено робочі точки петлі гістерезису магніту, у яких магнітна енергія найбільша шляхом диференціювання виразу залежності енергії магніта від індукції та напруженості. На основі цих данних було виявлено максимальну магнітну індукцію такоерцитивну силу магнітного поля у цих точках. Ці точки характеризують найбільшу питому енергію магніта, яку надалі використовують за призначенням. Далі, спираючись на петлю гістерезиса, шляхом інтегрування було знайдено енергію втрат на перемагнічення магніту. За цими даними було розраховано розвантажуючу силу магнітного демпфера.Наукова новизна. Було проведено більш точний аналіз магнітних процесів у магнітних матеріалах за допомогою математичного апарату, з використанням програмних середовищ, такі як MathCad, OriginLaB. Проаналізована залежність магнітних властивостей матеріалу від його хімічного складу, енергії та втрат, що в свою чергу робить більш ефективним використання постійного магніту у техніці, апаратах та машинах.Практична цінність. За отриманими результатами розрахунку енергії втрат та робочих точок магніту визначається оптимальний хімічний склад, його геометричний розмір, що дозволяє знизити втрати на виробництво, зекономити матеріали при цьому підвищити корисну дію магнітного матеріалу у конструкції двигунів. При цьому збільшується експлуатаційний строк роботи машин, їх надійність. Оптимальні розміри магнітів в обмотках забезпечують потрібні повітряні проміжки, що в свою чергу через відсутність тертя зменшують втрати, що збільшуює розвантажуваючу силу