Electrical Engineering and Power Engineering (EE&PE - E-Journal) / Електротехніка та електроенергетика
Not a member yet
396 research outputs found
Sort by
АНАЛІЗ СТІЙКОСТІ СИСТЕМИ ЕЛЕКТРОЖИВЛЕННЯ ЗВАРЮВАЛЬНОЇ ЕЛЕКТРИЧНОЇ І ПЛАЗМОВОЇ ДУГИ
No full textPurpose. Consideration of issues related to the stability problem of the "power source - electric arc" system with small disturbances and its solution in the framework of the method of small oscillations. Discussion of the choice of a mathematical model, the presentation of an effective approach to solving stability problems, based on the use of general equations of quasistationary modes for the analytical description of AC circuits.Methodology. In methodological terms, the article is based on the well-known classical principles of the general theory of stability. Basically, stability under small perturbations is considered and methods are used that are based on the analysis of differential equations of the first (linear) approximation, which have received fruitful application and development in the theory of automatic control.Findings. Examples of solving specific problems of stability in analytical, as well as in graphic or graphoanalytic form, are important in the formation and approval of theoretical principles. Unlike numerical solutions, they illustrate more clearly all the characteristic aspects of the problem. In particular, they are a good illustration of the distinctive side of the aperiodic stability problem that its solution depends solely on the static characteristics of the system elements and can be obtained within the framework of only finite equations, and the resistance coefficient can be used as a stability criterion.Originality. The well-known method was further developed in relation to a new object of study - a soft-switching converter operating on an electric arc. Special attention has been paid to a clearer formulation of the problem and a more differentiated assessment of its acceptability for the given technical system.Practical value. In connection with the continuous development of individual power supply systems, the importance of the problem of their sustainable operation is growing even more. The article can serve as a real basis for a constructive solution to the problems of the general theory of stability of new power supplies for technological loads, contribute to the creation of favorable conditions for its further fruitful development, as well as for the development of new effective methods for solving specific problems of interest to specialists in the field of power supply systems of electrotechnological installations.Цель работы. Рассмотрение вопросов, касающихся проблемы устойчивости системы «источник питания – электрическая дуга» при малых возмущениях и её решение в рамках метода малых колебаний. Обсуждение выбора математической модели, изложение эффективного подхода к решению задач устойчивости, основанного на использовании для аналитического описания цепей переменного тока общих уравнений квазистационарных режимов.Методы исследования. В методологическом плане статья базируется на известных классических положениях общей теории устойчивости. В основном рассматривается устойчивость при малых возмущениях и используются методы, которые базируются на анализе дифференциальных уравнений первого (линейного) приближения, получившие плодотворное применение и развитие в теории автоматического регулирования.Полученные результаты. Примеры решения конкретных задач устойчивости в аналитической, а также в графической или графоаналитической форме имеют важное значение в становлении и утверждении теоретических положений. В отличие от численных решений они более наглядно иллюстрируют все характерные стороны проблемы. В частности, они являются хорошей иллюстрацией той отличительной стороны задачи об апериодической устойчивости, что её решение зависит исключительно от статических характеристик элементов системы и может быть получено в рамках лишь конечных уравнений, а в качестве критерия устойчивости можно использовать коэффициент сопротивления.Научна новизна. Получил дальнейшее развитие известный метод применительно к новому объекту исследования – преобразователю с мягким переключением, работающего на электрическую дугу. Уделено отдельное внимание более чёткой постановке задачи и более дифференцированной оценке её приемлемости для заданной технической системы.Практическая ценность. В связи с непрерывным развитием отдельных систем электропитания значение проблемы их устойчивой работы ещё больше возрастает. Статья может служить реальной основой для конструктивного решения вопросов общей теории устойчивости новых источников питания технологических нагрузок, способствовать созданию благоприятных условий для дальнейшего плодотворного её развития, а также для разработки новых эффективных методов решения конкретных задач, интересующих специалистов в области систем электропитания электротехнологических установок.Мета роботи. Розгляд питань, що стосуються проблеми стійкості системи «джерело живлення - електрична дуга» при малих збуреннях і її вирішення в рамках методу малих коливань. Обговорення вибору математичної моделі, викладення ефективного підходу до вирішення завдань стійкості, основаного на використанні для аналітичного опису ланцюгів змінного струму загальних рівнянь квазістаціонарних режимів.Методи дослідження. У методологічному плані стаття базується на відомих класичних положеннях загальної теорії стійкості. В основному розглядається стійкість при малих збуреннях і використовуються методи, які базуються на аналізі диференціальних рівнянь першого (лінійного) наближення, які отримали плідне застосування і розвиток у теорії автоматичного регулювання.Отримані результати. Приклади розв’язання конкретних завдань стійкості в аналітичній, а також в графічній або графоаналітичній формі мають важливе значення в становленні і затвердженні теоретичних положень. На відміну від числових рішень вони більш наочно ілюструють всі характерні сторони проблеми. Зокрема, вони є хорошою ілюстрацією тієї відмінної сторони завдання про аперіодичну стійкість, що його рішення залежить виключно від статичних характеристик елементів системи і може бути отримано в рамках лише кінцевих рівнянь, а в якості критерію стійкості можна використовувати коефіцієнт опору.Наукова новизна. Отримав подальший розвиток відомий метод стосовно нового об’єкту дослідження - перетворювача з м’яким перемиканням, що працює на електричну дугу. Приділено окрему увагу більш чіткій постановці завдання і більш диференційованій оцінці її прийнятності для заданої технічної системи.Практична цінність. У зв’язку з безперервним розвитком окремих систем електроживлення значення проблеми їх стійкої роботи ще більше зростає. Стаття може служити реальною основою для конструктивного вирішення питань загальної теорії стійкості нових джерел живлення технологічних навантажень, сприяти створенню сприятливих умов для подальшого плідного її розвитку, а також для розробки нових ефективних методів вирішення конкретних завдань, що цікавлять фахівців в області систем електроживлення електротехнологічних установок
EDGE-BASED ВЕКТОРНІ БАЗИСНІ ФУНКЦІЇ ДЛЯ АПРОКСИМАЦІЇ ЕЛЕКТРОМАГНІТНОГО ПОЛЯ В ОБ'ЄМНИХ І ПОВЕРХНЕВИХ КІНЦЕВИХ ЕЛЕМЕНТАХ
No full textPurpose. Analysis of the properties of Edge-Based vector of basis functions for the volume elements and working surface Edge-Based FEM vector of basis functions for approximating the vector values of the electromagnetic field in the surface integrals.Methodology. Based on the properties of simplex coordinates, the mathematical model of Edge-Based vector of basic functions for volume, and for the surface elements is proposed.Findings. The analysis of Edge-Based vector basis functions for the finite element method (FEM) is performed. Based on the analysis, Edge-Based functions for surface elements (triangles) are proposed. The properties of Edge-Based basis functions are obtained, which make it possible to more accurately simulate a magnetic field, eddy currents and losses in comparison with Nodal-Based vector basis functions. The proposed mathematical model shows the orthogonality of the proposed system Edge-Based vector basis functions, which allows their use in FEM. Moreover, it is shown that the tangent component of a vector field, represented as a linear combination of a system of both volume and surface Edge-Based basis functions on the edge of an element, is equal to the coefficient of the linear combination corresponding to the given edge. This property allows us to combine the volume and surface integrals of the FEM into one system of linear equations.Originality. The originality of the proposed mathematical model is the form, which makes it possible to go from volume integrals to surface integrals and merge volume and surface integrals of FEM into one system of linear equations. This allows you to significantly reduce the dimension of the problem and, as a result, reduce the resource intensity of the method and increase its speed without significant loss of accuracy.Practical value. The Edge-Based vector basis functions for volume and surface finite elements were used in the developed software package ELMAD-3D, designed to calculate losses and overheating from the leakage fields of power transformers and reactors. The use of surface Edge-Based vector basis functions allowed us to significantly increase the speed of calculation methods and reduce their resource intensity.Цель работы. Анализ свойств Edge-Based векторных базисных функций для объемных элементов и разработка поверхностных Edge-Based векторных базисных функций МКЭ для аппроксимации векторных величин электромагнитного поля в поверхностных интегралах.Методы исследования. Основываясь на свойствах симплексных координат, предлагается математическая модель Edge-Based векторных базисных функций, как для объемных, так и для поверхностных элементов.Полученные результаты. Выполнен анализ Edge-Based векторных базисных функций для метода конечных элементов (МКЭ). На основе анализа предложены Edge-Based функции для поверхностных элементов (треугольников). Получены свойства Edge-Based базисных функций, позволяющие более точно моделировать магнитное поле, вихревые токи и потери в сравнении с Nodal-Based векторными базисными функциями.Предложенная математическая модель показывает ортогональность предложенной системы Edge-Based векторных базисных функций, что позволяет их использование в МКЭ. Более того, показано, что касательная составляющая векторного поля, представленного в виде линейной комбинации системы как объемных, так и поверхностных Edge-Based базисных функций на ребре элемента, равняется коэффициенту линейной комбинации, соответствующему данному ребру. Данное свойство позволяет объединить объемные и поверхностные интегралы МКЭ в одну систему линейных уравнений.Научна новизна. Новизной предложенной математической модели является форма, дающая возможность перехода от объемных интегралов к поверхностным и объединения объемных и поверхностных интегралов МКЭ в одну систему линейных уравнений. Это позволяет существенно снизить размерность задачи и, как следствие, снизить ресурсоемкость метода и увеличить его быстродействие без значительных потерь точности.Практическая ценность. Приведенные Edge-Based векторные базисные функции для объемных и поверхностных конечных элементов были использованы в разработанном программном комплексе ELMAD-3D, предназначенном для расчета потерь и перегревов от полей рассеяния силовых трансформаторов и реакторов. Использование поверхностных Edge-Based векторных базисных функций позволило существенно увеличить быстродействие методов расчета и снизить их ресурсоемкость.Мета роботи. Аналіз властивостей Edge-Based векторних базисних функцій для об'ємних елементів і розробка поверхневих Edge-Based векторних базисних функцій МКЕ для апроксимації векторних величин електромагнітного поля в поверхневих інтегралах.Методи дослідження. Ґрунтуючись на властивостях симплексних координат пропонується математична модель Edge-Based векторних базисних функцій як для об'ємних так і для поверхневих елементів.Основні результати. Виконаний аналіз Edge-Based векторних базисних функцій для методу скінчених елементів (МСЕ). На основі аналізу запропоновано Edge-Based функції для поверхневих елементів (трикутників). Отримано властивості Edge-Based базисних функцій, що дозволяють більш точно моделювати магнітне поле, вихрові струми і втрати в порівнянні з Nodal-Based векторними базисними функціями.Запропонована математична модель показує ортогональність запропонованої системи Edge-Based векторних базисних функцій, що дозволяє їх використання в МСЕ. Більш того показано, що дотична складова векторного поля, представленого у вигляді лінійної комбінації системи як об'ємних так і поверхневих Edge-Based базисних функцій на ребрі елемента, дорівнює відповідному даному ребру коефіцієнту лінійної комбінації. Дана властивість дозволяє об'єднати об'ємні і поверхневі інтеграли МСЕ в одну систему лінійних рівнянь.Наукова новизна. Новизною запропонованої математичної моделі є форма, що дає можливість переходу від об'ємних інтегралів до поверхневих і об’єднання об'ємних і поверхневих інтегралів МСЕ в одну систему лінійних рівнянь. Це дозволяє істотно знизити розмірність задачі і, як наслідок, знизити ресурсуємність методу і збільшити його швидкодію без значних втрат точності.Практична цінність. Наведені Edge-Based векторні базисні функції для об'ємних і поверхневих скінчених елементів були використані в розробленому програмному комплексі ELMAD-3D, призначеному для розрахунку втрат і перегрівів від полів розсіювання силових трансформаторів і реакторів. Використання поверхневих Edge-Based векторних базисних функцій дозволило істотно збільшити швидкодію методів розрахунку і знизити їх ресурсуємність
ВДОСКОНАЛЕННЯ НЕРІВНОВАЖНО-КОМПЕНСАЦІЙНОГО МЕТОДУ ДІАГНОСТИКИ СТАНУ ВИСОКОВОЛЬТНИХ АПАРАТІВ З КОНДЕНСАТОРНОЮ ІЗОЛЯЦІЄЮ
No full textPurpose. Investigation of the nonequilibrium-compensation method for diagnosing the state of high-voltage devices with capacitor isolation, a description of the experience of using the method, finding the disadvantages and advantages of this diagnostic method, the development of improvements to the nonequilibrium-compensation method.Methodology. The study was carried out by the method of continuous monitoring under operating voltage (“online”) for bushings of a three-phase group of shunt reactors to a voltage class of 750 kV.Findings. As a result of the study, the authors developed an improved mathematical model for the nonequilibrium-compensation method, which takes into account the influence of the operating voltage, and received the final formula for determining the unbalance current, which can significantly increase the reliability of the diagnosis. The improved model is different in that it takes into account additional parameters - a working three-phase voltage, under the influence of which is the insulation of electrical devices. The values of the phase and amplitude of the unbalance current obtained using the model will not depend on the network operating modes, such as asymmetry, for example, and, accordingly, there is no need to set the overshot alarm settings and equipment shutdowns, unlike the “classical” method, since the parameters change unbalance current will be caused only by changes in active losses in isolation or partial breakdown of the insulation design of the device. Originality. The authors developed an advanced mathematical model for the diagnosis of high voltage apparatus with capacitor isolation under operating voltage. The result of the calculation of the new model does not depend on the effects of operating voltage (such as asymmetries of amplitudes and interphase angles).Practical value. The obtained model can be used in the production of systems and devices for continuous diagnostics (monitoring) of the main insulation of high-voltage bushings at voltage classes of 110 - 750 kV.Цель работы. Исследование неравновесно-компенсационного метода диагностики состояния высоковольтных аппаратов с конденсаторной изоляцией, описание опыта использования метода, нахождение недостатков и преимуществ этого метода диагностики, разработка усовершенствования неравновесно-компенсационного метода.Методы исследования. Исследование было проведено методом непрерывного контроля под рабочим напряжением (“онлайн”) для вводов трех-фазной группы шунтирующих реакторов на класс напряжения 750кВ.Полученные результаты. В результате проведенного исследования авторы разработали усовершенствованную математическую модель для неравновесно-компенсационного метода, которая учитывает влияние рабочего напряжения, и получили окончательную формулу для определения тока небаланса, которая позволяет значительно повысить достоверность диагностики. Улучшенная модель отличается тем, что учитывает дополнительные параметры - рабочее трехфазное напряжение, под воздействием которого находится изоляция электрических аппаратов. Полученные этой моделью значения фазы и амплитуды тока небаланса не будут зависеть от режимов работы сети, таких как асимметрия, например, и, соответственно, нет необходимости устанавливать завышенные уставки срабатывания аварийных сигналов, в отличие от «классического» метода, поскольку изменения параметров тока небаланса будут вызваны только изменениями активных потерь в изоляции или частичным пробоем изоляционной конструкции устройства.Научная новизна. Авторы разработали усовершенствованную математическую модель для диагностики аппаратов высокого напряжения с конденсаторной изоляцией под рабочим напряжением. Результат вычисления новой модели не зависит от влияний рабочего напряжения (таких как асимметрии амплитуд и межфазовых углов).Практическая ценность. Полученная модель может быть использована в разработке систем и устройств для непрерывной диагностики (мониторинга) основной изоляции аппаратов с конденсаторной изоляцией для классов напряжения 110 – 750 кВ.Мета роботи. Дослідження нерівноважно-компенсаційного методу діагностики стану високовольтних апаратів з конденсаторною ізоляцією, опис досвіду використання методу, знаходження недоліків та переваг цього методу діагностики, розробка вдосконалення нерівноважно-компенсаційного методу.Методи дослідження. Дослідження було виконано методом неперервного контролю під робочою напругою (“онлайн”) для вводів трьох-фазної групи шунтуючих реакторів напругою 750 кВ.Отримані результати. В результаті проведеного дослідження автори розробили вдосконалену математичну модель для нерівноважно-компенсаційного методу, яка враховує вплив робочої напруги, і отримали остаточну формулу для визначення струму небалансу, яка дозволяє значно підвищити достовірність діагностики. Покращена модель відрізняється тим, що враховує додаткові параметри - робочу трифазну напругу, під впливом якої знаходиться ізоляція електричних апаратів. Отриман за допомогою цієї моделі значення фази і амплітуди струму небалансу не залежатимуть від режимів роботи мережі, таких як асиметрія, наприклад, і, відповідно, немає необхідності встановлювати завищені уставки спрацьовування аварійних сигналів, на відміну від «класичного» методу, оскільки зміни параметрів струму небалансу будуть викликані тільки змінами активних втрат в ізоляції або частковим пробоєм ізоляційної конструкції електричного апарата.Наукова новизна. Автори розробили вдосконалену математичну модель для діагностики апаратів високої напруги з конденсаторною ізоляцією. Результат нової моделі не залежить від впливів робочої напруги (таких як асиметрія амплітуд і межфазових кутів).Практична цінність. Отримана модель може бути використана в розробці систем та пристроїв для неперервної діагностики (моніторингу) стану головної ізоляції апаратів з конденсаторною ізоляцією на класи напруги 110 – 750 кВ
ОПТИМІЗАЦІЯ ЧАСІВ НАМАГНІЧУВАННЯ І РОЗМАГНІЧУВАННЯ ЗУПИНЕНЕНИХ ЧАСТОТНО-РЕГУЛЬОВАНИХ СИНХРОННИХ МАШИН
No full textPurpose. Obtaining analytical calculated dependencies for finding the optimal time of magnetization and demagnetization of stopped frequency-regulated synchronous motors and the corresponding minimum energy loss in these motors for the regimes of magnetization and demagnetization.Methodology. Variational calculus and the theory of similarity, operator method and computer simulation.Findings. When varying the duration of the magnetization and demagnetization times, electrical energy losses were researched during magnetization and demagnetization of stopped synchronous motors for various types of them (with excitation winding in the presence or absence of damping windings; with permanent magnets; synchronous-jet motor) and with different trajectories (optimal, linear and parabolic) changes in the flux linkage and currents of these motors. The optimal type of paths of change in the flux linkage (or current) for each of the motor types researched is determined, corresponding to the minimization of energy loss in these machines under magnetization and demagnetization regimes. The minimum energy losses and the corresponding optimal magnetization and demagnetization times for the considered types of synchronous motors are calculated.Originality. For the investigated types of synchronous motors analytical dependences are proposed for calculating the optimal magnetization and demagnetization times, which ensure minimal energy losses in these motors under magnetization and demagnetization regimes. Analytical dependences are obtained for calculating the minimum energy losses in the indicated motors under these conditions.Practical value. Through the optimization of the magnetization times and demagnetization, the considered types of synchronous motors are reduced by a factor of 1.2 – 1.4 times or more for the energy losses of their regimes magnetization and demagnetization.Цель работы. Получение аналитических расчетных зависимостей для нахождения оптимальных времен намагничивания и размагничивания остановленных частотно-регулируемых синхронных машин и соответствующих им минимальных потерь энергии в этих машинах для режимов намагничивания и размагничивания.Методы исследования. Вариационного исчисления и теории подобия, операторный метод и имитационного компьютерного моделирования.Полученные результаты. При варьировании длительности времен намагничивания и размагничивания выполнены исследования электрических потерь энергии при режимах намагничивания и размагничивания остановленных синхронных машин применительно для различных их типов (с обмоткой возбуждения при наличии или отсутствии в них демпферной обмотки; с постоянными магнитами; синхронно-реактивной машины) и с различными траекториями (оптимальной, линейной и параболической) изменения потокосцепления и токов этих машин. Определен оптимальный вид траекторий изменения потокосцепления (или тока) для каждого из исследуемых типов машин, соответствующих минимизации потерь энергии в данных машинах при режимах намагничивания и размагничивания. Проведены расчеты минимальных потерь энергии и соответствующих им оптимальных времен намагничивания и размагничивания для рассмотренных типов синхронных машин.Научна новизна. Предложены для исследуемых типов синхронных машин аналитические зависимости для расчета оптимальных времен намагничивания и размагничивания, обеспечивающих минимальные потери энергии в этих машинах при режимах намагничивания и размагничивания. Получены аналитические зависимости для вычисления минимальных потерь энергии в указанных машинах при этих режимах.Практическая ценность. Посредством проведенной оптимизации времен намагничивания и размагничивания достигается для рассмотренных типов синхронных машин снижение в 1.2 – 1.4 раза и более потерь энергии при режимах их намагничивания и размагничивания.Мета роботи. Отримання аналітичних розрахункових залежностей для знаходження оптимальних часів намагнічування і розмагнічування зупинених частотно-регульованих синхронних машин і відповідних їм мінімальних втрат енергії в цих машинах для режимів намагнічування і розмагнічування.Методи дослідження. Варіаційного обчислення і теорії подібності, операторний метод та імітаційного комп'ютерного моделювання.Отримані результати. При варіюванні тривалості часів намагнічування і розмагнічування виконані дослідження електричних втрат енергії при режимах намагнічування і розмагнічування зупинених синхронних машин стосовно для різних їх типів (з обмоткою збудження при наявності або відсутності в них демпферного обмотки; з постійними магнітами; синхронно-реактивної машини) і з різними траєкторіями (оптимальної, лінійної і параболічної) зміни потокозчеплення і струмів цих машин. Визначено оптимальний вид траєкторій зміни потокозчеплення (або струму) для кожного з досліджуваних типів машин, відповідних мінімізації втрат енергії в даних машинах при режимах намагнічування і розмагнічування. Проведено розрахунки мінімальних втрат енергії і відповідних їм оптимальних часів намагнічування і розмагнічування для розглянутих типів синхронних машин.Наукова новизна. Запропоновано для досліджуваних типів синхронних машин аналітичні залежності для розрахунку оптимальних часів намагнічування і розмагнічування, що забезпечують мінімальні втрати енергії в цих машинах при режимах намагнічування і розмагнічування. Отримано аналітичні залежності для обчислення мінімальних втрат енергії в зазначених машинах при цих режимах.Практична цінність. За допомогою проведеної оптимізації часів намагнічування і розмагнічування досягається для розглянутих типів синхронних машин зниження в 1.2 – 1.4 рази і більше втрат енергії при режимах їх намагнічування і розмагнічування
ГАРМОНІЙНИЙ СКЛАД СТРУМІВ НЕРОБОЧОГО ХОДУ СИЛОВОГО ТРАНСФОРМАТОРУ
Get PDFPurpose. The aim of the work is to define the idle currents harmonic composition of the power transformer using spatial field models, that take into account the structural construction of the active part of the transformer, the hysteresis of nonlinear magnetic properties of the electrical steel, and the electrical asymmetry of the currents in phase windings.Methodology. The research was carried out using harmonic analysis methods, the theory of magnetic fields, the theory of electrical circuits, the theory of power transformers, finite element methods, and symmetric components.Findings. Based on the numerical implementation of 3D models of the magnetic field in a three-phase power transformer with the connection of the primary windings according to the “Y” scheme, the harmonic composition of the phase idle currents is determined. An improved approach has been applied to increase the efficiency of field simulation of the research idle mode by setting the conditions of symmetry of the magnetic field on a plane with the axes of the legs of the magnetic system. This made it possible to reduce the volume of the 3D geometric area by 2 times and to ensure a proportional decrease in the time and computational resources, required for the numerical implementation of the mathematical model by the finite element method. The features of non-sinusoidal changes in time of momentary values of idle currents are determined and their uneven distribution in the transformer phases is estimated. It is characterized by an increase in the effective currents to 113.2%, 112.9% in phases A and C and their decrease to 72.4% in phase B. It is shown that the amplitude of the main harmonic decreases for the positive phase-sequence by 5.08% of the amplitude of the transformer idling current and increases to 27.91% for the negative phase-sequence. The prevailing influence of the odd higher harmonic components of the idle phase currents, the amplitudes of which are 24, 21% and 4% of the amplitude of the idle current for its third, fifth and seventh harmonics is established. The use of a compensating winding system, which is connected to the adjusting windings in negative phase-sequence with a phase shift of 120 degrees, reduces the effective value of the idle current of the negative phase-sequence to 5%, approximates the effective value of the first harmonic of the idle current, and also reduce the deviation of the phase shift angles compared to the symmetric idle mode up to 2%.Originality. Based on theoretical and experimental researches, the prevailing influence of the third harmonic components on the non-sinusoidal phase of the idle phase currents in the primary windings, connected in "Y" is determined. The use of additional symmetry boundary conditions provides a significant increase in the efficiency of numerical implementation due to a two-fold reduction in the volume of the 3D field modeling of a power transformer in idle mode. For the scheme of connecting the windings of the transformer “Y” without a neutral wire, taking into account the interrelated effects of hysteresis and eddy currents on specific losses and magnetization power, due to the high accuracy of describing the interrelation between magnetic flux density and magnetic field strength in ferromagnetic media, the new features of idle current harmonic composition with the advantage of the third harmonic was determined and experimentally confirmed.Practical value. The proposed approaches and methods allow to reduce the current error and the relative error for idle losses up to 1.41% and 1.2% for a 3D model of a three-phase power transformer. The use of a system with a compensating winding allows to reduce the amplitude of the third harmonic components of idle phase currents up to 2 - 2.5 times and by balancing the current load of the phases reduce the amplitudes of phase idle currents and the effective value of idle current up to 15 - 16 %.Цель работы. Целью работы является определение гармонического состава токов холостого хода силового трансформатора с применением пространственных полевых моделей, учитывающих конструктивное устройство активной части трансформатора, гистерезис нелинейных магнитных свойств электротехнической стали, электрическую асимметрию токов в фазных обмотках.Методы исследования. Исследования проводились с использованием методов гармонического анализа, теории магнитных полей, теории электрических цепей, теории силовых трансформаторов, методов конечных элементов, симметричных составляющих.Полученные результаты. На основе численной реализации 3D моделей магнитного поля в силовом трехфазном трансформаторе с соединением первичных обмоток по схеме «Y» определено гармонический состав фазных токов холостого хода. Применен усовершенствованный подход для повышения эффективности полевого моделирования исследовательского режима холостого хода путем задания условий симметрии магнитного поля на плоскости с осями стержней магнитной системы. Это позволило сократить объем 3D геометрической области в 2 раза и обеспечить пропорциональное уменьшение временных и вычислительных ресурсов, необходимых для числовой реализации математической модели методом конечных элементов. Определены особенности несинусоидальных изменений во времени мгновенных значений токов холостого хода и произведена оценка их неравномерного распределения по фазам трансформатора, который характеризуется увеличением действующих токов до 113,2%, 112,9% в фазах А и С и их уменьшением до 72,4% в фазе В. Показано, что амплитуда основной гармоники уменьшается для прямой последовательности фаз на 5,08% от амплитуды тока холостого хода трансформатора и увеличивается до 27,91% для обратной последовательности фаз. Установлено преобладающее влияние нечетных высших гармонических составляющих фазных токов ХХ, амплитуды которых составляют 24, 21% и 4% от амплитуды тока ХХ для его третьей, пятой и седьмой гармоники. Применение системы компенсирующих обмоток, которые присоединяются к регулировочным обмоткам в обратной последовательности фаз с фазовым сдвигом 120 градусов, позволяет сократить действующее значение тока ХХ обратной последовательности до 5%, приблизить действующее значение первой гармоники тока ХХ прямой последовательности фаз до 98% тока ХХ, а также уменьшить отклонение углов фазовых сдвигов по сравнению с симметричным режимом ХХ до 2%.Научна новизна. На основе теоретических и экспериментальных исследований определены преобладающее влияние третьих гармонических составляющих на несинусоидальность фазных токов холостого хода в первичных обмотках, соединенных в «Y». Применение дополнительных граничных условий симметрии обеспечивает существенное повышение эффективности числовой реализации благодаря двукратному сокращению объема 3D области моделирования силового трансформатора в режиме холостого хода. Для схемы соединения обмоток трансформатора «Y» без нулевого провода путем учета взаимосвязанных воздействий свойств гистерезиса и вихревых токов на удельные потери и мощность намагничивания, благодаря высокой точности описания взаимосвязей между индукцией и напряженностью магнитного поля в ферромагнитных средах определено и экспериментально подтверждено новые особенности гармонического состава токов холостого хода с преимуществом третьей гармоники.Практическая ценность. Предложенные в работе подходы и методики позволяют уменьшить токовую погрешность и относительную погрешность для потерь ХХ до 1,41% и 1,2% для 3D модели трехфазного силового трансформатора. Применение системы с компенсирующей обмоткой позволяет сократить в 2 - 2,5 раза амплитуды третьих гармонических составляющих фазовых токов ХХ и путем симметрирования токовой нагрузки фаз уменьшить амплитуды фазных токов ХХ и действующее значение тока ХХ на 15 - 20% и потери ХХ - на 14 - 16%.Мета роботи. Метою роботи є визначення гармонійного складу струмів неробочого ходу силового трансформатора із застосуванням просторових польових моделей, що враховують конструктивну будову активної частини трансформатора, гістерезис нелінійних магнітних властивостей електротехнічної сталі, електричну асиметрію струмів у фазних обмотках.Методи дослідження. Дослідження проводилися з використанням методів гармонійного аналізу, теорії магнітних полів, теорії електричних ланцюгів, теорії силових трансформаторів, методів скінченних елементів, симетричних складових.Отримані результати. На основі чисельної реалізації 3D моделей магнітного поля у силовому трифазному трансформаторі із з’єднанням первинних обмоток за схемою «Y» визначено гармонійний склад фазних струмів неробочого ходу. Застосовано удосконалений підхід для підвищення ефективності польового моделювання дослідного режиму неробочого ходу шляхом завдання умов симетрії магнітного поля на площині з осями стрижнів магнітної системи. Це дозволило скоротити об’єм 3D геометричної області у 2 рази та забезпечити пропорційне зменшення часових і обчислювальних ресурсів, необхідних для числової реалізації математичної моделі методом скінчених елементів. Визначено особливості несинусоїдних змін у часі миттєвих значень струмів неробочого ходу та зроблено оцінку їх нерівномірного розподілу по фазах трансформатору, який характеризується збільшенням діючих струмів до 113,2%, 112,9% у фазах А і С та їх зменшенням до 72,4% у фазі В. Показано, що амплітуда основної гармоніки зменшується для прямої послідовності фаз на 5,08% від амплітуди струму неробочого ходу трансформатора і збільшується до 27,91% для зворотної послідовності фаз. Встановлено переважний вплив непарних вищих гармонійних складових фазних струмів НХ, амплітуди яких складають 24, 21% і 4% від амплітуди струму НХ для його третьої, п’ятої і сьомої гармоніки. Застосування системи компенсуючих обмоток, що приєднуються до регулювальних обмоток у зворотній послідовності фаз із фазовим зсувом 120 градусів дозволяє скороти діюче значення струму НХ зворотної послідовності до 5%, наблизити діюче значення першої гармоніки струму НХ прямої послідовності фаз до 98% струму НХ, а також зменшити відхилення кутів фазових зсувів у порівнянні із симетричним режимом НХ до 2%.Наукова новизна. На основі теоретичних і експериментальних досліджень визначено переважний вплив третіх гармонійних складових на несинусоїдність фазних струмів неробочого ходу у первинних обмотках, що з’єднані у «Y». Застосування додаткових граничних умов симетрії забезпечує істотне підвищення ефективності числової реалізації завдяки двократному скороченню об’єму 3D області моделювання силового трансформатора у режимі неробочого ходу. Для схеми з’єднання обмоток трансформатора «Y» без нульового проводу шляхом врахування сполучених впливів властивостей гістерезису і вихрових струмів на питомі втрати і потужність намагнічування, завдяки високій точності опису взаємозв’язків між індукцією та напруженістю магнітного поля у феромагнітних середовищах визначено і експериментально підтверджено нові особливості гармонійного складу струмів неробочого ходу із перевагою третьої гармоніки.Практична цінність. Запропоновані в роботі підходи та методики дозволяють зменшити струмову похибку і відносну похибку для втрат НХ до 1,41% і 1,2% для 3D моделі трифазного силового трансформатора. Застосування системи КО дозволяє скоротити у 2 – 2,5 рази амплітуди третіх гармонійних складових фазових струмів НХ і шляхом симетрування струмового навантаження фаз зменшити амплітуди фазних струмів НХ і діюче значення струму НХ на 15 – 20 % та втрати НХ – на 14 – 16%
Дослідження статичних і динамічних характеристик перетворювача напруги з м'яким перемиканням, що працює на дугове навантаження
No full textPurpose. The purpose of the work is to ensure the improvement of the regulation quality of pulsed energy converters with simultaneous exclusion of undesirable dynamic modes from its dynamics. Construction of a simulation model of a bridge converter with phase control and soft switching operating on an arc load, studying static and dynamic characteristics, analyzing static and dynamic modes of a closed current stabilization system, studying the nonlinear dynamic properties of the considered converter with PWM, comparative analysis of the frequency characteristics of a real closed pulse system with the characteristics of its linear model.Methodology. Fundamental principles of feedback theory, frequency analysis of electrical circuit stability and control, mathematical modeling and spectral analysis of processes in nonlinear discrete systems, digital signal processing and experimental determination of characteristics and parameters of automatic control systems. The use of engineering techniques and universal computer programs based on new solutions of the matrix equations of circuits, which allow to perform time-consuming calculations of frequency characteristics that take into account the nonlinear nature of processes in closed modern high-power pulse systems at a qualitatively different level.Findings. The proposed current control system based on a converter with soft switching transistors has sufficient reliability and service life, allows to obtain high efficiency as well as quality and accuracy indicators in conditions of uncertainty of object parameters and disturbances. A technique has been developed for designing the Bode-optimal frequency characteristics of the loop gain of the considered converter with PWM, in the possibility of controlling the static and choosing the dynamic instability of the output current, in ensuring stable operation and eliminating the self-oscillating mode of the stabilized converter operating on an arbitrary complex load.Originality. The theory of frequency control has been further developed by extending it to a new class of objects — power sources for electrical technologies with improved quality and accuracy indicators, which makes it possible to raise welding technologies and related technologies to a higher level, to solve many problems, including the problem of improving the final product quality.Practical value. The analysis of static and dynamic characteristics considered in the article and the use of new methods for calculating and measuring the equivalent frequency characteristics of converting devices with PWM should be considered as one of the stages of creating engineering methods for synthesizing power supply regulators, considering the latter as essentially nonlinear systems and taking into account the possibility of undesirable dynamic modes . The closed-loop method allows to determine the frequency characteristics of the loop gain function of a PWM converter that adequately reflects the stability conditions and possible lasing modes.Цель работы. Обеспечение повышения качества регулирования импульсных преобразователей энергии с одновременным исключением из его динамики нежелательных динамических режимов. Построение имитационной модели мостового преобразователя с фазовым управлением и мягким переключением, работающего на дуговую нагрузку, исследование статических и динамических характеристик, анализ статических и динамических режимов функционирования замкнутой системы стабилизации тока, изучение нелинейных динамических свойств рассматриваемого преобразователя с ШИМ, сравнительный анализ частотных характеристик реальной замкнутой импульсной системы с характеристиками её линейной модели.Методы исследования. Фундаментальные принципы теории обратной связи, частотного анализа устойчивости электрических цепей и управления, математического моделирования и спектрального анализа процессов в нелинейных дискретных системах, цифровой обработки сигналов и экспериментального определения характеристик и параметров систем автоматического управления. Применение инженерной методики и универсальной компьютерной программы, базирующихся на новых решениях матричных уравнений цепей, позволяющих на качественно ином уровне в автоматическом режиме выполнять трудоёмкие расчёты частотных характеристик, учитывающих нелинейный характер процессов в замкнутых современных мощных импульсных системах.Полученные результаты. Предложенная система регулирования тока на основе преобразователя с мягкой коммутацией транзисторов обладает достаточной надёжностью и сроком службы, позволяет получить высокий КПД и показатели качества и точности в условиях неопределённости параметров объекта и возмущений. Разработана методика проектирования оптимальных по Боде частотных характеристик петлевого усиления рассматриваемого преобразователя с ШИМ, в возможности регулирования статической и выборе динамической нестабильности выходного тока, в обеспечении устойчивой работы и исключения автоколебательного режима стабилизированного преобразователя, работающего на произвольную комплексную нагрузку.Научна новизна. Получила дальнейшее развитие теория частотного управления путём её распространения на новый класс объектов – источники питания для электротехнологий с улучшенными показателями качества и точности, что позволяет поднять сварочные и смежные с ней технологии на более высокий уровень, решить многие проблемы, в том числе проблему улучшение качества конечного продукта.Практическая ценность. Рассмотренные в статье анализ статических и динамических характеристик и применение новых методик расчёта и средств измерения эквивалентных частотных характеристик преобразовательных устройств с ШИМ следует считать как один из этапов создания инженерных методик синтеза регуляторов источника питания, рассматривающий последние как существенно нелинейные системы и учитывающих возможность возникновения нежелательных динамических режимов. Метод замкнутого контура позволяет определить частотные характеристики функции петлевого усиления преобразователя с ШИМ, адекватно отображающие условия устойчивости и возможные режимы генерации.Мета роботи. Забезпечення підвищення якості регулювання імпульсних перетворювачів енергії з одночасним виключенням з його динаміки небажаних динамічних режимів. Побудова імітаційної моделі мостового перетворювача з фазовим керуванням і м'яким перемиканням, що працює на дугове навантаження, дослідження статичних і динамічних характеристик, аналіз статичних і динамічних режимів функціонування замкнутої системи стабілізації струму, вивчення нелінійних динамічних властивостей розглянутого перетворювача з ШІМ, порівняльний аналіз частотних характеристик реальної замкнутої імпульсної системи з характеристиками її лінійної моделі.Методи дослідження. Фундаментальні принципи теорії зворотного зв'язку, частотного аналізу стійкості електричних ланцюгів і управління, математичного моделювання та спектрального аналізу процесів в нелінійних дискретних системах, цифрової обробки сигналів і експериментального визначення характеристик і параметрів систем автоматичного управління. Застосування інженерної методики та універсальної комп'ютерної програми, що базуються на нових рішеннях матричних рівнянь ланцюгів, що дозволяють на якісно іншому рівні в автоматичному режимі виконувати трудомісткі розрахунки частотних характеристик, що враховують нелінійний характер процесів в замкнутих сучасних потужних імпульсних системах.Отримані результати. Запропонована система регулювання струму на основі перетворювача з м'якою комутацією транзисторів володіє достатньою надійністю і терміном служби, дозволяє отримати високий ККД і показники якості і точності в умовах невизначеності параметрів об'єкта і збурень. Розроблено методику проектування оптимальних за Боде частотних характеристик петлевого посилення розглянутого перетворювача з ШІМ, в можливості регулювання статичної та виборі динамічної нестабільності вихідного струму, в забезпеченні стійкої роботи і виключення автоколивального режиму стабілізованого перетворювача, що працює на довільне комплексне навантаження.Наукова новизна. Отримала подальший розвиток теорія частотного управління шляхом її поширення на новий клас об'єктів - джерела живлення для електротехнологій з поліпшеними показниками якості і точності, що дозволяє підняти зварювальні та суміжні з нею технології на більш високий рівень, вирішити багато проблем, в тому числі проблему поліпшення якості кінцевого продукту.Практична цінність. Розглянуті в статті аналіз статичних і динамічних характеристик і застосування нових методик розрахунку і засобів вимірювання еквівалентних частотних характеристик перетворювальних пристроїв з ШІМ слід вважати як один з етапів створення інженерних методик синтезу регуляторів джерела живлення, який би розглядав останні як істотно нелінійні системи і враховуючи можливість виникнення небажаних динамічних режимів. Метод замкнутого контуру дозволяє визначити частотні характеристики функції петлевого посилення перетворювача з ШІМ, адекватно відображаючи умови стійкості та можливі режими генерації
АВТОМАТИЗАЦІЯ ПРОЦЕДУРИ ЕНЕРГОАУДИТУ СИСТЕМИ ВОДОПОСТАЧАННЯ
Get PDFPurpose. Increase the efficiency of the water supply system by automating the energy audit, which will allow to formulate preliminary recommendations for reducing the electricity consumption in the water supply system of any type.Methodology. The paper uses methods of systematization, analysis and synthesis of the main practical solutions for improving the efficiency of the water supply system; methods of algorithmization of propagation and mathematical modeling.Findings. An approach to the previous energy audit of any water supply system is developed. A list of general solutions for increasing the efficiency of the water supply system by means of electric drive is proposed.Originality. The method of conducting energy audits of the water supply system is proposed, which, unlike the known ones, allows indirectly to identify the main disadvantages of the water supply system, which allows to take measures to improve the efficiency of the system.Practical value. The algorithm of the previous energy audit of the system was developed water supply. Recommendations for improving the efficiency of the water supply system are developed, which take into account the experience of past years and the results of computer simulation.Цель работы. повысить эффективность работы системы водоснабжения за счет автоматизации эне-ргетического аудита, что позволит сформировать предварительные рекомендации для уменьшения электропотребления в системе водоснабжения любого типа.Методы исследования. В работе использованы методы систематизации, анализа и синтеза основных практических решений для повышения эффективности работы системы водоснабжения; методы алгоритмизации, прогнозирования и математического моделирования.Полученные результаты. Разработан подход к предварительному энергоаудиту любой системы водоснабжения. Предложен перечень общих решений для повышения эффективности работы системы водоснабжения средствами электрического привода.Научна новизна. Предложен метод проведения энергетического аудита системы водоснабжения, который, в отличие от известных, позволит косвенно определить основные недостатки системы водоснабжения и принять меры для повышения эффективности работы системы.Практическая ценность. Разработан алгоритм предварительного энергетического аудита системы водоснабжения. Разработаны рекомендации для повышения эффективности работы системы водоснабжения, которые учитывают опыт прошлых лет и результаты компьютерного моделирования.Мета роботи. підвищити ефективність роботи системи водопостачання за рахунок автоматизації енергетичного аудиту, що дозволить сформувати попередні рекомендації для зменшення електроспоживання у системі водопостачання будь-якого типу.Методи дослідження. У роботі використано методи систематизації, аналізу та синтезу основних практичних рішень для покращення ефективності роботи системи водопостачання; методи алгоритмізації, прогнозування та математичного моделювання.Отримані результати. Розроблено підхід до попереднього енергоаудиту будь–якої системи водопостачання. Запропоновано перелік загальних рішень для підвищення ефективності роботи системи водопостачання засобами електричного приводу.Наукова новизна. Запропоновано метод проведення енергетичного аудиту системи водопостачання, який, на відміну від відомих, дозволяє опосередковано визначити основні недоліки системи водопостачання, що дозволить вжити заходів для підвищення ефективності роботи системи.Практична цінність. Розроблено алгоритм попереднього енергетичного аудиту системи водопостачання. Розроблено рекомендації для підвищення ефективності роботи системи водопостачання, які враховують досвід минулих років і результати комп’ютерного моделювання
АНАЛІЗ ДИНАМІЧНИХ ОПОРІВ ПЕРЕТВОРЮВАЧА З М'ЯКИМ ПЕРЕМИКАННЯМ ДЛЯ ЖИВЛЕННЯ ТЕХНОЛОГІЧНИХ УСТАНОВОК
No full textPurpose. Assessment of the dynamic resistance of a stabilized converter based on the calculation of switching power supplies using the method of averaging state variables and using a computer. Consideration of measures to increase the output resistance and improve the parameters of the transition process, increase its stability. Consideration of the features of the pulsed power supply operation to an electric arc with a capacitance.Methodology. Classical frequency control theories and methods for the experimental determination of frequency parameters.Findings. The issues arising in the design and development of devices and power systems for the electric arc are considered - the electromagnetic compatibility of individual nodes in the power supply system, their stability, as well as the stability of the entire power supply system. A feature of the pulse voltage converter operation for a complex load is considered. The causes of the self-oscillation regime are shown. If necessary, the filter damping elements can be added to eliminate self-oscillations. The influence of external feedbacks on the dynamic properties of a pulsed voltage converter operating on an arc load is investigated. To ensure stability in the "electromagnetic interference filter- pulse voltage converter" system the output resistance of the filter should be reduced to a value lower than the input resistance of the converter. The results of the complex input resistance calculation of a pulse voltage converter can be used to analyze the stability of the power supply system with the input filter of the radio noise. Additional feedback on the voltage across the arc leads to a significant increase in the output impedance of the converter and to smoothing its frequency response (the absence of a resonance maximum), which is highly desirable. In general, the frequency dependence of the output resistance for a dual-circuit system is more favorable than for a single-circuit in terms of dynamics.Originality. Application of new effective algorithms for calculation and spectral analysis of processes in closed nonlinear discrete systems with various types of feedbacks in the mode of their normal functioning to the new object analysis.Practical value. The presentation is constructive in nature and ends with the procedure for designing controllers using a new, full-scale control theory for objects with indefinite parameters.Цель работы. Оценка динамических сопротивлений стабилизированного преобразователя, основанная на расчёте импульсных источников электропитания с помощью метода усреднения переменных состояния и с помощью ЭВМ. Рассмотрение мер по увеличению выходного сопротивления и улучшению параметров переходного процесса, повышение его устойчивости. Рассмотрение особенности работы импульсного источника электропитания на электрическую дугу с ёмкостью.Методы исследования. Классические частотные теории управления и методы экспериментального определения частотных параметров.Полученные результаты. Рассмотрены вопросы, возникающие при проектировании и разработке устройств и систем электропитания электрической дуги – электромагнитная совместимость отдельных узлов в системе электропитания, их устойчивость, а также устойчивость всей системы электропитания. Рассмотрена особенность работы импульсного преобразователя напряжения на комплексную нагрузку. Показаны причины возникновения автоколебательного режима. При необходимости для устранения автоколебаний могут быть добавлены элементы демпфирования фильтра. Исследовано влияние внешних обратных связей на динамические свойства импульсного преобразователя напряжения, работающего на дуговую нагрузку. Для обеспечения устойчивости в системе «фильтр электромагнитных помех – импульсный преобразователь напряжения» следует снижать выходное сопротивление фильтра до величины меньшей входного сопротивления преобразователя. Полученные результаты расчёта комплексного входного сопротивления импульсного преобразователя напряжения могут быть использованы для анализа устойчивости работы системы электропитания с входным фильтром радиопомех. Дополнительная обратная связь по напряжению на дуге приводит к существенному увеличению выходного сопротивления преобразователя и к сглаживанию его частотной характеристики (отсутствию резонансного максимума), что весьма желательно. В целом частотная зависимость выходного сопротивления для двухконтурной системы более благоприятна, чем для одноконтурной в отношении динамики.Научна новизна. Применение новых эффективных алгоритмов расчёта и спектрального анализа процессов в замкнутых нелинейных дискретных системах с различными видами обратных связей в режиме их нормального функционирования к анализу нового объекта.Практическая ценность. Изложение носит конструктивный характер и завершится процедурой проектирования регуляторов с использованием новой – натурной теории управления для объектов с неопределёнными параметрами.Мета роботи. Оцінка динамічних опорів стабілізованого перетворювача, основана на розрахунку імпульсних джерел електроживлення за допомогою методу усереднення змінних стану і за допомогою ЕОМ. Розгляд заходів щодо збільшення вихідного опору і поліпшення параметрів перехідного процесу, підвищення його стійкості. Розгляд особливості роботи імпульсного джерела електроживлення на електричну дугу з ємністю.Методи дослідження. Класичні частотні теорії управління та методи експериментального визначення частотних параметрів.Отримані результати. Розглянуто питання, що виникають при проектуванні і розробці пристроїв та систем електроживлення електричної дуги - електромагнітна сумісність окремих вузлів в системі електроживлення, їх стійкість, а також стійкість всієї системи електроживлення. Розглянута особливість роботи імпульсного перетворювача напруги на комплексне навантаження. Показані причини виникнення автоколивального режиму. При необхідності для усунення автоколивань можуть бути додані елементи демпфуючого фільтра. Досліджено вплив зовнішніх зворотних зв'язків на динамічні властивості імпульсного перетворювача напруги, що працює на дугове навантаження. Для забезпечення стійкості в системі «фільтр електромагнітних завад - імпульсний перетворювач напруги» слід знижувати вихідний опір фільтра до величини меншої вхідного опору перетворювача. Отримані результати розрахунку комплексного вхідного опору імпульсного перетворювача напруги можуть бути використані для аналізу стійкості роботи системи електроживлення з вхідним фільтром радіоперешкод. Додатковий зворотний зв'язок по напрузі на дузі призводить до суттєвого збільшення вихідного опору перетворювача і до згладжування його частотної характеристики (відсутності резонансного максимуму), що дуже бажано. В цілому частотна залежність вихідного опору для двоконтурної системи більш сприятлива, ніж для одноконтурної в плані динаміки.Наукова новизна. Застосування нових ефективних алгоритмів розрахунку і спектрального аналізу процесів в замкнутих нелінійних дискретних системах з різними видами зворотних зв’язків в режимі їх нормального функціонування до аналізу нового об'єкта.Практична цінність. Робота має конструктивний характер і завершиться процедурою проектування регуляторів з використанням нової - натурної теорії управління для об'єктів з невизначеними параметрами
СТРУКТУРА ІНФОРМАЦІЙНОЇ ТЕХНОЛОГІЇ УПРАВЛІННЯ ПОРТФЕЛЯМИ ПРОЕКТІВ ЕНЕРГОЗБЕРЕЖЕННЯ НА МЕТАЛУРГІЙНИХ ПІДПРИЄМСТВАХ
Get PDFPurpose. In the implementation of investment projects, the process of industrial production, associated with the choice of the optimal supplier, customer, business partner; determining the best quality of products, minimizing the cost of purchasing and delivering material resources, etc.. This article analyzes the information technology of a software product to automate the decision support process in the financial investment activity of a metallurgical enterprise..Methodology. To solve the optimization problems, the following methods were applied: methods of studying the functions of classical analysis; indefinite Lagrange multipliers; variational calculus; dynamic programming; maximum principle; linear programming; nonlinear programming.. Findings The designed system, helping to make the most effective, comprehensive solution, can reduce the intellectual burden on the decision maker, minimize the number of routine operations and complex mathematical and economic calculations and, as a consequence, significantly reduce the time for decision. The advantage of the considered software product is that it is able to solve simultaneously two urgent tasks for today - to form the optimal portfolio of securities and to choose the optimal supplier of resources. Thus, it is convenient for metallurgical enterprises and will reduce the cost of purchasing software.Originality. This software product has no analogues at the moment, it is able to solve two current problems for today simultaneously - to form an optimal portfolio of securities, and to choose the optimal supplier, which will reduce the cost of purchasing materials and use these funds for the implementation of energy conservation projects at metallurgical enterprisesPractical value. The calculation method offered by the choice of the optimal supplier is universal and acceptable for the evaluation of enterprises in terms of different characteristics: the proposed methodology is based on a comprehensive, multidimensional approach to the evaluation of such complex phenomenon as the financial and economic activity of the enterprise; a flexible algorithm is used to obtain the valuation of enterprises, which realizes the possibilities of a mathematical model of comparatively-complex evaluation of the enterprise activity; the algorithm of calculations allows to move away from formation of conditional reference enterprise; the calculation is based on determining the interval of variation of features; the technique is based on bringing the numerical parameters to a single equivalent, which in this case is the approximation coefficient to the optimal value of the trait.Цель работы. При реализации инвестиционных проектов процесс промышленного производства, связанный с выбором оптимального поставщика, заказчика, делового партнера; определением лучшего качества продукции, минимизацией затрат на приобретение и доставку материальных ресурсов и т.д. В данной статье проведен анализ информационной технологии программного продукта для автоматизации процесса поддержки принятия решений при осуществлении финансовой инвестиционной деятельности металлургического предприятия.Методы исследования. Для решения оптимизационных задач были применены следующие методы: методы исследования функций классического анализа; неопределенные множители Лагранжа; вариационное исчисление; динамическое программирование, принцип максимума; линейное программирование; нелинейное программирование.Полученные результаты. Спроектирована система, помогая принять максимально эффективное, комплексное решение позволяет уменьшить интеллектуальную нагрузку на лицо, принимающее решение, свести к минимуму число рутинных операций и сложных математических и экономических расчетов и, как следствие, значительно сократить время на принятие решения.Научная новизна. Данный программный продукт на сегодняшний момент не имеет аналогов, он способен одновременно решать сразу 2 актуальные на сегодняшний день задачи - формировать оптимальный портфель ценных бумаг, и осуществлять выбор оптимального поставщика, что позволит уменьшить расходы на покупку материалов и использовать эти средства на внедрение проектов энергосбережения на металлургических предприятиях.Практическая ценность. Предложенная при выборе оптимального поставщика методика расчета является универсальной и приемлемой для оценки предприятий с точки зрения различных характеристик: предложенная методика базируется на комплексном, многомерном подходе к оценке такого сложного явления, как финансово-хозяйственная деятельность предприятия; для получения оценки предприятий используется гибкий алгоритм, реализующий возможности математической модели сравнительно-комплексной оценки деятельности предприятия; алгоритм расчетов позволяет отойти от формирования условного эталонного предприятия. Расчет построен на определении интервала варьирования признаков; методика основывается на приведении числовых параметров к единому эквиваленту, которым в данном случае является коэффициент приближения к оптимальному значению признака.Мета роботи. При реалізації інвестиційних проектів процес промислового виробництва, пов'язаний з вибором оптимального постачальника, замовника, ділового партнера; визначенням кращої якості продукції, мінімізацією витрат на придбання та доставку матеріальних ресурсів і т.д. В даній статті проведений аналіз інформаційної технології програмного продукту для автоматизації процесу підтримки прийняття рішень при здійсненні фінансової інвестиційної діяльності металургійного підприємства. Методи дослідження. Для вирішення оптимізаційних завдань були застосовані такі методи:методи дослідження функцій класичного аналізу;невизначені множники Лагранжа;варіаційне числення;динамічне програмування;принцип максимуму;лінійне програмування;нелінійне програмування.Отримані результати. Спроектована система, допомагаючи прийняти максимально ефективне, комплексне рішення, дозволяє зменшити інтелектуальне навантаження на особу, яка приймає рішення, звести до мінімуму число рутинних операцій та складних математичних і економічних розрахунків і, як наслідок, значно скоротити час на прийняття рішення.Перевагою розглянутого програмного продукту, є те, що він здатний одночасно вирішувати відразу два актуальних на сьогоднішній день завдання - формувати оптимальний портфель цінних паперів та здійснювати вибір оптимального постачальника ресурсів. Таким чином, він зручний для металургійних підприємств та дозволить скоротити витрати на придбання програмної продукції.Наукова новизна. Даний програмний продукт на сьогоднішній момент не має аналогів, він здатний одночасно вирішувати відразу 2 актуальні на сьогоднішній день задачі - формувати оптимальний портфель цінних паперів, та здійснювати вибір оптимального постачальника, що дозволить зменшити витрати на покупку матеріалів та використати ці кошти на впровадження проектів енергозбереження на металургійних підприємствах. Практична цінність. Запропонована при виборі оптимального постачальника методика розрахунку є універсальною та прийнятною для оцінки підприємств з точки зору різних характеристик: запропонована методика базується на комплексному, багатовимірному підході до оцінки такого складного явища, як фінансово-господарська діяльність підприємства; для отримання оцінки підприємств використовується гнучкий алгоритм, який реалізує можливості математичної моделі порівняльно-комплексної оцінки діяльності підприємства; алгоритм розрахунків дозволяє відійти від формування умовного еталонного підприємства; розрахунок побудований на визначенні інтервалу варіювання ознак; методика ґрунтується на приведенні числових параметрів до єдиного еквівалента, яким в даному випадку є коефіцієнт наближення до оптимального значення ознаки
ЕЛЕКТРОМАГНІТНІ ПРОЦЕСИ ЗА БЕЗПОСЕРЕДНЬОГО ЗБУДЖЕННЯ ПОСЛІДОВНОГО РЕЗОНАНСНОГО КОНТУРУ ПРЯМОКУТНИМИ ІМПУЛЬСАМИ НАПРУГИ
No full textPurpose. Obtaining the analytical amplitude-time dependencies of exited currents and numerical estimations of their characteristics with direct excitation of resonant sequential active-reactive circuit by periodic series of rectangular unipolar or oscillating voltage pulses.Methodology. The mathematical apparatus of the theory of electric circuit in transients calculations when connecting serial resonant circuits. Numerical estimations of the occurring electromagnetic processes characteristics.Findings. The amplitude-time forms of current in a series active-reactive circuit are determined during its resonant excitation by the periodic series of the rectangular unipolar or oscillating voltage pulses with a resonant repetition rate. Numerical estimates of the characteristics of the excited currents are performed. The somewhat higher efficiency of unipolar excitation of harmonic processes is noted in comparison with the excitation of periodic voltage pulses by oscillating sequences. It is shown that with an increase in the quality factor of the resonance circuit - Q, the contribution of the higher spectral components, regardless of the input voltage type, substantially decreases, and for Q >> 1 the excited current becomes strictly harmonic. Originality. The scientific novelty of the present work consists in obtaining analytical amplitude-time dependences and numerical estimates for the excited currents by directly connecting the anharmonic voltage source to a series resonant circuit and is initiated by practical tasks in the development of electrical devices, the real effectiveness of which is possible only under conditions close to resonant. Practical value. The obtained expressions for the currents excited by directly connecting the anharmonic voltage source to the series resonant active-reactive circuit, and the results of the analysis are necessary for the design of electrical devices with resonant components. It seems very promising in the direction of further research to solve the problem and analyze processes in a system of two inductively coupled series resonant circuits excited by a time sequence of anharmonic signals.Цель работы. Получение аналитических амплитудно-временных зависимостей возбуждаемых токов и численных оценок их характеристик при непосредственном возбуждении резонансного последовательного активно-реактивного контура периодическими сериями из прямоугольных униполярных или осциллирующих импульсов напряжения.Методы исследования. Математический аппарат теории электрических цепей в расчётах переходных процессов при подключении последовательных резонансных контуров. Численные оценки характеристик протекающих электромагнитных процессов.Полученные результаты. Определены амплитудно-временные формы тока в последовательном активно-реактивном контуре при его резонансном возбуждении периодическими сериями из прямоугольных униполярных или осциллирующих импульсов напряжения с резонансной частотой их следования. Выполнены численные оценки характеристик возбуждаемых токов. Отмечена несколько большая эффективность униполярного возбуждения гармонических процессов в сравнении с возбуждением осциллирующими последовательностями периодических импульсов напряжения. Показано, что с увеличением добротности резонансного контура – Q вклад высших спектральных составляющих вне зависимости от вида входного напряжения существенно падает, и при Q >> 1 возбуждаемый ток становится строго гармоническим.Научная новизна. Научная новизна настоящей работы состоит в получении аналитических амплитудно-временных зависимостей и численных оценок для возбуждаемых токов при непосредственном подключении источника ангармонического напряжения к последовательному резонансному контуру и инициирована практическими задачами в разработках электротехнических устройств, реальная действенность которых возможна только в условиях, достаточно близких к резонансным.Практическая ценность. Полученные выражения для токов, возбуждаемых при непосредственном подключении источника ангармонического напряжения к последовательному резонансному активно-реактивному контуру, и результаты проведенного анализа необходимы для проектирования электротехнических устройств с резонансными компонентами. Весьма перспективным в направлении дальнейших исследований видится решение задачи и анализа процессов в системе из двух индуктивно-связанных последовательных резонансных контуров, возбуждаемых временной последовательностью ангармонических сигналов.Мета роботи. Отримання аналітичних амплітудно-часових залежностей струмів, що збуджуються і чисельних оцінок їх характеристик при безпосередньому збудженні резонансного послідовного активно-реактивного контуру періодичними серіями з прямокутних уніполярних або коливальних імпульсів напруги.Методи дослідження. Математичний апарат теорії електричних ланцюгів в розрахунках перехідних процесів при підключенні послідовних резонансних контурів. Чисельні оцінки характеристик протікають електромагнітних процесів.Отримані результати. Визначено амплітудно-часові форми струму в послідовному активно-реактивному контурі при його резонансному збудженні періодичними серіями з прямокутних уніполярних або коливальних імпульсів напруги з резонансною частотою їх слідування. Виконано чисельні оцінки характеристик порушуваних струмів. Відзначена дещо більша ефективність уніполярного збудження гармонічних процесів у порівнянні із збудженням осцилюючими послідовностями періодичних імпульсів напруги. Показано, що із підвищенням добротності резонансного контуру – Q внесок вищих спектральних складових незалежно від виду вхідної напруги істотно падає, та при Q >> 1 струм, що збуджується стає строго гармонічним.Наукова новизна. Наукова новизна представленої роботи полягає в отриманні аналітичних амплітудно-часових залежностей та чисельних оцінок для струмів, що збуджуються при безпосередньому підключенні джерела ангармонічної напруги до послідовного резонансного контуру і ініційована практичними завданнями в розробках електротехнічних пристроїв, реальна дієвість яких можлива тільки в умовах, досить близьких до резонансних.Практична цінність. Отримані вирази для струмів, що збуджуються за безпосереднього підключення джерела ангармонічної напруги до послідовного резонансного активно-реактивного контуру, і результати проведеного аналізу необхідні для проектування електротехнічних пристроїв із резонансними компонентами. Доволі перспективним у напрямку подальших досліджень є рішення задачі та аналізу процесів у системі із двох індуктивно-пов'язаних послідовних резонансних контурів, що збуджуються часовою послідовністю ангармонічних сигналів