Bulletin of NTU "KhPI". Series: Problems of Electrical Machines and Apparatus Perfection. The Theory and Practice / Вісник Національного технічного університету "ХПІ". Серія: Проблеми удосконалювання електричних машин і апаратів. Теорія і практика
Not a member yet
24116 research outputs found
Sort by
Система фазового керування вібраційної площадки з приводом від лінійного двигуна з постійними магнітами
Full text linkModern industry requires high-precision control of vibrating electromechanical systems. To achieve the optimal operating mode of vibrating machines, it is important to develop control systems that allow for a balance between energy efficiency and productivity in different dynamic modes. In the presented work, a phase control system for a vibrating platform driven by a permanent magnet linear motor has been developed. The control object is represented by a two-mass mechanical scheme that takes into account the elastic properties of the vibration suspension and the forces of Coulomb and viscous friction. A vibrating linear motor with a toothless stator structure is considered as the exciter of the periodic electromagnetic force. The electrical model of the motor is presented by an equivalent circuit with lumped parameters, the values of which are functions of the mover movement relative to the stator. Using the developed Simulink model, a study of the resonant properties of the electromechanical system was carried out, and the modes corresponding to the maximum values of mechanical power and efficiency were determined. A phase control system for a vibration platform driven by the linear motor with permanent magnets has been developed. The control system compares the phase of the input signal with the phase of the motor current, and the phase of the latter signal is adjusted to achieve synchronization. At the same time, the motor current is maintained constant. Such a system has been simulated in the Matlab/Simulink software package and its transient processes have been investigated during changes in the mass of the vibrating platform material.Сучасна промисловість вимагає високоточного керування вібраційними електромеханічними системами. Для досягнення оптимального режиму роботи вібраційних машин важливе значення має розроблення систем керування, що дають змогу забезпечити баланс між енергоефективністю та продуктивністю в різних динамічних режимах. У представленій роботі розроблено систему фазового керування вібраційної площадки з приводом від лінійного двигуна з постійними магнітами. Об’єкт керування представлений двомасовою механічною схемою, що враховує пружні властивості вібраційної підвіски та сили сухого і в’язкого тертя. У ролі збудника періодичної електромагнітної сили розглядається вібраційний лінійний двигун із беззубцевою структурою статора. Електрична модель двигуна подана схемою заміщення із зосередженими параметрами, значення яких є функціями переміщення бігуна відносно статора. За допомогою розробленої Simulink-моделі проведено дослідження резонансних властивостей електромеханічної системи, та визначено режими, що відповідають максимальним значенням механічної потужності та ККД. Розроблено систему фазового керування вібраційної площадки з приводом від лінійного двигуна з постійними магнітами. Система керування порівнює фазу вхідного сигналу з фазою струму двигуна, причому фаза сигналу останнього регулюється для досягнення синхронізації. Водночас струм двигуна підтримується сталим. Проведено моделювання такої системи в програмному пакеті Matlab/Simulink та досліджено її перехідні процеси під час зміни маси матеріалу віброплощадк
Електромеханічний перетворювач спеціальної конструкції для низькопотенціальних механічних систем
Full text linkThe article considers the design and principle of operation of a special-purpose electromechanical converter designed to operate in conditions of low-potential mechanical systems, where traditional generators are inefficient. A three-dimensional field mathematical model has been developed, which is used to estimate the distribution of the electromagnetic field and forces of the studied generator. The results of modeling the magnetic field and analyzing the distribution of electromagnetic forces in the working area of the device are presented. The main attention is paid to the influence of geometric parameters and magnetic properties of materials on the formation of the main magnetic flux, its closure and the efficiency of energy conversion. It has been established that the adjustment of parameters, such as the distance between the magnet and the ferromagnetic element, the thickness and magnetic permeability of the latter, allows you to control the level of magnetic saturation and losses in the air gap, which directly affects the power density and efficiency of the generator. The analysis confirmed the possibility of effective application of the developed converter in autonomous and mobile power supply systems, in particular in installations with low speed of rotation of wind turbines, energy recovery systems and sensor devices. The proposed design is distinguished by simplicity of implementation, compactness and absence of complex moving parts, which in the future increases its reliability and durability. The obtained results create a basis for further improvement of the magnetic system and optimization of parameters to increase the efficiency of energy conversion in low-potential energy modes.У статті розглянуто конструкцію та принцип дії електромеханічного перетворювача спеціального призначення, призначеного для роботи в умовах низькопотенціальних механічних систем, де традиційні генератори є малоефективними. Розроблено тривимірну польову математичну модель, що використовується для оцінки розподілу електромагнітного поля та зусиль досліджуваного генератора. Представлено результати моделювання магнітного поля та аналізу розподілу електромагнітних зусиль у робочій зоні пристрою. Основну увагу приділено впливу геометричних параметрів і магнітних властивостей матеріалів на формування основного магнітного потоку, його замикання та ефективність перетворення енергії. Встановлено, що регулювання параметрів, таких як відстань між магнітом і феромагнітним елементом, товщина та магнітна проникність останнього, дозволяє керувати рівнем магнітного насичення і втратами в повітряному проміжку, що безпосередньо впливає на щільність потужності й ККД генератора. Проведений аналіз підтвердив можливість ефективного застосування розробленого перетворювача в автономних і мобільних системах електроживлення, зокрема в установках із низькою швидкістю обертання вітрових турбін, системах рекуперації енергії та сенсорних пристроях. Запропонована конструкція відрізняється простотою реалізації, компактністю та відсутністю складних рухомих частин, що в перспективі підвищує її надійність і довговічність. Отримані результати створюють підґрунтя для подальшого вдосконалення магнітної системи та оптимізації параметрів для підвищення ефективності енергоперетворення в низькопотенційних енергетичних режимах
When the Nature of ‘Nature’ is Inconsistent: Evaluating the Natural Environment in Attention Restoration Theory
No full textThe Attention Restoration Theory (ART; Kaplan & Kaplan, 1989) postulates that exposure to nature can help improve cognitive processes, specifically attentional control. These benefits are hypothesized to help with concentration and focus. However, there is tremendous variability in the definitions and manipulations of nature in research on ART. This complicates extrapolation from the results and makes it harder to see if nature itself is the restorative component or rather some other facet. This review evaluates randomized controlled trials studying the ART from 2013-2018 and catalogues differences in how nature was operationalized across studies. The paper presents suggestions for more methodologically consistent ART research, including direct replications, and an updated scale for measuring the restorativeness of an environment. This preprint is an unpublished senior thesis
A Unified Theory of Psychological Types
No full textWe review a recently proposed extension of Jung's theory of psychological types and show that it also subsumes the ancient doctrine of the four temperaments, the very first personality classification. We thus arrive at a fundamental theory of types which is both complete and intuitive. The crucial insight, in Jungian terms, is to consider the psychological type of the Self -- the totality of the human psyche. Along the way we make significant progress toward unifying Jung's vast opus into a coherent and mathematically structured model of the Self.
(For a non-technical introduction see https://www.youtube.com/watch?v=9jRKA-WkL5E
Philanthropy and Economics
No full text从经济学角度来看慈善与经济的关系，大体可以分成宏观、中观和微观三个层次。从宏观层面来看，是从整个非营利部门或第三部门的视角出发，研究广义上的公益慈善活动与宏观经济和政府财政之间的关系；从中观层面来看，是从非营利组织视角出发，研究的是公益慈善组织与政府以及商业机构的关系；从微观层面来看，是从个人视角出发，研究的是个体与公益慈善组织之间的关系。从个人参与公益慈善到组成非营利组织到影响宏观经济活动，是一个从微观动机到宏观行为的连续谱系，这里划分为三个层次是为论述方便
The Indirect Effect of Socioeconomic Status on Psychological Well-being through Achievement in Emerging Adulthood
No full textThis study examines the indirect effect of socioeconomic status (SES) on psychological well-being (PWB) through achievement in emerging adulthood (EA) [ages 18-29], grounded in life history theory (LHT). We hypothesized that SES is indirectly related to self-efficacy and subjective well-being (SWB) through achievement. Data from the EAMMi2 project (Reifman & Grahe, 2016; Grahe et al., 2019) included 1,410 respondents meeting criteria for age, household income, and attention check. Achievement was measured through Markers of Adulthood scale (Arnett, 2001). PWB was assessed through the Generalized Self-Efficacy Scale (Schwarzer & Jerusalem, 1995) for self-efficacy and the Satisfaction with Life Scale (Diener, 1985) for SWB. Findings revealed a negative association between SES and achievement, alongside positive associations between achievement and both self-efficacy and SWB. Results suggest that lower SES emerging adults prioritize developmental milestones to enhance well-being, aligning with a fast life history strategy (LHS), offering integrated socioeconomic and psychological approaches with LHT.
Keywords: emerging adulthood (EA), Emerging Adulthood Measured by Multiple Institutions 2 (EAMMi2), adulthood achievement, socioeconomic status (SES), psychological well-bein
Can Community Policing Improve Police-Community Relations in a Low-Income Country Setting?
No full textCommunity-oriented policing (COP) is one of the most widely touted mechanisms for building bridges between police forces and the communities they serve. But evidence on the effectiveness of COP is surprisingly scant. We present results from one of the first randomized controlled trials to evaluate COP in the Global South. The COP initiative we study was locally designed and funded by the Ugandan government. We find no evidence that the program reduced crime, enhanced perceptions of safety, improved attitudes towards the police, or strengthened norms of cooperation with the police. We explore a variety of potential explanations for these results, including both supply-side factors (e.g. resource constraints within the Ugandan police) and demand-side factors (e.g. low baseline trust). We find no evidence that overcoming these obstacles would make COP more effective. Taken together, our findings point to important limitations of COP in low-income countries
Математична модель перетворювача з чотиризонним регулюванням напруги і електромеханіч-ним навантаженням
Full text linkThis paper presents an in-depth analysis of electromagnetic processes occurring in electrical circuits that utilize semiconductor switching devices. New mathematical models are proposed to describe the behavior of electromagnetic processes in three-phase electrical systems of semiconductor converters employing multi-channel zonal phase voltage control. These models intentionally neglect energy losses in the switching components to enable a fast and practical evaluation of how different load parameters affect both the magnitude and waveform of the output voltage. Additionally, a mathematical model is developed to investigate the behavior of semiconductor converters that use pulse-width modulation (PWM) for output voltage regulation. The article includes graphical results that illustrate the dynamic nature of electromagnetic processes in such electrical circuits. The research is also aimed at advancing the method of multi-parameter modulating functions by constructing novel mathematical models and defining corresponding functional and algorithmic equations. These tools are intended for analyzing electromagnetic phenomena in complex, branched electrical circuits with a modular structure. The focus is placed on subsystems that incorporate semiconductor switches and circuit segments exposed to sinusoidal, constant (DC), and pulsed voltage sources. Semiconductor switches in such systems are capable of performing high-frequency changes in circuit topology and implementing PWM of both phase and line voltages in a three-phase power supply network. This capability enables the precise regulation of output voltage characteristics in semiconductor-based power conversion systems according to specific operational requirements. The models and methods developed in this paper provide a theoretical basis for improving the efficiency and adaptability of electrical energy conversion systems, especially under varying load conditions and modulation schemes. Overall, the study supports the design and analysis of advanced converter systems used in modern power electronics, where high-performance control of electrical parameters is essential.У даній статті здійснено аналіз електромагнітних процесів, що виникають в електричних колах із напівпровідниковими комутуючими елементами. Запропоновано нові математичні моделі, які описують перебіг електромагнітних процесів у трифазних електричних мережах напівпровідникових перетворювачів, що реалізують багатоканальне зонне регулювання фазних напруг. Розроблені моделі не враховують енергетичні втрати в комутаторах, що дозволяє оперативно оцінити вплив параметрів навантаження на рівень та форму вихідної напруги. Також сформовано математичну модель для дослідження електромагнітних процесів у напівпровідникових перетворювачах із широтно-імпульсним керуванням напругою на виході. Наведено графіки, які відображають характер змін електромагнітних параметрів у відповідних електричних схемах. Матеріали статті присвячені розвитку підходу багатопараметричних модулюючих функцій шляхом побудови нових математичних моделей та визначення функціональних і алгоритмічних рівнянь для проведення аналізу електромагнітних процесів у складних розгалужених електричних колах. Розглядаються підсистемні компоненти із напівпровідниковими комутаторами та ділянками з синусоїдальними, постійними та імпульсними джерелами напруги. Такі комутатори здатні виконувати високочастотну перебудову структури електричного кола та реалізовувати широтно-імпульсну модуляцію як фазних, так і лінійних напруг трифазної мережі електроживлення. Завдяки цьому забезпечується ефективне регулювання вихідної напруги у напівпровідникових перетворювачах електроенергії відповідно до заданих технічних параметрів
Аналіз впливу теплових полів на процес зносу целюлозної ізоляції силового трансформатора в пакеті програм FEMM
Full text linkPower transformers occupy a very important place in the power supply of industrial and domestic consumers, performing energy conversion, distribution and transmission. One of the most important elements of a power transformer is cellulose insulation, which is subject to insulation aging over time, which reduces dielectric properties, which in turn can lead to emergency failure of the power transformer. Therefore, predicting the aging process of power transformer insulation is a very important area in today's science. In this article, we review the literature on the aging of cellulose insulation and use the FEMM software package to build a model of a power transformer to study the effect of thermal and electric fields on the aging of power transformer insulation. Modelling the aging process of power transformer insulation in the FEMM software package allows for a more detailed study of the aging process of cellulose insulation and makes it possible to analyse the effects of various physical phenomena on the service life of the insulation and improve the prediction of its condition and aging rate. At the same time, there are areas that need to be clarified, such as the factor of the force applied to cellulose insulation at a given time. In conclusion, it should be noted that a more detailed study of the fields affecting the aging of power transformer insulation can extend the service life and reduce the cost of transformer maintenance.Силові трансформатори займають дуже важливе місце в електропостачанні промислових та побутових споживачів, виконуючи перетворення, розподіл та передачу енергії. Одним з найважливіших елементів силового трансформатору є целюлозна ізоляція. В процесі експлуатації відбувається старіння ізоляції, яке супроводжується зниженням її діелектричних властивостей, що в свою чергу може призвести до аварійного виходу з ладу силового трансформатору. Тому прогнозування процесу старіння ізоляції силового трансформатору є дуже важливим напрямом в сьогоднішній науці. В даній статті зроблений огляд літератури про старіння целюлозної ізоляції та за допомогою пакету програм FEMM побудована модель силового трансформатора за допомогою якої досліджено вплив теплового поля на старіння целюлозної ізоляції. Моделювання процесу старіння ізоляції силового трансформатору в пакеті програм FEMM дозволяє більш детально дослідити процес старіння целюлозної ізоляції, дає змогу проаналізувати вплив різних фізичних явищ на ресурсні характеристики ізоляції, підвищити точність прогнозування її стану та швидкості старіння. В той же час є напрями, які потребують уточнення такі як фактор прикладеного зусилля до целюлозної ізоляції в момент часу. Насамкінець слід зазначити, що більш детальне дослідження полів які впливають на старіння ізоляції силового трансформатора дозволяє подовжити термін експлуатації та знизити витрати на обслуговування трансформатора
Особливості функціонування та практичного застосування вакуумних реклоузерів середньої напруги 6–35 кВ
Full text linkIntroduction. The technical and operational features of medium voltage vacuum reclosers used in distribution electrical networks with a voltage of 6–35 kV are considered. Problem. Most of the long-term power outages can be prevented by using hardware with the function of multiple automatic reclosing. However, the devices existing today in distribution networks, both morally and physically outdated, do not allow them to perform such a function. The outdated equipment of existing substations and networks is the cause of significant costs in the transmission of electricity. The use of new-generation switching electrical devices such as vacuum reclosers allows you to reduce the duration of power outages. Goal. Analysis of technical characteristics and features of the use of modern vacuum reclosers in medium voltage distribution electrical networks with a voltage of 6–35 kV. Methodology. By conducting analytical research and critical analysis of available sources of information, the features of the operation of vacuum reclosers were established, their functional capabilities, technical characteristics and connection diagrams were analyzed. Results. An analytical review of existing designs of vacuum reclosers was conducted. Technical characteristics and connection diagrams of vacuum reclosers were analyzed. Features of operation of vacuum reclosers were established. Functional capabilities of relay protection and automation for controlling vacuum reclosers were analyzed. Practical value. The use of vacuum reclosers in medium voltage electrical distribution networks of 6–35 kV allows to increase reliability in power supply by reducing electricity shortages, to create a fully controlled power grid using Smart Grid technology, to reduce costs for preventive maintenance of network equipment.Вступ. Розглянуто технічні та експлуатаційні особливості вакуумних реклоузерів середньої напруги, що застосовуються в розподільних електричних мережах напругою 6–35 кВ. Проблема. Більшій частині тривалих відключень електроенергії можна запобігти за рахунок застосування апаратних засобів із функцією багатократного автоматичного повторного включення. Однак, існуючі на сьогоднішній день в розподільних мережах застарілі як морально, так і фізично апарати не дозволяють виконувати таку функції. Застаріле обладнання існуючих підстанцій і мереж є причиною значних витрат при передачі електроенергії. Застосування комутаційних електричних апаратів нового покоління таких як вакуумні реклоузери дозволяє зменшити тривалість перерв в електропостачанні. Мета. Аналіз технічних характеристик та особливостей застосування сучасних вакуумних реклоузерів у розподільних електромережах середньої напруги 6–35 кВ. Методика. За допомогою проведення аналітичних досліджень і критичного аналізу наявних джерел інформації встановлено особливості експлуатації вакуумних реклоузерів, проаналізовано їх функціональні можливості, технічні характеристики та схеми підключення. Результати. Проведено аналітичний огляд існуючих конструкцій вакуумних реклоузерів. Проаналізовано технічні характеристики та схеми підключення вакуумних реклоузерів. Встановлено особливості експлуатації вакуумних реклоузерів. Проаналізовано функціональні можливості релейного захисту та автоматики щодо управління вакуумними реклоузерами. Практична цінність. Застосування вакуумних реклоузерів у розподільних електричних мережах середньої напруги 6–35 кВ дозволяє підвищити надійність в електропостачанні за рахунок зниження недопостачання електроенергії, створити цілковито керовану електромережу із застосуванням технології Smart Grid, скоротити витрати на профілактичне обслуговування мережевого обладнання