Electrical Engineering & Electromechanics (E-Journal - National Technical University "Kharkiv Polytechnic Institute") / Електротехніка і Електромеханіка (Національний технічний університет - "Харківський політехнічний iнститут")
Not a member yet
941 research outputs found
Sort by
АНТОЛОГИЯ ВЫДАЮЩИХСЯ ДОСТИЖЕНИЙ В НАУКЕ И ТЕХНИКЕ. ЧАСТЬ 49: АВИАКОНСТРУКТОР ОЛЕГ АНТОНОВ И ЕГО СВЕРШЕНИЯ В САМОЛЕТОСТРОЕНИИ
Get PDFPurpose. Preparation of short scientifically-historical essay about one of founders of domestic aircraft design, prominent Ukrainian aircraft designer O.K. Antonov. Methodology. Known scientific methods of collection, analysis and analytical treatment of scientific and technical information, touching becoming and development of Soviet aviation and resulted in scientific monographs, journals and internet reports. Results. A short scientifically-historical essay is resulted about the prominent Ukrainian aircraft designer Oleg Konstantinovich Antonov, becoming one of founders of Soviet military cargo and civil aviation. Basic scientific and technical achievements of the glorified aircraft designer O.K. Antonov are indicated and team of headed them in the period of 1952-1984 of legendary Design Bureau 473 (Kyiv) in area of aircraft design, bringing a domestic aviation around to world heights. Basic tactical and technical descriptions are described created under his scientific and technical guidance of such types of passenger airplanes known in the world as An-2, An-10 and An-24, and also troop-carriers of type An-12, An-22 «Antaeus», An-26, An-30, An-32, An-72 and An-124 «Ruslan». Short information is resulted about tactical and technical descriptions of the largest in the world of heavy distant turbo-jet military cargo airplane type An-225 «Mriya», created in 1980-th years in Design Bureau named after O.K. Antonov. It is marked that under scientific and technical guidance of aircraft designer O.K. Antonov in the former USSR about 100 types of aircrafts of the military and civil aircrafts were developed and created. It is pointed out that Doctor of Technical Sciences, Academician of the Academy if Sciences the Ukrainian SSR and of the Academy of Sciences the USSR became a founder acknowledged in the world of Ukrainian aviation scientific school. Information, touching common to all mankind qualities of this great aircraft designer, is resulted, and also handed O.K. Antonov for merits before Homeland of governmental rewards, bonuses and other insignia, underlining his prominent contribution to development of domestic aircraft construction. Originality. Certain systematization is executed known from scientific journals and other mass of scientific and technical materials media, touching becoming and development in the period of 20-21-th centuries of Soviet aviation and ponderable scientific and technical contribution to the military and civil aircraft design of the prominent Ukrainian aircraft designer O.K. Antonov. Practical value. Scientific popularization and deepening for the students of higher school, engineering, technical and scientific workers of scientific and technical knowledge in area of history of becoming and development of Soviet aircraft design, extending their scientific and technical range of interests and further development of scientific and technical progress in society.Приведен краткий научно-исторический очерк о выдающемся украинском авиаконструкторе Олеге Константиновиче Антонове, ставшем одним из основоположников отечественного самолетостроения. Описаны основные научно-технические достижения О.К. Антонова в области самолетостроения, принесшие славу советской военной и гражданской авиации и нашему Отечеству. Показано, что авиаконструктор О.К. Антонов основал в г. Киеве известную в мире украинскую авиационную научную школу. Под руководством авиаконструктора О.К. Антонова в его ОКБ было разработано около 100 типов летательных аппаратов военного и гражданского назначения.
ВЛИЯНИЕ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ИНДУКТОРА И ЯКОРЯ НА ПОКАЗАТЕЛИ ЛИНЕЙНОГО ИМПУЛЬСНОГО ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ ЭЛЕКТРОДИНАМИЧЕСКОГО ТИПА
Get PDFPurpose. The aim of the paper is to study the influence of geometrical parameters, namely, the number of layers and the cross section of the copper tire of the inductor and the armature coils on the power and speed indicators of a linear pulse electromechanical converter (LPEC) of an electrodynamic type. Methodology. On the basis of the developed chain mathematical model, recurrent relations are obtained for the calculation of interconnected electromagnetic, mechanical and thermal processes of LPEC of an electrodynamic type. The effect of the thickness of a square copper tire and the number of its layers in the inductor and armature coils on the characteristics and characteristics of electrodynamic LPEC is investigated. It is these parameters that determine the number of turns and the axial height of the coils with limited radial dimensions. Results. The influence of the geometrical parameters of the inductor and the armature coils with limited radial dimensions on the electrical and mechanical characteristics of LPEC of an electrodynamic type is established. It has been established that with an increase in the thickness of a rectangular cross-section of copper tire from 1 to 2.5 mm, an increase in the amplitude and pulse of electrodynamic forces (EF) occurs. However, the maximum speed of the armature is the highest at LPEC wound with a 1.5 mm thick tire. The highest efficiency value is demonstrated by LPEC, in which the inductor and armature coils are wound with a 2 mm thick tire. With an increase in the number of layers of the inductor coil tire, the amplitude of the EF decreases significantly, and the magnitude of the EF pulse decreases slightly. As a result, the maximum armature speed, efficiency and temperature rise of the coils are reduced. Originality. It is established that the largest amplitude of the EF is realized in LPEC with the minimum number of layers of tires of the inductor and armature coils. The largest value of the pulse EF occurs when the maximum number of layers of the inductor and the armature. In this case, the largest values of the amplitude and pulse of the EF occur under the condition that the number of tire layers of the inductor and the armature coils are the same. Practical value. It has been established that the greatest efficiency 21.82 % is realized in LPEC, in which the number of tire layers is 2 mm thick with inductor and armature coils are 4. A catapult model for launching an unmanned aerial vehicle was made and tested on the basis of LPEC of an electrodynamic type. Разработана цепная математическая модель линейного импульсного электромеханического преобразователя (ЛИЭП) электродинамического типа. Получены рекуррентные соотношения для расчета взаимосвязанных электромагнитных, механических и тепловых процессов. Установлено, что при увеличении толщины квадратной медной шины катушек индуктора и якоря от 1,0 до 2,5 мм увеличиваются амплитуда и величина импульса электродинамических усилий (ЭДУ). Максимальная скорость якоря наибольшая у ЛИЭП, катушки индуктора и якоря которого намотаны шиной толщиной 1,5 мм. Наибольшее значение КПД у ЛИЭП, катушки которого намотаны шиной толщиной 2,0 мм. При увеличении количества слоев шины катушки индуктора амплитуда ЭДУ уменьшается существенно, а величина импульса ЭДУ – незначительно. Вследствие этого снижаются максимальная скорость якоря, КПД и превышения температуры катушек. Наибольшая амплитуда ЭДУ реализуется в ЛИЭП при минимальном количестве слоев шин катушек индуктора и якоря, а наибольшая величина импульса ЭДУ возникает при максимальном их количестве. При этом наибольшие значения амплитуды и импульса ЭДУ возникают при условии, когда количество слоев шины катушек одинаковы. Наибольший КПД (21,82 %) реализуется в ЛИЭП, у которого катушки индуктора и якоря намотаны в четыре слоя квадратной шины толщиной 2,0 мм. На базе ЛИЭП электродинамического типа была изготовлена и испытана модель катапульты для запуска беспилотного летательного аппарата
ВЛИЯНИЕ АКТИВНОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ ОБМОТОК ИМПУЛЬСНОГО ТРАНСФОРМАТОРА НА ПАРАМЕТРЫ ФОРМИРУЕМЫХ НА ЕМКОСТНОЙ НАГРУЗКЕ ИМПУЛЬСОВ НАПРЯЖЕНИЯ
Get PDFGoal. Analysis of the influence of the active resistance of the primary and secondary windings of a pulse transformer on the voltage at the load capacitance based on the developed methodology for the analysis of transients caused by the discharge of the storage capacitance in the primary winding. Methodology. A model for calculating transients is developed using the Laplace transform. Transient modeling is carried out in the MATLAB software package. The results of transient calculations are compared with experimental results. Results. A method for calculating transients in test installations with pulse transformers has been developed, which allows taking into account the effect of power losses in the primary and secondary windings on the voltage at the load capacitance. The calculated relations are obtained, allowing to take into account the influence of the active resistance of the primary and secondary windings of the transformer on the voltage at the load capacitance, the currents in the primary and secondary windings of the transformer, as well as on the voltage drop on the inductance of the primary winding of the transformer. Scientific novelty. A mathematical model is developed for calculating transients in the primary and secondary windings of a pulse transformer, taking into account the influence of the active resistance of the windings when it changes over a wide range of possible values. Practical value. Using the proposed technique, it is possible to determine the parameters of the discharge circuit at which test voltage pulses are formed on the load capacitance without distorting the shape of the pulse front. Цель. Анализ влияния активного сопротивления первичной и вторичной обмоток импульсного трансформатора на напряжение на нагрузочной емкости на основании разработанной методики анализа переходных процессов, вызванных разрядом накопительной емкости в первичной обмотке. Методика. Модель для расчета переходных процессов разработана с применением преобразования Лапласа. Моделирование переходных процессов проводилось в программном пакете MATLAB. Результаты расчетов переходных процессов сравнивались с экспериментальными результатами. Результаты. Разработана методика расчета переходных процессов в испытательных установках с импульсными трансформаторами, позволяющая учитывать влияние потерь мощности в первичной и вторичной обмотках на напряжение на нагрузочной емкости. Получены расчетные соотношения, позволяющие учитывать влияние активного сопротивления первичной и вторичной обмоток трансформатора на напряжение на нагрузочной емкости, токи в первичной и вторичной обмотках трансформатора, а также на падение напряжения на индуктивности первичной обмотки трансформатора. Научная новизна. Разработана математическая модель для расчета переходных процессов в первичной и вторичной обмотках импульсного трансформатора с учетом влияния активного сопротивления обмоток при его изменении в широком диапазоне возможных значений. Практическое значение. Использование предложенной методики позволяет определять параметры разрядной цепи, при которых на нагрузочной емкости происходит формирование тестовых импульсов напряжения без искажений формы фронта импульсов.
АНТОЛОГИЯ ВЫДАЮЩИХСЯ ДОСТИЖЕНИЙ В НАУКЕ И ТЕХНИКЕ. ЧАСТЬ 52: КОНСТРУКТОР РАКЕТНО-КОСМИЧЕСКОЙ ТЕХНИКИ МИХАИЛ ЯНГЕЛЬ И ЕГО СВЕРШЕНИЯ В РАКЕТОСТРОЕНИИ
Get PDFPurpose. Preparation of short scientifically-historical essay about the distinguished designer of domestic |space-rocket technique and one of basic creators of missiles for a Soviet rocket-nuclear «shield» Mikhail Kuzmich Yangel. Methodology. Known scientific methods of collection, analysis and analytical treatment of scientific and technical information, regarding becoming and development in the USSR of space-rocket technique of the military and peaceful applications and resulted in scientific monographs, journals and internet-reports. Results. A short scientifically-historical essay is resulted about the distinguished Soviet designer of space-rocket technique of M.K. Yangel, becoming one of creators of domestic strategic rocket-nuclear «shield». Basic scientific and technical achievements of talented and purposeful scientist-mechanic M.K. Yangel are described, becoming in 1954 Head and Chief Designer of the Special Designer Bureau No. 586 (SDB-586, Dnepropetrovsk city), in area of development and creation of powerful battle ballistic rockets of the strategic applications and missiles for the peaceful mastering of space. It is shown that under scientific guidance of the Chief Designer of SDB-586 (in 1966 it began to be named DB «Southern») M.K. Yangel in the USSR were developed and accepted on the armament of rocket strategic armies the Soviet army: battle strategic rockets of the first generation (rockets with military indexes 8K63, 8K65 and 8K64); battle intercontinents ballistic rockets (ICBR) of the second (rockets with military indexes 8K67, 8K69 and 8К67П) and the third (rockets with military indexes 15A14 (on terminology of NATO SS-18 «Satan»), 15A15, 15A16 and 15A18) generations. At creation in the USSR of battle ICBR of the fourth generation (rockets with the military indexes of 15А18М, 15Ж60 and 15Ж61) the ideas of M.K. Yangel were applied. These battle ICBR provided in the period of the «Cold War» for the USSR a party in the world race of strategic rocket-nuclear armaments. Powerful domestic missiles are «Space-1», «Space-2», «Cyclone-2» and «Cyclone-3», created at SDB-586 (DB «Southern») under the guidance of M.K. Yangel on the base of the indicated battle ICBR, executed the tasks laid on them in area of the peaceful mastering of space. Originality. Certain systematization is executed known from mass of scientific and technical materials media, regarding becoming and development in the USSR of rocket industry, having an important military-strategic and civil value. First for a wide reader the concrete contribution of SDB-586 (DB «Southern»), headed in the period of 1954-1971 by Academician of the Academy of Sciences of the Ukrainian SSR and the Academy of Sciences of the USSR M.K. Yangel is exposed in the concentrated kind, in creation of powerful Soviet battle ICBR, making in the period of 1959-1991 basis of rocket-nuclear «shield» of the USSR. Practical value. Scientific popularization and deepening for the students of higher school, engineering-technical and scientific workers of physical-technical knowledge in area of history of becoming and development in the former USSR of military and peaceful rocket production, extending their scientific and technical range of interests and further development of scientific and technical progress in society.Приведен научно-исторический очерк о выдающемся советском конструкторе ракетно-космической техники Михаиле Кузьмиче Янгеле, ставшем одним из создателей отечественного ракетно-ядерного «щита». Описаны основные научно-технические достижения М.К. Янгеля в области разработки и создания в СССР боевого стратегического ракетного вооружения и ракетно-космической техники для мирного освоения космоса. Показано, что Главный конструктор ОКБ-586 (КБ «Южное», г. Днепропетровск) М.К. Янгель является «отцом» советских боевых межконтинентальных баллистических ракет (МБР) первого (с индексами 8К63, 8К65 и 8К64), второго (с индексами 8К67, 8К69 и 8К67П) и третьего (с индексами 15А14, 15А15, 15А16 и 15А18) поколений. При создании МБР четвертого поколения (с индексами 15А18М, 15Ж60 и 15Ж61) были применены его идеи. Данные боевые МБР обеспечили в период «холодной войны» для СССР паритет в мировой гонке стратегических ракетно-ядерных вооружений.
ЗАСТОСУВАННЯ МАГНІТОРЕОЛОГІЧНИХ ЕЛАСТОМЕРІВ ДЛЯ КЕРУВАННЯ ХАРАКТЕРИСТИКАМИ СИСТЕМ ПІДРЕСОРЮВАННЯ КОЛІСНИХ ТРАНСПОРТНИХ ЗАСОБІВ
Get PDFThe purpose of the work is to study the influence of the control of the elastic and damping characteristics of the cushioning system based on the use of magnetorheological elastomers on the smoothness of the course of wheeled transport vehicles. The technique. The research used the methods of: magnetic field theory, the theory of vehicle suspension, experiment theory planning, and the FEMM code for studying magnetic field characteristics and mathematical modeling of wheeled vehicle movement along roughness in the Delphi environment. Results. Designed, researched and patented designs of elastic hinges of the suspension arms with magnetorheological elastomers. The relative boundaries of changes in the elastic modules and losses of these hinges are determined when controlling the characteristics of the suspension in order to improve the smoothness of the wheeled vehicle. Scientific novelty. For the first time, the feasibility of using magnetorheological elastomers to control the elastic and damping characteristics of the cushioning system of wheeled vehicles has been investigated, and the requirements for control laws have been determined, which make it possible to increase smoothness by more than 40 %; it is established that the control of the loss modulus has a greater effect on the improvement of smoothness of motion than the control of the elastic modulus. Practical value. The design has been developed and the relative boundaries of changes in the modules of elasticity and loss of hinges with magnetorheological elastomers during their control have been determined, which will make it possible to formulate requirements for elastomers when developing promising hinge designs for vehicle suspension systems. Метоюроботи є дослідження впливу керування пружними та демпфіруючими характеристиками системи підресорювання на основі використання магнітореологічних еластомерів на плавність ходу колісних транспортних засобів.Методика. При дослідженнях використано методи: теорії магнітного поля, теорії підресорювання транспортних засобів, теорії планування експерименту, а також пакет Femm для дослідження характеристик магнітного поля та математичне моделювання руху колісних транспортних засобів по нерівностям у середовищі Delphi. Результати. Розроблено, досліджено та запатентовано конструкції пружних шарнірів важелів підвіски з магнітореологічними еластомерами. Визначено відносні межі зміни модулів пружності та втрат даних шарнірів при здійсненні керування характеристиками підвіски для забезпечення підвищення плавності ходу колісного транспортного засобу. Наукова новизна.Вперше досліджено доцільність застосування магнітореологічних еластомерів для керування пружними та демпфіруючими характеристиками систем підресорювання колісних транспортних засобів тавизначено закони керування, які дозволяють підвищити плавність ходу більше ніж на 40 %; встановлено, що керування модулем втрат в більшій мірі впливає на підвищення плавності ходу, ніж керування модулем пружності. Практична цінність. Розроблено конструкції та визначено відносні межі змін модулів пружності та втрат шарнірів із магнітореологічних еластомерів при здійсненні їх керування, що дозволить формулювати вимоги до еластомерів при розробці перспективних конструкцій шарнірів для систем підресорювання транспортних засобів.
ДОСЛІДЖЕННЯ ХАРАКТЕРИСТИК МАГНІТОЕЛЕКТРИЧНОГО ЛІНІЙНОГО ВІБРАЦІЙНОГО ДВИГУНА ПРИ РОБОТІ НА ПРУЖНО-В’ЯЗКЕ НАВАНТАЖЕННЯ
Get PDFPurpose. To development of mathematical model for calculation of the magnetoelectric linear vibration motor performance with elastoviscous loading and research of machine characteristics in the different operational modes depending on loading parameters. Methodology. Experimental results by means of the developed test setup according to the specified methods are obtained. Moreover we have correlated the experimental data obtained by means of the development experimental setup with the simulated results using analytical model of the linear oscillatory motor with elastoviscous loading. In the analytical model of the linear vibration motor a one-mass vibration system with equivalent parameters of stiffness and viscous friction is considered. Results. Calculations of performance data for three operating modes of the oscillatory motor - for constant value of current, constant amplitude and acceleration of vibrations are carried out. Results of calculation by means of analytical model are coordinated with the experimental data obtained with help of a prototype of the linear motor and the load machine. Originality. Analytical expressions for performance data of the linear vibration motor which are based on the analytical model and an equivalent circuit with the lumped parameters are obtained. It is shown that for calculation of performance data depending on parameters of loading it is possible to use analytical model which is based on an equivalent circuit with constant inertial parameters of the linear motor. Practical value. Results of the work can be used for designing new and improvements of the existing vibration devices on the basis of linear motors with the specified performance data. Розглянуто магнітоелектричний лінійний двигун вібраційної дії циліндричної топології. Шляхом лінеаризації рівнянь динаміки, отримано вирази для розрахунку робочих характеристик двигуна в залежності від параметрів пружно-в’язкого навантаження. Характеристики визначаються для трьох режимів роботи – для сталого значення струму двигуна та для сталих амплітуди коливань і прискорення. Проведено дослідження в лінійній постановці, де розглядається одномасова коливальна система, в якій параметри навантаження враховуються як еквівалентні коефіцієнти жорсткості та в’язкого тертя. Для побудови розрахункової схеми заміщення використовується метод електромеханічних аналогій. Проведено експериментальні дослідження робочих характеристик магнітоелектричного двигуна вібраційної дії та виконано порівняльний розрахунок характеристик за допомогою представленої лінійної моделі
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВЛИЯНИЯ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ПЬЕЗОКЕРАМИЧЕСКОЙ ПЛАСТИНЫ НА АМПЛИТУДНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ЛИНЕЙНОГО ПЬЕЗОДВИГАТЕЛЯ
Get PDFPurpose. The purpose of the paper is to determine the influence of the geometric parameters of the stator of a linear piezoceramic motor in the form of a piezoceramic plate on the characteristics of its amplitude oscillations. Methodology. For the research, mathematical modeling in the COMSOL Multiphysics software package was used, taking into account the interrelation of electrostatic and mechanical phenomena. Results. By numerical simulation of the process of operating of a linear piezoceramic motor, a rational ratio of the width to the length of the piezoceramic plate is determined. Originality. The rational value of the thickness h of the piezoceramic plate of the motor is also established. Approximate dependencies are proposed for determining the parameters of the relationship between the geometric dimensions of the piezoceramic plate of a linear piezomotor, which makes it possible to predict its characteristics. The adequacy of calculation models is confirmed by experimental studies. Practical value. The results obtained can be used in the design of piezoceramic motors.Целью статьи является определение влияния геометрических параметров статора линейного пьезокерамического двигателя в виде пьезокерамической пластины на характеристики ее амплитудных колебаний. Для проведения исследований использовалось математическое моделирование в среде пакета программ COMSOL Multiphysics с учетом взаимосвязи электростатических и механических явлений. Путем численного моделирования процесса функционирования линейного пьезокерамического двигателя определено рациональное отношение ширины к длине пьезокерамической пластины. Установлено также рациональное значение толщины h пьезокерамической пластины двигателя. Предложены аппроксимационные зависимости для определения параметров связи между геометрическими размерами пьезокерамической пластины линейного пьезодвигателя, что позволяет прогнозировать его характеристики. Адекватность модельных расчетов подтверждена экспериментальными исследованиями. Полученные результаты могут использоваться при проектировании пьезокерамических двигателей
МОДЕРНІЗАЦІЯ КОМПЛЕКСУ ТИПУ ІК-1У ДЛЯ ВИМІРЮВАННЯ ОПОРУ ЗАЗЕМЛЮВАЛЬНОГО ПРИСТРОЮ БЛИСКАВКОВІДВОДІВ ТА ОПОР ЛЕП
Get PDFPurpose. The creation of a measuring device for determining the impedance of the grounding of lightning arresters and supports of overhead lines under the influence of aperiodic pulses with the parameters 1.2/50 μs, 8/20 μs and 10/350 μs. Methodology. For this purpose, electrical engineering theory, transient modeling software and natural modeling methods are used. Results. The parameters of the electrical circuits of the additional forming unit were determined to create lightning current pulses with parameters of 10/350 μs using the IK-1U measuring complex. According to the simulation results, a layout of the forming unit in the form of an attachment and the IK-1U complex with the upgraded power supply system were created. Oscillograms of the front and pulse duration are obtained. The specified model was tested when performing electromagnetic diagnostics of the state of the RFP for more than 100 operating electrical substations. Originality. The measuring complex IK-1U was improved, which made it possible to determine the impulse impedance of the grounding device of lightning arresters when exposed to a current of 10/350 μs, 8/20 μs and of voltages 1.2/50 μs. Practical value. Upgraded device allows measurements in accordance with modern international requirements. Метою роботи є створення вимірювального приладу для визначення опору заземлювальних пристроїв (ЗП) блискавковідводів та опор повітряних ліній електропередачі (ЛЕП) при дії аперіодичних імпульсів напруги з параметрами 1,2/50 мкс та струму з параметрами 8/20 мкс і 10/350 мкс. Для цього використано теорію електротехніки, програмні засоби моделювання перехідних процесів та методи натурного моделювання. Було визначено параметри елементів електричного кола додаткового формуючого блоку для створення грозових імпульсів струму з параметрами 10/350 мкс за допомогою вимірювального комплексу типу ІК-1У. Вдосконалено комплекс типу ІК-1У, що дозволило визначати імпульсний опір ЗП блискавковідводів та опор ЛЕП при дії імпульсів струму 10/350 мкс, 8/20 мкс та напруги 1,2/50 мкс. Модернізований прилад дозволяє проводити вимірювання відповідно з сучасними міжнародними вимогами
ФОРМУВАННЯ ХАРАКТЕРИСТИК РОБОЧИХ РЕЖИМІВ ВЕНТИЛЬНО-ІНДУКТОРНИХ ДВИГУНІВ З ПЕРІОДИЧНИМ НАВАНТАЖЕННЯМ
Get PDFPurpose. The purpose of the article is to create dependencies of efficiency on effective power when changing the supply voltage and switching angles, pulsation speeds of the rotor from the moment of inertia of the drive and mechanical characteristics of switched-reluctance motors with a periodic load, developing recommendations to ensure their effective and reliable operating modes in single-cylinder piston compressors. Methodology. To carry out research simulation mathematic modeling was used, to calculate the nonlinear inductance dependence on current and rotor angle, the finite element method. Results. The measures of improve the efficiency and reliability of drives single-cylinder piston compressors on the basis of the SRM has been proposed. Originality. Approaches that provide maximum efficiency values and a regulated level of ripple speeds of rotors SRM of single-cylinder reciprocating compressors in the operating frequency control range, with periodic load have been developed. Practical value. Algorithm for changing the supply voltage and switching angles of the SRM of single-cylinder compressors, which provides maximum efficiency values SRM when the rotational speed changes within the 1:6 range, has been developed. The minimum values of the moments of inertia of the drive of single-cylinder compressors, providing a regulated level of pulsations of the rotational speed of the rotor SRM with its regulation, were determined. Мета. Метою статті є формування залежностей ККД від корисної потужності за зміни напруги живлення і кутів комутації, пульсацій частоти обертання ротора від моменту інерції приводу та механічних характеристик вентильно-індукторних двигунів з періодичним навантаженням, розроблення рекомендацій щодо забезпечення їх ефективних і надійних робочих режимів у складі одноциліндрових поршневих компресорів. Методика. Для проведення досліджень використано імітаційне математичне моделювання, для розрахунку нелінійної залежності індуктивності від струму і кута повороту ротора – метод скінченних елементів. Результати. Запропоновано заходи по підвищенню ефективності і надійності приводів одноциліндрових поршневих компресорів та основі ВІД. Наукова новизна. Розроблено підходи, що забезпечують максимальні значення ККД і регламентований рівень пульсацій частоти обертання роторів ВІД одноциліндрових поршневих компресорів у робочому діапазоні регулювання частоти обертання з врахуванням періодичного навантаження. Практичне значення. Розроблено алгоритм зміни напруги живлення і кутів комутації ВІД одноциліндрових компресорів одинарної дії, що забезпечують максимальні значення ККД при регулюванні частоти обертання в межах діапазону 1:6. Визначено мінімальні значення моментів інерції приводу одноциліндрових компресорів з ВІД потужністю 100 Вт, що забезпечують регламентований рівень пульсацій частоти обертання ротора ВІД при її регулюванні
СИНТЕЗ ТА АНАЛІЗ СИСТЕМИ КЕРУВАННЯ ЕЛЕКТРИЧНИМ РЕЖИМОМ ДУГОВОЇ ПЕЧІ НА ОСНОВІ РОЗПОДІЛУ ТРИВИМІРНОГО ВЕКТОРА СТРУМІВ ФАЗ
Get PDFGoal. The purpose of the article is to create the method for the operative synthesis of an arc steel-melting furnace (ASF) electric mode (EM) control signal on the basis of a three-dimensional arc currents vector, which takes into account the stochastic nature of the processes in the melting space and power circuit and has low sensitivity to the control object parameters changes, as well as development of the control system structure for its implementation. Method. The basis of the created control method is formed on the statistical theory of dynamical systems, as well as the provisions of the statistical theory of optimal control based on the Fokker-Planck-Kolmogorov equation, which enables to synthesize operational control by the criterion of approaching the regulated coordinate distribution density to the d-function, that is to minimize the dispersion of the three-dimensional furnace phases arc currents vector. Results. The system of equations for operational real-time calculation of control influences of the thyristor switch of phase inductors, included in the power supply circuits of three-phase arcs, and the structural scheme of the adaptive contour for the formation of three-dimensional phase currents vector dispersion for the implementation of adaptive optimal control were obtained. Scientific novelty. For the first time, based on the Fokker-Planck-Kolmogorov equation, we obtain a system of equations representing a mathematical model of a stochastic adaptive optimal control of the arc furnace electric mode by the criterion of a minimum dispersion of three-dimensional phase (arcs) currents vector, which enables, in comparison with known methods, to increase dynamic precision of the arc currents stabilization at the level set by the criteria of energy efficiency and electromagnetic compatibility values. Practical value. The use of the proposed adaptive optimal control model and structural system scheme for its implementation allows, in comparison with the serial arc power regulators, to improve the dynamic accuracy of the arc current currents stabilization at the level of given optimal settings and, based on this, to improve the energy efficiency and electromagnetic compatibility indices of the arc furnace and power supply network.Мета. Метою статті є створення методу оперативного синтезу сигналу керування електричним режимом (ЕР) дугової сталеплавильної печі (ДСП) на основі тривимірного вектора струмів фаз, що враховує стохастичну природу процесів у плавильному просторі, силовому електричному колі печі, має низьку чутливість до зміни параметрів об’єкта керування та розроблення структури системи керування для його реалізації. Методика. В основу створеного методу керування покладено положення статистичної теорії динамічних систем, а також положення статистичної теорії оптимального керування на основі рівняння Фоккера-Планка-Колмогорова, що дає змогу синтезувати оперативне керування за критерієм наближенням густини розподілу регульованої координати до d-функції, тобто мінімізувати дисперсію тривимірного вектора струмів фаз (дуг) дугової печі. Результати. Отримано систему рівнянь для оперативного в режимі on-line розрахунку керуючих впливів тиристорного комутатора фазних дроселів, що включені у силове коло живлення трифазних дуг, та структурну схему адаптивного контура формування дисперсії тривимірного вектора струмів дуг дугової печі для реалізації адаптивного оптимального керування. Наукова новизна. Вперше на основі рівняння Фоккера-Планка-Колмогорова отримано систему рівнянь, що подають математичну модель стохастичного адаптивного оптимального керування електричним режимом дугової сталеплавильної печі за критерієм мінімуму дисперсії тривимірного вектора струмів дуг, що дає змогу у порівнянні з відомими методами підвищити динамічну точність стабілізації струмів дуг на рівні заданих за критеріями енергоефективності та електромагнітної сумісності значень. Практична цінність. Реалізація запропонованої моделі адаптивного оптимального керування та структурної схеми системи для її реалізації дасть змогу у порівнянні з серійними регуляторами потужності дуг поліпшити динамічну точність стабілізації струмів дуг на рівні заданих оптимальних уставок і на основі цього комплексно поліпшити показники енергоефективності та електромагнітної сумісності режимів дугової печі та електромережі.