Energy saving. Power engineering. Energy audit (E-Journal - National Technical University "Kharkiv Polytechnic Institute") / Энергосбережение. Энергетика. Энергоаудит (Національний технічний університет - "Харківський політехнічний iнститут")
Not a member yet
1217 research outputs found
Sort by
РЕАЛІЗАЦІЯ СИНХРОННИХ ЕЛЕКТРОДВИГУНІВ З ПОСТІЙНИМИ МАГНІТАМИ В ТЯГОВИХ ЕЛЕКТРОМЕХАНІЧНИХ СИСТЕМАХ ДВОСІХ ЕЛЕКТРОЛОКОМОТИВІВ
Full text linkAnnotation. The article presents a study evaluating the feasibility and effectiveness of using an electromechanical traction complex based on synchronous motors with permanent magnets (SMPM) for two-axle electric locomotives.
The author proposes a scientific research strategy in line with this topic, which, in order to obtain real scientific results, should be carried out logistically in the following format: starting at a preventive level and then moving on to a qualitative evidence-based level.
It is emphasized that a sufficient level of efficiency in general, and energy efficiency in particular, can be achieved by integrating a corresponding control system (CS) for the speed of these types of traction electric motors (TEM) into the ETS variant with SMPM. An important positive aspect of such a development, taking into account the specifics of the operation of the analyzed types of electric locomotives – as a rule, underground operating conditions and the corresponding requirements for the special design of their equipment – is that a sensorless vector control option should be considered sufficiently feasible.
An effective sub-option for the practical implementation of this idea is the use of high-frequency injection (HFI) to implement this control method. This will allow the necessary condition to be implemented in terms of circuitry – determining the position of the SMPM rotor at low speeds of the electric locomotive, which is characteristic of these types of electric locomotives according to established technologies for their operation. However, as established, the development of an effective algorithm for control actions of the control system in this format of operation requires the study of all factors influencing this process by rebuilding an adequate ETS controllability structure. The logistics for launching this format, as well as the option of the ETS development itself, are presented in this work.Анотація. У статті представлено дослідження, що оцінює доцільність та ефективність використання електромеханічного тягового комплексу на основі синхронних двигунів з постійними магнітами (СДПМ) для двовісних електровозів. Автори пропонують стратегію наукових досліджень відповідно до цієї теми, яка для отримання реальних наукових результатів повинна логістично здійснюватися в такому форматі: починаючи з превентивного рівня, а потім переходячи до якісного рівня, заснованого на доказах. Підкреслюється, що достатній рівень ефективності загалом, та енергоефективності зокрема, може бути досягнутий шляхом інтеграції відповідної системи керування (СК) швидкістю цих типів тягових електродвигунів (ТЕД) у варіант ЕТС з ТВПМ. Важливим позитивним аспектом такої розробки, враховуючи специфіку експлуатації аналізованих типів електровозів – як правило, підземні умови експлуатації та відповідні вимоги до спеціальної конструкції їхнього обладнання – є те, що варіант безсенсорного векторного керування слід вважати достатньо доцільним.
Ефективним підваріантом практичної реалізації цієї ідеї є використання високочастотної інжекції (ВЧІ) для реалізації цього методу керування. Це дозволить реалізувати необхідну умову в схемотехнічному плані – визначення положення ротора ТВПМ на низьких швидкостях електровоза, що характерно для цих типів електровозів згідно зі встановленими технологіями їх експлуатації. Однак, як встановлено, розробка ефективного алгоритму керуючих дій системи керування в такому форматі роботи вимагає вивчення всіх факторів, що впливають на цей процес, шляхом перебудови адекватної структури керованості ЕТС. У цій роботі представлено логістику запуску цього формату, а також варіант самої розробки ETS
МУЛЬТИПАРАМЕТРИЧНЕ МОДЕЛЮВАННЯ ФІЗИЧНИХ ПРОЦЕСІВ В ЕНЕРГЕТИЧНИХ МАШИНАХ НА ОСНОВІ ПЕРЕТВОРЮВАЧІВ ЕНЕРГІЇ
Full text linkAbstract. The subject of the study is the systematization and generalization of the methodology of multiparametric modeling of electromagnetic and electromechanical processes occurring in power machines based on the conversion of various types of energy, in particular, on the example of the conversion of electrical energy into mechanical energy. The indicators of the power machine that are basic for the implementation of such modeling are identified, the structure of the organization of modeling of electromagnetic and electromechanical processes is proposed, and the content of each multiparametric function when setting modeling indicators is described. An example of the implementation of multiparametric modeling is given on the example of an asynchronous electric motor, as a result of which the transition from an abstract electric machine to an electric machine with individual indicators and attributes is made.Анотація. Предметом дослідження є систематизація та узагальнення методології мультипараметричного моделювання електромагнітних та електромеханічних процесів, що відбуваються в енергетичних машинах на основі перетворення різних видів енергії, зокрема на прикладі перетворення електричної енергії на механічну. Виокремлено показники енергетичної машини, які є основними для реалізації такого моделювання, запропоновано структуру організації моделювання електромагнітних та електромеханічних процесів, та описано зміст кожної мультипараметричної функції при встановленні показників моделювання. Наведено приклад реалізації мультипараметричного моделювання на прикладі асинхронного електродвигуна, за результатом якого виконано перехід від абстрактної електричної машини до електричної машини з індивідуальними показниками та атрибутами
АНАЛІЗ ПЕРСПЕКТИВНИХ ТЕХНОЛОГІЙ ПІДВИЩЕННЯ ЕНЕРГОЕФЕКТИВНОСТІ СИСТЕМ ЕЛЕКТРИЧНОЇ ТЯГИ ВАГОНІВ МЕТРОПОЛІТЕНУ
Full text linkAbstract. The work includes a comprehensive analysis of promising technologies for increasing the efficiency of the electric traction system of metros. It is noted that the introduction of energy-efficient systems on metro rolling stock can significantly reduce electricity consumption for traction – up to 40 % using recuperation systems and another 10-20 % using energy storage systems. Microprocessor control systems can also help reduce electricity consumption by 10 %. The use of such systems is a promising direction for energy saving on metro rolling stock due to lower capital investments. Such systems can be installed on various types of rolling stock and will help improve traffic safety, stabilize the traffic schedule and make it easier for train drivers to control the train.Анотація. У роботі проведення комплексного аналізу перспективних технологій підвищення ефективності системи електричної тяги метрополітенів. Зазначено, що впровадження енергоефективний систем на рухомому складі метрополітену може значно зменшити споживання електроенергії на тягу – до 40 % з використанням систем рекуперації та ще 10-20 % з використанням систем накопичення енергії. Мікропроцесорні системи управління також можуть допомогти скоротити споживання електроенергії на 10 %. Застосування таких систем є перспективним напрямом енергозбереження на рухомому складі метрополітену за рахунок менших капіталовкладень. Такі системи можуть бути встановлені на різних типах рухомого складу та допоможуть покращити безпеку руху, стабілізувати графік руху та полегшити керування поїздом машиністам
ВПЛИВ ЦИФРОВИХ ПЛАТФОРМ НА ОРГАНІЗАЦІЙНУ АРХІТЕКТУРУ ПІДПРИЄМСТВА
Full text linkAbstract. The article considers the issue of the influence of digital platforms on the organizational architecture of an enterprise. These changes occur with the introduction of complex software and hardware solutions that ensure interaction between various participants in the business ecosystem, collect and analyze data, automate processes and create new conditions for generating value. The traditional organizational architecture of the enterprise was formed in accordance with the logic of limited information flows, high transaction costs and the need for centralized control. Such a model was effective in a relatively stable market environment and slow dynamics of change. The introduction of digital platforms fundamentally changes the institutional basis of the organizational structure of the enterprise. Digital platforms become an information system, acquiring the features of an organizational institute that combines participants, processes, resources and knowledge in a single digital environment. Organizational architecture is increasingly designed according to the principles of modularity and scalability, process and ecosystem logic, integration of physical and digital management circuits, and the ability to quickly reconfigure. The object of management is not only the structure of divisions, but the architecture of a digital enterprise as a holistic socio-tech system. Digital platforms are driving the transition from hierarchical organizational architecture to network architecture and from administrative management to platform coordination. This transformation is shaping a new type of organizational and economic system of the enterprise, in which the key source of stability and competitiveness is not the rigidity of the structure, but its adaptability, integration capacity and level of digital maturity.Анотація У статті розглянути питання щодо впливу цифрових платформ на організаційну архітектуру підприємства. Ці зміни відбуваються зі впровадженням комплексних програмно-апаратних рішень, які забезпечують взаємодію між різними учасниками бізнес-екосистеми, збирають та аналізують дані, автоматизують процеси і створюють нові умови для генерування цінності. Традиційна організаційна архітектура підприємства формувалася відповідно до логіки обмежених інформаційних потоків, високих трансакційних витрат і необхідності централізованого контролю. Така модель була ефективною в умовах відносно стабільного ринкового середовища та повільної динаміки змін. Впровадження цифрових платформ принципово змінює інституційну основу організаційної побудови підприємства. Інформаційною системою стають цифрові платформи, які набувають ознак організаційного інституту, що поєднує учасників, процеси, ресурси та знання в єдиному цифровому середовищі. Організаційна архітектура дедалі проєктується за принципами модульності та масштабованості, процесної та екосистемної логіки, інтеграції фізичних і цифрових контурів управління, здатності до швидкої реконфігурації. Об’єктом управління стає не лише структура підрозділів, а архітектура цифрового підприємства як цілісна socio-tech система. Цифрові платформи зумовлюють перехід від ієрархічної організаційної архітектури до мережевої та від адміністративного управління – до платформної координації. Така трансформація формує новий тип організаційно-економічної системи підприємства, в якій ключовим джерелом стійкості та конкурентоспроможності стає не жорсткість структури, а її адаптивність, інтеграційна здатність і рівень цифрової зрілості
ПЕРЕДУМОВИ ДЛЯ РОЗРОБКИ КОМБІНОВАНОЇ СИСТЕМИ НАХИЛУ КУЗОВІВ ШВИДКІСНИХ ЕЛЕКТРОПОЇЗДІВ ДЛЯ ЗАЛІЗНИЦЬ УКРАЇНИ
Full text linkAbstract. The article evaluates the minimum time required for a train to travel a section of track in order to determine the feasibility of developing a combined carbody tilting system for high-speed electric trains on Ukrainian railways.Анотація. У статті проведено оцінку мінімального часу руху екіпажу відрізком рейкової колії з метою виявити доцільність розробки комбінованої системи нахилу кузовів швидкісних електропоїздів для залізниць України
АНАЛІЗ СТОХАСТИЧНИХ ХАРАКТЕРИСТИК ПРОВАЛІВ НАПРУГИ В РОЗПОДІЛЬНИХ МЕРЕЖАХ 10/0,4 кВ
Full text linkAbstract. The paper presents the results of a statistical analysis of voltage sags in a 10/0.4 kV distribution network based on power quality monitoring data. For an observation period of 136 days, the event occurrence rate, residual voltage , and sag duration Δt were analyzed at the 10 kV and 0.4 kV buses, as well as the transformation of sags through the distribution substation. It is shown that most disturbances are short-term and correspond to “shallow” sags with in the range of 70–90 % of nominal voltage; however, the distribution exhibits a tail of critical events ( <40 %) that may cause malfunctions of sensitive electrical equipment. A grouped (clustered) pattern of sag occurrence over time and a high synchronism of events across different voltage levels were identified, indicating the dominant influence of external fault processes in the upstream supply network. To assess the impact on industrial loads, sag parameters were compared with the ITIC/CBEMA tolerance curve; based on the results, a potentially hazardous event region was determined and practical recommendations were formulated to improve the ride-through capability of automation systems and critical consumers (use of UPS, adjustment of control system settings, and consideration of consecutive events).Анотація. У статті наведено результати статистичного аналізу провалів напруги в розподільній мережі 10/0,4 кВ на основі даних системи моніторингу якості електроенергії. Для періоду спостережень тривалістю 136 діб проаналізовано інтенсивність виникнення подій, їх залишкову напругу та тривалість Δt на шинах 10 кВ і 0,4 кВ, а також характер трансформації провалів через трансформаторну підстанцію. Показано, що більшість збурень мають короткочасний характер і належать до «неглибоких» провалів із у діапазоні 70–90 % від номіналу, однак наявний «хвіст» розподілу з критичними подіями ( <40 %), які можуть призводити до відмов чутливого електрообладнання. Виявлено груповий (кластерний) характер появи провалів у часі та високу синхронність подій на різних рівнях напруги, що свідчить про домінуючий вплив зовнішніх аварійних процесів у мережі живлення. Для оцінки впливу на технологічне навантаження виконано зіставлення параметрів провалів із кривою стійкості ITIC/CBEMA, за результатами якого визначено зону потенційно небезпечних подій та сформульовано практичні рекомендації щодо підвищення стійкості систем автоматизації та критичних споживачів (застосування ДБЖ, коригування налаштувань АСУ та врахування серійних подій)
ПІДХОДИ ДО ВИРІШЕННЯ ПРОБЛЕМ ЦИФРОВИХ ПЕРЕТВОРЕНЬ У ЗОВНІШНЬОЕКОНОМІЧНІЙ ДІЯЛЬНОСТІ ВІТЧИЗНЯНИХ ПІДПРИЄМСТВ
Full text linkAbstract. The article considers approaches to solving the main problems of digital transformations in the foreign economic activities of domestic enterprises. It is noted that in modern conditions, the digitalization of international trade is no longer limited to electronic document flow or automation of customs procedures. It transforms the business models of enterprises, changes the structure of transaction costs, forms new channels of access to markets and creates additional barriers to entry for entities that are not integrated into digital ecosystems. There is a scientific problem, which consists in the lack of a comprehensive methodological approach to solving the main problems of digital transformations in the foreign economic activities of domestic enterprises, which would ensure the synchronization of technological, organizational and strategic changes and the formation of long-term export competitiveness. It is substantiated that digital transformation in international business is a strategically managed process of deep restructuring of the business model, organizational structure, operational processes and management systems of an enterprise based on digital technologies in order to increase global competitiveness, integration into international value chains and ensure sustainable development. The key features of digital integration into global digital ecosystems are identified. It is proven that there is actually a transition from local IT solutions to an integrated digital architecture, from fragmented automation to end-to-end digital integration, from functional management to a process-ecosystem model. The basic models of digital integration in international business are highlighted and the levels of modern digital maturity models are considered.Анотація. У статті розглянуто підходи до вирішення проблем цифрових перетворень у зовнішньоекономічній діяльності вітчизняних підприємств. Зазначено, що у сучасних умовах цифровізація міжнародної торгівлі вже не обмежується електронним документообігом чи автоматизацією митних процедур. Вона трансформує бізнес-моделі підприємств, змінює структуру трансакційних витрат, формує нові канали доступу до ринків та створює додаткові бар’єри входу для суб’єктів, які не інтегровані у цифрові екосистеми. Наукова проблема полягає у відсутності комплексного методологічного підходу до вирішення питань цифрових перетворень у зовнішньоекономічній діяльності вітчизняних підприємств, який би забезпечував синхронізацію технологічних, організаційних та стратегічних змін і формування довгострокової експортної конкурентоспроможності. Обґрунтовано, що цифрова трансформація у міжнародному бізнесі – це стратегічно керований процес глибокої перебудови бізнес-моделі, організаційної структури, операційних процесів і систем управління підприємства на основі цифрових технологій з метою інтеграції у міжнародні ланцюги створення вартості та забезпечення стійкого розвитку. Визначено ключові особливості цифрової інтеграції в глобальні цифрові екосистеми. Доведено, що у процесі перетворень фактично відбувається перехід від локальних ІТ-рішень до інтегрованої цифрової архітектури, від фрагментарної автоматизації до наскрізної цифрової інтеграції, від функціонального управління до процесно-екосистемної моделі. Виділено базові моделі цифрової інтеграції у міжнародному бізнесі та розглянуто рівні сучасних моделей цифрової зрілості
МІЖНАРОДНЕ СПІВРОБІТНИЦТВО ЧЕРЕЗ ПРИЗМУ БІЗНЕС-ПЛАНУВАННЯ
Full text linkAbstract. The article examines the role of business planning as a key tool for ensuring effective international cooperation of enterprises in the context of globalization. The main challenges arising during the implementation of international projects are analyzed, including risks related to cultural, political, economic, and legal differences between countries. Modern scientific approaches to adapting business plans to the specifics of international markets are summarized, and the necessity of using flexible strategic planning models is substantiated.
The application of specialized business planning methods, including SWOT and PESTEL analysis, financial forecasting, strategic partnerships, and digital project management tools, is considered. Practical examples of international business activities of companies confirming the effectiveness of an integrated approach to business planning are presented. Particular attention is paid to adapting business plans to local market conditions, including marketing, logistics, financial, and human resource aspects.
It is determined that effective business planning contributes to reducing risks in international activities, optimizing resource utilization, and establishing stable partnership relations. The research results can be used by enterprises in developing foreign economic activity strategies and managing international projects.Анотація. У статті досліджено роль бізнес-планування як ключового інструменту забезпечення ефективного міжнародного співробітництва підприємств у сучасних умовах глобалізації. Проаналізовано основні виклики, що виникають під час реалізації міжнародних проєктів, зокрема ризики, пов’язані з культурними, політичними, економічними та правовими відмінностями між країнами. Узагальнено сучасні наукові підходи до адаптації бізнес-планів до специфіки міжнародних ринків та обґрунтовано необхідність використання гнучких стратегічних моделей планування. Розглянуто застосування спеціалізованих методів бізнес-планування, зокрема SWOT- та PESTEL-аналізу, фінансового прогнозування, стратегічних партнерств і цифрових інструментів управління проєктами. Наведено практичні приклади міжнародної діяльності компаній, що підтверджують ефективність комплексного підходу до бізнес-планування. Особливу увагу приділено адаптації бізнес-планів до локальних умов ринків, включаючи маркетингові, логістичні, фінансові та кадрові аспекти. Визначено, що ефективне бізнес-планування сприяє зниженню ризиків міжнародної діяльності, оптимізації використання ресурсів та формуванню стабільних партнерських відносин. Результати дослідження можуть бути використані підприємствами при розробці стратегій зовнішньоекономічної діяльності та управлінні міжнародними проєктами
МЕХАНІЧНА ПОТУЖНІСТЬ ТЯГОВИХ ЕЛЕКТРОПРИВОДІВ МАГІСТРАЛЬНИХ ЕЛЕКТРОВОЗІВ
Full text linkAbstract. The mechanical power of traction electric motors of mainline electric locomotives with a supply voltage of 25 kV is determined by the efficiency when powered from a multi-arm single-phase semi-controlled thyristor rectifier, the arms of which are connected to separate sections of a traction single-phase transformer. Purpose: to obtain an analytical expression for calculating the coefficient of reduction of mechanical power of traction electric motors under the condition of maintaining the nominal thermal regime of the motors. The task is to determine the quantitative influence of armature current harmonics on the mechanical power of traction motors. Methodology. The determination methodology is based on the law of conservation of energy, the method of harmonic analysis of the pulsating current of the armature winding, methods from the theory of electric machines and the method of computer modeling to obtain experimental dependences of the pulsation coefficient of the armature current on the control angle of thyristors, the inductance of the armature circuit and the load current. Results and their scientific novelty. A computer model of a thyristor electric drive has been developed, on the basis of which experimental graphical dependences of the armature current ripple coefficient on the thyristor control angle, armature circuit inductance and load current have been obtained. For the first time, an analytical expression for the coefficient of reduction of the mechanical power of a DC traction motor when powered by single-phase semi-controlled thyristor rectifiers has been obtained, taking into account the current ripple coefficient, based on the calculation of relative electrical losses from the harmonic components of the current, which are equal to the square of the current ripple coefficient. An analytical expression for calculating the armature current ripple coefficient, taking into account the thyristor control angle, armature winding inductance and load current, has been further developed. Practical significance. The analytical expression for determining the coefficient of reduction of the mechanical power of a DC motor when powered by a single-phase half-controlled thyristor rectifier allows: 1) to calculate the load capacity of the traction motor by mechanical power on the shaft, taking into account the permissible heating by the effective value of the current with harmonic components; 2) to calculate the inductance of the smoothing reactor to increase the mechanical power of the motor by reducing the current ripple coefficient.Анотація. Тягові електродвигуни магістральних електровозів живляться від багатоплечевого однофазного напівкерованого тиристорного випрямляча, плечі якого підключені до окремих секцій тягового однофазного трансформатора. Гармоніки струму якоря нагрівають двигун, не створюючи крутного моменту, тому механічна потужність навантаження повинна бути зменшена відносно номінальної для забезпечення номінального температурного режиму двигунів. Мета. Отримати аналітичний вираз для визначення коефіцієнта зменшення механічної потужності тягових двигунів за умовою збереження їх номінального теплового режиму. Задача полягає у визначенні кількісного впливу гармонік струму якоря на механічну потужність тягових двигунів. Методика. Методика визначення ґрунтується на законі збереження енергії, методі гармонійного аналізу пульсуючого струму обмотки якоря, методах з теорії електричних машин та методі комп'ютерного моделювання для отримання експериментальних залежностей коефіцієнта пульсацій струму якоря від кута керування тиристорів, індуктивності кола якоря і струму навантаження. Результати та їх наукова новизна. Розроблена комп’ютерна модель тиристорного електропривода, на основі якої отримані експериментальні графічні залежності коефіцієнта пульсацій струму якоря від кута керування тиристорів, індуктивності кола якоря і струму навантаження. При апроксимації експериментальних даних отримав подальший розвиток аналітичний вираз для розрахунку коефіцієнта пульсацій струму якоря в залежності від вищеназваних параметрів. Показано, що відносні електричні втрати від гармонійних складових струму дорівнюють квадрату коефіцієнта пульсацій струму Вперше отриманий аналітичний вираз коефіцієнта зменшення механічної потужності тягового двигуна постійного струму при живленні від однофазних напівкерованих тиристорних випрямлячів з урахуванням коефіцієнта пульсацій струму. Практична значимість. Аналітичний вираз для визначення коефіцієнта зменшення механічної потужності двигуна постійного струму при його живленні від однофазного напівкерованого тиристорного випрямляча дозволяє: 1)розрахувати навантажувальну здатність тягового двигуна механічною потужністю на валу з урахуванням допустимого нагрівання діючим значенням струму з гармонійними складовими; 2) розрахувати індуктивність згладжувального реактора для підвищення механічної потужності навантаження двигуна за рахунок зменшення коефіцієнта пульсацій струму
РОЗВИТОК МЕТОДУ МОМЕНТІВ ДРОБОВОГО ПОРЯДКУ ТА РОЗРОБКА АЛГОРИТМІВ НА ЙОГО ОСНОВІ ДЛЯ ДІАГНОСТИКИ ЕЛЕКТРОДВИГУНІВ
Full text linkAbstract. The work improves the fractional order moment method for monitoring the presence of rotor defects in induction motors. On its basis, an algorithm for diagnosing the rotor of induction motors has been developed. As a result of simulation modeling in the MATLab software environment, time dependences of the phase currents of the stator of an induction motor were obtained in the absence of a defect and in the event of damage to 1 rotor core. For the above cases, based on the proposed algorithm, generalized mean functions (GMFs) were calculated and their dependences on the order of moments were plotted. It was found that the GMF for an induction motor with damage to 1 rotor core has a greater slope than the GMF of an induction motor without a defect. According to the proposed algorithm, this is a diagnostic symptom of a defect in the rotor of an induction motor.Анотація. В роботі вдосконалено метод моментів дробового порядку для проведення моніторингу наявності дефектів ротора в асинхронних електродвигунах. На його основі розроблено алгоритм проведення діагностики ротору асинхронних електродвигунів. В результаті імітаційного моделювання в програмному середовищі MATLab отримано часові залежності фазних струмів статора асинхронного двигуна при відсутності дефекту та при ушкодженні 1 стрижня ротора. Для зазначених випадків на основі запропонованого алгоритму розраховано функції узагальненого середнього (ФУС) та побудовано їх залежності від порядку моментів. Встановлено, що ФУС для асинхронного двигуна при ушкодженні 1 стрижня ротора має більший нахил, ніж ФУС асинхронного двигуна без дефекту. У відповідності до запропонованого алгоритму це є діагностичним симптомом наявності дефекту в роторі асинхронного двигуна