Academic literature on the topic 'Електромагнітна система'

В останній час системи перетворення енергії вітру збільшують своє проникнення в електричні мережі в майже усі країни світу. Інтеграція енергії вітру в енергетичні системи спричиняє проблему з точки зору якості електроенергії. У статті розглянуто електричну систему у складі вітрогенераторних установок зі змінною швидкістю обертання ротора, щоб отримати максимальну потужність із вітру. Показано основні задачі керування вітрогенераторних установок то зони роботи вітряків. Приведено огляд перетворювачів частоти. Запропоновано перетворювач частоти (AC-DC-AC) з ланкою постійного струму. До його складу входять вхідний AC/DC перетворювач, система управління якого та регулятор швидкості генератора забезпечують оптимальну передачу енергії від вітрогенератора, і вихідний DC/AC перетворювача, виконаного на базі активного випрямляча. Між вхідним інвертором і активним випрямлячем знаходиться ланка постійної напруги (конденсатор). Система керування такого перетворювача релейна. Таке керування забезпечує з релейним керування, дозволяє забезпечити практично миттєву реакцію на відхилення від завдання. Точність відтворення (відстеження) сигналу завдання буде визначатися шириною петлі гістерезису релейних регуляторів. Таким чином забезпечується електромагнітна сумісність з мережею живлення. Представлено математичний опис електромагнітних процесів в активному випрямлячі та інверторі, які входять до складу перетворювача. За допомогою цифрового моделювання в програмі Matlab проведено дослідження режимів роботи (змінення напруги генератора, частоти струму генератора) та виконан аналіз струмів на вміст гармонік. Гармонійний аналіз показав, що запропонований перетворювач забезпечує хорошу якість споживаної енергії THD істотно менше 5% що задовольняє міжнародним стандартам на якість електроенергії.

Вперше запропоновано плоску індукторну систему, де багатовитковий соленоїд-індуктор розміщується між гілками масивної біфілярної котушки, що дозволяє знизити розсіювання електромагнітної енергії за мінімально можливого впливу її поля на електромагнітні процеси в соленоїді-індукторі. В межах прийнятих припущень про досить високу провідність обмоток біфіляра, що практично реалізується в області відповідно досить високих робочих частот електромагнітних процесів, знайдено розрахункові співвідношення для аналізу й чисельної оцінки збуджуваних полів і струмів у запропонованій індукторній системі. Визначено, що ефективність збудження струму в обмотках біфіляра мало залежить від відстані між індуктором і біфіляром, радіальний розподіл індукованого струму є практично рівномірним і вплив збуджуваного магнітного поля на процеси власне в індукторі має бути досить несуттєвим. Результати проведеного аналізу й обчислень для експериментальної моделі дозволяють зробити висновок про практичну працездатність вперше запропонованої індукторної системи, що збуджується плоским круговим соленоїдом, розміщеним між масивними обмотками біфіляра.

Аналіз небезпек та ризиків, пов'язаних із впливом ненавмисних електромагнітних перешкод на функціонування систем зв'язку й оповіщення в системі управління безпекою судноплавства на морському і річковому транспорті потребує детального та точного аналізу ряду факторів та визначення найбільш вразливих каналів прийому та найбільш небезпечних джерел радіоперешкод на рівні окремих випромінювань радіопередавачів. З метою удосконалення методів та моделей оцінювання електромагнітної сумісності систем зв’язку та оповіщення у надзвичайних ситуаціях на морі в статті розроблено підхід до оцінки електромагнітної сумісності, заснований на частотно-обмежених моделях характеристик радіоелектронних засобів. Розроблено алгоритми оцінки електромагнітної сумісності, оцінювання електромагнітної сумісності радіоелектронних засобів в системі управління безпекою судноплавства на морському і річковому транспорті здійснене завдяки аналізу послідовності трьох етапів – етапу частотної оцінки перешкод, етапу детальної оцінки перешкод та етапу комплексної оцінки перешкод.

Аналіз небезпек та ризиків, пов'язаних із впливом ненавмисних електромагнітних перешкод на функціонування систем зв'язку й оповіщення в системі управління безпекою судноплавства на морському і річковому транспорті потребує детального та точного аналізу ряду факторів та визначення найбільш вразливих каналів прийому та найбільш небезпечних джерел радіоперешкод на рівні окремих випромінювань радіопередавачів. З метою удосконалення методів та моделей оцінювання електромагнітної сумісності систем зв’язку та оповіщення у надзвичайних ситуаціях на морі в статті розроблено підхід до оцінки електромагнітної сумісності, заснований на частотно-обмежених моделях характеристик радіоелектронних засобів. Розроблено алгоритми оцінки електромагнітної сумісності, оцінювання електромагнітної сумісності радіоелектронних засобів в системі управління безпекою судноплавства на морському і річковому транспорті здійснене завдяки аналізу послідовності трьох етапів - етапу частотної оцінки перешкод, етапу детальної оцінки перешкод та етапу комплексної оцінки перешкод.

Інтенсивне впровадження електротехніки, радіотехніки й електроніки майже у всі галузі народного господарства, науку, техніку, медицину, побут поставило перед широким колом фахівців (радіоінженери, інженери з прискорювальних установок, з ядерної техніки, електроніки, автоматики тощо) завдання активного освоєння методів розрахунків електродинамічних задач. Створення та експлуатація новітніх радіоелектронних пристроїв та приладів визначають зростаючу потребу у добре підготованих фахівцях радіотехнічного напряму.У сучасній радіотехніці й зв’язку широке застосування знаходять електромагнітні хвильові процеси і різноманітні пристрої, у яких ці процеси відіграють суттєву роль: передавальні лінії й хвилеводи, випромінювачі й приймальні антени, об’ємні резонатори й фільтри, невзаємні пристрої з феритами, елементи обчислювальних машин і комутаційних пристроїв, що працюють у сантиметровому або оптичному діапазоні.Курс «Технічна електродинаміка» та подібні до нього є обов’язковими для вивчення під час підготовки фахівців. Крім того, електродинаміка є важливою частиною теоретичної фізики, тому курси з електродинаміки читаються у переважній більшості університетів, й, у тій або іншій формі, і в ряді вищих технічних навчальних закладів.За програмою цього курсу найчастіше розглядаються наступні теми:1. Елементи векторного аналізу та математичної теорії поля2. Рівняння Максвелла3. Пласкі електромагнітні хвилі4. Відбиття та переломлення пласких електромагнітних хвиль5. Стале електричне поле6. Стале магнітне поле7. Поширення електромагнітних хвиль8. Хвилеводи9. Об’ємні резонаториВивчення вище перелічених тем вимагає використовувати такі операції з математичної теорії поля, як градієнт, ротор, дивергенція, скалярний та векторний добуток векторів тощо, розв’язувати рівняння у частинних похідних за методами Д’Аламбера (поширення хвиль), відокремлення змінних (рівняння Лапласа, Пуассона, Гельмгольця), визначати структури полів (типи хвиль) у хвилевідних лініях та об’ємних резонаторахЗ іншого боку, чільне місце у підготовці майбутнього фахівця посідає місце вміння використовування систем комп’ютерної математики (СКМ). Підготовка майбутнього фахівця до використання інформаційно-комунікаційних технологій має відбуватися не тільки на заняттях з дисциплін природничо-наукового циклу, а насамперед під час вивчення фундаментальних дисциплін.До простих і відносно нескладних систем комп’ютерної математики, щоправда з дещо обмеженими можливостями, відносять системи Derive та різні версії системи Mathcad. Система Derive вважається навчальною СКМ початкового рівня. Вона функціонує на основі мови штучного інтелекту (MuLisp) і є найменш вимогливою до апаратних можливостей персональних комп’ютерів: це єдина система, яка здатна працювати навіть на комп’ютерах раритетного класу IBM PC ХТ без жорсткого диску. Проте за можливостями вона не може конкурувати з системами більш високого класу ані у чисельних розрахунках, ані у символьних перетвореннях, ані у графічній візуалізації результатів обчислень.До середнього рівня СКМ відносять системи класу Mathcad. Ця СКМ має висококласну систему чисельних обчислень, проте дещо обмежену систему символьних перетворень, що реалізовано системою MuPAD (достатньо сказати, що лише 300 функцій ядра MuPAD доступні у Mathcad). Втім, графічні можливості різних версій Mathcad мало чим поступаються графіці більш складних СКМ.Більшість перших CKM призначалася для чисельних розрахунків. Їх результат завжди конкретний – це або число, або набір чисел, що зображується у вигляді таблиці, матриці або точок графіків. Однак вони не надавали можливості одержати загальні формули, що описують розв’язок задач. Як правило, з результатів чисельних обчислень неможливо було зробити загальні теоретичні, а часом і практичні висновки. Символьні (чи, інакше, аналітичні) операції – це якраз те, що кардинально відрізняє системи класу Maple та Mathematica (і подібні їм символьні математичні системи) від систем для виконання чисельних розрахунків. Під час виконання символьних операцій завдання на обчислення складаються у вигляді символьних (формульних) виразів, і результати обчислень також подаються у символьному вигляді. Числові результати при цьому є окремими, частковими випадками символьних.Вирази, що зображено у символьному вигляді, відрізняються високим ступенем загальності.Maple та Mathematica мають приблизно однакові можливості як в галузі символьних обчислень, так і в галузі числових розрахунків. Варто відзначити, що інтерфейс Maple є більш інтуїтивно зрозумілим, ніж у більш строгої системи Mathematica. Обидві системи в останніх реалізаціях зробили якісний стрибок у напрямі ефективності розв’язання задач в числовому вигляді, зокрема через підвищення швидкості виконання матричних операцій або застосування СКМ Matlab.Як ілюстрацію застосування СКМ Maple до курсу технічної електродинаміки розглянемо кілька прикладів розв’язання типових задач.1. Визначити дивергенцію і ротор векторного поля , яке має в декартовій системі координат єдину складову .with(VectorCalculus):F := VectorField(<20*sin(x/Pi),0,0>, ’cartesian’[x,y,z]); div := Divergence(F); rot := Curl(F); 2. Визначити дивергенцію і ротор векторного поля , яке характеризується такими складовими в циліндричній системі координат: , Аφ = 0, Аz = 0.F := VectorField(<10/r^2,0,0>, ’cylindrical’[r,phi,z]); div := Divergence(F); rot := Curl(F); 3. Визначити дивергенцію і ротор векторного поля , яке має в сферичній системі координат єдину складову Аθ = 8r ехр (– 10r).F := VectorField( <0,0,8*r*exp(-10*r)>, ’spherical’[r,phi,theta] ); div := Divergence(F); rot := Curl(F); 4. Побудувати структуру поля для хвилі типу Н12 у прямокутному хвилеводіcontourplot(H0*cos(m1*Pi*x/a)*cos(n1*Pi*y/b), x=0..a, y=0..b, contours=30, numpoints=2000, coloring=[white,white], filled=true, labels=["a","b"], title="Структура поля класу H (TE)"); 5. Побудувати структуру поля для хвилі типу Е21 у прямокутному хвилеводіcontourplot(E0*sin(m*Pi*x/a)*sin(n*Pi*y/b), x=0..a, y=0..b, contours=30, numpoints=2000, coloring=[white,white], filled=true, labels=["a","b"], title="Структура поля класу Е (TM)"); 6. Побудувати структуру поля для хвилі типу Е21 у круглому хвилеводіcontourplot([r,phi,E0*(epsilonmn/R)^2*BesselJ(m,r*epsilonmn/R)* sin(m*phi)], r=0..R, phi=0..2*Pi, coords=cylindrical, contours=30, numpoints=2000, coloring=[white,white], filled=true, title="Структура поля класу Е (TM)"): З вище викладеного та проілюстрованого випливає, що систему комп’ютерної математики Maple доцільно використовувати під час викладання курсу «Технічна електродинаміка» або подібні до нього, особливо на практичних заняттях або під час самостійної підготовки студентів, щоб суттєво зменшити час на непродуктивні дії обчислень чи графічних побудов.

У статті в результаті проведеного аналізу встановлено, що складовою системи управління є система зв'язку, ефективність функціонування якої з урахуванням досвіду ведення бойових дій на сході України істотно залежить від впливу сучасних засобів радіоелектронного подавлення Збройних сил Російської Федерації. Визначені показники ефективності системи зв’язку, правильна оцінка яких дозволить забезпечення якісного управління частинами та підрозділами Повітряних Сил. Обґрунтована доцільність використання єдиного пiдходу щодо оцінки завадостійкості системи зв’язку в мережах Повітряних Сил. На основі існуючих методик оцінки якості функціонування систем зв’язку, радіотехнічного забезпечення та інформаційних систем запропоновано узагальнену удосконалену методику оцінки завадостійкості системи зв’язку, яка враховує показник ймовірності постановки противником навмисних завад та оцінку показника електромагнітної сумісності як одного із складових.

Умови вирішення завдання побудови надійної системи моніторингу вимагає вирішення важливого завдання місцевизначення джерел радіовипромінювань. Серед різноманіття методів визначення координат джерела радіовипромінювання (ДРВ) діапазону коротких хвиль (КХ) найбільш широке застосування знайшов тріангуляційний (кутомірний) метод. Його реалізація вимагає наявності не менше двох приймачів-пеленгаторів, рознесених на відстань, визначену як база пеленгування, з точною взаємною тимчасовою синхронізацією при електромагнітній доступності об'єкта пеленгування одночасно для всіх постів. Постійне виконання цих умов у КХ діапазоні ускладнено з огляду на те, що характеристики поширення радіохвиль істотно залежать від профілю та електрофізичних параметрів радіотрас і схильні до сезонних і добових флуктуацій концентрації заряджених частинок у шарах іоносфери. При порушенні умов доступності або відсутності тимчасової синхронізації в системі визначення місцезнаходження єдиним доступним для вимірювання параметром стає направлення на ДРВ з одного пеленгаторного посту, що виключає можливість тріангуляційної оцінки координат. Для усунення зазначеного недоліку у статті проведено аналіз умов іоносферного поширення радіохвиль та виявлено основні фактори, що впливають на порушення електромагнітної доступності джерел радіовипромінювання для приймачів-пеленгаторів тріангуляційної системи визначення місцезнаходження в діапазоні коротких хвиль. Представлений спосіб оцінки координат випромінювачів за вимірами амплітуд їх сигналів системою програмно-керованих приймачів, розміщених у зонах електромагнітної доступності. Отримано оцінки зміни областей розташування об'єктів при спільній оцінці амплітуд сигналів у багатопозиційній системі приймачів-вимірювачів та напрямів їх приходу віддаленими пеленгаторами.

Друга із серії статей, присвячених питанням електромагнітної сумісності компонентів інформаційних і керуючих систем (ІКС), важливих для безпеки АЕС. Розглядаються методи перевірки завадостійкості, регламентовані в міжнародних, європейських і національних стандартах України та Росії.

Розглядається схема електроживлення електроприводу водяного насоса підвищувача тиску води системи внутрішнього протипожежного водопроводу від резервного джерела з акумуляторними батареями і автономними інверторами напруги, її математична модель та результати моделювання електромагнітних і електромеханічних процесів в двигуні під час пуску і роботи насоса у випадку відсутності основного електроживлення від мережі, що забезпечує використання внутрішнього протипожежного водопроводу при надзвичайних ситуаціях протягом розрахункового часу. Така резервна система може використовуватись також для підтримки неперервності технологічних процесів. Загальна математична модель електроприводу формувалась з математичних моделей окремих елементів схеми, які представлені багатополюсниками, а процеси в них описуються замкненою системою рівнянь, – диференційних, алгебраїчних та логічних. Розрахункову схему моделі електроприводу сформовано шляхом з’єднання між собою зовнішніх віток окремих елементів-багатополюсників, а саме: джерела живлення з акумуляторною батареєю, інверторів напруги(катодні та анодні вентильні групи), трансформаторів та асинхронного двигуна. Спосіб з’єднання між собою зовнішніх віток багатополюсників математично описується матрицями з’єднань, які складаються для кожного елемента за принципом: кількість рядків матриці рівна кількості незалежних вузлів схеми, а кількість стовпців рівна кількості зовнішніх віток елемента. Обчислення реалізовано мовою FORTRAN. Загальні підпрограми призначені для виконання математичних операцій над матрицями; чисельного інтегрування систем диференційних рівнянь методом Рунге-Кутта 2-го порядку; розв’язування систем алгебраїчних рівнянь методом Гауса; визначення моментів природного закривання вентилів. Отримано результати моделювання при прямому пуску асинхронного двигуна від мережі, встановлено струм статора; кутову швидкість обертання ротора та електромагнітний момент і момент навантаження. Результати обчислень підтверджені даними експериментальних досліджень, практично співпадають криві струму і напруги живлення асинхронного двигуна від мережі і автономного джерела з акумуляторною батареєю при пуску і роботі насоса, форма вихідної напруги джерела і тиску насоса, впродовж тривалої роботи електроприводу насоса.

Дана дипломна робота присвячена розробці автоматичної системи розрахунку захисного екрану на основі залізорудного пилу із заданими властивостями. Мета роботи: розробити програмний продукт, який на основі введених даних, розраховує захисний екран на основі залізорудного пилу із заданими властивостями і виводить результат на екран у вигляді дво- або трьохвимірних графіків. Використано середовище розробки Microsoft Visual Studio, мови програмування C# та C, система керуванням базами даних MySQL та веб-сервер XAMPP. Створено графічний інтерфейс програмного продукту. Реалізовано модулі програмної системи. Проведено апробацію створеної програми.
This thesis is devoted to the development of an automatic system for calculating the protective screen based on iron ore dust with specified properties. Purpose: to develop a software product that, based on the entered data, calculates a protective screen based on iron ore dust with the specified properties and displays the result on the screen in the form of two- or three-dimensional graphs. Microsoft Visual Studio development environment, C # and C programming languages, MySQL database management system and XAMPP web server were used. The graphical interface of the software product is created. Implemented software system modules. The created program was tested.
Данная дипломная работа посвящена разработке автоматической системы расчета защитного экрана на основе железорудного пыли с заданными свойствами. Цель работы: разработать программный продукт, который на основании введенных данных рассчитывает защитный экран на основе железорудной пыли с заданными свойствами и выводит результат на экран в виде двух- или трехмерных графиков. Использована среда разработки Microsoft Visual Studio, языки программирования C # и C, система управления базами данных MySQL и веб-сервер XAMPP. Создан графический интерфейс программного продукта. Реализовано модули программной системы. Проведена апробация созданной программы.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.09.01 "Електричні машини й апарати" (14 – Електрична інженерія) – Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", м. Харків, 2020 р. Дисертаційна робота присвячена удосконаленню системи форсованого керування моностабільного електромагніта вакуумного контактора низької напруги за допомогою електронної системи для підвищення надійності (безвідмовності) роботи і терміну служби пристрою при експлуатації та на удосконалення конструкцій газорозподільних клапанів ракет-носіїв в умовах форсованих режимів за рахунок обґрунтованих технічних рішень та рекомендацій. Для досягнення зазначеної мети були поставлені задачі: – провести огляд та аналіз конструкцій вакуумних контакторів низької напруги та їх систем форсованого керування з пусковими та утримуючими шунтовими обмотками; – провести огляд та аналіз конструкцій газорозподільних клапанів ракет-носіїв; – провести експериментальні дослідження процесів у базовому електромеханічному пристрої (системі) форсованого керування з пусковими та утримуючими шунтовими обмотками моностабільним електромагнітом вакуумного контактора; – дослідити і удосконалити математичну модель динаміки форсованої електромагнітної системи вакуумних контакторів; – дослідити і удосконалити математичну модель стаціонарного нагріву шунтових обмоток вакуумних контакторів; – дослідити і удосконалити математичну модель форсованого нагріву шунтової обмотки газорозподільних клапанів ракет-носіїв; – удосконалити пристрій для форсованого керування з пусковими та утримуючими шунтовими обмотками моностабільним електромагнітом вакуумного контактора та провести експериментальні дослідження процесів в ньому. Об’єкт дослідження – електромагнітні, теплові стаціонарні і нестаціонарні процеси у колах шунтових обмоток моностабільних електромагнітів та колах пристрою форсованого керування цими обмотками. Предмет дослідження – пристрій для форсованого керування моностабільним електромагнітом вакуумними контакторами; моностабільний електромагніт газорозподільних клапанів ракет-носіїв. Методи дослідження. Комп’ютерне математичне моделювання перехідних електромагнітних механічних та теплових процесів у моностабільному електромагніті вакуумних контакторів та в шунтових обмотках газорозподільних клапанів ракет-носіїв з урахуванням особливостей їх роботи проводиться із застосуванням математичного пакету Maple, що дозволяє прискорити процес моделювання, виконувати громіздкі перетворення та отримати результати комп’ютерного моделювання в зручній табличній і / або графічній формі. Чисельне розв’язання диференційних рівнянь в часткових похідних проводиться у програмах, написаних здобувачем, результати яких були перевірені експериментально. В роботі отримані такі наукові результати. У дисертаційній роботі вирішено науково-практичну задачу з удосконалення системи форсованого керування моностабільного електромагніта вакуумного контактора низької напруги за допомогою електронної системи для підвищення надійності (безвідмовності) роботи і терміну служби пристрою при експлуатації та на удосконалення конструкцій газорозподільних клапанів ракет-носіїв в умовах форсованих режимів за рахунок обґрунтованих технічних рішень та рекомендацій. Проведено аналіз існуючих конструкцій вакуумних контакторів низьких напруг. Виявлено, що для зменшення їхніх розмірів, споживаної потужності, й для підвищення швидкодії та надійності у контакторах застосовують системи форсованого керування з пусковими та утримуючими шунтовими обмотками, а також ряд недоліків таких систем керування. Досліджена та проаналізована найбільш поширена (базова) система форсованого керування з пусковими та утримуючими шунтовими обмотками вакуумними контакторами за умови живлення від різних джерел електричної енергії, а також надано рекомендації щодо удосконалення цієї системи з метою усунення недоліків, які виникають під час роботи. Удосконалено математичну модель динаміки електромагніта у складі системи форсованого керування вакуумними контакторами, яка представляє собою систему диференційних рівнянь для нестаціонарних процесів у механічній системі, а також у магнітному та електричному колах форсованої електромагнітної системи. Застосування моделі дозволило враховувати взаємодію електромагніта з пристроєм керування під час спрацьовування вакуумного контактора, визначити необхідні параметри системи, встановити взаємозв’язок і вплив параметрів приводу та актуатора на динамічні характеристики системи, встановити час спрацьовування електромагніта та інтервал часу роботи таймера. Науково обґрунтовано характер протікання динамічних процесів у форсованій електромагнітній системі під час спрацьовування вакуумного контактора, що дало можливість підвищити ефективність його роботи. Удосконалено математичну модель стаціонарного нагріву шунтових обмоток електромагнітів в складних системах форсованого керування вакуумними контакторами. Вона враховує особливості теплообміну між обмотками, теплопередачі від обмоток в магнітопровід і навколишнє середовище з урахуванням пульсацій струмів, та інших особливостей роботи електромагнітів в форсованих електромагнітних системах. Розроблено алгоритм розрахунку стаціонарного нагріву шунтових обмоток електромагнітів, що працюють в форсованих електромагнітних системах вакуумних контакторів. Удосконалено математичну модель і алгоритм розрахунку форсованого нагріву шунтової обмотки електромагнітів постійного струму газорозподільних клапанів ракет-носіїв та проаналізовано значні перепади температур в обмотці та вплив на нагрів об’єктів, що оточують обмотку. Досліджена та проаналізована удосконалена напівпровідникова система форсованого керування з пусковими та утримуючими шунтовими обмотками вакуумними контакторами за умови живлення від різних джерел електричної енергії, а також надано рекомендації щодо практичної реалізації цієї системи. Результати дослідження були апробовані на макетах та дослідних зразках, які підтвердили отримані рекомендації та висновки і в подальшому використовувались при розробці вакуумних контакторів КВТн-250/1.14 НВП "Електродинаміка" з напівпровідниковим пристроєм форсованого керування моностабільним електромагнітом. Матеріали дисертаційної роботи використовуються в навчальному процесі НТУ "ХПІ" в дисципліні "Електричні апарати" для студентів спеціальності "141 – електроенергетика, електротехніка та електромеханіка" (спеціалізації 141.07 "Електричні апарати" та 141.08 "Електропобутова техніка"), курсових проектах, дипломному проектуванні та науково-дослідних роботах, що проводяться на кафедрі електричних апаратів. Дисертаційна робота виконана на кафедрі електричних апаратів в рамках договору з ТОВ "АВМ Ампер", м. Кременчук, про науково-технічне співробітництво та наукове консультування за темою "Удосконалення вакуумних комутаційних апаратів" (№ 33/227-2019), а також ініціативної науково-дослідної роботи Національного технічного університету "Харківський політехнічний інститут" К3301 "Удосконалення вакуумних комутаційних апаратів" (ДР №0119U002552), де здобувач була виконавцем окремих розділів.
Dissertation for the degree of Candidate of Technical Sciences in specialty 05.09.01 "Electric Machines and Apparatus" (14 – Electrical Engineering) – National Technical University "Kharkiv Polytechnic Institute", Kharkiv, 2020. The dissertation is devoted to the improvement of the forced control system of the low voltage vacuum contactor monostable electromagnet with the help of the electronic system in particular regarding increase of the reliability (failure-free operation) and service life of the device, and also improvement of the designs of the gas distribution valves of launch vehicles in the conditions of the forced modes due to the proved technical solutions and recommendations. To achieve this goal the following tasks are set: – to review and analyze the designs of low voltage vacuum contactors and their forced control systems with starting and holding shunt windings; – to review and analyze the designs of gas distribution valves of launch vehicles; – to conduct experimental studies of processes in the basic electromechanical device (system) of forced control with starting and holding shunt windings for a monostable electromagnet of a vacuum contactor; – to investigate and improve the mathematical model of the dynamics of the forced electromagnetic system of vacuum contactors; – to investigate and improve the mathematical model of stationary heating of shunt windings of vacuum contactors; – to investigate and improve the mathematical model of forced heating of the shunt winding of the gas distribution valves of launch vehicles; – to improve the device for forced control with starting and holding shunt windings for a monostable electromagnet of a vacuum contactor and to carry out experimental investigations of processes in it. The object of research – electromagnetic, thermal stationary and transient processes in the circuits of shunt windings of monostable electromagnets and circuits of the device of forced control of these windings. The subject of research – a device for forced control of a monostable electromagnet of vacuum contactors; monostable solenoid of gas distribution valves of launch vehicles. Research methods. Computer mathematical modelling of transient electromagnetic mechanical and thermal processes in a monostable electromagnet of vacuum contactors and in shunt windings of gas distribution valves of launch vehicles taking into account the peculiarities of their operation is performed using the mathematical computer code Maple which allows to speed up the simulation process, perform cumbersome transformations and obtain computer simulation results in a convenient tabular and/or graphical form. Numerical solution of partial differential equations is performed using codes written by the applicant, the results of which have been validated experimentally. The following scientific results are obtained in the work. In the dissertation work the scientific and practical problem on improvement of system of forced control of a monostable electromagnet of a low voltage vacuum contactor using an electronic system in particular on increase of reliability (failure -free operation) and service life of the device, and also improvement of designs of the gas distribution valves of launch vehicles in the conditions of the forced modes due to the proved technical solutions and recommendations is solved. The analysis of existing designs of low voltage vacuum contactors is carried out. It was found that to reduce their size and power consumption, as well as to increase the speed and reliability of the contactors, forced control systems with starting and holding shunt windings are used. A number of shortcomings of such control systems have been identified. The most widespread (basic) system of forced control with starting and holding shunt windings for vacuum contactors at power supply from various sources of electric power is investigated and analyzed, recommendations on its improvement for elimination of shortcomings which arise during operation are given. The mathematical model of electromagnet dynamics as a part of the system of forced control of vacuum contactors is improved, which is a system of differential equations for transient processes in the mechanical system, as well as in the magnetic and electrical circuits of the forced electromagnetic system. The application of the model allowed to take into account the interaction of the electromagnet with the control device during the operation of the vacuum contactor, to determine the necessary system parameters, to establish the relationship and influence of drive and actuator parameters on the dynamic characteristics of the system, to determine the duration of operation of the electromagnet and the operation time interval of the timer. The nature of the dynamic processes in the forced electromagnetic system during the operation of the vacuum contactor is scientifically substantiated, which made it possible to increase the efficiency of its operation. A mathematical model of stationary heating of shunt windings of electromagnets in complex systems of forced control of vacuum contactors is improved. It takes into account the peculiarities of heat exchange between the windings, heat transfer from the windings to the magnetic circuit and the environment, taking into account the pulsations of currents and other features of electromagnets operation in forced electromagnetic systems. An algorithm for calculating the stationary heating of shunt windings of electromagnets operating in forced electromagnetic systems of vacuum contactors has been developed. The mathematical model and algorithm for calculating the forced heating of the shunt winding of the DC electromagnets of the gas distribution valves of launch vehicles are improved and significant temperature differences in the winding and the effect on the heating of objects surrounding the winding are analyzed. The improved semiconductor system of forced control with starting and holding shunt windings for vacuum contactors at power supply from various sources of electric power is investigated and analyzed, recommendations concerning its practical realization are given. The results of investigations are tested on models and prototypes that confirmed the recommendations and conclusions and are used in the development of vacuum contactors KVTn-250/1,14 of Research and Production Enterprise "Electrodynamics" with a semiconductor device for forced control of a monostable electromagnet. The materials of the dissertation are used in the educational process of NTU "KhPI" in the discipline "Electrical Apparatus" for students of specialty "141 – Electrical Power Engineering, Electrical Engineering and Electromechanics" (specializations "141.07 Electrical Apparatus" and "141.08 Electrical Household Appliances"), course projects, diploma theses and research work conducted at the Department of Electrical Apparatus. The dissertation has been performed at the Department of Electrical Devices under the agreement with "ABM Ampere" LLC, Kremenchuk on scientific and technical cooperation and scientific advising on the subject "Improvement of vacuum switching devices" (No. 33/227-2019) where the applicant was the executor of certain sections; initiative research work of the National Technical University "Kharkiv Polytechnic Institute" K3301 "Improvement of vacuum switching devices" (State registration No. 0119U002552) where the applicant was the executor of certain sections.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.09.01 – електричні машини й апарати. – Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", м. Харків, 2020 р. Дисертаційна робота присвячена удосконаленню системи форсованого керування моностабільного електромагніта вакуумного контактора низької напруги за допомогою електронної системи для підвищення надійності (безвідмовності) роботи і терміну служби пристрою при експлуатації, а також удосконаленню конструкцій газорозподільних клапанів ракетносіїв в умовах форсованих режимів за рахунок обґрунтованих технічних рішень та рекомендацій. Розглянута та досліджена електромеханічна система форсованого керування з пусковими та утримуючими шунтовими обмотками моностабільним електромагнітом серійного триполюсного вакуумного контактора КВТн-250/1,14 науково-виробничого підприємства "Електродинаміка". Запропоновано напівпровідникову систему форсованого керування. Удосконалено і досліджено математичну модель динаміки форсованої електромагнітної системи; математичну модель стаціонарного нагріву шунтових обмоток вакуумних контакторів та математичну модель форсованого нагріву шунтової обмотки газорозподільних клапанів ракетносіїв. Розроблено дослідний зразок напівпровідникового пристрою форсованого керування моностабільним електромагнітом вакуумного контактора та проведено експериментальні дослідження процесів в ньому.
Dissertation for the degree of Candidate of Technical Sciences in specialty 05.09.01 –Electric Machines and Apparatus. – National Technical University "Kharkiv Polytechnic Institute", Kharkiv, 2020. The dissertation is devoted to the improvement of the forced control system of the low voltage vacuum contactor monostable electromagnet with the help of the electronic system in particular regarding increase of the reliability (failure-free operation) and service life of the device, and also improvement of the designs of the gas distribution valves of launch vehicles in the conditions of the forced modes due to the proved technical solutions and recommendations. The electromechanical system of forced control with starting and holding shunt wind-ings for a monostable electromagnet of serial three-pole vacuum contactor KVTn-250/1,14 of Research and Production Enterprise "Electrodynamics" is considered and experimental investigations of processes in it are carried out. An improved semiconductor system of forced control is proposed. The mathematical model of the dynamics of the forced electro-magnetic system of vacuum contactors is improved and investigated. The mathematical model of stationary heating of shunt windings of vacuum contactors is improved and inves-tigated. The mathematical model of forced heating of the shunt winding of the gas distribu-tion valves of launch vehicles is improved and investigated. A prototype of a semiconductor device of forced control for a monostable electromagnet of a vacuum contactor is developed and experimental studies of processes in it are carried out.

Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук за спеціальністю 05.09.03 – "Електротехнічні комплекси та системи". – Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", Харків, 2019. У дисертаційній роботі вирішується важлива науково-технічна проблема підвищення якості електропостачання електротехнічних об'єктів, комплексів та систем і забезпечення їх електромагнітної сумісності шляхом розвитку математичного та апаратного забезпечення систем обліку електроенергії з урахуванням енергетичної ефективності режимів електроспоживання і виявлених порушень меж електромагнітної сумісності з боку постачальника електричної енергії або її споживача. У вступі визначено існуючу проблему і обґрунтовано актуальність теми дисертації, наведено зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами, сформульовано мету і завдання наукового дослідження, розглянуто об'єкт та предмет досліджень, наведено перелік методів дослідження, що застосовувалися для досягнення поставленої мети роботи. Викладено наукову новизну й практичну значущість отриманих результатів, наведено дані про публікації й апробацію результатів роботи, охарактеризовано особистий внесок здобувача, надано відомості про впровадження результатів роботи. У першому розділі на підставі вивчення та систематизації результатів аналізу матеріалів з відкритих джерел сформульовані основні недоліки існуючих методів оцінки якості електропостачання та нормативної бази, яка не дозволяє у повному обсязі вирішувати конфліктні ситуації при виникненні порушень меж електромагнітної сумісності у розрізі електропостачальник-споживач. Також розглянуті методи визначення відповідальності за погіршення якості електричної енергії та окремих її показників. У другому розділі проведено аналіз типової схеми електропостачання, що дозволило зробити висновки та отримати основні числові характеристики системи електропостачання трифазного електротехнічного об'єкту з напругою живлення 10 кВ. За допомогою комп’ютерної моделі показано взаємний вплив декількох споживачів на показники якості напруги у точці приєднання та проаналізовано вплив параметрів системи електропостачання ці показники. Показано, що визначення джерела вищих гармонік за напрямком складової потужності вищої гармоніки не дозволяє гарантовано виділити споживача з нелінійним навантаженням у разі якщо кількість таких споживачів більша за одного. Також проаналізовано сумісність стандартів EN 50160 та IEEE 519 з точки зору норми рівнів гармонійних складових у складі струму та напруги. Отримані результати дозволяють говорити про наявність окремих моментів в яких вищи гармонійні складові струму, що генерує споживач не порушуючи меж стандарту IEEE 519, можуть викликати наявність гармонік напруги що перевищують норми установлені EN 50160. Також зроблено висновки щодо встановлення обмежень генерації вищих гармонійних складових за допомогою нормованих значень опору системи. У третьому розділі запропоновано подальший розвиток математичного апарату визначення коефіцієнтів потужності та втрат, як показників якості електроспоживання, зокрема обґрунтовані визначення інтегральних коефіцієнтів втрат для трифазних трипровідних та чотирьохпровідних мереж. Отримала подальший розвиток теорія "еталонного" споживача. Показано, що в трифазній трипровідній мережі еталонним споживачем незалежно від параметрів напруги є симетричний трикутник постійних активних опорів. Показано, що в трифазній чьотирьохпровідній системі еталонним споживачем незалежно від параметрів напруги є поєднання симетричного трикутника постійних активних опорів і симетричної зірки, опір в гілках якої в стільки ж разів більше опорів трикутника, у скільки разів активний опір провіднику нейтралі більше опору фазних провідників. Вперше запропоновано математичний апарат виділення окремих складових із загальних коефіцієнтів потужностей та втрат за такими типами спотворень як несиметрія, нелінійність, реактивність та нестаціонарність. Запропоновано концепцію еталонного реактивного споживача з умов максимуму потужності або мінімуму втрат при рівності співвідношень перетоків потужності від і до споживача, що дозволяє реалізувати обчислення коефіцієнту реактивності та потужності при довільній формі напруги у однофазних та трифазних мережах. Показано, що при такій постановці еталонний реактивний споживач тяжіє до генерації вищих гармонік і не має зручного аналітичного або чисельного рішення для порівняння з поточним споживачем. Запропоновано концепцію середньореактивного споживача, у якого усі гармоніки мають рівне співвідношення перетікань потужності до і від споживача, що дозволяє реалізувати порівняння режиму електроспоживання поточного споживача з таким середньореактивним. Запропоновано методику оцінки коефіцієнтів втрат і потужності від несиметрії для трифазного споживача при довільній напрузі. Запропоновано методику оцінки співвідношення коефіцієнтів втрат від реактивності і нелінійності споживача шляхом поділу відповідних гармонік струму Фризе у напрямку активної складової. Запропоновано методику оцінки коефіцієнтів втрат і потужності від нестаціонарності споживання. У четвертому розділі проведено аналіз характеру комплексного опору електричної мережі в залежності від параметрів її елементів для типових випадків підключення споживачів на напрузі 10 КВ. Отримана залежність дозволяє говорити про можливе застосування нормованих значень для оцінки пропускної здатності мережі. Набув подальшого розвитку метод вимірювання електричних параметрів трифазної мережі заснований на апроксимації вхідного сигналу сумою гармонійних складових. Особливостями методу є автоматичне підстроювання по частоті і тривалості інтервалу спостереження у заданому діапазоні, використання повного набору напруг фаз (або лінійних) при визначенні частоти з урахуванням їх вагових значень, що дозволяє зменшити похибки вимірювання у складних умовах – при наявності несиметрії, вищих гармонік, аперіодичної складової або при відсутності напруги у окремій фазі. Крім того, метод вимірювання використовує постійну частоту квантування вхідних цифрових даних, що дозволяє спростити апаратну частину приладу. Запропоновано метод обчислення діючих значень з точною прив'язкою до періоду напруги, одержуваного попереднім методом, що дозволяє виключити частотну похибку при вимірюванні незалежно від розташування початку та закінчення інтервалу спостереження відносно відліків вхідного цифрового сигналу. Запропоновано систему обліку електричної енергії з використанням показників якості електричної енергії та ефективності електроспоживання. Особливістю системи є додатковий облік втрат на передачу електричної енергії шляхом порівняння характеристик електроспоживання поточного споживача з такими для еталонного споживача, тобто використання коефіцієнтів втрат або потужності. Такий метод обліку дозволяє коректно тарифікувати всі відхилення в режимах роботи навантаження, такі як реактивність, нелінійність і нестаціонарність. Запропоновано систему штрафних санкцій за погіршення якості електричної енергії, заснована на підрахунку "штрафної" енергії в разі, якщо споживач порушує норми електроспоживання і "нетарифікованої" енергії, в разі коли порушень з боку споживача немає, але якість електроенергії не відповідає нормам. Запропоновано основи тарифікації на базі даної системи обліку електроенергії. У п'ятому розділі експериментально отримані дані, що підтверджують теоретичні положення розділів 3 та 4. Зокрема були реалізовані оцінки якості електроспоживання шляхом порівняння з набором еталонних споживачів. Експеримент показав можливість успішного застосування виділення струму Фрізе і його подальшого аналізу з метою оцінки якості електроспоживання. При цьому можливе паралельне використання його трифазної і однофазної реалізацій для оцінки несиметрії, нелінійності і реактивності відповідно. Запропонована в розділі 3 методика порівняння з еталонним среднереактівним споживачем не виявила себе в якості ефективного інструменту аналізу і не представляється перспективною. У той же час поділ гармонійних складових струму Фрізе у напрямку їх активної складової дозволяє ефективно відстежувати джерело походження струмів вищих гармонік. Визначені вище методи з використанням моделі фрагменту енергосистеми з різними типами навантаження підтвердили коректність розроблених методів оцінки якості електроспоживання. Випробування за допомогою осцилограм, отриманих на реальних трифазних навантаженнях (тягової підстанції) також підтвердило працездатність та ефективність розроблених методів оцінки. В моделях з перевищенням допустимих режимів, використання математичного апарату розробленого в розділі 4 дозволило виявити джерело спотворень, навіть за умови коли одночасно декілька споживачів виступають в якості джерел цих спотворень.
The dissertation on competition of a scientific degree of the doctor of technical sciences on a specialty 05.09.03 - "Electrotechnical complexes and systems". - National Technical University "Kharkiv Polytechnic Institute", Kharkiv, 2019. In the dissertation the important scientific and technical problem of increase of quality of power supply of electrotechnical objects, complexes and systems and maintenance of their electromagnetic compatibility by development of mathematical and hardware of systems of the account of the electric power taking into account energy efficiency of modes of power consumption and the revealed infringements of electromagnetic compatibility energy or its consumer. In the introduction the existing problem is defined and the urgency of the dissertation topic is substantiated, the connection of work with scientific programs, plans, themes is given, the purpose and tasks of scientific research are formulated, the object and subject of researches are considered, the list of research methods applied for achievement of the set purpose is given work. The scientific no velty and practical significance of the obtained results are stated, the data on publications and approbation of the results of the work are given, the personal contribution of the applicant is characterized, the information on the implementation of the results of the work is given. In the first section, based on the study and systematization of the results of analysis of materials from open sources, the main shortcomings of existing methods of assessing the quality of electricity supply and regulatory framework, which does not fully resolve conflict situations in violation of electromagnetic compatibility in terms of electricity supplier - consumer. Methods for determining the responsibility for the deterioration of electricity quality and its individual indicators are also considered. The second section analyzes the typical power supply scheme, which allowed to draw conclusions and obtain the main numerical characteristics of the power supply system of a three-phase electrical facility with a supply voltage of 10 kV. The computer model shows the mutual influence of several consumers on the quality indicators of the voltage at the point of connection and analyzes the influence of the parameters of the power supply system, these indicators. It is shown that the definition of the source of higher harmonics in the direction of the component power of the higher harmonic does not guarantee to allocate a consumer with a nonlinear load if the number of such consumers is greater than one. The compatibility of EN 50160 and IEEE 519 standards in terms of the norm of levels of harmonic components in the composition of current and voltage is also analyzed. The obtained results allow to speak about the presence of certain moments in which the higher harmonic components of the current generated by the consumer without violating the IEEE 519 standard can cause the presence of voltage harmonics exceeding the norms set by EN 50160. It is also concluded that the generation of higher harmonic components system resistance values. The third section proposes further development of the mathematical apparatus for determining power and loss coefficients as indicators of power consumption quality, in particular, the determination of integrated loss coefficients for three-phase three-wire and four-wire networks is substantiated. The theory of the "reference" consumer was further developed. It is shown that in a three-phase three-wire network the reference consumer, regardless of the voltage parameters, is a symmetrical triangle of constant active resistances. It is shown that in a three-phase four-wire system the reference consumer, regardless of voltage parameters, is a combination of a symmetric triangle of constant active resistances and a symmetric star, the resistance in the branches of which is as many times the resistance of the triangle as the active resistance of the neutral conductor. For the first time, a mathematical apparatus for selecting individual components from the total power and loss coefficients for such types of distortions as asymmetry, nonlinearity, reactivity and nonstationarity has been proposed. The concept of the reference reactive consumer from the conditions of maximum power or minimum losses at equality of ratios of power flows from and to the consumer is offered, that allows to realize calculation of coefficient of reactivity and power at any form of voltage in single-phase and three-phase networks. It is shown that in such a statement the reference reactive consumer tends to generate higher harmonics and does not have a convenient analytical or numerical solution for comparison with the current consumer. The concept of the average reactive consumer is proposed, in which all harmonics have an equal ratio of power flows to and from the consumer, which allows to compare the current consumption mode of the current consumer with such an average reactive one. A method for estimating the coefficients of loss and power from asymmetry for a three-phase consumer at arbitrary voltage is proposed. A method for estimating the ratio of the coefficients of losses from reactivity and nonlinearity of the consumer by dividing the corresponding harmonics of the Frieze current in the direction of the active component is proposed. A method for estimating the coefficients of losses and power from non-stationary consumption is proposed. In the fourth section the analysis of character of complex resistance of an electric network depending on parameters of its elements for typical cases of connection of consumers on voltage of 10 KV is carried out. The obtained dependence allows us to talk about the possible use of normalized values to estimate network bandwidth. The method of measuring the electrical parameters of a three-phase network based on the approximation of the input signal by the sum of harmonic components has been further developed. Features of the method are automatic adjustment of the frequency and duration of the observation interval in a given range, the use of a complete set of phase voltages (or linear) in determining the frequency taking into account their weight values, which reduces measurement errors in difficult conditions - in the presence of asymmetry, higher harmonics, aperiodic component or in the absence of voltage in a separate phase. In addition, the measurement method uses a constant quantization frequency of the input digital data, which simplifies the hardware of the device. A method of calculating the current values with a precise reference to the voltage period obtained by the previous method is proposed, which eliminates the frequency error in the measurement regardless of the location of the beginning and end of the observation interval relative to the input digital signal. The system of the account of electric energy with use of indicators of quality of electric energy and efficiency of electric consumption is offered. A feature of the system is the additional accounting of losses for the transmission of electricity by comparing the characteristics of electricity consumption of the current consumer with those for the reference consumer, ie the use of loss factors or power. This method of accounting allows you to correctly rate all deviations in the modes of load, such as reactivity, nonlinearity and nonstationarity. A system of penalties for deterioration of electricity quality is proposed, based on the calculation of "penalty" energy if the consumer violates the norms of electricity consumption and "non-tariffed" energy, if there are no violations by the consumer, but the quality of electricity does not meet the norms. The basics of billing on the basis of this electricity metering system are proposed. In the fifth section, the data confirming the theoretical provisions of sections 3 and 4 were experimentally obtained. In particular, estimates of the quality of electricity consumption were implemented by comparison with a set of reference consumers. The experiment showed the possibility of successful application of Frieze current generation and its subsequent analysis to assess the quality of electricity consumption. At the same time parallel use of its three-phase and single-phase implementations for an estimation of asymmetry, nonlinearity and reactivity accordingly is possible. The method of comparison with the reference average reactive consumer proposed in section 3 has not proved to be an effective tool of analysis and does not seem promising. At the same time, the separation of the harmonic components of the Frieze current in the direction of their active component allows you to effectively track the source of currents of higher harmonics. The above methods using the model of a fragment of the power system with different types of load confirmed the correctness of the developed methods for assessing the quality of electricity consumption. Tests using oscillograms obtained on real three-phase loads (traction substation) also confirmed the efficiency and effectiveness of the developed assessment methods. In models with exceeding the permissible modes, the use of the mathematical apparatus developed in Section 4 allowed to identify the source of distortion, even if several consumers act as sources of these distortions at the same time.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.22.09 – електротранспорт. – Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", Харків, 2016 р. Дисертація присвячена покращенню показників якості електричної енергії в контактній мережі постійного струму шляхом застосування випрямляючої установки з вольтододавальним перетворювачем з двохсторонньою широтно-імпульсною моуляцією. Це стосується аналізу електромагнітної сумісності випрямляючої установки з контактною мережею та пошуку оптимального технічного засобу її покращення. Для обраної структури випрямляючої установки з вольтододавальним перетворювачем були ідентифіковані її статичні і динамічні характеристики. Вперше була отримана імпульсна модель випрямляючої установки з двохсторонньою широтно-імпульсною модуляцією, визначені величини факторів пульсацій. Для вирішення проблеми негативного впливу вищих гармонік випрямленої напруги на суміжні електроустановки, запропонована випрямляюча установка була включена до складу замкнутої системи автоматичного регулювання. Вперше був виконаний синтез передавальної функції регулятора напруги системи автоматичного регулювання випрямляючої установки з вольтододавальним перетворювача з двохсторонньою ШІМ. Отримані теоретичні положення були підтверджені експериментально на імітаційних моделях. Усі запропоновані підходи і рішення підпорядковані основній меті роботи і сприяють покращенню електромагнітної сумісності пристроїв електропостачання та електротранспорту.
Thesis for a candidate degree by specialty 05.22.09 – Electric Transport. – National Technical University "Kharkiv Polytechnical Institute", Kharkiv, 2016. The thesis is devoted to the improvement of electric energy quality indexes in direct current contact wire using a rectifier unit with a voltage booster converter with pulse-width modulation. It concerns the analysis of a rectifier unit electromagnetic compatibility with contact wire and the search of optimal technical facilities for its improvement. The author identifies the static and dynamic characteristics of a rectifier unit with a voltage booster converter of the chosen structure. The pulse model of a rectifier unit with double-side pulse-width modulation and pulsation factors values were obtained and defined for the first time. To solve the problem of the negative influence of rectified voltage upper harmonics on adjacent electrical units the proposed rectifier unit was included to the composition of automatic regulation closed-loop system. The author for the first time performs the synthesis of the transfer function of automatic regulation system voltage adjuster of a rectifier unit with a voltage booster converter with double-side pulse-width modulation. The obtained theoretical statements were confirmed experimentally with the help of simulation models. All the proposed approaches and solutions serve the main purpose of the work and contribute to the improvement of electromagnetic compatibility of power supply units and electric transport.

У дисертаційній роботі здійснено комплексний аналіз особливостей функціонування ЛСЕП з врахуванням сучасних вимог концепції Smart Grid та виконано співставний аналіз методів оцінки обмінних процесів у ЛСЕП з джерелами РГ. На основі експертного аналізу виділено основні проблеми роботи ЛСЕП у вітчизняних системах електропостачання та енергозабезпечення. Розширено відому систему ПЯЕ для адекватного оцінювання рівнів ЕМС в ЛСЕП з дотриманням вимог концепції Smart Grid та оцінювання рівнів перетоків енергії на основі відомих показників. Розроблено та апробовано спеціалізований програмний модуль та нормативно-методичне забезпечення розширеного енергетичного аудиту з використанням обмінної потужності, яке дає змогу: визначити обмінну потужність та частку взаємного впливу в довільному перетині ЛСЕП з врахуванням особливостей їх конфігурації, режимів роботи окремих елементів та ЛСЕП в цілому; отримати інформацію про обмінні процеси в ЛСЕП з різним рівнем інформаційного забезпечення; адекватно враховувати особливості протікання режимів у ЛЕС, зокрема, двонаправленість потоків електроенергії та визначити реальний їх розподіл в елементах ЛСЕП.
In the dissertation the complex analysis of the peculiarities of functioning of local power supply systems (LPSS) is carried out taking into account the modern requirements of the Smart Grid concept and the comparative analysis of methods of estimation of exchange processes in LPSS with dispersed energy sources is performed. The need to extend the known LPSS system to adequately assess the EMC levels in the LPSS with the requirements of the Smart Grid concept and to estimate the energy flow rates using known indicators is justified. The analysis of exchange processes of LPSS under the influence of different types of impulse disturbances and sources of non-sinusoidal voltage and current caused by the peculiarities of modes of operation of both individual elements and the system as a whole for single and three-phase cross sections of LPSS is carried out. New relationships were obtained to evaluate the effect of non-sinusoidality and to take into account the ripple coefficients on the nature of the exchange processes. The analysis of the exchange processes in LPSS has been carried out taking into account the real characteristics of the elements with electromagnetic bonds (transformers, reactors, transmission lines, etc.) and new relationships have been obtained, which link the exchange power and the coefficients of magnetic coupling for one and three-phase LPSS operating in both sinusoidal and non-sinusoidal modes, as well as in symmetric and asymmetric modes. Regulatory and methodological support of the expanded energy audit with the use of exchange power was developed and tested. Regulatory and methodological support was used: for conducting an expanded energy audit at the enterprise of СE «Vasylkiv Leather Company» (Vasylkiv, Kyiv region); analysis of parallel operation of standby power supply systems both separately and in combination with the network used for powering server equipment of PLC «Prostonet»; was the basis for the course of lectures on discipline "Electrical Engineering Complexes", which will be taught in 2019 at Vasylkivsky College of NAU. A specialized software module and regulatory and methodological support for the extended energy audit using exchange power have been developed and tested. The proposed regulatory and methodological support makes it possible to: determine the exchange power and the proportion of mutual influence in an arbitrary intersection of LPSS, taking into account the peculiarities of their configuration, modes of operation of individual elements and LPSS as a whole; to obtain information on exchange processes in the LPSS with different levels of information support; to adequately take into account the peculiarities of the flow of modes in the LPSS, in particular, the bidirectionality of electricity flows and to determine their real distribution in the elements of LPSS.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.09.01 – електричні машини й апарати. – Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", Харків, 2017. Дисертаційна робота присвячена питанням розробки проектних моделей сталого режиму роботи та зіставленню варіантів електромагнітних систем асинхронних двигунів з короткозамкненим ротором та трансформаторів з обертовим магнітним полем за критеріями маси, вартості, втрат, реактивної потужності та на основі узагальненого критерію, отриманого методом ідеальної точки. Для вирішення поставлених задач використовувався метод цільових функцій з відносними показниками технічного рівня та відносними керованими змінними. В проектних моделях показників сталого режиму роботи аксіальних електромагнітних систем вказаних перетворювачів враховувалася нерівномірність радіального розподілу магнітної індукції в елементах магнітного кола. Для асинхронних двигунів з внутрішніми та зовнішніми роторами, та аксіальним робочим проміжком, в тому числі з секціонуванням магнітопроводу, а також трансформаторів з обертовим магнітним полем визначені оптимальні геометричні спів-відношення. Показано, що застосування нетрадиційних варіантів електромагнітних систем індукційних перетворювачів дозволяє суттєво підвищити показники електротехнічних систем, зокрема доцільна заміна асинхронних двигунів з внутрішнім ротором на асинхронні двигуни з зовнішнім ротором та аксіальним магнітним полем при кількості пар полюсів 1–3 та 3–4 відповідно. Також розглянуті питання підвищення кратності пускового моменту асинхронних двигунів та розроблені методики визначення коефіцієнтів корисної дії та потужності перетворювачів в залежності від керованих змінних.
The thesis for granting the Degree of Candidate of Technical sciences in the specialty 05.09.01 – electrical machines and apparatus. – National Technical University "Kharkiv Polytechnic Institute", Kharkiv, 2017. The thesis is devoted to questions of development of mathematical models of parameters of steady state and comparison of electromagnetic systems’ variants of squirrel-cage induction motors and transformers with a rotating magnetic field by criteria of weight, cost, active power losses, reactive power and generalized criteria, which has been obtained by the ideal point method. The method of objective functions with relative technical level indications and relative controlled variables has been used for solution of assigned tasks. In mathematical models of parameters of steady state of axial electromagnetic systems of mentioned converters the uneven radial distribution of magnetic induction in the magnetic circuit elements has been taken into account. For induction motors with internal and external rotors, and an axial magnetic flux, including sectioning of magnetic core, and transformers with a rotating magnetic field the optimum geometrical ratios have been determined. It has been shown, that an application of non-traditional variants of electromagnetic systems of induction converters could significantly improve indications of electrotechnical systems, for example the replacement of induction motors with an internal rotor on induction motors with an external rotor and an axial magnetic flux has been recommended, when the number of pole pairs was 1–3 and 3–4 respectively. Also ways to increase the starting torque of induction motors have been considered, and the method of determining efficiency and power factors of induction converters, depending on the controlled variables, has been developed.

Дисертація присвячена питанню безконтактного контролю стану ізоляційного покриття промислових нафтогазопроводів. Запропоновано новий метод безконтактного контролю ізоляційного покриття підземних промислових нафтогазопроводів. Метод дозволяє контролювати ізоляцію як одиночних, так і паралельних електрично з’єднаних нафтогазопроводів при наявності електромагнітних завад. Створена математична модель розподілу горизонтальної складової напруженості магнітного поля декількох паралельних електрично з’єднаних підземних нафтогазопроводів. Отримані залежності для опису перехідного процесу становлення струму в стінках підземних нафтогазопроводів і визначення тривалості цього процесу при під’єднаній до нафтогазопроводів сигнал-генератора. Запропоновано для визначення струмів у стінках підземних нафтогазопроводах використовувати методи оптимізації Девідсона-Флетчера-Пауела і Бокса. Розроблено ІВС БКІТ-2, яка реалізує запропонований метод контролю ізоляційного покриття. Проведені натурні випробування розробленої ІВС БКІТ-2, а також розроблено методику її повірки та програму і методику її метрологічної атестації.
Диссертация посвящена вопросу бесконтактного контроля состояния изоляционного покрытия промышленных нефтегазопроводов. Предложен новый метод бесконтактного контроля изоляционного покрытия подземных промышленных нефтегазопроводов. Метод позволяет контролировать изоляцию как одиночных так и параллельных электрически соединенных подземных нефтегазопроводов при наличии электромагнитных помех.
Dissertation is devoted to the question of control of being of isolating non-contact coating of industrial oil and gas pipeline. A new method of non-contact control of isolating coating of underground industrial oil and gas pipeline is offered. A method allows to control an isolation as single so parallel gaivanically linked oil and gas pipeline at presence of electromagnetic noises. Created mathematical model of distributing of horizontal constituent of tension of the magnetic field of a few parallel gaivanically linked oil and gas pipeline. Got dependences for description of the transitional becoming current in the walls of underground oil and gas pipeline. The informative-measuring system (IMS) which realizes the offered method of control of isolating coating is developed. Conducted model tests of developed IMS. The method of test and method of metrologichnoi attestation IMS is developed.

У навчальному посібнику поданий ґрунтовний аналіз формул перетворення компонент електромагнітного поля (ФПКЕМП) при зміні системи відліку. Приведений огляд як існуючих в навчально-методичній літературі, так і ряд нових, оригінальних способів обґрунтування цих формул. Детально пояснюється зміст та застосування ФПКЕМП на конкретних електродинамічних прикладах. Фізичний зміст задач також перекликається з шкільним та загальним курсом фізики, що дає можливість більш цілеспрямовано готувати учителя фізики. Значна увага приділяється обґрунтуванню закону електромагнітної індукції. Посібник розрахований на студентів фізичних спеціальностей педагогічних університетів, вчителів та викладачів фізики.