Дисертації з теми "Електричні характеристики"

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук (доктора філософії) за спеціальністю 141 "Електроенергетика, електротехніка та електромеханіка" (14 – Електрична інженерія) – Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", м. Харків, 2020 р. Дисертаційна робота присвячена підвищенню експлуатаційних характеристик суднових кабелів за рахунок технологічних режимів охолодження та радіаційного опромінення ізоляції і оболонки на основі сучасних, які не поширюють полум'я, безгалогенних полімерних композицій, що забезпечують необхідний комплекс електричних, фізико-механічних параметрів при відповідному контролі технологічних процесів. Для досягнення цієї мети були поставлені задачі: – довести доцільність поступового охолодження поліетиленової ізоляції високовольтних силових кабелів для забезпечення як експлуатаційних параметрів, так і стабільності характеристик в процесі експлуатації; – обґрунтувати застосування методу електротеплової аналогії для побудови математичної моделі охолодження ізольованої струмопровідної жили з урахуванням розподілу температури по товщині ізоляції в несталому тепловому режимі; – розробити методику розрахунку технологічних параметрів режиму охолодження силових кабелів, що ґрунтується на розрахунку нелінійної теплової схеми заміщення ізольованої струмопровідної жили в несталому тепловому режимі з урахуванням залежності від температури теплового опору і теплоємності ізоляції методами дискретних резистивних схем заміщення і вузлових потенціалів; – визначити вплив технологічних режимів охолодження на розподіл температури по товщині екструдованої ізоляції та обґрунтувати тривалість перехідного процесу, що відповідає досягненню однакової температури по всій товщині ізоляції силових кабелів різного конструктивного виконання в різні моменти часу в залежності від температури води, що охолоджує; – експериментально перевірити ефективність виявлення технологічних дефектів в конструкції силового суднового кабелю за характеристиками часткових розрядів; – створити методику оптимізації силового суднового кабелю коаксіальної конструкції для забезпечення максимального розсіювання потужності теплового потоку в навколишнє середовище, що обумовлює збільшення струмового навантаження, за умови теплової стійкості ізоляції; – довести ефективність застосування захисної полімерної оболонки з високими теплопровідними властивостями для підвищення струмового навантаження силових суднових кабелів; – визначити вплив енергії прискорених електронів на механічні та електричні характеристики суднових кабелів та встановити діапазон коефіцієнта опромінення ізоляції, що забезпечує підвищення експлуатаційних характеристик, на підставі кореляційного зв'язку між електричними та механічними характеристиками радіаційно-модифікованої високонаповненої антипіренами безгалогенної композиції на основі співполімеру етилен-вінілацетату; – перевірити ефективність розподілу поглиненої дози по периметру й довжині при радіаційному опроміненні суднових кабелів за результатами фізико-механічних та теплових випробувань безгалогенної, яка не поширює полум'я, полімерної захисної оболонки кабелю; – визначити на підставі прискореного теплового старіння теплову стійкість радіаційно-модифікованої безгалогенної, яка не поширює полум'я, полімерної захисної оболонки, для прогнозування строку служби суднових кабелів та обґрунтувати можливість роботи в умовах підвищеної вологості і високих робочих температур неекранованого кабелю на основі неекранованих кручених пар з термопластичними ізоляцією і захисною оболонкою. Об'єкт дослідження – технологічні режими охолодження та радіаційного опромінення електричної ізоляції суднових кабелів, виготовленої з наповненої антипіренами безгалогенної композиції на основі поліолефінів. Предмет дослідження – експлуатаційні електричні, фізико-механічні та теплові характеристики полімерної ізоляції і оболонки, на основі наповненої антипіренами безгалогенної композиції, суднових кабелів. Методи дослідження. Теоретичні та експериментальні дослідження базуються на використанні методів чисельного та фізичного моделювання технологічних режимів охолодження та радіаційного опромінення прискореними електронами електричної полімерної ізоляції та захисної оболонки суднових кабелів. Методи теорії нестаціонарної теплопровідності для розрахунку режиму охолодження полімерної ізоляції кабелю. Диференційні рівняння теплопровідності та електропровідності. Метод електротеплових аналогій для визначення розподілу температури по товщині ізоляції в різні моменти часу, в залежності від температури води, що охолоджує судновий силовий кабель. Нелінійні теплова та електрична схеми заміщення ізольованої струмопровідної жили в перехідному тепловому режимі. Неявний метод Ейлера та метод вузлових потенціалів для отримання розподілу температури по товщині ізоляції кабелю. Метод оптимізації конструкції силового кабелю за умови забезпечення охолодження в експлуатації для підвищення струмового навантаження. Рівняння теплового балансу для визначення теплової стійкості ізоляції в експлуатації. Теорія радіаційного зшивання для визначення оптимальної дози опромінення полімерної ізоляції. Теорія теплового старіння ізоляції для прогнозування строку служби суднових кабелів в експлуатації. Апроксимація експериментальних електричних, фізико-механічних й теплових характеристик радіаційно-модифікованої ізоляції суднових кабелів. Кореляційний та регресійний аналіз електричних, механічних й теплових характеристик в процесі радіаційного модифікування полімерної ізоляції та захисної оболонки суднових кабелів. Техніка реєстрації часткових розрядів у високовольтній твердій полімерній ізоляції для виявлення дефектів на технологічній стадії виготовлення силових суднових кабелів. В роботі отримані такі наукові результати. У дисертаційній роботі вирішено науково-практичну задачу з підвищення експлуатаційних характеристик суднових кабелів за рахунок технологічних режимів охолодження та опромінення електричної ізоляції на основі сучасних безгалогенних полімерних композицій, які не поширюють полум'я. Удосконалено математичну модель технологічного процесу охолодження ізольованої струмопровідної жили в несталому тепловому режимі шляхом урахування температурної залежності теплофізичних характеристик полімерної ізоляції підчас розрахунку розподілу температури по товщині поліетиленової ізоляції в різні моменти часу в залежності від температури води при поступовому охолодженні, що дозволило визначити умови для забезпечення стабільних характеристик суднового силового кабелю в експлуатації. Запропоновано критерій для визначення технологічних параметрів режиму охолодження силових суднових кабелів, який являє собою час перехідного процесу охолодження ізольованої струмопровідної жили для досягнення однакової температури по всій товщині полімерної ізоляції. Встановлено оптимальну товщину полімерної захисної оболонки за умови довготривалої теплової стійкості радіаційно-зшитої ізоляції на основі поліолефінів, що забезпечує підвищення на 30 % струмове навантаження силового суднового кабелю коаксіальної конструкції. Визначено діапазон коефіцієнта опромінення прискореними електронами безгалогенної, що не поширює полум'я ізоляції суднових кабелів, що гарантує підвищення електричного опору радіаційно-модифікованої полімерної ізоляції більш ніж в два рази, пробивної напруги на постійному струмі в 1,3 рази відносно неопроміненого стану. Встановлено кореляцію між механічними і електричними характеристиками радіаційно-модифікованої ізоляції з безгалогенної композиції на основі поліолефінів, в залежності від лінійної швидкості проходження кабелю під пучком електронів при незмінному струмі пучка електронів. Встановлено, в залежності від технологічних параметрів режиму опромінення суднових кабелів, розподіл поглиненої дози по периметру і довжині полімерної захисної оболонки з безгалогенної композиції, яка не поширює полум'я, що дозволяє визначити дозу опромінення кабелів, яка забезпечує підвищення стійкості захисної оболонки до дії агресивних хімічних речовин при збереженні високих фізико-механічних характеристик Експериментально, на підставі прискореного старіння неекранованого кабелю на основі неекранованих кручених пар, з термопластичної поліетиленової ізоляції в захисній оболонці на основі полівінілхлоридного пластикату за умови адекватного старіння в експлуатації, доведено стійкість конструкції до підвищеної температури та вологості, що дозволяє прогнозувати строк служби суднових кабелів в залежності від робочої температури. Розроблено методику розрахунку технологічних параметрів режиму охолодження силових кабелів, що ґрунтується на розрахунку нелінійної теплової схеми заміщення ізольованої поліетиленом струмопровідної жили в несталому тепловому режимі, з урахуванням залежності від температури теплового опору і теплоємності, методами дискретних резистивних схем заміщення і вузлових потенціалів. Запропонована методика та алгоритми можуть бути застосовані для визначення технологічних режимів охолодження полімерної ізоляції кабелів без застосування дороговартісних натурних експериментів, що особливо важливо при освоєнні нових матеріалів та конструкцій, а також при модернізації існуючого на кабельних підприємствах обладнання, для охолодження силових, симетричних, радіочастотних та оптичних кабелів. Доведено ефективність реєстрації часткових розрядів у високовольтній твердій ізоляції для виявлення дефектів на технологічній стадії виготовлення силових суднових кабелів, а також для налаштування технологічного процесу охолодження. Розроблено методику розрахунку теплопередачі в одножильному силовому кабелі коаксіальної конструкції на підставі критеріальних рівнянь природної конвекції, для оптимізації конструкції силового суднового кабелю, для забезпечення максимальної лінійної щільності теплового потоку, що розсіюється з поверхні кабелю. Показано ефективність застосування полімерних матеріалів на основі мікро- і нанокомпозитів з високими теплопровідними властивостями для захисної оболонки силових високовольтних суднових кабелів, що забезпечують збільшення розсіювання кабелем теплової потужності на 30 %. Встановлено, що енергія прискорених електронів на рівні 0,5 МеВ забезпечує більш високий ступінь зшивання полімерної безгалогенної ізоляції на основі високонаповненої антипіренами композиції в порівнянні з енергією 0,4 МеВ при однаковому коефіцієнті опромінення, струмі пучка і кількості проходів ізольованої жили під пучком електронів. Доведено підвищення механічної міцності при розтягуванні, електричного опору ізоляції та пробивної напруги на постійному струмі радіаційно-модифікованої полімерної безгалогенної ізоляції з коефіцієнтом опромінення 5–7 м/(мА∙хв) при сталому значенні відносного подовження при розриві ізоляції на рівні не менше 120 %, що забезпечує компроміс між еластичністю і жорсткістю суднового кабелю. Встановлено зростання в 1,5–2 рази часу досягнення критичного параметра – відносного подовження при розриві радіаційно-модифікованої полімерної захисної оболонки на основі безгалогенної композиції, в порівнянні з не модифікованою термопластичною оболонкою, що еквівалентно збільшенню строку експлуатації в 1,5–2 рази суднового контрольного кабелю в області максимальних робочих температур. Матеріали дисертаційної роботи використовуються в навчальному процесі на кафедрі електроізоляційної та кабельної техніки Національного технічного університету "Харківський політехнічний інститут" при підготовці бакалаврів та магістрів за спеціальністю "141 – електроенергетика, електротехніка та електромеханіка" спеціалізації "141.04 Електроізоляційна, кабельна та оптоволоконна техніка"; у ТОВ "Азовська кабельна компанія" (м. Бердянськ) при розробці і визначенні оптимальних технологічних параметрів режимів виготовлення безгалогенних суднових кабелів, що не розповсюджують горіння, асоціації "Укрелектрокабель", в ПАТ "Завод "Південкабель". Дисертаційна робота виконана в ПрАТ "Український науково-дослідний інститут кабельної промисловості" (м. Бердянськ) та на кафедрі електроізоляційної та кабельної техніки Національного технічного університету "Харківський політехнічний інститут" (м. Харків), згідно програм наукових досліджень ПрАТ "Український науково-дослідний інститут кабельної промисловості" (ПМ ЕИЮВ.505.564–2018 "Вивчення термічної стійкості оболонки кабелю марки СПОВЕнг-FRHF 12x2,5 до та після опромінення швидкими електронами", ПМ ЕИЮВ.505.584–2019 "Визначення величини та розподілу поглиненої дози при радіаційному модифікуванні оболонки суднових кабелів, що не розповсюджують полум'я"), де здобувач був одним з розробників і виконавців програм.
Ph.D. thesis undertaken in research specialization 141 "Electric Power Engineering, Electrical Engineering and Electric Mechanics" (14 – Electrical Engineering). – National Technical University "Kharkiv Polytechnic Institute", Ministry of Education and Science of Ukraine, Kharkiv, 2020. The dissertation is devoted to increasing of the operational properties of shipboard cables due to the technological modes of cooling and electron beam irradiation of insulation and sheath based on modern flame retardant halogen-free polymeric compounds, which provide the necessary complex of electrical, physical and mechanical properties with appropriate control of technological processes. To achieve this, the following tasks were set: – to prove the expediency of gradual cooling of polyethylene insulation of high-voltage power cables to ensure both operational parameters and stability of properties during operation; – to substantiate the application of the method of electro-thermal analogy for the construction of a mathematical model of cooling of insulated conductor taking into account the temperature distribution over the thickness of insulation in a non-constant thermal mode; – to develop a method of calculating the technological parameters of the cooling mode of power cable, based on the calculation of a nonlinear thermal equivalent circuit of insulated conductor in a non-constant thermal mode, taking into account dependence the thermal resistance and heat capacity of the insulation from the temperature by methods of discrete resistive equivalent circuits; – to determine the influence of technological cooling modes on the temperature distribution in the thickness of extruded in sulation and to justify the duration of the transition process, which corresponds to achievement of the same temperature over the entire thickness of power cables insulation various design at different time points, depending on the cooling water temperature; – to verify experimentally the efficiency of detecting technological defects in the design of the power shipboard cable by partial discharges values; – to create a methodology for optimizing the power shipboard cable with coaxial construction to ensure maximum heat flow power dissipation into the environment, which causes an increase in current load, if insulation thermal resistance provided; – to prove the efficiency of the use a protective polymer sheath with high thermal conductive properties to increase the current load of power shipboard cables; – to determine the effect of accelerated electron beam energy on the mechanical and electrical properties of shipboard cables and determine the irradiation coefficient range for insulation which provides an increase of operational characteristics, on the basis of correlation between the electrical and mechanical properties of filled with flame retardants halogen-free compound based on ethylene-vinyl acetate modified by electron beam; – to verify the efficiency of absorbed dose distribution along the perimeter and length of shipboard cables after irradiation according to obtained results of mechanical and thermal tests of polymeric halogen-free flame retardant protective sheath of cable; – to determine the thermal stability of the halogen-free flame-retardant polymeric protective sheath modified by irradiating, on basis of accelerated thermal aging, to predict the service life of shipboard cables and to substantiate the possibility of operation in conditions with high humidity and high operating temperatures for unscreened cable with unscreened twisted pairs and thermoplastic insulation and protective sheath. Object of research – technological modes of cooling and irradiation of electrical insulation of shipboard cables, based on halogen-free filled with flame retardants polyolefin compound. Subject of research – electrical, mechanical and thermal operational properties of the shipboard cables polymer insulation and sheath based on filled with flame retardants halogen-free compounds. Research methods. Theoretical and experimental studies are based on the use of methods of numerical and physical modeling of technological modes of cooling and electron beam irradiation of polymeric electrical insulation and protective sheath of shipboard cables. Methods of theory of non-stationary thermal conductivity to calculation of cooling mode of polymeric cable insulation. Differential equations of thermal conductivity and electrical conductivity. The method of electro-thermal analogies to determine the temperature distribution in the thickness of insulation at different time points, depending on the temperature of cooling water for shipboard power cable. Nonlinear thermal and electrical equivalent circuits of insulated conductor in transient thermal mode. Implicit Euler method and nodal potentials method for obtaining temperature distribution in thickness of cable insulation. A method of optimizing the design of the power cable provided cooling during operation to increase the current load. Thermal balance equation to determining the thermal resistance of insulation during operation. Irradiation crosslinking theory to determine the optimal irradiation dose of polymeric insulation. The theory of thermal aging of insulation to predict the service life of shipboard cables. Approximation of experimental electrical, mechanical and thermal properties of modified by irradiation insulation of shipboard cables. Correlation and regression analysis of electrical, mechanical and thermal properties after modification by irradiation of polymeric insulation and protective sheath of shipboard cables. Partial discharge detection technique in high voltage solid polymeric insulation for defect detection on technological stage of production power shipboard cable. The following scientific results are obtained in the work. The dissertation solves the scientific and practical problem of increasing the operational properties of shipboard cables due to the technological modes of cooling and irradiation of electrical insulation based on modern halogen-free flame retardant polymeric compounds. The mathematical model of technological process of cooling insulated conductor in unsteady thermal mode, by taking into account dependence of thermal and physical characteristics of polymeric insulation from the temperature, for determine the temperature distribution throughout the thickness of polyethylene insulation at different time points depending on water temperature under gradual cooling, has been improved. Mathematical model allows to determine the conditions for ensuring stable characteristics of the shipboard power cable during operation. The criterion for determination of technological parameters of the cooling mode of power shipboard cables, which is the time of the transitional process of cooling the insulated conductor to achieve an equal temperature throughout the thickness of the polymeric insulation, is proposed. The optimum thickness of the polymeric protective sheath on condition of long-term thermal stability of irradiated cross-linked based on polyolefin insulation has been established. It provides a 30 % increase current load of the coaxial design shipboard power cable. The range of irradiation coefficient for halogen free flame retardant insulation of shipboard cables when guarantees increasing electrical resistance of polymeric insulation modified by electron beam more than twice, the breakdown direct current voltage 1,3 times relative to the non-irradiated condition, is determined. The correlation between mechanical and electrical properties of halogen-free based on polyolefin insulation modified by electron beam, depending on the linear velocity of the cable under the electron beam and constant value of electron beam current. The distribution of the absorbed dose along the perimeter and length of the halogen-free flame retardant polymeric protective sheath depending on the technological parameters of the irradiation modes of shipboard cables, is established and allows to determine the irradiation dose for cables, when protective sheath provides increasing the resistance to aggressive chemicals while high physical and mechanical properties is still available. The stability of the cables structure to high temperature and humidity is experimentally proved on the basis of accelerated aging of unscreened cable with unscreened twisted pairs, with thermoplastic polyethylene insulation and protective polyvinylchloride sheath with adequate aging during operation. It allows predicting the service life of shipboard cables depending on the operating temperature. A technique for calculating the technological parameters of the power cable cooling mode by the methods of discrete resistive equivalent circuits has been developed. A technique based on the calculation of a nonlinear thermal scheme of substitution of conductor with polyethylene insulation in a non-constant thermal mode, taking into account the dependence of thermal resistance and heat capacity from the temperature. The proposed methodology and algorithms can be applied to determine the technological modes of cooling cable polymeric insulation without using expensive full-scale experiments, especially important for the new compounds development and cable constructions, as well as modernization available at cable factories equipment for cooling power cable, data cable with twisted pairs, radio frequency and optical cables. The efficiency of determining partial discharges in high-voltage solid insulation has been proved to detect defects at the technological stage of the producing of power shipboard cables, as well as to adjust the technological process of cooling. The methodology for heat transfer in a coaxial design single-core power cable based on criterial equations of natural convection has been developed to optimize the design of the power shipboard cable to ensure the maximum linear density of heat flow dissipated from the cable surface. The efficiency of application of polymeric materials based on micro- and nanocomposites with high thermal conductivity for sheath of high-voltage shipboard cables, providing a 30 % increase in thermal dissipating of power cable, is shown. It is established the energy of accelerated electrons 0.5 MeV provides a higher degree of crosslinking of polymeric halogen-free insulation based on filled with flame retardants compound compared to the energy of 0.4 MeV at the same irradiation coefficient, electron beam current and the number of wire passages under electron beam. It is established an increase of tensile strength, electrical insulation resistance and breakdown DC voltage of crosslinked polymeric halogen-free insulation with irradiation coefficient 5-7 m/(mА∙min) with constant value of elongation at break not less than 120 % which ensure a compromise between rigidity and flexibility of the shipboard cable. It is established an increase in 1,5–2 times the time of reaching the critical parameter – elongation at break of the modified by electron beam polymeric sheath based on a halogen-free compound compared to the same thermop lastic non-modifying sheath. It is an increase service life of the shipboard control cable at maximum operational temperatures in 1,5–2 times. The materials of the dissertation are used at the educational process Department of Electrical Insulating and Cable Technique of National Technical University "Kharkiv Polytechnic Institute" at education bachelors and masters in disciplines of specialty "141 – Electric Power Engineering, Electrical Engineering and Electric Mechanics" (specialization "141.04 Electrical Isolating, Cable and Fiber-Optic Technique"), at "Azov Cable Company" (Berdians'k) at development and determination of optimal technological parameters of production modes of halogen-free, flame retardant shipboard cables, Association "Ukrelectrocable", in PJSC "Yuzhkable Works". Dissertation work was performed at the PJSC "Ukrainian Scientific and Research Institute of Cable Industry" (Berdians'k) and Department of Electrical Insulating and Cable Technique of National Technical University "Kharkiv Polytechnic Institute" (Kharkiv) according to research programs of PJSC "Ukrainian Scientific and Research Institute of Cable Industry" (PM EIUV.505.564–2018 "The research of thermal stability of the sheath cable SPOVEng-FRHF 12x2,5 before and after exposure under electron beam", PM EIUV.505.584–2019 "Determination of the quantity and distribution of the absorbed dose after irradiation of the sheath of shipboard flame retardant cables") wherein the applicant was one of the program developers and executor of individual sections.

Дисертаційна робота присвячена визначенню ефективності та основних фотоелектричних характеристик (зовнішнього і внутрішнього квантових виходів, напруги холостого ходу, густини струму короткого замикання, фактора заповнення ВАХ) сонячних елементів (СЕ) на основі гетеропереходу (ГП) n-Zn1-xMgxO / p-CuxO з фронтальними струмознімальними прозорими шарами n-ITO, ZnO:Al залежно від конструктивних особливостей приладів за допомогою моделювання фізичних процесів у ФЕП; оптимізації конструкції таких приладів шляхом мінімізації оптичних і рекомбінаційних втрат у СЕ; дослідженню впливу фізико-технологічних умов нанесення функціональних шарів MgO, ZnO, Zn1-xMgxO, CuO методом пульсуючого спрей-піролізу на їх структурні, субструктурні, оптичні та електрофізичні властивості для оптимізації характеристик із метою подальшого використання як базових шарів ФЕП; створенню прототипу приладу на основі ГП n-Zn1-xMgxO / p-CuO та визначенню його електричних властивостей. Встановлені взаємозв’язки між фізико- і хіміко-технологічними умовами нанесення плівок оксидів металів та їх структурними, субструктурними, оптичними властивостями, елементним складом можуть бути використані для подальшого створення приладів опто- та мікроелектроніки, геліоенергетики і сенсорики з покращеними характеристиками.
Диссертационная работа посвящена определению эффективности и основных фотоэлектрических характеристик (внешнего и внутреннего квантовых выходов, напряжения холостого хода, плотности тока короткого замыкания, фактора заполнения ВАХ) солнечных елементов (СЭ) на основе гетероперехода (ГП) n-Zn1-xMgxO / p-CuxO с фронтальными токосъемными прозрачными слоями n-ITO, ZnO:Al в зависимости от конструктивных особенностей приборов с помощью моделирования физических процессов в ФЭП; оптимизации их конструкции путем минимизации оптических и рекомбинационных потерь в СЭ; исследованию влияния физико-технологических условий нанесения функциональных слоев MgO, ZnO, Zn1-xMgxO , CuO методом пульсирующего спрей-пиролиза на их структурные, субструктурные, оптические и электрофизические свойства для оптимизации их характеристик с целью дальнейшего использования в качестве базовых слоев ФЭП; созданию прототипа прибора на основе ГП n-Zn1-xMgxO / p-CuO и определению его электрических свойств. Установленные взаимосвязи между физико- и химико-технологическими условиями нанесения пленок оксидов металов и их структурными, субструктурными, оптическими свойствами, элементным составом могут быть использованы для дальнейшего создания приборов опто- и микроэлектроники, гелиоэнергетики и сенсорики с улучшенными характеристиками.
PhD thesis is devoted to determining the efficiency η and the main photoelectric characteristics (external and internal quantum yield, open circuit voltage, short-circuit current density, fill factor) of solar cells based on n-Zn1-xMgxO / p-CuxO heterojunctions with frontal transparent contacts n-ITO, ZnO:Al, depending on the design features of the devices by modelling the physical processes in the solar cells; to optimization of the design of such solar cells by minimizing optical and recombination losses in such devices; to the study of influence of the physical conditions of deposition of functional layers of MgO, ZnO, Zn1-xMgxO, CuO by the spray pyrolysis method on their structural, substructural, optical, and electrical properties in order to optimize their characteristics with a view to further its usage as the base layers of solar cells; to creating a prototype device based on n-Zn1-xMgxO / p-CuO heterojunction and determining its electrical properties. The established relationships between the MgO, ZnO, CuO films growth conditions and Zn1-xMgxO nanocrystals synthesis conditions and structural, substructural, optical properties, chemical composition could be used to further development of photovoltaic devices with the enhanced characteristics. The prototype of the solar cell with the ITO / n- Zn1-xMgxO / p-CuO / Cu structure was created.

Світловипромінювальні діоди набувають стрімкого поширення через їх економічність та тривалий час світіння. Матеріали для світлодіодів повинні мати ширину забороненої зони більше 1,7 еВ. Для сучасних світлодіодів застосовують головним чином GaP, SіC, а також тверді розчини - GaAlAs, GaAsP. Внесення в напівпровідник фосфору дозволяє одержувати світіння різних кольорів.

В роботі розроблено лабораторний стенд для вимірювання вольт- амперних характеристик, сили світла і температури світлодіодів. Його програмування здійснено за допомогою модуля Arduino Nano з мікросхемою ATmega328P, що через USB порт з’єднується з комп’ютером та програмується. Люксметр зібраний на основі датчика світла BH1750, калібрування якого проводилося із використанням промислового люксметру Ю116, контроль температури здійснюється термодатчиком DS18B20, струм і напруга фіксуються мультиметрами. Живлення стенду відбувається на базі мікросхем LM317 з напругою 4В та 6В.

Плiвкові матеріали на основi металiв i напiвпровiдникiв широко використовуються в електронній і сенсорній техніці. З точки зору формування омічних контактів напівпровідники (НП) можна розділити на дві групи. Перша група – НП із низькою щільністю поверхневих станів, розташованих в глибині забороненої зони (наприклад, ZnSe, SiC). Друга група – НП з високою щільністю поверхневих станів, розташованих в глибині заборонений ної зони (наприклад, Si, Ge, GaAs). У цих матеріалах величина роботи виходу електронів з контактує металу слабо впливає на його властивості.

Дисертація присвячена питанню визначення механічних характеристик конструкційних сталей, що використовуються в базових галузях вітчизняної промисловості. Досліджено взаємозв'язок питомого електричного опору з їх механічними характеристиками. Розроблено метод визначення механічних характеристик сталей, який полягає у комплексному врахуванні двох інформативних параметрів (питомого електричного опору та твердості). Розроблено математичну модель процесу контролю питомого електричного опору контактним чотиризондовим методом. Встановлено аналітичний вираз для геометричної функції поправки, яку необхідно вводити у формулу розрахунку питомого опору. Проведено експериментальні випробування експериментальної установки. Розроблено та виготовлено дослідний взірець установки для визначення механічних характеристик сталей. Розроблено проект нормативного документу (СОУ) визначення механічних характеристик сталей.
Диссертация посвящена вопросу определения механических свойств конструкционных сталей, используемых в базовых отраслях отечественной промышленности. В первом разделе проведен анализ методов и средств определения механических свойств сталей. Представлены их преимущества и недостатки. Анализ показал, что современные методы неразрушающего контроля (магнитный, акустический, термоэлектрический, вихретоковый) при их индивидуальном применении не позволяют достаточно точно определять механические свойства сталей, кроме того применения того или иного метода контроля механических свойств ограничивается, как правило, определенными марками или группами прочности сталей. Решение данной проблемы может быть найдено путем применения комплексного подхода, который предусматривает измерение нескольких информативных параметров. Обоснован выбор в качестве информативного параметра контроля механических свойств конструкционных сталей удельного электрического сопротивления как структурно чувствительной физической характеристики, которая регламентируется в нормативной документации на стали. Проанализированы существующие методы измерения удельного электрического сопротивления сталей и обоснован выбор электроконтактного четырехзондового метода измерения. Второй раздел посвящен теоретическим исследованием нового метода определения механических характеристик конструкционных сталей, который заключается в учете нескольких информативных параметров и использовании искусственных нейронных сетей для установления взаимосвязей между исследуемыми характеристиками. В частности путем корреляционного и графического анализа, а также теоретических исследований как информативные параметры контроля предела текучести, выбрано следующий комплекс параметров: твердость и удельное электрическое сопротивление. Используя отклонения в законе Видемана-Франца для иностранных марок сталей, показано, что удельное электрическое сопротивление лучше коррелирует с механическими свойствами в пределах отдельных структур. Приведено теоретическое объяснение взаимосвязей между механическими свойствами и удельным электрическим сопротивлением. Проведено математическое моделирование процесса контроля удельного сопротивления электроконтактным четырехзондовым методом, что позволило рассчитать расстояния между зондами измерительного преобразователя для повышения чувствительности метода, а также установить аналитическую зависимость для геометрической функции поправки, которую необходимо учитывать при расчете удельного электрического сопротивления плоских образцов правильной геометрической формы. Аналитическая зависимость для геометрической функции поправки получена, используя метод зеркальных отображений. Показано, что, если размеры образца намного крупнее линейных размеров системы зондов, то геометрическая функция поправки сводится к конкретному числу, которое зависит только от соотношения расстояний между зондами. Анализ возможности измерения выбранных параметров показал, что с удовлетворительной точностью измерения твердости можно выполнять серийными динамическими твердомерами типа ТД-32, а для измерения удельного электрического сопротивления сталей необходимо, в первую очередь, разработать четырехзондовый контактный механизм по результатам математического моделирования. В третьем разделе приведены методика и результаты экспериментальных исследований с целью проверки разработанного метода контроля механических характеристик конструкционных сталей. Разработана экспериментальная установка для определения удельного электрического сопротивления сталей, реализующая четырехзондовый метод, в частности предложено техническое решение по конструкции контактной механизма, разработанного по результатам математического моделирования. Установлено экспериментальным путем, что разработана математическая модель контроля удельного электрического сопротивления четырехзондовым методом адекватна реальному процессу контроля, в частности зависимость геометрической функции поправки от ширины объекта контроля повторяет теоретическую кривую. Проведены экспериментальные исследования по проверке разработанного метода на примере 14 образцов из конструкционных сталей. Результаты исследований (погрешность определения предела текучести составляет 26 МПа) подтверждают ранее сделанные теоретические выводы относительно выбора комплекса параметров (твердость, удельное электрическое сопротивление) как оптимальных для определения предела текучести. Проведено метрологическую оценку результатов многократных косвенных измерений предела текучести на базе алгоритмов искусственных нейронных сетей. Приведенная к диапазону погрешность определения предела текучести образцов из конструкционных сталей согласно предложенным методом не превышает 2.5% при Рзад = 0.95. Четвертый раздел посвящен разработке, изготовлению и апробации опытного образца установки в промышленных условиях. Описанная конструкция установки, устройство и работа основных узлов. Разработан и представлен алгоритм работы программного обеспечения для обработки измерительной информации. Проведена апробация установки в условиях промысла ООО "Ивано-Франковский "Вторчермет" и ООО "Захидхимлис". Разработан проект Стандарта организации Украины (методики) неразрушающего контроля механических свойств сталей в промышленности.
It is investigated the relation between electrical resistivity and their mechanical properties. The method of steels' mechanical properties determining is developed. This method is based on considering two informative parameters (electrical resistivity and hardness). It is developed the mathematical model of electrical resistivity control using four-point technique. The analytical expression for geometrical function of correction that should be putted in the electrical resistivity formula is developed. The experimental investigations of experimental facility were carried out. The experimental sample of the facility for mechanical properties determining is developed and manufactured. A draft of normative document (SOU).

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.14.02 – електричні станції, мережі і системи. – Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", Харків, 2018 р. Дисертацію присвячено вдосконаленню заземлюючих пристроїв електроустановок шляхом оптимізації конструктивних параметрів складних комбінованих заземлювачів за допомогою використання штучних електродів заземлення підвищеної провідності розтіканню, а також детального врахування природних зосереджених заземлювачів. В роботі виконано аналіз математичних моделей заземлюючих пристроїв електроустановок. Вирішено задачу заміщення природних зосереджених заземлювачів сукупністю лінійних електродів. Удосконалено існуючий алгоритм розрахунку їх електричних характеристик. Розроблено конструкцію штучного електрода заземлення підвищеної провідності розтіканню зі збільшеною площею контакта його поверхні з ґрунтом. Запропоновано метод моделювання електродів заземлюючих пристроїв підвищеної провідності розтіканню як розрахункової сукупності прямолінійних електродів. Виконано оптимізацію їх конструктивних характеристик. Створено математичну модель нееквіпотенційних заземлюючих пристроїв.
The thesis for the degree of candidate of technical sciences, specialty 05.14.02 – Electric stations, networks and systems. – National Technical University "Kharkiv Polytechnic Institute", Kharkiv, 2018. The thesis is devoted to the important scientific and applied problem solution in improving the electrical installations grounding devices by optimizing the design parameters of complex combined grounding systems of projected or existing electrical installations by using manufactured high conductivity ground electrodes, as well as by taking into account natural concentrated grounds. The thesis research analyzes mathematical models of non-equipotential arbitraryshaped grounding device for getting grounding grid normalized parameters. The new engineering solution is got is the grounding electrode of increased current spreading conductivity, which will be realized as a vertical electrode with current installing antirust coating, placed in the limited volume of fine-dyspersated technical carbon. The mathematical model of non-potential grounding device of electrical installations has been built, which differs from the existing taking into account of volumetric grounding, located in a conducting two-layer semi-space. The developed model allows the introduction of natural grounding, as well as a vertical electrode of high conductivity, in grounding device normalized parameters computation, by the set of rectilinear electrodes.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.14.02 – електричні станції, мережі і системи. – Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", Харків, 2018 р. Дисертацію присвячено вдосконаленню заземлюючих пристроїв електроустановок шляхом оптимізації конструктивних параметрів складних комбінованих заземлювачів за допомогою використання штучних електродів заземлення підвищеної провідності розтіканню, а також детального врахування природних зосереджених заземлювачів. В роботі виконано аналіз математичних моделей заземлюючих пристроїв електроустановок. Вирішено задачу заміщення природних зосереджених заземлювачів сукупністю лінійних електродів. Удосконалено існуючий алгоритм розрахунку їх електричних характеристик. Розроблено конструкцію штучного електрода заземлення підвищеної провідності розтіканню зі збільшеною площею контакта його поверхні з ґрунтом. Запропоновано метод моделювання електродів заземлюючих пристроїв підвищеної провідності розтіканню як розрахункової сукупності прямолінійних електродів. Виконано оптимізацію їх конструктивних характеристик. Створено математичну модель нееквіпотенційних заземлюючих пристроїв.
The thesis for the degree of candidate of technical sciences, specialty 05.14.02 – Electric stations, networks and systems. – National Technical University "Kharkiv Polytechnic Institute", Kharkiv, 2018. The thesis is devoted to the important scientific and applied problem solution in improving the electrical installations grounding devices by optimizing the design parameters of complex combined grounding systems of projected or existing electrical installations by using manufactured high conductivity ground electrodes, as well as by taking into account natural concentrated grounds. The thesis research analyzes mathematical models of non-equipotential arbitraryshaped grounding device for getting grounding grid normalized parameters. The new engineering solution is got is the grounding electrode of increased current spreading conductivity, which will be realized as a vertical electrode with current installing antirust coating, placed in the limited volume of fine-dyspersated technical carbon. The mathematical model of non-potential grounding device of electrical installations has been built, which differs from the existing taking into account of volumetric grounding, located in a conducting two-layer semi-space. The developed model allows the introduction of natural grounding, as well as a vertical electrode of high conductivity, in grounding device normalized parameters computation, by the set of rectilinear electrodes.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.14.02 – електричні станції, мережі і системи. – Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", Харків, 2017. Дисертація присвячена актуальній науково-практичної проблеми пошуку і розробки нових способів для вимірювання опору ЗП, розробки нових конструкцій ЗП, що дозволяють спростити реконструкцію ПС, а також створення і вдосконалення математичних моделей і програм для розрахунку електричних характеристик ЗП довільних конструкцій. Аналіз результатів обстеження існуючих ЗП ПС, виявив серйозні порушення, які призводять до відхилення параметрів від норми і до необхідності модернізації ЗП ПС. Показано, що модернізація ЗП призводить до відновлення його нормованих параметрів. Розроблено математичні моделі ЗП простих дворівневих конструкцій з горизонтальних або кільцевих електродів. В результаті дослідження електричного поля виявлено, що потенціал на поверхні землі над центром квадратного заземлювача може бути вище, ніж над електродом. Удосконалено математичну модель складного дворівневого ЗП ПС, розроблений метод розрахунку його електричних характеристик. Проведено дослідження впливу глибини закладення сітки верхнього рівня ЗП ПС, товщини шару зволоження, просихання або промерзання ґрунту і конструкції ЗП на його електричні характеристики. Виконано теоретичне обґрунтування методу та розроблено спосіб вимірювання опору ЗП ПС в умовах щільної забудови території. Метод застосуємо при будь-якому характері неоднорідності ґрунту, будь-яких розмірах і конфігурації ЗП і довільному розміщенні вимірювальних електродів без відшукання точки нульового потенціалу. Експериментально досліджені електричні характеристики дворівневого ЗП ПС методом фізичного моделювання в електролітичній ванні. Отримані результати показали хороший збіг з результатами розрахунків.
Dissertation for the degree of Ph.D., specialty 05.14.02 – power stations, networks and systems. – National Technical University "Kharkiv Polytechnic Institute", Kharkov, 2017. The dissertation is devoted to the actual and practical problem of search and development of new methods for measurement of resistance of the grounding devices; developments of new designs of the grounding devices allowing to simplify reconstruction of substations; creation and enhancement of mathematical models and programs for calculation of electric characteristics of the grounding devices of any designs. The analysis of the results of the inspection of existing grounding devices of substations revealed serious violations that lead to deviation of parameters from the norm and to the need for modernization of grounding devices of substations. It is shown that the modernization of grounding devices leads to the restoration of its normalized parameters. Mathematical models of grounding devices of simple two-level structures of horizontal or ring electrodes are developed. As a result of the investigation of the electric field, it is revealed that the potential on the surface of the ground above the center of the square grounding electrode can be higher than above the electrode. The mathematical model of complex two-level grounding devices of substations is enhanced. The method of its electrical characteristics calculating is developed. The influence of the depth of the grid of the upper level of the grounding devices of the substations, the thickness of the humidification layer, the drying or freezing of the soil and the design of the grounding devices on its electrical characteristics was studied. Based on the theoretical substantiation of the method, a technique for measuring the resistance of grounding devices of substations in conditions of dense building of the territory is developed. The method is applicable for any kind of ground heterogeneity, any size and configuration of grounding devices and arbitrary placement of measuring electrodes without finding a zero potential point. Electric characteristics two-level the grounding devices of substations are experimentally researched by method of physical modeling in an electrolytic bathtub. The received results showed good coincidence to results of calculations.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.14.02 – електричні станції, мережі і системи. – Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", Харків, 2017. Дисертація присвячена актуальній науково-практичної проблеми пошуку і розробки нових способів для вимірювання опору ЗП, розробки нових конструкцій ЗП, що дозволяють спростити реконструкцію ПС, а також створення і вдосконалення математичних моделей і програм для розрахунку електричних характеристик ЗП довільних конструкцій. Аналіз результатів обстеження існуючих ЗП ПС, виявив серйозні порушення, які призводять до відхилення параметрів від норми і до необхідності модернізації ЗП ПС. Показано, що модернізація ЗП призводить до відновлення його нормованих параметрів. Розроблено математичні моделі ЗП простих дворівневих конструкцій з горизонтальних або кільцевих електродів. В результаті дослідження електричного поля виявлено, що потенціал на поверхні землі над центром квадратного заземлювача може бути вище, ніж над електродом. Удосконалено математичну модель складного дворівневого ЗП ПС, розроблений метод розрахунку його електричних характеристик. Проведено дослідження впливу глибини закладення сітки верхнього рівня ЗП ПС, товщини шару зволоження, просихання або промерзання ґрунту і конструкції ЗП на його електричні характеристики. Виконано теоретичне обґрунтування методу та розроблено спосіб вимірювання опору ЗП ПС в умовах щільної забудови території. Метод застосуємо при будь-якому характері неоднорідності ґрунту, будь-яких розмірах і конфігурації ЗП і довільному розміщенні вимірювальних електродів без відшукання точки нульового потенціалу. Експериментально досліджені електричні характеристики дворівневого ЗП ПС методом фізичного моделювання в електролітичній ванні. Отримані результати показали хороший збіг з результатами розрахунків.
Dissertation for the degree of Ph.D., specialty 05.14.02 – power stations, networks and systems. – National Technical University "Kharkiv Polytechnic Institute", Kharkov, 2017. The dissertation is devoted to the actual and practical problem of search and development of new methods for measurement of resistance of the grounding devices; developments of new designs of the grounding devices allowing to simplify reconstruction of substations; creation and enhancement of mathematical models and programs for calculation of electric characteristics of the grounding devices of any designs. The analysis of the results of the inspection of existing grounding devices of substations revealed serious violations that lead to deviation of parameters from the norm and to the need for modernization of grounding devices of substations. It is shown that the modernization of grounding devices leads to the restoration of its normalized parameters. Mathematical models of grounding devices of simple two-level structures of horizontal or ring electrodes are developed. As a result of the investigation of the electric field, it is revealed that the potential on the surface of the ground above the center of the square grounding electrode can be higher than above the electrode. The mathematical model of complex two-level grounding devices of substations is enhanced. The method of its electrical characteristics calculating is developed. The influence of the depth of the grid of the upper level of the grounding devices of the substations, the thickness of the humidification layer, the drying or freezing of the soil and the design of the grounding devices on its electrical characteristics was studied. Based on the theoretical substantiation of the method, a technique for measuring the resistance of grounding devices of substations in conditions of dense building of the territory is developed. The method is applicable for any kind of ground heterogeneity, any size and configuration of grounding devices and arbitrary placement of measuring electrodes without finding a zero potential point. Electric characteristics two-level the grounding devices of substations are experimentally researched by method of physical modeling in an electrolytic bathtub. The received results showed good coincidence to results of calculations.

Розроблено проект електротехнічної дільниці для технічного обслуговування та ремонту компонентів контактної системи запалювання автомобіля ВАЗ-2106, Досліджено електричні характеристики контактної системи запалювання. 8.07010601 «Автомобілі та автомобільне господарство»
Роботу виконано на кафедрі автомобілів Тернопільського національного технічного університету імені Івана Пулюя Міністерства освіти і науки України. Захист відбудеться 22 лютого 2017 р. о 9 00 годині на засіданні екзаменаційної комісії No5 у Тернопільському національному технічному університеті імені Івана Пулюя за адресою: 46001, м. Тернопіль, вул. Текстильна, 28а, навчальний корпус № 9, ауд. 106
В роботі виконано проектування електротехнічної дільниці для ремонту контактної системи запалювання та досліджено її електричні характеристики.
This work presents the design of the electrical workshop for ignition contact system repair and researhes of its electrical characteristics.

У рукопису запропоновано метод моделювання і аналізу імпульсних та високочастотних властивостей багатодолинних напівпровідників. Модель застосовано до сучасних, актуальних і, як буде доведено у тому числі у рукописі, перспективних напівпровідникових матеріалів GaN, AlN і InN, які зараз все більше стають відомі під узагальнюючою назвою III-нітриди. Метод відрізняється можливістю застосування одночасно як для динамічних задач у часі, так і змінних у просторі полів та збалансованим використанням обчислювальних ресурсів без істотних втрат точності. Базисом запропонованого підходу є чисельне рішення системи диференціальних рівнянь, які отримані з кінетичного рівняння Больцмана у наближенні часу релаксації по функції розподілу у k-просторі. Ці рівняння відомі під узагальненою назвою релаксаційних. В англомовній літературі цей метод зустрічається під назвою «Method of moments» (метод моментів). Але на відміну від традиційного використання рівнянь для концентрації носіїв, їх імпульсу і енергії у праці використано замість рівняння релаксації енергії рівняння для електронної температури як міри середньої енергії тільки хаотичного руху. Друга принципова відмінність полягає в тому, що часи релаксації визначаються через усереднення квантовомеханічних швидкостей розсіювання, зазвичай використовуваних у методі Монте-Карло, для окремих видів розсіювання, а не як інтегральні значення із статичних характеристик матеріалу. Різні механізми розсіювання носіїв враховуються через специфічні для них часи релаксації за допомогою проведення усереднення за максвеллівською функцією розподілу в наближенні електронної температури. Система отриманих рівнянь включає рівняння у частинних похідних як за часом так і за координатами, що дає можливість дослідити характерні прояви імпульсних властивостей напівпровідникових матеріалів, зокрема: «балістичний транспорт» носіїв у просторі та ефект «сплеску» дрейфової швидкості у часі. Вперше розглянуто використання Фур’є-перетворення імпульсної залежності дрейфової швидкості носіїв для обчислення максимальних частот, на яких у напівпровіднику можлива провідність. Форма спектральної характеристики швидкості дрейфу носіїв демонструє зв’язок з механізмами розсіювання, які переважають в даному електричному полі. Властивості III- нітридів у сильному електричному полі проаналізовано у частотній області і робиться порівняння з опублікованими методами оцінки максимальних частот провідності напівпровідникових матеріалів. Показано, що граничні частоти збільшуються із зростанням напруженості електричного поля і складають для III-нітридів сотні гігагерців, а для нітриду алюмінію зокрема перевищують тисячу гігагерців. Це пов’язано, за висновками роботи, з найбільшими для нього міждолинними відстанями і відповідно з порівняно ослабленим міждолинним розсіюванням. Проведений аналіз просторового прояву ефекту «сплеску» демонструє можливість балістичного прольоту носіїв (практично без зіткнень) у сильному полі на відстані до сотих і десятих часток мікрометра.
The dissertation work proposed a method for modeling and interpreting the high-frequency characteristics of multi-valley semiconductors, in particular, GaN, AlN, and InN. The model is practiced to state-of-the-art, encouraging, and relevant materials GaN, AlN, and InN, which are now recognized under the generic name III-nitrides. The method is noticed by the economical use of computational resources without meaningful loss of accuracy and the feasibility of using both for dynamic tasks over time and variables in the scope of fields. The introduced approach is based on solving a system of differential equating, which are known as relaxation equations and are obtained from the Boltzmann kinetic equating in the relaxation time approximation by averaging over k-space. In English literature, this method is known as the "method of momentum." Indifference to the traditional system of equations for the concentration of carriers, their momentum, and energy, here, alternately of the energy relaxation equation, the equation for electron temperature is done as a measure of the energy of only chaotic movement. The second meaningful difference is that the relaxation times are not defined as integral values from the static properties of the material, but for averaging the quantum-mechanical scattering rates usually used in the Monte Carlo meth-od for particular types of scattering. The averaging was made over the Maxwell distribution function in the electron temperature approximation, as an outcome of which numerous mechanisms of carrier scattering through their explicit relaxation times are taken into account. Since the system of equations applied includes equations in partial derivatives concerning time and coordinates, it performs it possible to examine the characteristic demonstrations of the impulse properties of the mate-rials under consideration, particularly, the time effect of the “overshoot” of drift velocity and the spatial “ballistic transport” of carriers. For the first time, the use of the Fourier transform of the impulse dependence of the carrier drifts velocity to calculate the highest frequencies inherent in a semiconductor is recognized. A relationship was found between the contour of the spectral characteristic of the drift velocity and the scattering mechanisms that predominate in a given electric field. The characteristics of III-nitrides in the frequency region in a strong electric field are investigated and correlated with existing methods for predicting cut-off frequencies. It is determined that the limiting frequencies increase with increasing electric field strength and result in hundreds of gigahertz, and for aluminum nitride, it passes one thousand gigahertz. This is due, obviously, to the greatest for him inter-valley distances and, therefore, with a decreased intervalley scattering. The study of the spatial manifestation of the splash effect gives the possibility of an approximately collisionless, ballistic flight of electrons in a strong field at ranges up to hundredths and tenths of a micrometer.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.13.03 – системи та процеси керування. – Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", Харків, 2018. Дисертація присвячена розробці й удосконаленню методів керування криволінійним рухом гусеничних машин для забезпечення підвищення характеристик керованості та рухливості. Проведено аналіз систем автоматизованого керування які застосовуються в системах керування рухом гусеничних машин. Запропоновано спосіб керування гусеничною машиною при здійсненні криволінійного руху на межі наближення до заносу для збільшення середньої швидкості руху. З метою забезпечення стійкості руху гусеничної машини в повороті удосконалено метод, що дозволяє визначати мінімальний радіус повороту, до значення якого, для заданих швидкості руху та дорожньо-ґрунтових умов заносу, під дією відцентрової сили не виникає. Розроблена модель функціонування цифрової автоматизованої системи щодо запобігання заносу для гусеничної платформи, яка обладнана системою автоматизованого керування поворотом та використовує спосіб повороту шляхом включення передачі (n-1) на борту, що відстає. Отримав подальший розвиток метод вирішення задачі математичного моделювання руху центру мас гусеничної платформи за допомогою аналітичного рішення з використанням перетворення Лапласу, який дозволяє проводити параметричний синтез системи управління поворотом гусеничної платформи. Визначено критерії оцінки основних характеристик електродвигунів, а також інших компонентів системи для створення гібридного приводу для гусеничних машин на базі комплектуючих, що виробляються серійно.
Dissertation for the degree of candidate of technical Sciences on specialty 05.13.03 – management systems and processes. – National Technical University "Kharkiv Polytechnic Institute", Kharkiv, 2018. The thesis is dedicated to the development and improvement of methods for controlling the curvilinear motion of tracked vehicles in order to increase their controllability and mobility. The analysis of automated control systems of tracked vehicles used in motion control systems was conducted. A method for controlling a tracked vehicle during curvilinear motion on the verge of a skid to increase the average driving speed is proposed. In order to ensure the tracked vehicle movement stability at the time of turn, a method has been developed that allows to determine the minimum turning radius at which, for a given speed and road conditions, skidding does not occur under the action of the centrifugal force. A model of the operation of a digital automated skid prevention system for a tracked vehicle has been developed, which is equipped with an automatic steering control system and does the steering by engaging gear (n-1) on the lagging board. A method for solving the problem of mathematical modeling of the movement of the center of mass of a tracked vehicle with the help of an analytical solution using the Laplace transform has been developed, allowing to carry out parametrical studies of the tracked vehicles at curvilinear motion. The criteria for estimating the main characteristics of electric motors as well as other components of the system for creating a hybrid electric drive for tracked vehicles based on serially produced components have been determined.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.09.13 – техніка сильних електричних і магнітних полів. – Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", Харків, 2018 р. Дисертацію присвячено удосконаленню секцій сильнострумного лінійного індукційного прискорювача (ЛІП) електронів і ЛІП зарядово-компенсованих іонних пучків, з метою забезпечення покращених енергетичних характеристик: підвищеного темпу прискорення, середньої потужності пучка (аж до мегаватного рівня), частоти посилок прискорювальних імпульсів тощо. В роботі проведено науково-технічне обґрунтування конструкції елементів секції ЛІП з індукційною системою, секціонованою по осьовій довжині, виявлено способи забезпечення максимального темпу прискорення при найменших енергетичних втратах в індукційній системі у таких секцій. Проведено обґрунтування конструкції елементів секції ЛІП зарядово-компенсованих іонних пучків, що дозволяє забезпечити необхідні параметри прискорювача – прискорювальну напругу секції не менше 2 МВ, темп прискорення не менше 2 МВ/м. В результаті проведеного дослідження динаміки імпульсного перемагнічування феромагнетику індукторів ЛІП з метою визначення впливу геометрії феромагнітних осердь індукторів і режиму їхнього навантаження на форму імпульсу прискорювальної напруги запропоновано шляхи зменшення розкиду прискорювальної напруги на столі імпульсу. Проведено дослідження теплових навантажень на елементи секції ЛІП при роботі в частотному режимі, запропоновано способи забезпечення секцією ЛІП мегаватного рівня збільшення середньої потужності пучка при збільшенні його енергії на рівні одиниць мегаелектронвольт. Проведено чисельно-аналітичне та експериментальне дослідження впливу конструктивних елементів секції сильнострумного ЛІП електронів на забезпечення її високовольтної вакуумної електричної ізоляції, запропоновано способи їх удосконалення.
Technic sciences candidate scientific degree dissertation receiving on specialty 05.09.13 – equipment strong electric and magnetic fields. – National Technical University "Kharkiv Polytechnic Institute", Kharkiv, 2018. Dissertation work is dedicated to the improvement electrons and charge-compensated ion beams high-current LIA sections, with the providing goal improved energy LIA characteristics: high acceleration, average beam power (up to MW level), parcels accelerating pulses frequency, etc. In the work the rationale of the construction of elements the LIA section with an induction system sectioned along the axial has been carried out, methods, ensuring the maximum acceleration rate with the lowest energy losses in the induction system in such sections have been found. The construction of the elements of the charge-compensated ion beams LIA section has been substantiated, that allowed to provide the necessary accelerator parameters of – the section accelerating voltage is not less than 2 MV, and the acceleration rate is not less than 2 MV/m. The dynamics of the pulsed magnetization reversal of the LIA inductors ferromagnet has been studied, the effect of the geometry of the ferromagnetic inductor cores and the regime of their loading on the accelerating voltage pulse shape is analyzed. The ways, reducing the accelerating voltage spread on the pulse table have been found. The thermal stability of the LIA section elements (induction system, power lines, vacuum isolation) was studied, the maximum possible accelerating pulse repetition frequency was determined. The methods of providing a megawatt level of the increment of the average beam power with increment of its energy at the level of megaelectronvolts by the LIA section are revealed. The research of the vacuum electrical insulation of the LIA experimental model has been carried out; the ways of the improvement of LIA section elements electrical isolation have been found.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.09.13 – техніка сильних електричних і магнітних полів. – Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", Харків, 2018 р. Дисертацію присвячено удосконаленню секцій сильнострумного лінійного індукційного прискорювача (ЛІП) електронів і ЛІП зарядово-компенсованих іонних пучків, з метою забезпечення покращених енергетичних характеристик: підвищеного темпу прискорення, середньої потужності пучка (аж до мегаватного рівня), частоти посилок прискорювальних імпульсів тощо. В роботі проведено науково-технічне обґрунтування конструкції елементів секції ЛІП з індукційною системою, секціонованою по осьовій довжині, виявлено способи забезпечення максимального темпу прискорення при найменших енергетичних втратах в індукційній системі у таких секцій. Проведено обґрунтування конструкції елементів секції ЛІП зарядово-компенсованих іонних пучків, що дозволяє забезпечити необхідні параметри прискорювача – прискорювальну напругу секції не менше 2 МВ, темп прискорення не менше 2 МВ/м. В результаті проведеного дослідження динаміки імпульсного перемагнічування феромагнетику індукторів ЛІП з метою визначення впливу геометрії феромагнітних осердь індукторів і режиму їхнього навантаження на форму імпульсу прискорювальної напруги запропоновано шляхи зменшення розкиду прискорювальної напруги на столі імпульсу. Проведено дослідження теплових навантажень на елементи секції ЛІП при роботі в частотному режимі, запропоновано способи забезпечення секцією ЛІП мегаватного рівня збільшення середньої потужності пучка при збільшенні його енергії на рівні одиниць мегаелектронвольт. Проведено чисельно-аналітичне та експериментальне дослідження впливу конструктивних елементів секції сильнострумного ЛІП електронів на забезпечення її високовольтної вакуумної електричної ізоляції, запропоновано способи їх удосконалення.
Technic sciences candidate scientific degree dissertation receiving on specialty 05.09.13 – equipment strong electric and magnetic fields. – National Technical University "Kharkiv Polytechnic Institute", Kharkiv, 2018. Dissertation work is dedicated to the improvement electrons and charge-compensated ion beams high-current LIA sections, with the providing goal improved energy LIA characteristics: high acceleration, average beam power (up to MW level), parcels accelerating pulses frequency, etc. In the work the rationale of the construction of elements the LIA section with an induction system sectioned along the axial has been carried out, methods, ensuring the maximum acceleration rate with the lowest energy losses in the induction system in such sections have been found. The construction of the elements of the charge-compensated ion beams LIA section has been substantiated, that allowed to provide the necessary accelerator parameters of – the section accelerating voltage is not less than 2 MV, and the acceleration rate is not less than 2 MV/m. The dynamics of the pulsed magnetization reversal of the LIA inductors ferromagnet has been studied, the effect of the geometry of the ferromagnetic inductor cores and the regime of their loading on the accelerating voltage pulse shape is analyzed. The ways, reducing the accelerating voltage spread on the pulse table have been found. The thermal stability of the LIA section elements (induction system, power lines, vacuum isolation) was studied, the maximum possible accelerating pulse repetition frequency was determined. The methods of providing a megawatt level of the increment of the average beam power with increment of its energy at the level of megaelectronvolts by the LIA section are revealed. The research of the vacuum electrical insulation of the LIA experimental model has been carried out; the ways of the improvement of LIA section elements electrical isolation have been found.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.13.03 – системи та процеси керування. – Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", Харків, 2018. Дисертація присвячена розробці й удосконаленню методів керування криволінійним рухом гусеничних машин для забезпечення підвищення характеристик керованості та рухливості. Проведено аналіз систем автоматизованого керування які застосовуються в системах керування рухом гусеничних машин. Запропоновано спосіб керування гусеничною машиною при здійсненні криволінійного руху на межі наближення до заносу для збільшення середньої швидкості руху. З метою забезпечення стійкості руху гусеничної машини в повороті удосконалено метод, що дозволяє визначати мінімальний радіус повороту, до значення якого, для заданих швидкості руху та дорожньо-ґрунтових умов заносу, під дією відцентрової сили не виникає. Розроблена модель функціонування цифрової автоматизованої системи щодо запобігання заносу для гусеничної платформи, яка обладнана системою автоматизованого керування поворотом та використовує спосіб повороту шляхом включення передачі (n-1) на борту, що відстає. Отримав подальший розвиток метод вирішення задачі математичного моделювання руху центру мас гусеничної платформи за допомогою аналітичного рішення з використанням перетворення Лапласу, який дозволяє проводити параметричний синтез системи управління поворотом гусеничної платформи. Визначено критерії оцінки основних характеристик електродвигунів, а також інших компонентів системи для створення гібридного приводу для гусеничних машин на базі комплектуючих, що виробляються серійно.
Dissertation for the degree of candidate of technical Sciences on specialty 05.13.03 – management systems and processes. – National Technical University "Kharkiv Polytechnic Institute", Kharkiv, 2018. The thesis is dedicated to the development and improvement of methods for controlling the curvilinear motion of tracked vehicles in order to increase their controllability and mobility. The analysis of automated control systems of tracked vehicles used in motion control systems was conducted. A method for controlling a tracked vehicle during curvilinear motion on the verge of a skid to increase the average driving speed is proposed. In order to ensure the tracked vehicle movement stability at the time of turn, a method has been developed that allows to determine the minimum turning radius at which, for a given speed and road conditions, skidding does not occur under the action of the centrifugal force. A model of the operation of a digital automated skid prevention system for a tracked vehicle has been developed, which is equipped with an automatic steering control system and does the steering by engaging gear (n-1) on the lagging board. A method for solving the problem of mathematical modeling of the movement of the center of mass of a tracked vehicle with the help of an analytical solution using the Laplace transform has been developed, allowing to carry out parametrical studies of the tracked vehicles at curvilinear motion. The criteria for estimating the main characteristics of electric motors as well as other components of the system for creating a hybrid electric drive for tracked vehicles based on serially produced components have been determined.

Дисертацію присвячено теоретичному узагальненню нового вирішення важливої прикладної наукової проблеми утилізації промислових відходів теплових електричних станцій для зменшення техногенного навантаження на довкілля на прикладі впливу Бурштинської ТЕС на територію Галицького району. У роботі досліджено якісний і кількісний вплив забруднень відходами Бурштинської ТЕС на екологічний стан довкілля. На основі отриманих даних запропоновані нові технології утилізації відходів Бурштинської ТЕС. Розроблено технологію рекультивації золовідвалів. Експериментально та теоретично обґрунтовано нові технології утилізації золи шляхом створення ефективних пористих теплоізоляційних матеріалів (ТПМ); експериментально досліджено основні фізико-хімічні процеси, що відбуваються в золі Бурштинської ТЕС під час її зберігання та впливу на неї вологи і температур, для обґрунтування нових технологій виробництва ПТМ, Експериментально та теоретично досліджено вплив складу золи на процеси гідратації цементних компонентів, встановлено кількісні характеристики цього впливу для обґрунтування технології утилізації сухої золи Із золосховищ. На основі нових наукових результатів розроблено наукові принципи створення технологій виробництва будівельних матеріалів із вторинної сировини (золи). Виконані дослідження дозволили створити науково-методологічні основи підвищення рівня екологічної безпеки виробництва енергії тепловими електричними станціям та одержання синергетичного ефекту захисту довкілля, а також - створення інноваційних матеріалів для теплового захисту енергетичних установок, будівель та споруд.
Диссертация посвящена экспериментальному обоснованию и теоретическому обобщению нового решения важной прикладной научной проблемы утилизации твердых промышленных отходов тепловых электрических станций для уменьшения техногенной нагрузки на окружающую среду (на примере влияния Бурштынской ТЭС на территорию Галицкого района). В данной работе проведены исследования состояния окружающей среды и влияния отходов Бурштынской тепловой электрической станции на территории Галицкого района и здоровье населения. Исследованы состав золы-уноса и золы в хранилищах, проанализированы перспективы использования твердых отходов Бурштынской ТЭС в технологиях производства пористых теплоизоляционных материалов. На основе полученных данных предложены новые технологические схемы утилизации отходов Бурштынской ТЭС. Экспериментально и теоретически обоснованы технологии утилизации золы путем создания нових эффективных пористых теплоизоляционных материалов (ТПМ). Экспериментально исследованы основные физико-химические процессы, происходящие в золе Бурштынской ТЭС при ее хранении, воздействии на нее влаги и температур для обоснования новых технологий производства ПТМ. Экспериментально и теоретически исследовано влияние состава золы на процессы гидратации цементных компонентов, установлены количественные характеристики этого влияния для обоснования нового метода угилизации сухой золы в золохранилищах. Разработана технология рекультивации золоотвалов. С помощью дифференциально-термического анализа исследованы основные физико-химические процессы, происходящие в золе Бурштынской ТЭС, а также закономерности реализации этих процессов в сырьевых смесях на основе золы Бурштынской ТЭС при ее гидратации, вспучивании, кристаллизации и твердении. Оптимизированы параметры технологического воздействия на указанные процессы. Полученная информация использована в предложенных технологиях утилизации золы. На основе полученных результатов разработаны научные принципы создания технологий производства строительных материалов из вторичного сырья (золы). Выполненные исследования позволили создать научно-методологические основы повышения уровня экологической безопасности производства энергии тепловыми электрическими станциям и получения синергетического эффекта защиты окружающей среды, а также создания инновационных материалов для тепловой защиты энергетических установок, зданий и сооружений.
The dissertation is devoted to experimental and theoretical substantiation of the generalization of the new solution of important applied scientific problem of disposing of industrial solid waste thermal power plants to reduce the anthropogenic impact on the environment (for example, the influence of the Burshtyn TPS territory in the Galician region). In this study we investigated the qualitative and quantitative impact of pollution waste Burshtyn thermal power plant on the environment Galitsky district, the ecological state of the environment, the impact of pollution on human health. The composition zolounosa and ash storage, analyzed the prospects of using BuTPS solid waste in technology production of porous insulating materials. Based on the data offered new technological schemes for recycling waste BuTPS. Theoretically and experimentally proved new technologies by creating ash disposal on the basis of new efficient ash porous heat-insulating materials (TPM). Experimentally studied the basic physical - chemical processes occurring in the ash BuTPS during storage and exposure to moisture and temperature to support the new TMP production technologies. Theoretically and experimentally investigated the influence of the composition of the ash on the hydration process of cement components to quantitative characteristics of this influence to justify the new method of utilization of dry ash in ash storages. A technology for reclamation of ash dumps. This research will provide the scientific basis on which developed the scientific and methodological basis for improving the level of environmental safety of power generation by thermal power stations and produce a synergistic effect protect the environment on the basis of theoretical and experimental study of anthropogenic impact of TPS.

Кравченко, В. С. Дослідження процесу зносу деталей системи колінчастого вала та його впливу на ресурс та надійність автомобіля /комплексний проєкт/ : випускна кваліфікаційна робота : 274 «Автомобільний транспорт» / В. С. Кравченко ; керівник роботи В. І. Кальченко ; НУ "Чернігівська політехніка", кафедра автомобільного транспорту та галузевого машинобудування. – Чернігів, 2021. – 130 с.
В результаті проведеної роботи отримано значення певних показників систем та характеристик автомобіля; вони порівнювалися зі значеннями відповідно до прототипу та корегувалися таким чином, щоб досягти технічного та економічного ефекту в проектуванні. В першому розділі проведено аналітичний огляд легкових автомобілів модельного ряду ВАЗ та поставлені задачі щодо модернізації рульового керування. В другому розділі проводиться визначення масових показників та параметрів автомобіля та двигуна. За прийнятими геометричними параметрами автомобіля побудовано креслення «Загального вигляду автомобіля». В третьому розділі проведено розрахунок зовнішньої швидкісної характеристики двигуна, силового балансу автомобіля та визначення параметрів трансмісії. За результатами розрахунків побудовано креслення «Зовнішньої швидкісної характеристики двигуна та силового балансу». В четвертому розділі проведено розрахунок тягово-динамічних характеристик та побудовано креслення «Динамічних характеристик автомобіля». В п’ятому розділі проведено розрахунок гальмівних властивостей і паливної економічності автомобіля та побудовано креслення «Гальмівних властивостей і паливно-економічних показників автомобіля». В шостому розділі проведено розрахунок елементів рульового керування автомобіля-прототипу та побудовано схему «Рульове керування». В сьомому розділі проведено розрахунок модернізованого рульового керування. Результат модернізації зображений на креслені «Рульовий механізм». В восьмому розділі проведено дослідження вибору матеріалу і термообробки колінчастого вала. За результатами проведеної роботи зроблено висновок та сформовано пропозиції щодо вибору матеріалу і термообробки колінчастого вала.
As a result of the work, the values of the parameters of the systems and the characteristics of the car were taken into account; The stench was corrected according to the meanings according to the prototype, which was corrected in such a rank, so that the technical and economical effect in the design was achieved. In the first section, an analytical survey of passenger cars of the VAZ model range was carried out and the tasks were set for the modernization of the steering wheel. In another section, the measurement of mass indicators and parameters of the car and engine is carried out. For the accepted geometric parameters of the car, the armchair "General view of the car" was prompted. In the third section, the development of the most important characteristics of the engine, the power balance of the car and the value of the parameters of the transmission were carried out. Based on the results of the calculations, the chair "External speed characteristics of the engine and power balance" was prompted. In the fourth section the calculation of traction-dynamic characteristics is carried out and the drawing "Dynamic characteristics of the car" is constructed. In the fifth section, the calculation of the braking properties and fuel efficiency of the car and a drawing of the "Braking properties and fuel and economic performance of the car." In the sixth section, the calculation of the steering elements of the prototype car and the scheme "Steering". In the sixth section, the calculation of the steering elements of the prototype car and the scheme "Steering". In the seventh section, the calculation of the modernized steering is performed. The result of the modernization is depicted in the drawing "Steering gear". In the eighth section, a study of the choice of material and heat treatment of the crankshaft. Based on the results of this work, a conclusion was made and proposals for the choice of material and heat treatment of the crankshaft were formed.

Наша здатність чути залежить насамперед від звукових хвиль, які рухаються через зовнішнє та середнє вухо до внутрішнього вуха. Отже, характеристики зовнішнього та середнього вуха забезпечують передачу звуку до внутрішнього вуха. Тому вкрай важливо розуміти механізм роботи слухової системи людини. Дослідження людського слуху, як правило, засновані на експериментах в природних умовах або в пробірці на тимчасових кісткових зразках. Їхньою ціллю, по-перше, є отримання уявлення про функціональність всієї системи або середнього вуха та, по-друге, оцінка впливу захворювань і хірургічної реконструкції на здатності слуху. У роботі проведено аналіз існуючих методів моделювання середнього вуха людини та запропоновано розширену модель зовнішнього та середнього вуха людини з використанням методу електромеханічних аналогій.
Our ability to hear depends primarily on sound waves traveling through the outer and middle ear toward the inner ear. Hence, the characteristics of the outer and middle ear aect sound transmission to/from the inner ear. Therefore, it is extremely important to understand the mechanism of the human auditory system. Studies of human hearing are usually based on experiments in vivo or in vitro on temporary bone samples. Their purpose, firstly, is to get an idea of the functionality of the entire system or middle ear and, secondly, to assess the impact of disease and surgical reconstruction on hearing. The main possible approaches for theoretical obtaining of the external and middle ear frequency response based on the results of the average frequency response of a healthy person are analyzed, namely: a mechanical model with concentrated parameters, a finite element method and an electromechanical analogy method. As a result, an equivalent electrical circuit is proposed that takes into account both the outer ear and the middle ear, and allows you to reproduce more of the characteristic resonances of the frequency response of the average healthy person.

Кваліфікаційну роботу виконано на кафедрі біотехнічних систем Тернопільського національного технічного університету імені Івана Пулюя
Кваліфікаційну роботу присвячено розробці приладу для стимуляції м’язів людини електричними імпульсами з покращеними техніко-економічними показників у порівнянні із аналогами, які є присутніми на ринку медичних приладів. З метою теоретичного дослідження функції приладу у середовищі MATLAB як базового засобу експериментального дослідження побудовано його математичну модель у вигляді послідовності прямокутних імпульсів зсунутих в часі з параметрами із змінними параметрами амплітуди, частоти, тривалості імпульсів та загального часу генерації імпульсів. На основі математичної моделі приладу розроблено його схему структурну та схему електричну принципову. Проведено параметричний синтез приладу та обґрунтовано вибір компонентної бази. Розроблено конструкцію приладу, зокрема вибрано тип корпусу, проведено розрахунок механічної міцності та стійкості приладу і здійснено перевірочний розрахунок режимів тепломасопереносу та оптимізовано теплові режими.
Qualification work is devoted to the development of a device for stimulating human muscles with electrical impulses with improved technical and economic performance compared to analogues that are present in the market of medical devices. In order to theoretically study the function of the device in MATLAB as a basic tool for experimental research, its mathematical model in the form of a sequence of rectangular pulses shifted in time with parameters with variable parameters of amplitude, frequency, pulse duration and total pulse generation. Based on the mathematical model of the device, its structural scheme and basic electrical scheme are developed. The parametric synthesis of the device is carried out and the choice of component base is substantiated. The design of the device is developed, in particular the type of the case is chosen, calculation of mechanical durability and stability of the device is carried out and check calculation of modes of heat and mass transfer is carried out and thermal modes are optimized.
ВСТУП 8 РОЗДІЛ 1. АНАЛІТИЧНА ЧАСТИНА 10 1.1. Аналіз технічного завдання 10 1.2. Аналіз відомих приладів 12 1.2.1. Апарат «ТРЕНАР-01» 12 1.2.2. Нейростимулятор «Стимуплекс HNS 12» 14 1.2.3. Портативний прилад «Радiус-01» 16 1.2.4. Апарат для електроміосимуляції «АЕСТ-01» 17 1.2.5. Актуальність розробки приладу для електростимуляції м’язів людини 19 1.3. Висновки до розділу 1 19 РОЗДІЛ 2. ОСНОВНА ЧАСТИНА 20 2.1. Конструкторський аналіз схемо-технічного рішення приладу 20 2.1.1. Конструкторський аналіз структурної схеми 20 2.1.2. Конструкторський аналіз схеми електричної принципової 22 2.1.3 Параметричний синтез приладу 29 2.1.3.1. Розрахунок перетворювача напруги 29 2.1.3.2. Розрахунок генератора імпульсів на елементах 2І-НЕ та його моделювання 32 2.1.3.3. Розрахунок генератора на мікросхемі K176ИЕН5 та його моделювання 34 2.1.3.4. Розрахунок вихідного підсилювача 34 2.1.3.5. Обґрунтування та вибір компонентної бази 39 2.2. Розробка конструкції приладу 49 2.2.1. Вибір типу корпусу 49 2.2.2. Розрахунок механічної міцності та стійкості приладу 52 2.2.3. Перевірочний розрахунок режимів тепломасопереносу та оптимізація теплових режимів 56 2.3. Висновки до розділу 2 61 РОЗДІЛ 3. НАУКОВО-ДОСЛІДНА ЧАСТИНА 62 3.1. Теоретичне дослідження математичної моделі приладу 62 3.2. Експериментальне дослідження моделі приладу 64 3.3. Економічні розрахунки 67 3.4. Висновки до розділу 3 71 РОЗДІЛ 4. СПЕЦІАЛЬНА ЧАСТИНА 72 4.1. Оцінювання експлуатаційних показників приладу 72 4.2. Обґрунтування УДК роботи 77 4.3. Висновки до розділу 4 78 РОЗДІЛ 5. ОХОРОНА ПРАЦІ ТА БЕЗПЕКА В НАДЗВИЧАЙНИХ СИТУАЦІЯХ 79 5.1. Охорона праці 79 5.2. Безпека в надзвичайних ситуаціях 82 5.3. Висновки до розділу 5 84 ЗАГАЛЬНІ ВИСНОВКИ 85 ПЕРЕЛІК ПОСИЛАНЬ 86 ДОДАТОК А. Технічне завдання 89 ДОДАТОК Б. Схема структурна електрична приладу 92 ДОДАТОК В. Схема електрична принципова приладу 93 ДОДАТОК Г. Перелік елементів до схеми електрично принципової приладу 94 ДОДАТОК Д. Блок-схема роботи мікроконтролера 97 ДОДАТОК Е. Друкований вузол приладу 98 ДОДАТОК Є. Специфікація до друкованого вузла приладу 99 ДОДАТОК Ж. Друкована плата приладу 102 ДОДАТОК З. Копія тези конференції 103

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.09.13 – техніка сильних електричних та магнітних полів. Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", Харків, 2018. Дисертація присвячена вдосконаленню існуючих методів визначення нормованих параметрів на кожному з етапів електромагнітної діагностики, а також створення якісно нового підходу до видачі рекомендацій з реконструкції заземлювального пристрою для підвищення безпеки експлуатації діючих енергооб'єктів. На основі статистичного аналізу електрофізичних характеристик ґрунту створено вимоги до технічних характеристик приладів для вертикального електричного зондування при проведенні електромагнітної діагностики стану заземлювального пристрою. Розроблено та реалізовано у вигляді програмного комплексу математичну модель нееквіпотенційного заземлювального пристрою довільної конфігурації, розташованого у тришаровому ґрунті. Удосконалено математичну модель для інтерпретації результатів вертикального електричного зондування для багатошарових геоелектричних структур та методику еквівалентування з приведенням їх до вигляду розрахункових моделей. Перевірено адекватність розроблених математичних моделей експериментальним вимірам на понад 70 діючих високовольтних енергооб'єктах України класами напруги 35–150 кВ. Доведено, що реконструкція заземлювального пристрою за вимогами до напруги дотику є найбільш ефективною з точки зору електробезпеки та матеріальних витрат. Створено параметричну модель, яка дозволяє прогнозувати ймовірні матеріально-технічні витрати на реконструкцію.
Thesis for granting Candidate of Technical sciences Degree in specialty 05.09.13 – Technics of Strong Electric and Magnetic Fields. – National Technical University "Kharkiv Polytechnic Institute", 2018. The thesis is devoted to the improvement of existing methods of determination of normalized parameters at each of the stages of electromagnetic diagnostics, as well as the creation of a qualitatively new approach to the issuance of recommendations for reconstruction a grounding grids to improve the safety of personnels on energy objects of Ukraine. The statistic of soil electrical properties to evaluate the optimal technical requirements for equipment for vertical electrical soil sounding when performing diagnostics of grounding systems is used. The model of the grounding device was based on the solution of the problem about the electrical field potential of the point current source, located in a three-layer soil. This model allows to determine the field potential at any point in case of the location of the grounding device in any of the layers of soil. Mathematical model and computer program for analyzing and interpreting results of the soil sounding by Wenner configuration was created on the base of the analytical solution for field of current point source located in four-, three- or two-layer structure. The method of equivalenting with bringing the multilayer soil to the form of the calculated models was improved. The adequacy of developed mathematical models for experimental measurements on more than 70 existing high-voltage power facility’s of Ukraine with voltage classes 35-150 kV has been checked. It was proved that the reconstruction of grounding system for requirements of touch voltage both in terms of electrical safety and in terms of material and labor costs is more effectiveness. The parametric model that allows predicting the probable material and technical costs for the reconstruction was created.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.09.13 – техніка сильних електричних та магнітних полів. Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", Харків, 2018. Дисертація присвячена вдосконаленню існуючих методів визначення нормованих параметрів на кожному з етапів електромагнітної діагностики, а також створення якісно нового підходу до видачі рекомендацій з реконструкції заземлювального пристрою для підвищення безпеки експлуатації діючих енергооб'єктів. На основі статистичного аналізу електрофізичних характеристик ґрунту створено вимоги до технічних характеристик приладів для вертикального електричного зондування при проведенні електромагнітної діагностики стану заземлювального пристрою. Розроблено та реалізовано у вигляді програмного комплексу математичну модель нееквіпотенційного заземлювального пристрою довільної конфігурації, розташованого у тришаровому ґрунті. Удосконалено математичну модель для інтерпретації результатів вертикального електричного зондування для багатошарових геоелектричних структур та методику еквівалентування з приведенням їх до вигляду розрахункових моделей. Перевірено адекватність розроблених математичних моделей експериментальним вимірам на понад 70 діючих високовольтних енергооб'єктах України класами напруги 35–150 кВ. Доведено, що реконструкція заземлювального пристрою за вимогами до напруги дотику є найбільш ефективною з точки зору електробезпеки та матеріальних витрат. Створено параметричну модель, яка дозволяє прогнозувати ймовірні матеріально-технічні витрати на реконструкцію.
Thesis for granting Candidate of Technical sciences Degree in specialty 05.09.13 – Technics of Strong Electric and Magnetic Fields. – National Technical University "Kharkiv Polytechnic Institute", 2018. The thesis is devoted to the improvement of existing methods of determination of normalized parameters at each of the stages of electromagnetic diagnostics, as well as the creation of a qualitatively new approach to the issuance of recommendations for reconstruction a grounding grids to improve the safety of personnels on energy objects of Ukraine. The statistic of soil electrical properties to evaluate the optimal technical requirements for equipment for vertical electrical soil sounding when performing diagnostics of grounding systems is used. The model of the grounding device was based on the solution of the problem about the electrical field potential of the point current source, located in a three-layer soil. This model allows to determine the field potential at any point in case of the location of the grounding device in any of the layers of soil. Mathematical model and computer program for analyzing and interpreting results of the soil sounding by Wenner configuration was created on the base of the analytical solution for field of current point source located in four-, three- or two-layer structure. The method of equivalenting with bringing the multilayer soil to the form of the calculated models was improved. The adequacy of developed mathematical models for experimental measurements on more than 70 existing high-voltage power facility’s of Ukraine with voltage classes 35-150 kV has been checked. It was proved that the reconstruction of grounding system for requirements of touch voltage both in terms of electrical safety and in terms of material and labor costs is more effectiveness. The parametric model that allows predicting the probable material and technical costs for the reconstruction was created.

Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук за спецiальністю 05.09.03 - електротехнiчнi комплекси та системи. - Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут". Харків 2015 р. Дисертація присвячена актуальній науково-технічній проблемі визначення пливу вищих гармонік напруги на вибір та експлуатацію обмежувачів перенапруг для захисту електротехнічних комплексів та систем, що має важливе значення та забезпечує підвищення ефективності та надійності функціонування систем електропостачання. В рамках даного напряму отримані наступні результати. Виконано аналіз існуючих вимог до вибору та експлуатації перенапруг нелінійних (ОПН) в системах електропостачання різних класів напруги; Проведено експериментальні дослідження електрофізичних характеристик варисторів та ОПН в зібраному стані провідних світових виробників при різних частотах прикладеної напруги та вольт амперних характеристик варисторів і ОПН в зібраному стані в зоні струмів витоку. Удосконалено математичну модель для вибору енергетичних характеристик ОПН при низькій якості електричної енергії в системі електропостачання на базі схем заміщення ОПН в зоні струмів витоку їх вольт-амперної характеристики (ВАХ). Запропановано метод визначення втрат активної потужності в ОПН на базі отриманих ВАХ в зоні струмів витоку, та проведено аналіз впливу несинусоїдальності напруги на величину енергії, що діє на ОПН, а також визначено вплив на нормальну роботу ОПН перенапруг грозового і комутаційного імпульсів струму та підвищеної напруги промислової частоти. Розроблено методи визначення ВАХ ОПН в зоні струмі витоку на основі отриманих експериментальних ВАХ ОПН, які базуються на нейронних мережах та апроксимацією ВАХ двома кривими першого порядку. Удосконалено математичну модель теплових режимів ОПН при низькій якості електричної енергії в системі електропостачання та виконані дослідження впливу різних чинників на теплову стабільність ОПН. Експериментально досліджено наявність порушень якості електричної енергії в системах електропостачання різних видів промисловості України. Удосконалено методи вибору ОПН в системах електропостачання різних номінальних напруг з низькою якістю електричної енергії. Сформульовані основні засади застосування та експлуатації ОПН при впливі вищіх гармонік напруги. Обгрунтовано використання тепловізорів та пірометрів для експлуатаційного контролю стану ОПН.
The thesis for the degree of doctor of technical sciences, specialty 05.09.03 - Electrotechnical complexes and systems. - National Technical University "Kharkiv Polytechnic Institute". Kharkov 2015. Dissertation is devoted to actual scientific and technical problem of determining the effect of the higher harmonics of the voltage on the selection and exploitation of surge arresters for protection electricity supply systems is important and enhances the efficiency and reliability of power supply systems. In this area, the following results. The analysis of existing requirements for the selection and exploitation of surge arresters in electricity supply systems of different voltage classes. Experimental studies of electrophysical characteristics of varistors and surge arresters assembled the world's leading manufacturers in the different frequencies of the applied voltage and current voltage characteristics of varistors and surge arresters in an assembled state in the area of leakage current. Іmproved the mathematical model for selecting the energy characteristics of the arrester at a low power quality in the power supply system on the basis of equivalent circuits in the area of the arrester leakage current of the current-voltage characteristics (CVC). Offered the method for determination of active power losses in the arrester on the basis of the obtained current-voltage characteristics in the area of leakage current and the analysis of the impact of non-sinusoidal voltage to the amount of energy exerted on surge arresters, as well as determined the effect of the normal operation of surge arresters Surge lightning and switching current pulses and high frequency voltage. Developed the methods for determining the current-voltage characteristics in the area of the arrester leakage current on the basis of the experimental CVC arresters based on neural networks and approximation CVC two curves of the first order. Іmproved the mathematical model of thermal modes of surge arresters in low power quality in the power supply system and to study the effect of different factors on the thermal stability of the arrester. Experimentally investigated for poor quality of electricity supply systems of various types of industry of Ukraine; An improved method for selecting surge arresters in power supply systems of different rated voltages with low quality electric energy. Іmproved the basic principles for the use and operation of surge arresters under the influence of higher harmonic voltage. Justify the use of thermal imagers and pyrometers for operational monitoring of the arrester.

Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук за спецiальністю 05.09.03 - електротехнiчнi комплекси та системи. - Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут". Харків 2015 р. Дисертація присвячена актуальній науково-технічній проблемі визначення пливу вищих гармонік напруги на вибір та експлуатацію обмежувачів перенапруг для захисту електротехнічних комплексів та систем, що має важливе значення та забезпечує підвищення ефективності та надійності функціонування систем електропостачання. В рамках даного напряму отримані наступні результати. Виконано аналіз існуючих вимог до вибору та експлуатації перенапруг нелінійних (ОПН) в системах електропостачання різних класів напруги; Проведено експериментальні дослідження електрофізичних характеристик варисторів та ОПН в зібраному стані провідних світових виробників при різних частотах прикладеної напруги та вольт амперних характеристик варисторів і ОПН в зібраному стані в зоні струмів витоку. Удосконалено математичну модель для вибору енергетичних характеристик ОПН при низькій якості електричної енергії в системі електропостачання на базі схем заміщення ОПН в зоні струмів витоку їх вольт-амперної характеристики (ВАХ). Запропановано метод визначення втрат активної потужності в ОПН на базі отриманих ВАХ в зоні струмів витоку, та проведено аналіз впливу несинусоїдальності напруги на величину енергії, що діє на ОПН, а також визначено вплив на нормальну роботу ОПН перенапруг грозового і комутаційного імпульсів струму та підвищеної напруги промислової частоти. Розроблено методи визначення ВАХ ОПН в зоні струмі витоку на основі отриманих експериментальних ВАХ ОПН, які базуються на нейронних мережах та апроксимацією ВАХ двома кривими першого порядку. Удосконалено математичну модель теплових режимів ОПН при низькій якості електричної енергії в системі електропостачання та виконані дослідження впливу різних чинників на теплову стабільність ОПН. Експериментально досліджено наявність порушень якості електричної енергії в системах електропостачання різних видів промисловості України. Удосконалено методи вибору ОПН в системах електропостачання різних номінальних напруг з низькою якістю електричної енергії. Сформульовані основні засади застосування та експлуатації ОПН при впливі вищіх гармонік напруги. Обгрунтовано використання тепловізорів та пірометрів для експлуатаційного контролю стану ОПН.
The thesis for the degree of doctor of technical sciences, specialty 05.09.03 - Electrotechnical complexes and systems. - National Technical University "Kharkiv Polytechnic Institute". Kharkov 2015. Dissertation is devoted to actual scientific and technical problem of determining the effect of the higher harmonics of the voltage on the selection and exploitation of surge arresters for protection electricity supply systems is important and enhances the efficiency and reliability of power supply systems. In this area, the following results. The analysis of existing requirements for the selection and exploitation of surge arresters in electricity supply systems of different voltage classes. Experimental studies of electrophysical characteristics of varistors and surge arresters assembled the world's leading manufacturers in the different frequencies of the applied voltage and current voltage characteristics of varistors and surge arresters in an assembled state in the area of leakage current. Іmproved the mathematical model for selecting the energy characteristics of the arrester at a low power quality in the power supply system on the basis of equivalent circuits in the area of the arrester leakage current of the current-voltage characteristics (CVC). Offered the method for determination of active power losses in the arrester on the basis of the obtained current-voltage characteristics in the area of leakage current and the analysis of the impact of non-sinusoidal voltage to the amount of energy exerted on surge arresters, as well as determined the effect of the normal operation of surge arresters Surge lightning and switching current pulses and high frequency voltage. Developed the methods for determining the current-voltage characteristics in the area of the arrester leakage current on the basis of the experimental CVC arresters based on neural networks and approximation CVC two curves of the first order. Іmproved the mathematical model of thermal modes of surge arresters in low power quality in the power supply system and to study the effect of different factors on the thermal stability of the arrester. Experimentally investigated for poor quality of electricity supply systems of various types of industry of Ukraine; An improved method for selecting surge arresters in power supply systems of different rated voltages with low quality electric energy. Іmproved the basic principles for the use and operation of surge arresters under the influence of higher harmonic voltage. Justify the use of thermal imagers and pyrometers for operational monitoring of the arrester.

Роботу виконано на кафедрі біотехнічних систем Тернопільського національного технічного університету імені Івана Пулюя
Кваліфікаційну роботу присвячено модернізації приладу для дистанційного моніторингу за температурою віддалених медичних об’єктів з метою покращення техніко-економічних показників, що є актуальною роботою в галузі розробок медичних приладів. Знайдено шляхи модернізації приладу на підставі огляду відомих приладів. Для експериментального дослідження функціональності приладу розроблено його математичну модель у вигляді перетворювача з температури в електричну величину та модулятора з амплітудно-балансною модуляцією. Експериментальне дослідження проведено в середовищі MATLAB. На підставі аналізу схеми структурної та електричної принципової базового приладу знайдено шляхи щодо його модернізації. Модернізовано схеми структурну та електричну принципову базового приладу, що забезпечило покращення його техніко-економічних параметрів. Здійснено процедуру параметричного синтезу модернізованого приладу та оцінено його експлуатаційні характеристики.
Qualification work is devoted to the modernization of the device for remote monitoring of the temperature of remote medical facilities in order to improve the technical and economic indicators, which is relevant in the field of development of medical devices. Ways to modernize the device are found on the basis of a review of known devices. For experimental research of functionality of the device its mathematical model in the form of the converter from temperature in electric size and the modulator with amplitude-balance modulation is developed. The experimental study was performed in MATLAB. On the basis of the analysis of the scheme of the structural and electrical principle of the basic device the ways of its modernization are found. The structural and electrical schematics of the basic device were modernized, which ensured the improvement of its technical and economic parameters. The procedure of parametric synthesis of the modernized device is carried out and its operational characteristics are estimated.
ВСТУП 8 РОЗДІЛ 1. АНАЛІТИЧНА ЧАСТИНА 11 1.1. Аналіз технічного завдання 11 1.2. Огляд відомих рішень 13 1.2.1. Аналіз відомих приладів 13 1.2.2. Актуальність модернізації приладу 23 1.3. Висновки до розділу 1 24 РОЗДІЛ 2. ОСНОВНА ЧАСТИНА 25 2.1. Конструкторська частина 25 2.1.1. Конструкторський аналіз схемо-технічних рішень приладу 25 2.1.1.1 Аналіз структурної схеми базового приладу 25 2.1.1.2. Модернізація структурної схеми базового приладу 26 2.1.1.3. Аналіз схеми електричної принципової базового приладу 28 2.1.1.4. Модернізація схеми електричної принципової приладу 33 2.1.1.5. Синтез роботи мікроконтролера 36 2.1.2. Параметричний синтез приладу 38 2.1.2.1. Розрахунок вузла індикації 38 2.1.2.2. Розрахунок низькочастотного трансформатора блоку живлення 40 2.1.2.3. Розрахунок точності мікроконтролера ATMEGA32 46 2.1.2.4. Обґрунтування та вибір елементів 48 2.1.3. Розробка конструкції приладу 56 2.1.3.1. Вибір типу корпусу 56 2.1.3.2. Розрахунок механічної міцності та вібростійкості приладу 59 2.1.3.3. Електромагнітна сумісність 63 2.1.3.4. Розрахунок режимів тепломасопереносу та оптимізація теплових режимів 64 2.2. Технологічна частина 68 2.2.1. Адаптація до типу виробництва 68 2.2.2. Проєктування технологічного процесу 71 2.3. Висновки до розділу 2 74 РОЗДІЛ 3. НАУКОВО-ДОСЛІДНА ЧАСТИНА 75 3.1. Математична модель приладу як ядро теоретичного дослідження 75 3.2. Експериментальна верифікація теоретичних результатів 79 3.3. Економічні розрахунки 82 3.4. Висновки до розділу 3 85 РОЗДІЛ 4. ОХОРОНА ПРАЦІ ТА БЕЗПЕКА В НАДЗВИЧАЙНИХ СИТУАЦІЯХ 87 4.1. Охорона праці 87 4.2. Безпека в надзвичайних ситуаціях 90 4.3. Висновки до розділу 4 93 ЗАГАЛЬНІ ВИСНОВКИ 94 СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ 95 ДОДАТОК А. Технічне завдання 99 ДОДАТОК Б. Схема структурна електрична базового приладу 102 ДОДАТОК В. Схема структурна електрична модернізованого приладу 103 ДОДАТОК Г. Схема електрична принципова модернізованого приладу 104 ДОДАТОК Д. Перелік елементів до схеми електрична принципова модернізованого приладу 105 ДОДАТОК Е. Друкований вузол модернізованого приладу 108 ДОДАТОК Є. Специфікація до друкованого вузла модернізованого приладу 109 ДОДАТОК Ж. Друкована плата модернізованого приладу 113 ДОДАТОК З. Копія тези конференції 114

Досліджено температурні поля в кабельному каналі при різних режимах навантаження. Наведено залежності робочих струмів кабельних ліній від кількості працюючих ліній, від температури і теплофізичних характеристик навколишнього масиву землі. Показано, що в холодну пору року передавану потужність мережі можна збільшити.
У дипломній роботі розроблено математичну модель для розрахунку електромагнітних та температурних характеристик кабельних мереж з врахуванням їх способу прокладання. Розроблена математична модель дозволяє враховувати теплові втрати в екранах з врахуванням способу заземлення. Проведено моделювання електромагнітних та температурних характеристик кабельних ліній з зшитого поліетилену, та розраховано величину струмового навантаження. Визначено залежність температури кабелю в холодну та теплу пору року в залежності від його температури.
In the diploma work the mathematical model for calculation of electromagnetic and temperature characteristics of cable networks taking into account their way of laying is developed. The developed mathematical model allows to take into account heat losses in screens taking into account the grounding method. Modeling of electromagnetic and temperature characteristics of cross-linked polyethylene cable lines is carried out, and the value of current load is calculated. The dependence of the cable temperature in the cold and warm seasons depending on its temperature is determined.
ЗМІСТ ВСТУП ...…6 1 АНАЛІТИЧНИЙ РОЗДІЛ ...9 1.1Загальні положення і стан проблеми прокладання силових кабелі ...9 1.2 Теплофізичні характеристики матеріалів ...13 1.3 Електричні характеристики кабелів ...15 1.4 Джерела втрат енергії в кабельних лініях ...17 1.5 Висновки до розділу. ...18 2 ПРОЕКТНО-КОНСТРУКТОРСЬКИЙ РОЗДІЛ ...20 2.1 Розрахунок параметрів кабелю ...20 2.2 Двостороннє заземлення екранів ...24 2.3 Одностороннє заземлення екранів ...26 2.4 Транспозиція екранів ...31 2.5 Висновки до розділу ...34 3 РОЗРАХУНКОВО-ДОСЛІДНИЦЬКИЙ РОЗДІЛ ...35 3.1 Постановка задачі для розрахунку навантажувальної здатності кабельних ліній ...35 3.2 Математична модель електромагнітних процесів ...37 3.3 Розрахунок електромагнітних характеристик ...39 3.4 Математична модель теплових процесів в підземних кабельних лініях ...41 3.5 Чисельне дослідження впливу різних умов теплообміну на температурне поле в кабельному каналі ...43 3.6 Дослідження температурного поля в кабельному колекторі ...48 3.7 Висновки до розділу ...55 4 ОХОРОНА ПРАЦІ ТА БЕЗПЕКА В НАДЗВИЧАЙНИХ СИТУАЦІЯХ56 4.1 Заходи електробезпеки при роботі з електрообладнанням...56 4.2 Норми проектування інженерно-технічних об’єктів господарювання.60 ЗАГАЛЬНІ ВИСНОВКИ ...62 ПЕРЕЛІК ПОСИЛАНЬ ...63

У дипломній роботі на основі проведеної модернізації системи електропостачання механічного цеху для забезпечення надійного та безперебійного живлення, запропоновані заходи контролю ефективності використання електроенергії. Проведений аналіз системи електропостачання підприємства на основі діючих методів розрахунку. Проведено наступні розрахунки: освітлювальної мережі, потужності цехового обладнання, потужності і розміщення трансформаторних підстанцій та компенсуючих пристроїв; вибір і оптимізація числа перерізів кабелів. Виконано розрахунки струмів короткого замикання, на основі яких проведено вибір силового і комутаційного обладнання. Проведено аналіз алгоритму збору й обробки даних. Запропоновано систему обліку та вимірювання режимних параметрів системи електропостачання.