Електротехніка і електромеханіка, 2018http://dspace.nbuv.gov.ua:80/handle/123456789/1441512024-03-28T21:09:50Z2024-03-28T21:09:50ZРезонансні перенапруги у несинусоїдному режимі магістральної електричної мережіКузнецов, В.Г.Тугай, Ю.І.Кучанський, В.ВЛиховид, Ю.Г.Мельничук, В.А.http://dspace.nbuv.gov.ua:80/handle/123456789/1493392019-02-20T23:23:50Z2018-01-01T00:00:00ZРезонансні перенапруги у несинусоїдному режимі магістральної електричної мережі
Кузнецов, В.Г.; Тугай, Ю.І.; Кучанський, В.В; Лиховид, Ю.Г.; Мельничук, В.А.
Резонансні перенапруги в магістральних електричних мережах виникають внаслідок випадкового збігу параметрів
схеми та режиму і можуть існувати порівняно тривалий час. Тому традиційні засоби для обмеження короткочасних
комутаційних перенапруг в даному випадку не є ефективними. Метою статті є дослідження перенапруг, що виникають у магістральних електричних мережах на вищих гармонійних складових. Для цього використовувалися імітаційне та математичне моделювання в середовищі MATLAB&Simulink . Показано, що несинусоїдальні спотворення виникають при ввімкненні лінії електропередачі на невантажений автотрансформатор. Визначені частоти, при яких
виникають перенапруги на вищих гармонійних складових. Запропоновано використання пристрою керованої комутації для запобігання перенапругам даного класу і розроблена модель для визначення відповідних налаштувань.; Резонансные перенапряжения в магистральных электрических сетях возникают вследствие случайного совпадения
параметров схемы и режима и могут существовать сравнительно длительное время. Поэтому традиционные средства для их ограничения в данном случае неэффективны. Целью статьи является исследование перенапряжений,
возникающих в магистральных электрических сетях на высших гармониках. Для этого было использовано имитационное и математическое моделирование в среде MATLAB&Simulink. Показано, что несинусоидальные искажения возникают при включении линии электропередачи на автотрансформатор в режиме холостого хода. Определены соответствующие частоты. Предложено использование устройства управляемой коммутации для предотвращения перенапряжения данного класса и разработана модель для определения соответствующих настроек.; Purpose. The resonant overvoltage arises in main electrical networks as a result of random coincidence of some parameters of
circuit and its mode and it may exist for a relatively long time.
Therefore, the traditional means of limitation of short duration
commutation surges are not effective in this case. The study determines conditions of appearance and development of non-sinusoidal
mode after switching idle autotransformer to the overhead line of
extra high voltage. The purpose of the paper is to choice measures
for prevention overvoltage, too. Methodology. The study has used
the result of extra high voltage line testing, the methods of electric
circuit theory and the simulation in the MATLAB & Simulink package. Results. The simulation model of the extra high voltage transmission line for the study of resonant non-sinusoidal overvoltage is
developed. The conditions for the appearance of resonant circuits in
the real power line are found and harmonic frequency in which
overvoltage arises are obtained. The study proposes using the controlled switching device as a measure to prevent resonance surges
and determines the appropriate settings. Originality. The expression
for calculation of resonant length of extra high voltage line was
derived. The special investigation of processes in the resonant circuit of the extra high voltage transmission line for higher harmonic
components of voltage is carried out. The program of switching for
control apparatus that prevents non-sinusoidal overvoltage has
been developed at the first time. Practical value. The using of the
proposed settings of controlled switchgear will prevent the occurrence of hazardous resonant surge on higher harmonic components
of voltage.
2018-01-01T00:00:00ZФільтрація струмів в трифазній трипроводній системі електроживлення при несиметричних синусоїдних напругахАртеменко, М.Ю.Батрак, Л.М.Поліщук, С.Й.http://dspace.nbuv.gov.ua:80/handle/123456789/1493382019-02-20T23:23:54Z2018-01-01T00:00:00ZФільтрація струмів в трифазній трипроводній системі електроживлення при несиметричних синусоїдних напругах
Артеменко, М.Ю.; Батрак, Л.М.; Поліщук, С.Й.
Розглянуто принципи активної фільтрації струму в трифазній трипровідній системі електроживлення при несиметричному синусоїдному джерелі живлення, що задовольняють вимогам стандарту IEEE Std.1459-2010. Показано переваги формування синусоїдного симетричного вхідного струму при паралельному підключенні активного фільтра та
реактивного компенсатора. Доведено можливість компенсації неактивного синусоїдного струму Фрізе реактивними
елементами при довільній комбінації параметрів лінійного навантаження та джерела. Отримана формула прямого
розрахунку параметрів реактивного компенсатора для генерації неактивного струму Фрізе в несиметричному режимі
трифазного джерела. Наводяться результати чисельного моделювання.; Рассмотрены принципы активной фильтрации тока в трехфазной трехпроводной системе электропитания при
несимметричном синусоидальном источнике питания, удовлетворяющие требованиям стандарта IEEE Std.1459-
2010. Показаны преимущества формирования синусоидального симметричного входного тока при параллельном подключении активного фильтра и реактивного компенсатора. Доказана возможность компенсации неактивного синусоидного тока Фризе реактивными элементами при произвольной комбинации параметров нагрузки и источника.
Получена формула прямого расчета параметров реактивного компенсатора для генерации неактивного тока Фризе в
несимметричном режиме источника питания. Приводятся результаты численного моделирования.; Purpose. Investigation of the optimal current distribution between
source, shunt active filter and reactive compensator of a three-phase
three-wire system that provides consumption of a sinusoidal symmetric current under asymmetric source voltages with minimal power
losses was provided. Methodology. The tasks were solved by conducting theoretical and experimental studies. The main provisions of
the theory of electrical circuits, the apparatus of mathematical analysis, methods for solving linear differential and algebraic equations,
elements of matrix and complex calculus and vector algebra are
used. During the development, modern methods and software of
computer simulation of electrical engineering complexes and dynamic systems were applied: Matlab-Simulink, MATHCAD. Originality. The principle of compensating current distribution between
PAF and reactive compensator of a three-phase three-wire power
system with asymmetric sinusoidal voltage was proposed at which
the input current is equal to the positive-sequence active current and
rms value of PAF current is minimal. The feasibility to compensate
the inactive sinusoidal Fryze current by reactive elements under
arbitrary combination of load and source parameters was proved
and expression for direct calculation of the reactive compensator
parameters for generation of inactive Fryze current in the source
unbalanced mode was obtained. Practical value. The simulative
example for transmission line load showed that combined application of PAF and reactive compensator with the specified distribution
of compensating currents ensured a reduction of power losses in
3.273 times and rms value of the SAF current is 12.9 % of rms value
total compensation current
2018-01-01T00:00:00ZДослідження режимів роботи тепловоза ЧМЕ3 на імітаційній моделіБуряковький, С.Г.Маслій, А.С.Панченко, В.В.Помазан, Д.П.Деніс, І.В.http://dspace.nbuv.gov.ua:80/handle/123456789/1493372019-02-20T23:23:49Z2018-01-01T00:00:00ZДослідження режимів роботи тепловоза ЧМЕ3 на імітаційній моделі
Буряковький, С.Г.; Маслій, А.С.; Панченко, В.В.; Помазан, Д.П.; Деніс, І.В.
Розроблено імітаційну модель тепловоза ЧМЕ3, шо складається з дизеля з регулятором кількості обертів колінчастого валу,
тягового генератора постійного струму незалежного збудження та тягового електричного приводу. Проведене тестування
роботи імітаційної моделі на профілі ділянки шляху Харків - Мерефа, при цьому основними обмеженнями є час руху, який для
даного перегону не повинен перевищувати 45 хв., а також максимальна допустима швидкість, яка для вантажних потягів
складає 80км/год. Отримана тривимірна поверхня, що показує залежність витрат палива локомотива від режиму ведення
потяга машиністом при виконанні однакової роботи, тобто однакового часу руху по перегону.; Разработана имитационная модель тепловоза ЧМЭ3, которая состоит из дизеля с регулятором числа оборотов коленчатого вала, тягового генератора постоянного тока независимого возбуждения и тягового электрического привода. Проведено тестирование работы имитационной модели на профиле участка пути Харьков - Мерефа, при этом
основными ограничениями являются время движения, для данного перегона не должно превышать 45 мин., а также
максимальная допустимая скорость, которая для грузовых поездов составляет 80км/ч. Получена трехмерная поверхность, которая показывает зависимость расхода топлива локомотива от режима ведения поезда машинистом при
выполнении одинаковой работы, то есть одинакового времени движения по перегону.; Introduction. Fuel consumption by diesel locomotive during operation depends significantly on many factors, among which the
main is the mode of driving a train. Purpose. Research on the
mathematical model of the modes of driving a train on the site of
Kharkiv-Merefa with the purpose of the main oscillograms of the
operation of the locomotive on the site. Methodology. A mathematical model of the operation of the main units of the locomotive
CHME3 in the Matlab environment was developed. The model of
the diesel engine is based on the calculated indicator diagram of
its operation, which is approximated by a continuous dependence.
The control panel operates on a system of conditions, the purpose
of which is to maintain the set speed. Results. In the course of the
simulation, statistical data were obtained on the fuel consumption
of the diesel locomotive when it operated on a section with a train
of constant mass. Based on the data obtained, a three-dimensional
surface is constructed showing the dependence of the fuel consumption on the time of the site's exploration and the maximum
speed on the site. Practical value. The dependence obtained can
be used to optimize the driving behavior of trains along a section.
The apparent dependence of fuel consumption on the driver's
behavior is the basis for the further development of automatic
locomotive speed control systems
2018-01-01T00:00:00ZЧисленные оценки электродинамических процессов в индукторной системе с притягивающим экраном и плоским прямоугольным соленоидомЧаплыгин, Е.А.Барбашова, М.В.Коваль, А.Ю.http://dspace.nbuv.gov.ua:80/handle/123456789/1493362019-02-20T23:23:48Z2018-01-01T00:00:00ZЧисленные оценки электродинамических процессов в индукторной системе с притягивающим экраном и плоским прямоугольным соленоидом
Чаплыгин, Е.А.; Барбашова, М.В.; Коваль, А.Ю.
Проведены численные оценки и анализ полученных результатов для токов и сил в исследуемой индукторной системе
с притягивающим экраном и прямоугольным соленоидом. Выявлено, что при уменьшении глубины вмятины в металле, амплитуда, возбуждаемых электродинамических усилий, растёт. Анализ показал, что значение сил отталкивания, интегральное во времени, ниже развиваемых сил притяжения. При достаточно низких рабочих частотах действующих полей, рассмотренная система работает, как инструмент магнитно-импульсного притяжения тонкостенных листовых металлов.; Проведено чисельні оцінки та аналіз отриманих результатів для струмів і сил в досліджуваній індукторній системі з
притягуючим екраном і прямокутним соленоїдом. Виявлено, що при зменшенні глибини вм'ятини в металі, амплітуда, збуджуваних електродинамічних зусиль, зростає. Аналіз показав, що значення сил відштовхування, інтегральне в
часі, нижче сил притягання, що розвиваються. При досить низьких робочих частотах діючих полів, розглянута система працює, як інструмент магнітно-імпульсного притягання тонкостінних листових металів.; Purpose. To carry out numerical estimates of currents and forces
in the investigated inductor system with an attractive screen (ISAS)
and determine the effectiveness of the force attraction. Methodology. The calculated relationships and graphical constructions were
obtained using the initial data of the system: induced current in the
screen and sheet metal; the distributed force of attraction (Ampère
force); the repulsive force acting on the sheet metal (Lorentz
force); amplitude values of the force of attraction and repulsion;
phase dependence of the force of attraction, the repulsive force and
the total resulting force. Results. The results of calculations in the
form of graphical dependencies of electrodynamic processes in the
region under the conductors of a rectangular solenoid of inductor
system with an attracting screen are presented. The graphs of
forces and currents in region of dent are obtained. In the paper the
analysis of electrodynamics processes for whole area under the
winding of inductor system with an attractive screen is shown. The
flowing this processes in the region of dent a given geometry is
presented. Originality. The considered inductor system with an
attractive screen and a rectangular solenoid is improved, in comparison with the previous developed ISAS. It has a working area
under the lines of parallel conductors in the cross section of a rectangular solenoid, and this allows to place a predetermined portion of the sheet metal anywhere within the working region. Comparison of the indicators of electrodynamics processes in the considered variants of calculation shows an approximate growth of
almost 1.5 times the power indicators in the area of the accepted
dent in comparison with similar values for the entire area under
the winding of the ISAS. Practical value. The results obtained are
important for the practice of real estimates of the excited forces of
attraction. With a decrease in the dent, the amplitude of the electrodynamics forces being excited is growing proportionally (for
example, when the depth decreases by 3 mm, the forces increase
more than 2 times). The highest efficiency of force attraction is for
sheet metal regions, the dimensions do not exceed the transverse
dimensions of the winding branches of the exciting solenoid.
2018-01-01T00:00:00Z