Electrical Power and Electromechanical Systems. – 2020. – Vol. 3, No. 1 (s)

Permanent URI for this collection

https://ena.lpnu.ua/handle/ntb/56121

Науковий журнал

Журнал є правонаступником збірника наукових праць «Вісник Національного університету «Львівська політехніка». Серія: «Електроенергетичні та електромеханічні системи». Журнал призначений для науковців і інженерів, що спеціалізуються в галузі електроенергетики та електромашинобудування.

Electrical Power and Electromechanical Systems = Електроенергетичні та електромеханічні системи : науковий журнал / Lviv Politechnic National University. – Lviv : Lviv Politechnic Publishing House, 2020. – Volume 3, number 1 (s). – 68 p.

Електроенергетичні та електромеханічні системи

Зміст


1
9
18
27
35
46
54
61
67

Content (Vol. 3, No 1(s))


1
9
18
27
35
46
54
61
67

Browse

Recent Submissions

Now showing 1 - 9 of 9
  • No Thumbnail Available
    Item
    Зміст
    (Видавництво Львівської політехніки, 2020-02-24)
  • No Thumbnail Available
    Item
    Імпульсне діагностування технічного стану силових трансформаторів за характеристиками власних загасаючих коливань
    (Видавництво Львівської політехніки, 2020-02-24) Яцун, М. А.; Yatsun, M.; Національний університет “Львівська політехніка”; Lviv Polytechnic National University
    Викладено спосіб імпульсного дефектографування силового трансформатора при збудженні у ньому власних загасних коливань періодичними імпульсами постійної напруги. За величиною зміни параметрів цих коливань під час експлуатації трансформатора можна оцінити виникнення дефектів шляхом періодичного діагностування та порівняння дефектограм із нормограмами та прогнозувати ровиток дефектів і встановити можливість подальшої експлуатації трансформатора без необхідності поточного чи капітального ремонту.
  • No Thumbnail Available
    Item
    Статичні характеристики потужного асинхронізованого турбогенератора в асинхронному режим
    (Видавництво Львівської політехніки, 2020-02-24) Покровський, К. Б.; Маврін, О. І.; Олійник, В. П.; Pokrovskyi, K.; Mavrin, O.; Olijnyk, V.; Національний університет “Львівська політехніка”; Lviv Polytechnic National University
    Існуючий стан енергосистеми України характеризується широким використанням ліній електропересилання з класами напруги 330 та 750 кВ. Зарядна потужність таких повітряних ліній доволі значна, що генерує в мережу значні обсяги реактивної потужності, які проявляють себе особливо в години зниження навантаження в енергосистемі помітними зростаннями рівнів напруг. Надлишки реактивної потужності впливають на режими роботи регуляторів збудження синхронних генераторів звуженням їх робочого діапазону. За таких умов модернізація або реконструкція електростанцій повинна враховувати можливість розв'язання цілого комплексу задач, що пов'язані з раціоналізацією витрати електроенергії та енергоресурсів, врахуванням зв’язку режимів електростанції з режимами споживачів електроенергії, що пов’язане з надлишками реактивної потужності на шинах електростанцій залежно від ролі станції в енергосистемі, підвищенням надійності роботи обладнання станції, збільшенням станційної межі динамічної стійкості, зниженням необхідного аварійного резерву енергосистеми тощо. В такому випадку набуває актуальності проблема застосування на електростанціях поряд з традиційними синхронними генераторами і асинхронізованих турбогенераторів, що підвищує надійність і якість роботи електростанції завдяки більшій ефективності асинхронізованого генератора із забезпеченням стійкості і додатковим запасом щодо режиму споживання реактивної потужності. Широке впровадження асинхронізованих турбогенераторів в енергосистемі України може дозволити вирішити проблеми надлишкової реактивної потужності на шинах електростанцій в години зниження навантаження в енергосистемі за рахунок можливості глибокого споживання надлишків асинхронізованими генераторами, що сприятиме стабілізації в допустимих межах рівнів напруг. Додатково слід зазначити, що широке впровадження АСТГ дасть змогу вплинути на проблему звуження регулювального діапазону автоматичних регуляторів збудження синхронних генераторів, які в умовах надлишкової реактивної потужності вимушено переходять у режими роботи, що близькі до споживання реактивної потужності синхронним генератором і обмежені дією захистів. У роботі наведено результати розрахунків координат асинхронних режимів асинхронізованого турбогенератора на основі параметрів заступної схеми. Показано особливості координат асинхронних режимів – асинхронні характеристики асинхронізованого турбогенератора потужністю 1000 МВт. Такі характеристики дозволяють розглядати можливість застосування асинхронного режиму потужного асинхронізованого генератора в умовах енергоблоку АЕС за умови розширення добового регулювального діапазону обладнання блоку.
  • No Thumbnail Available
    Item
    Аналіз динаміки руху електродів дугової сталеплавильної печі за різних законів керування
    (Видавництво Львівської політехніки, 2020-02-24) Паранчук, Я. С.; Цяпа, В. Б.; Гордус, Д. Г.; Paranchuk, Y.; Tsyapa, V.; Gordus, D.; Національний університет “Львівська політехніка”; Lviv Polytechnic National University
    Дугові сталеплавильні печі (ДСП) – це основні електротехнологічні агрегати для виробництва високолегованих та спеціальних сталей і прецизійних сплавів. Ефективність їх роботи визначається досконалістю підсистеми керування електричним режимом (ЕР) та підсистеми регулювання його координат. Вказані підсистеми складають структуру ієрархічної системи керування режимами електросталеплавлення, яка належить до класу складних взаємозв’язаних суттєво нелінійних стохастичних систем з інтенсивними параметричними і координатними збуреннями та пофазно несиметричним навантаженням. Розглянуто питання аналізу показників динаміки руху електродів у процесі відпрацювання детермінованих збурень при реалізації різних моделей синтезу сигналу керування на переміщення електродів. Ця задача є складовою при розв’язанні комплексної проблеми синтезу адаптивного оптимального керування режимами електросталеплавлення за показниками електротехнологічної ефективності ДСП та електромагнітної сумісності її режимів з електромережею. Показники динаміки досліджено за складеною трифазною у миттєвих координатах структурою Simulink-моделлю при варіації законів формування сигнала розузгодження ЕР та параметрів підсистеми регулювання положення електродів. Отримано часові залежності зміни координат ЕР та підсистеми регулювання довжин дуг і виконано їх аналіз. Обґрунтовано вектор варіативних параметрів та моделей законів формування сигналу розузгодження ЕР, який доцільно покласти в основу при проектуванні директивних графіків плавлення сталей на цій ДСП. Проаналізовано отримані оцінки чутливості показників динаміки руху електродів до коефіцієнта підсилення підсистеми регулювання положення електродів та диференційного і напругового законів формування сигналу розузгодження ЕР. Обґрунтовано позитивні властивості напругового закону формування сигналу розузгодження, зокрема, проілюстровано значно вищу його пофазну автономність регулювання координат ЕР порівняно з диференційною моделлю, якій властива вища за інших рівних умов коливність реакції системи на дію детермінованих збурень та пофазна взаємозв’язаність процесу регулювання ЕР.
  • No Thumbnail Available
    Item
    Influence of the Numerical Method Sampling on the Digital Pid-Controller Behavior
    (Видавництво Львівської політехніки, 2020-02-24) Мороз, В. І.; Вакарчук, А.; Moroz, V.; Vakarchuk, A.; Національний університет “Львівська політехніка”; Lviv Polytechnic National University
    Сучасні цифрові системи керування дають змогу реалізовувати достатньо складні закони регулювання, складність яких обмежується можливостями апаратної частини, наявним програмним забезпеченням і закладеним алгоритмом регулювання. Важливою складовою такого алгоритму є застосований числовий метод, який дає змогу дискретизувати закон керування на підставі неперервного прототипу. Прикладом такого застосування є класичний ПІД-регулятор, який став базою для розробки цифрових аналогів. У такому регуляторі здійснюються дві математичні операції: інтегрування та диференціювання, які в цифровій системі отримують дискретні еквіваленти у вигляді відповідних рекурентних рівнянь. У статті розглянуто цифровий ПІД-регулятор як цифровий фільтр, що з використанням апарату частотних характеристик дало змогу визначити найбільш “вузьке” його місце – високочастотну область, за яку відповідає саме диференціююча частина регулятора. Це дало змогу зосередити основну увагу досліджень на практичній реалізації диференціюючої частини цифрового ПІД-регулятора. Показано, що традиційний спосіб виконання операції диференціювання простим методом скінчених різниць має низку недоліків, які роблять його практично непрацездатним, що й проілюстровано відповідними графіками. Для усунення недоліків традиційної операції диференціювання методом скінчених різниць запропоновано два варіанти структурних схем реального диференціатора. Перший варіант реального диференціатора пропоновано будувати за структурною схемою з інтегратором у зворотному зв'язку. Другий варіант реального диференціатора запропоновано здійснити за структурною схемою з паралельним з’єднанням пропорційного блока та ланки першого порядку. Для виконання дискретизації запропоноване застосування з умов фізичної реалізації явних числових інтеграторів Адамса від першого до четвертого порядків. Для вказаних структурних схем проведено дослідження як їхніх частотних характеристик, так і їх поведінки на зашумленому сигналі. Усі дослідження в статті проведено з використанням бібліотеки Control System Toolbox математичного застосунку MATLAB. Показано, що використання пропонованих способів реального диференціювання дає змогу простої та працездатної реалізації цифрових ПІД-регуляторів.
  • No Thumbnail Available
    Item
    Реалізація системи регулювання положення на базі промислового частотно-керованого асинхронного електроприводу
    (Видавництво Львівської політехніки, 2020-02-24) Місюренко, В. О.; Куцик, А. С.; Семенюк, М. Б.; Misurenko, V.; Kutsyk, A.; Semeniuk, M.; Національний університет “Львівська політехніка”; Lviv Polytechnic National University
    Позиційні електроприводи широко використовуються в різних галузях машинобудування, металорізальних та деревообробних верстатах, екскаваторах, підйомнотранспортних механізмах, маніпуляторах. Різні механізми ставлять різні вимоги до якості переміщення, а відповідно, для реалізації систем регулювання положення можуть використовуватися різні схемотехнічні рішення: від найпростіших розімкнених систем із позиціонуванням у фіксованих точках до слідкуючих систем автоматичного регулювання положення. У більшості випадків для забезпечення необхідних характеристик використовують замкнені системи автоматичного регулювання положення. Зазвичай це є сервоприводи на базі синхронних двигунів з постійними магнітами, які використовують у високоточних системах. Наведено реалізацію розробленої позиційної системи на базі серійного перетворювача частоти ATV32 (ATV320) та асинхронного двигуна із короткозамкненим ротором, що є альтернативним рішенням відносно використання сервоприводу на базі синхронного двигуна з постійними магнітами. Для регулювання положення в такому приводі використано параболічний регулятор, який реалізовано на програмованому логічному контролері Modicon М238. Отримані експериментальні результати дослідження позиційної системи свідчать про можливість та доцільність застосування системи регулювання положення на базі серійних пристроїв у механізмах, які не потребують високої точності позиціювання як альтернативи дорогому сервоприводу на базі синхронного двигуна з постійними магнітами.
  • No Thumbnail Available
    Item
    Optimization of the Electromechanical System by Formation of a Feedback Matrix Based on State Variables
    (Видавництво Львівської політехніки, 2020-02-24) Лозинський, А. О.; Демків, Л. І.; Лозинський, О. Ю.; Білецький, Ю. О.; Lozynskyy, A.; Demkiv, L.; Lozynskyy, O.; Biletskyi, Y.; Національний університет “Львівська політехніка”; Lviv Polytechnic National University
    Задача забезпечення потрібних динамічних показників технічних систем є однією з основних задач теорії автоматичного керування. Синтез таких систем здійснюється на основі тих чи інших критеріїв, які характеризуються якість керування. На сьогоднішній день найбільш поширеним критерієм функціонування динамічної системи є інтегральний критерій від квадратичної форми, яка включає не тільки координати об’єкта, а і керуючі впливи. Тут слід зауважити, що внесення керуючої складової в інтегральний критерій якості дає змогу в разі його мінімізації отримати керуючі впливи обмеженої амплітуди, що особливо важливо підчас проектування реальних систем керування електромеханічними об’єктами. Таким чином один з сучасних підходів до створення оптимальних лінійних стаціонарних динамічних систем полягає в: − записі рівнянь, які описують такі системи в моделях змінних стану; − формуванні критеріїв оптимальності систем у вигляді інтегрального функціоналу від квадратичних форм цих змінних і керуючих впливів; − мінімізації цих функціоналів шляхом конструювання регуляторів як набору зворотних зв’язків за змінними стану і синтезі коефіцієнтів цих зв’язків; Поставлена задача належить до класу варіаційних задач і в загальному виді вона зводиться до розв’язку рівнянь Ріккаті, диференціального чи алгебраїчного: диференціального для нестаціонарних систем, коли матриця P, яка входить в це рівняння, залежить від часу і інтегральний критерій якості має границі інтегрування від t1 до t2, або алгебраїчного, коли маємо стаціонарну систему, зрозуміло, що матриця P не залежить від часу і границі інтегрування критерія якості є від нуля до нескінченності. Саме для багатьох електромеханічних систем вважається доцільним мінімізувати такий критерій на тривалих інтервалах часу. До таких систем можна зарахувати слідкуючі системи, системи стабілізації, тощо. Отже, виникає задача синтезу оптимальної електромеханічної системи шляхом знаходження керуючих впливів такої системи виходячи з принципів аналітичного конструювання регуляторів, як називається наведена задача в українській літературі, або як у західній літературі – “задачі про лінійний квадратичний регулятор”. Стаття містить: постановку проблеми, актуальність дослідження, мету роботи, аналіз останніх досліджень і публікацій, виклад основного матеріалу, висновки і список літератури.
  • No Thumbnail Available
    Item
    Математичне моделювання перехідних процесів у трифазній лінії електропередачі в режимі двофазного короткого замикання
    (Видавництво Львівської політехніки, 2020-02-24) Левонюк, В. Р.; Levoniuk, V.; Львівський національний аграрний університет; Lviv National Agrarian University
    Проаналізовано наукових публікацій, який показав, що здебільшого дослідження перехідних процесів у довгих лініях електропередач з розподіленими параметрами здійснюють шляхом еквівалентації відомого рівняння довгої лінії з розподіленими параметрами коловим еквівалентом або розв’язують це рівняння за допомогою спрощених підходів. Ці підходи потребують детермінованих крайових умов до рівняння довгої лінії, що не завше можливо під час моделювання перехідних процесів в електричних мережах. Також, у багатьох працях автори не враховують у рівняннях стану об’єкта погонних активних опору, фазної та міжфазної провідностей, розраховуючи зазвичай згадані процеси за відомим методом Д’Аламбера. У нинішній праці аналіз перехідних процесів у фрагменті електричної мережі здійснюється на основі модифікованого принципу Гамільтона–Остроградського, що дало змогу отримати вихідні рівняння стану виключно з єдиного енергетичного підходу, ураховуючи тим самим не лише всі перетворення енергії у системі, а й усі розподілені параметри довгої лінії. Так побудовано математичну модель трифазної довгої лінії електропередачі, до якої приєднано еквівалентне несиметричне активно-індуктивне навантаження з урахуванням взаємоіндуктивних зв’язків. Показано, що методика ідентифікації крайових умов другого та третього родів до диференціального рівняння довгої лінії підвищує ефективність побудови її моделі, оскільки не потребує створення розширених колових заступних схем, з одного боку; та дає змогу на польовому рівні врахувати перебіг електромагнітних процесів, з іншого. Для подальшого універсального використання розробленої моделі лінії до неї введено параметр “вихідна напруга”. На підґрунті розробленої математичної моделі здійснено алгоритмізацію та комп’ютерну симуляцію перехідних процесів у лінії електропередачі під час двофазного короткого замикання. Результати досліджень представлено у вигляді рисунків, які аналізуються. Основні представлені у роботі результати отримано з використанням числових методів.
  • No Thumbnail Available
    Item
    Determination of the Optimal Drilling Mode Based on the Durability of the Drill Bit
    (Видавництво Львівської політехніки, 2020-02-24) Калужний, Б. С.; Маляр, А. В.; Головач, І. Р.; Kaluzhnyi, B.; Malyar, A.; Holovach, I.; Національний університет “Львівська політехніка”; Lviv Polytechnic National University
    Пропонується один з способів встановлення оптимального режиму буріння нафтових та газових свердловин. Проаналізовано існуючі способи контролю за темпом буріння та станом долота. Показано, що в силу неповної та часто спотвореної інформації, важко здійснювати контроль та керування процесом буріння на основі математичної моделі заглиблення долота, розв'язком якої є часові залежності механічної швидкості буріння. Оскільки під час будівництва свердловини чистий час буріння займає менше половини всього затраченого часу, а решту часу йде на допоміжні операції, для визначення оптимальних параметрів режиму буріння використано рейсову швидкість. У результаті аналізу переваг та недоліків методів ідентифікації стану бурового інструменту прийнято рішення використовувати такий параметр, як відносний ресурс відпрацювання долота, який інваріантний відносно фізикомеханічних властивостей гірських порід. Виведено залежність рейсової швидкості від відносного значення ресурсу відпрацювання долота та інших параметрів процесу буріння. Показано, що такий перехід дає змогу уніфікувати алгоритм знаходження оптимальної рейсової швидкості, оскільки він не залежить від типу породи та інших чинників. Наведено приклад розрахунку максимального значення рейсової швидкості, за якої забезпечується оптимальне значення ресурсу спрацювання долота для вибраного режиму буріння.