ТЕХНІЧНА ЕЛЕКТРОДИНАМІКА https://www.techned.org.ua/index.php/techned <p>Журнал «ТЕХНІЧНА ЕЛЕКТРОДИНАМІКА» є наукове видання відкритого доступу у сфері технічних наук. Журнал публікує оригінальні результати досліджень у таких галузях: теоретична електротехніка та електрофізика, перетворення параметрів електричної енергії, електромеханічне перетворення енергії, електроенергетичні системи та електротехнологічні комплекси, інформаційно-вимірювальні системи в електроенергетиці; звіти наукових конференцій, бібліографічні огляди.</p> Інститут електродинаміки НАН України, Київ uk-UA ТЕХНІЧНА ЕЛЕКТРОДИНАМІКА 1607-7970 МЕТОД РОЗРАХУНКУ ЕЛЕКТРОМАГНІТНОГО ПОЛЯ СПІРАЛЕПОДІБНОЇ ІНДУКЦІЙНОЇ СИСТЕМИ ДЛЯ МАНІТОІМПУЛЬСНОГО ОБРОБЛЕННЯ НЕМАГНІТНИХ МЕТАЛЕВИХ СМУГ З ФЕРОМАГНІТНИМ ЕКРАНОМ https://www.techned.org.ua/index.php/techned/article/view/225 <p><em>Запропоновано метод визначення електричних параметрів заступної схеми заміщення і електромагнітних та силових характеристик індукційної системи з спіралеподібною обмоткою і феромагнітним екраном для оброблення немагнітних тонколистових металевих смуг шляхом створення в них магнітопластичного, електропластичного ефектів внаслідок протікання вихрових струмів. Під смугою розміщується феромагнітний екран, а над ним – спіралеподібна обмотка. Електромагнітні параметри індуктора визначаються комп’ютерним моделюванням з використанням методу скінченних елементів у припущенні протікання гармонічних струмів. Дослідження проведено за умови попередньо заданого значення величини магнітної проникності феромагнітного екрану та двох марок алюмінієвих сплавів в діапазоні товщини від 2 до 8 мм. За розрахованими значеннями електрорушійної сили обмотки індуктора визначаються активний опір та індуктивність послідовної схеми заміщення індукційної системи. Для заданого значення напруги на ємності та очікуваної тривалості імпульсу струму розглянуто процес розряду конденсатора на rLC </em><em>коло.</em> <em>Визначено</em><em> вплив феромагнітного екрану на електромагнітні процеси в індукційній системі. Досліджено електромагнітну силу між спіралеподібною обмоткою та смугою, густину струму в смузі, а також моменти часу, за яких струм та сила мають максимальні значення. </em>Бібл. 14, рис. 6, табл. 2.</p> А.П. Ращепкін І.П. Кондратенко О.М. Карлов Р.С. Крищук Авторське право (c) 2022 ТЕХНІЧНА ЕЛЕКТРОДИНАМІКА https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0 2022-03-19 2022-03-19 2 043 043 10.15407/techned2022.02.043 ЗАСОБИ КОМПЛЕКСНОГО ПРОЕКТУВАННЯ ДЛЯ ВДОСКОНАЛЕННЯ ЕЛЕКТРОМЕХАНІЧНИХ СИСТЕМ З АСИНХРОННИМИ ДВИГУНАМИ https://www.techned.org.ua/index.php/techned/article/view/195 <p><em>Обгрунтовано етапи, методологію та засоби комплексного проектування електромеханічних систем з асинхронними двигунами. Надано кількісну оцінку можливостей збільшення їхньої економічної ефективності із застосуванням комплексного проектування за критерієм максимуму доходу. Обгрунтовано вирази комплексних критеріїв ефективності, комплексні математичні моделі, методи дослідження. Визначено зміну економічної ефективності за відхилення величини проектних параметрів від оптимальної величини. Показано, що застосування розроблених засобів комплексного проектування може збільшувати економічну ефективність на десятки відсотків.</em> Бібл. 22, табл.1, рис. 2.</p> O.M. Попович І.В. Головань Авторське право (c) 2022 ТЕХНІЧНА ЕЛЕКТРОДИНАМІКА https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0 2022-03-19 2022-03-19 2 052 052 10.15407/techned2022.02.052 ОСОБЛИВОСТІ ФОРМУВАННЯ БАГАТОКАНАЛЬНИХ ІМПУЛЬСНИХ СТРУМІВ І ШВИДКО МІГРУЮЧИХ ЕЛЕКТРОІСКРІНЬ В ШАРІ СТРУМОПРОВІДНИХ ГРАНУЛ ЕЛЕКТРОРОЗРЯДНИХ УСТАНОВОК https://www.techned.org.ua/index.php/techned/article/view/362 <p><em>У роботі показані електрофізичні особливості формування багатоканальних імпульсних струмів і швидко мігруючих електроіскрінь в шарі струмопровідних гранул електророзрядних установок (ЕРУ) з накопичувальними конденсаторами. Такі особливості дають змогу багаторазово збільшувати продуктивність іскроерозійного диспергування металевих гранул за час протікання одного розрядного струму накопичувальних конденсаторів між електродами ЕРУ. Наведено теоретичне обґрунтування і експериментальне підтвердження багатоканальності іскрових розрядів в шарі струмопровідних гранул. Досліджено вплив величини ємності і напруги заряду накопичувальних конденсаторів на характер перехідних процесів в розрядному колі ЕРУ. Експериментально встановлено залежність ефективного значення активного опору навантаження ЕРУ від величини напруги попереднього заряду її накопичувальних конденсаторів і величини їхньої ємності. Доведено, що збільшення усередненої добротності розрядного контуру з підвищенням напруги заряду батареї конденсаторів ЕРУ викликається зменшенням ефективного значення активного опору шару металевих гранул при протіканні в ньому іскроутворюючих розрядних струмів. </em>Бібл. 21, рис. 6.</p> А.А. Щерба Н.І. Супруновська М.А. Щерба Авторське право (c) 2022 ТЕХНІЧНА ЕЛЕКТРОДИНАМІКА https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0 2022-03-19 2022-03-19 2 003 003 10.15407/techned2022.02.003 ІДЕНТИФІКАЦІЯ ПОТУЖНОСТІ НЕБАЛАНСУ ТРИФАЗНОЇ ЧОТИРИПРОВІДНОЇ СИСТЕМИ ЖИВЛЕННЯ ДЛЯ ПОТРЕБ ЇЇ РОЗПОДІЛЕНОЇ КОМПЕНСАЦІЇ https://www.techned.org.ua/index.php/techned/article/view/381 <p><em>Ідея розподіленої активної фільтрації полягає в компенсації струмів вищих гармонік та небажаних складових потужності основної мережі інверторами перетворювачів відновлюваної енергії приєднаної мікромережі, що мають резерви повної потужності. Для зручності розподіленої компенсації запропоновано ідентифікувати синусоїдний режим трифазної чотирипровідної системи живлення за умови симетричного джерела шістьма взаємно ортогональними складовими трикоординатного вектора лінійних струмів. Показано, що потужність небалансу зумовлена чотирма взаємно ортогональними складовими трикоординатного вектора лінійних струмів з визначеними опорними векторами напруг, кожен з яких пропорційний окремій ортогональній складовій потужності небалансу. Отримано інтегральні формули для визначення скалярних значень чотирьох зазначених ортогональних складових потужностей небалансу, що відкривають можливість обліку їх внеску у погіршення якості електричної енергії та синтезу керуючих сигналів для активної розподіленої фільтрації. Встановлено зв’язок між чотирма зазначеними ортогональними складовими потужності небалансу та параметрами лінійного незбалансованого навантаження, що дозволило верифікувати ці інтегральні формули за допомогою комп’ютерного експерименту. Аналітично встановлено та експериментально підтверджено, що квадрати двох ортогональних складових потужностей небалансу, пов’язані зі струмом нейтрального проводу, входять в декомпозиції квадрату повної потужності та потужності втрат із множником, що залежить від співвідношення опорів лінії передачі трифазної чотирипровідної системи живлення. Бібл. 17, рис. 3.<br /></em></p> М.Ю. Артеменко В.В. Чопик В.М. Михальський І.А. Шаповал С.Й. Поліщук Авторське право (c) 2022 ТЕХНІЧНА ЕЛЕКТРОДИНАМІКА https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0 2022-03-19 2022-03-19 2 012 012 10.15407/techned2022.02.012 ОСОБЛИВОСТІ ДЕКОМПОЗИЦІЇ БАГАТОРІВНЕВИХ ВИПРЯМЛЯЧІВ ЗА УМОВИ ЗАДАНОГО ОБМЕЖЕННЯ ДІАПАЗОНУ РЕГУЛЮВАННЯ ВИХІДНОЇ НАПРУГИ https://www.techned.org.ua/index.php/techned/article/view/380 <p>Узгодження вимог певних груп електротехнічних та електротехнологічних споживачів електроенергії з діючими умовами живлення вимагає у багатьох випадках використання засобів перетворювальної техніки. Чільне місце серед систем, призначених для цілеспрямованої зміни напруги живлення таких споживачів (регулювання, стабілізації), займають перетворювачі з трансформаторно-ключовими виконавчими структурами або tap changing (smart) transformers, в яких застосовується дискретно-разове керування (discrete-time control), зокрема так звані багаторівневі випрямлячі змінного струму (БРВ). При синтезі БРВ головною проблемою є визначення оптимального закону секціонування вторинної обвитки його трансформатора. В роботі проаналізовано особливості декомпозиції БРВ на два функціонально тотожні блоки за умови заданого обмеження діапазону регулювання вихідної напруги та її відмінність від декомпозиції широкодіапазонних БРВ. Визначено апріорну багатоваріантність схемотехнічних рішень таких БРВ. Запропоновано нові БРВ з високою ефективністю використання напівпровідникових ключових елементів. Бібл. 15, рис. 7, табл. 3.</p> К.О. Липківський А.Г. Можаровський Авторське право (c) 2022 ТЕХНІЧНА ЕЛЕКТРОДИНАМІКА https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0 2022-03-19 2022-03-19 2 021 021 10.15407/techned2022.02.021 СИСТЕМА ЦИФРОВОГО ФАЗОВОГО АВТОМАТИЧНОГО ПІДСТРОЮВАННЯ ЧАСТОТИ РЕЗОНАНСНОГО ІНВЕРТОРА НАПРУГИ https://www.techned.org.ua/index.php/techned/article/view/364 <p><em>Розроблено цифрову систему фазового автоматичного підстроювання частоти (ФАПЧ) резонансного інвертора напруги з модуляцією щільності імпульсів для установок індукційного нагрівання, яка покращує режими перемикання транзисторів у разі широкого діапазону зміни параметрів навантаження. Запропонована система використовує сигнал зворотнього зв'язку за напругою колектор-емітер (стік-витік) транзисторів інвертора та за вихідним струмом інвертора, а на інтервалі нульової напруги на виході інвертора зберігає цю частоту. Представлено дослідження системи ФАПЧ в різних режимах роботи у разі зміни параметрів навантаження. </em>Бібл. 8, рис. 6, табл. 1.</p> <p><em> </em></p> І.С. Зубков В.Я. Гуцалюк О.M. Юрченко Авторське право (c) 2022 ТЕХНІЧНА ЕЛЕКТРОДИНАМІКА https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0 2022-03-19 2022-03-19 2 027 027 10.15407/techned2022.02.027 МЕТОДИКА РОЗРАХУНКУ ПРОТИЗАВАДНИХ ФІЛЬТРІВ DC/DC-ПЕРЕТВОРЮВАЧІВ ЗА ДОПОМОГОЮ ПРОГРАМИ LTspіc https://www.techned.org.ua/index.php/techned/article/view/374 <p><em>У роботі наведено методику проектування протизавадного фільтра для зниження</em> <em>рівня кондуктивних завад, створюваних під час роботи імпульсних перетворювачів напруги, за допомогою програмного пакета LTspic. Методика враховує не тільки вимоги стандартів з електромагнітній сумісності, але й параметри еквівалента мережі. Розглянуто приклад проектування протизавадного фільтра для понижувального DC/DC - перетворювача, рівень завад якого відповідає стандарту CІSPR25. Усі етапи проектування ілюстровано моделями, розробленими в програмі LTspіce. Наведено моделі для аналізу амплітудно-частотної характеристики протизавадного фільтра, навантаженого на еквівалент мережі ЕМ (AMN/LISN). Показано вплив паразитних параметрів компонентів на розрахунок протизавадного фільтра. Під час розрахунку протизавадного фільтра отримано результати, які підтверджують правильність запропонованої методики. </em>Бібл. 11, рис. 9.</p> В.В. Макаренко В.В. Пілінський В.К. Гурін Авторське право (c) 2022 ТЕХНІЧНА ЕЛЕКТРОДИНАМІКА https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0 2022-03-19 2022-03-19 2 035 035 10.15407/techned2022.02.035 РЕГУЛЮВАННЯ НАПРУГИ ТА РЕАКТИВНОЇ ПОТУЖНОСТІ В РОЗПОДІЛЬНИХ ЕЛЕКТРИЧНИХ МЕРЕЖАХ ШЛЯХОМ ВИКОРИСТАННЯ РОЗОСЕРЕДЖЕНИХ ВІДНОВЛЮВАНИХ ДЖЕРЕЛ ЕНЕРГІЇ https://www.techned.org.ua/index.php/techned/article/view/376 <p><em>Досліджено проблеми регулювання режимів розподільних електричних мереж в Україні. Запропоновано здійснювати регулювання режимів розподільних електричних мереж управлінням інверторами відновлюваних джерел енергії, передусім сонячних електричних станцій, підключеними до цієї мережі, згідно концепції Smart Grid. Виконано аналіз результатів оптимізації режимів розподільної електричної мережі за різними критеріями та обрано найбільш перспективні з огляду на особливості структури та функціонування розподільних електричних мереж в Україні. Формалізовано цільову функцію багатокритеріальної оптимізації з критеріями мінімізації реактиву на головній ділянці лінії та мінімізації середньоквадратичних відхилень напруги від номіналу. Для розрахунку оптимального значення за цільовою функцією обрано метод Multivariable extremum seeking control, який модернізовано додатковими фільтрами окремих частотних каналів. Наведено приклад розрахунків, який засвідчує ефективність запропонованого способу регулювання режимів розподільних електричних мереж. </em>Бібл. 24, рис. 3, табл. 2.<em><br /></em></p> І.В. Блінов І.В. Трач Є.В. Парус Д.Г. Дерев’янко В.М. Хоменко Авторське право (c) 2022 ТЕХНІЧНА ЕЛЕКТРОДИНАМІКА https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0 2022-03-19 2022-03-19 2 060 060 10.15407/techned2022.02.060 ТЕХНІКО-ЕКОНОМІЧНА ОЦІНКА ВИКОРИСТАННЯ СИСТЕМИ АКУМУЛЮВАННЯ ЕЛЕКТРОЕНЕРГІЇ ДЛЯ СТАБІЛІЗАЦІЇ РОБОТИ СОНЯЧНОЇ ЕЛЕКТРОСТАНЦІЇ https://www.techned.org.ua/index.php/techned/article/view/360 <p><em>Наведено математичну модель спільної роботи сонячної фотоелектричної електростанції та системи акумулювання електроенергії для стабілізації сумарної потужності відпуску електричної енергії в енергосистему. На основі даних по потужності сонячного випромінювання для території близько до географічного центру України визначено номінальну ємність та потужність системи акумулювання електроенергії необхідну для стабілізації роботи сонячної електростанції. Врахування потреб графіка електричного навантаження енергосистеми у разі розряджання акумуляторних батарей дало змогу зменшити необхідну ємність системи акумулювання. Визначено, що за фіксованій встановленій потужності фотоелектричних модулів впровадження системи акумулювання електроенергії забезпечує зниження встановленої потужності інверторів та зростання коефіцієнта використання встановленої потужності порівняно із звичайною структурою сонячних електростанцій. Задля порівняння цієї гібридної сонячної електростанції з іншими типами електростанцій визначено середньозважену собівартість виробництва, зберігання та сумарний відпуск електроенергії в енергосистему. </em>Бібл. 12, рис. 5, табл. 1.</p> <p><em> </em></p> І.М. Буратинський Авторське право (c) 2022 ТЕХНІЧНА ЕЛЕКТРОДИНАМІКА https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0 2022-03-19 2022-03-19 2 070 070 10.15407/techned2022.02.070