Дисертація направлена на вирішення актуального наукового завдання збереження енергетичних і матеріальних ресурсів при виробництві однофазних індукційних статичних пристроїв малої і середньої потужності загального призначення, а також спеціальних компактних трансформаторів, що застосовуються для вбудовування в циліндричні і сферичні оболонки обмеженого діаметру.Виконано аналіз відомих конструкції електромагнітних систем індукційних статичних пристроїв та запропоновані технічні рішення їх удосконалення заміною традиційних прямокутних утворюючих контурів стрижнів та обмоткових котушок на шестигранні, а також використанням просторової тристрижневої структури магнітопроводу. Для вирішення завдань практичного використання нових технічних рішень однофазних індукційних статичних пристроїв розроблені математичні моделі, що дозволяють виконати порівняльний аналіз електромагнітних систем при дотриманні принципу електромагнітної еквівалентності. Вказаний аналіз виконується узагальненим методом безрозмірних показників технічного рівня і відносних (безрозмірних) керованих змінних. Набули подальшого розвитку методи структурного синтезу однофазних електромагнітних систем з прямокутними перерізами стрижневих частин магнітопроводів. Вперше розроблені проектні моделі показників технічного рівня стрижневої, броньової і тороїдної однофазних електромагнітних систем з шестигранними перерізами стрижневих частин магнітопроводів. Вперше розроблені проектні моделі показників технічного рівня різновидів однофазних просторових електромагнітних систем з чотириконтурним і трисекційним магнітопроводами відповідно з розташуванням ярем та стрижнів ортогонально і під кутами 60°. Також вперше отримані узагальнені значення змін показників технічного рівня варіантів однофазних статичних електромагнітних систем при структурно-геометричних перетвореннях витих магнітопроводів в відомих діапазонах співвідношень вартості електротехнічної сталі і обмоткової міді та проектних електромагнітних навантажень. Визначено, що при застосуванні шестигранних перерізів стрижнів зміна значення маси, вартості і втрат активної потужності в традиційних структурах магнітопроводів електромагнітних систем відповідних аналогів з прямокутними перерізами стрижнів покращується в межах декількох відсотків. Застосування варіантів радіальної тристрижневої структури з прямокутними і шестигранними перерізами стрижнів покращує вказані показники відносно базового стрижневого аналогу відповідно на (7,6…8,1) %, (6,2…6,9) % і (5,5…7)% та (13,9…14,9)%, (10,3…12,0)% і (8,2…12,2)%. Розроблено методику визначення оптимальних геометричних співвідношень електромагнітних систем за окремими критеріями та характеристик однофазних трансформаторів і реакторів з витими магнітопроводами.Адекватність розроблених математичних моделей і методики підтверджена порівнянням розрахункових і фактичних характеристик трансформатора "ТС 90 – 1" з витим стрижневим магнітопроводом, що перебуває у виробництві та результатами розрахунку, виготовлення і випробувань його аналога нетрадиційної конструкції з просторовим магнітопроводом, який містить три стрижні з прямокутними перерізами, що розташовані під кутом 60°. Встановлено, що маса та втрати активної потужності дослідного зразка знижуються відповідно на 8,8 % і 4,3 % що співпадає з розрахунками.Ключові слова: однофазний трансформатор, реактор, прямокутні і шестигранні перерізи стрижнів, витий магнітопровід, цільові функції, оптимізація, порівняльний аналіз.^UIn the dissertation work the prospects of structures of electromagnetic systems of single-phase transformers and reactors with twisted magnetic circuits are substantiated.The improvement is to apply a hexagonal section of the rods instead of a quadrilateral in planar structures, as well as radial electromagnetic systems with four faces and a hexagonal section of the rods.Mathematical models of structural synthesis and structural-parametric synthesis (based on the criteria of minimum masses, costs and losses of active power) are created. The developed mathematical models allow greatly simplify the structural synthesis of electromagnetic systems by means of a generalized optimization comparison.The adequacy of the developed mathematical models on samples of single-phase transformers is substantiated.Keywords single-phase transformer, electromagnetic system, mathematical model, forming contour, twisted magnet, controlled geometric and electromagnetic variable.

В дисертаційній роботі отримали подальший розвиток оптимізаційні моделі однофазних планарних стрижневої і броньової електромагнітних систем з прямокутними утворюючими контурами, а також варіантів трифазної планарної електромагнітної системи з круговими утворюючими контурами, що надало можливість порівняльного аналізу традиційних і нових конструктивних варіантів на основі узагальнених цільових функцій показників технічного рівня та обґрунтування доцільності підвищення межі потужності трифазних електромагнітних пристроїв з прямокутними утворюючими контурами. Вперше одержані узагальнені моделі оптимізації показників технічного рівня радіальної тристрижневої електромагнітної системи, які дозволяють оцінити ефективність структурних перетворень при проектуванні однофазних трансформаторів і реакторів. Вперше одержані узагальнені моделі оптимізації показників технічного рівня варіантів трифазної планарної стрижневої електромагнітної системи з рівнобічними восьмигранними утворюючими контурами, що забезпечує науково-практичне обґрунтування перспективних геометричних конфігурацій активних елементів. Вперше одержані узагальнені моделі оптимізації показників технічного рівня варіантів трифазної планарної стрижневої електромагнітної системи з рівнобічними шестигранними утворюючими контурами, на основі яких визначена доцільність спрощення виготовлення реакторів формуванням стрижнів з ідентичних прямокутних листів електротехнічної сталі.^UIn the dissertation work, optimization models of a single-phase planar rod and armored electromagnetic system with rectangular generatrix contours, as well as variants of a three-phase electromagnetic system with circular generatrix circuits, as well as variants of a three-phase electromagnetic system with circular generatrix circuits were further developed, which allowed comparative analysis of traditional and new constructive options based on generalized target functions of technical level indicators and justification of the feasibility of increasing the power limit of three-phase ESPs with rectangular generating circuits.First, generalized models of optimization indicators of the technical level of a radial tristryzhnev electromagnetic system are obtained, which make it possible to evaluate the effectiveness of structural transformations in the design of single-phase transformers and reactors. First, generalized models of optimization of indicators of the technical level of variants of a three-phase planar rod electromagnetic system with equilateral octahedral generatrix contours are obtained, provides a scientific and practical substantiation of promising geometric configurations of active elements.First, generalized models of optimization of indicators of the technical level of variants of a three-phase planar rod electromagnetic system with equilateral hexagonal generating contours were obtained, on the basis of which the expediency of simplifying the manufacture of reactors by forming rods from identical rectangular sheets of electrical steel was determined.