Розглянуто причини аварійності електропривода підняття затвору зливної греблі з урахуванням поздовжніх деформацій підіймальних канатів. Розроблено математичну модель механічної частини електропривода механізму підняття затвору зливної греблі з урахуванням зазорів у зубцевих передачах. Реалізовано лабораторний комплекс для дослідження режимів роботи взаємопов'язаних частотно-регульованих електроприводів фізичної моделі затвору зливної греблі з використанням сучасних засобів автоматизації.

Досліджено характеристики електромеханічної системи механізму підйому затвора зливної греблі з урахуванням властивостей складної трансмісії та перерозподілом моменту опору у разі руху затвора за напрямними. Визначено частоти власних коливань механічної частини електроприводу, вплив яких ураховується в запропонованому способі формування закону зміни швидкості двигуна.

Розглянуто питання модернізації кранового обладнання на прикладі механізму підйому затвора зливної греблі з урахуванням особливостей роботи трансмісії. Запропоновано технічні рішення і алгоритми функціонування дводвигунного приводу під час проведення передстартової підготовки за умов важкого пуску та забезпечення синфазного руху барабанів лебідок в разі виникнення нерівномірного розподілу моментів опору підіймального механізму.

Рассмотрен способ определения параметров питающей сети для частотно-регулируемого асинхронного электропривода в условиях тяжелого пуска и трогания. Установлено, что применение регрессионной модели, отображающей полиномиальную зависимость пускового момента и тока от амплитуды и частоты напряжения питающей сети, позволяет получить максимально допустимый пусковой момент при минимальном пусковом токе с учетом кривой намагничивания для технологических механизмов в условиях тяжелого трогания и пуска. Регрессионная модель получена с помощью метода планирования эксперимента, входные параметры которого определялись на базе математической модели асинхронного двигателя в трехфазной системе координат. Для аппроксимации кривой намагничивания по экспериментальным предложено использовать функцию Локон (Верзьера) Аньези, которая отображает реальные процессы в области низких частот питания.

На сьогодні актуальним є питання щодо виконання передпускової підготовки, рушання та пуску достатньо широкого класу технологічних механізмів, що характеризуються складним процесом формування моменту опору в початковий час рушання. Одним із прикладів є дводвигуний електропривод механізму підіймання затвора зливної греблі. Система "електропривод механізму підіймання - затвор - карман зливної греблі" складається з достатньої кількості підсистем, які взаємодіючи, визначають стан системи. Перехід системи з одного стану в інший може відбуватися неявно, безперервно або стрибкоподібно. Сучасні системи керованого електроприводу не відповідають усім вимогам виконання технологічного процесу. Це є підставою для пошуку технічних рішень, що забезпечують необхідну якість технологічного процесу з мінімальним споживанням електроенергії та зниження експлуатаційних витрат за рахунок застосування сучасних методів і засобів автоматизації. Запропоновано експертну систему з нечіткою логікою формує сигнал задання частоти та напруги джерела живлення за оптимальним законом частотного керування. В результаті математичного моделювання встановлено, що процеси рушання та пуску в запропонованій системі, на відміну від систем керованого рушання з жорстко заданим законом частотного керування, характеризуються більшою тривалістю перехідного процесу, але струм набуває максимального значення лише на короткий час, що сприяє збереженню ресурсу електромеханічної системи за рахунок зменшення теплових і вібраційних навантажень.

Для повышения в 2 - 5 раз кратности пускового момента асинхронного двигателя предложен способ определения требуемых значений напряжения и частоты источника питания на базе частотно-регулируемого асинхронного электропривода с учетом нелинейности кривой намагничивания. Применение регрессионной модели, отображающей полиномиальную зависимость пускового момента и тока от амплитуды и частоты питающего напряжения, позволяет рассчитать значения напряжения и частоты источника питания для получения заданного или максимально допустимого пускового момента с минимальным пусковым током. На базе предложенной структуры автоматизированной системы управления частотно-регулируемым электроприводом разработан алгоритм трогания асинхронного электропривода технологического объекта в тяжелых условиях на примере электропривода механизма подъема затвора плотины гидроэлектростанции, проанализированы режимы нагрузки преобразователей частоты, предложен математический аппарат для контроля тепловых режимов асинхронного двигателя во время трогания, пуска и работы технологического механизма.

Рассмотрены особенности формирования сил и моментов сопротивлений при подъеме затвора сливной плотины с учетом эксплуатационных и конструктивных особенностей технологического оборудования. По приведённым математическим зависимостям рассчитан момент сопротивления системы "электропривод-трансмиссия механизма подъема-рабочая среда" при выполнении трогания и пуска. По результатам математического моделирования построены временные зависимости при трогании с учетом свойств системы и при классических составляющих момента сопротивления. На базе рассмотренных этапов трогания и пуска, с учетом особенностей формирования момента сопротивления во время эксплуатации технологического механизма, при применении минимизации усилий разрушения адгезивных слоев рабочего органа сформулированы требования к системе управления двухдвигательного электропривода технологического механизма для выполнения предпусковой подготовки, трогания и перемещения затвора по направляющим кармана.

Надано результати досліджень і розробок молодих учених із провідних навчальних закладів, наукових установ і промислових підприємств України, Республіки Казахстан, Словакії, Китаю, Німеччини, Марокко у напрямах: електромеханічні системи, методи моделювання та оптимізації; діагностика електромеханічних систем та енергоресурсозбереження; енергетика та енергетичні системи; автоматизація тощо. Увагу приділено електричним машинам та апаратам; інноваціям в освіті та виробництві. Висвітлено проблеми вищої школи. Акцентовано увагу також на комп'ютерних технологіях в освіті та виробництві.

Мета роботи - проведення експериментальних досліджень температурних режимів асинхронного двигуна (АСД) під час рушання на лабораторному комплексі; отримання реальних характеристик процесу нагрівання під час виконання рушання, оцінка його вплив на стан ізоляції АСД, підтвердження адекватності непрямого методу визначення температури нагрівання обмоток АСД під час формування циклічного пускового моменту в процесі рушання. Для розв'язання поставлених задач використано математичне моделювання за вперше отриманими математичними виразами, що розраховують температури обмотки статора під час рушання з урахуванням впливу частоти напруги живлення на параметри АСД. Проведено фізичне моделювання на розробленому лабораторному стенді режимів рушання з фіксування температури під час кожного етапу експерименту для підтвердження теоретичних досліджень рушання при імпульсному характері пускового моменту. Застосування різних методів побудови еквівалентних теплових схем (ЕТС) для розрахунку температурних режимів АСД вимагає значних ресурсовитрат, що є нерентабельним, коли ротор машини нерухомий як у випадку рушання. З використанням методу визначення втрат у сталі в режимі глибокого насичення виведено математичні залежності розрахунку температурного режиму під час виконання алгоритму, що враховує зміну властивостей обмотки статора під час нагрівання; розраховано допустимі параметри перевантаження за струмом з урахуванням допустимого нагрівання обмоток статора. Отримано математичні залежності для розрахунку температурних режимів обмоток статора під час формування циклічного пускового моменту для виконання рушання, що враховують зміну початкових умов рушання для кожного циклу та зміну властивостей обмоток статора під час нагрівання. Розроблений лабораторний комплекс надає можливість проводити дослідження температурних режимів обмотки статора при рушанні АСД із загальмованим ротором, при завданні різних значень амплітуди та частоти напруги живлення. Результати досліджень вказують, що виведені математичні залежності надають можливість забезпечити контроль температури нагрівання аналітичним методом. Аналіз режимів роботи АСД під час виконання рушання підтвердив необхідність контролю температурних показників обмоток статора для попередження виникнення аварійних ситуацій. В цілому при рушанні з застосуванням покрокової подачі напруги живлення зниженою частоти для отримання підвищеного пускового моменту, нагрів обмоток статора відбувається повільніше в порівнянні з нагріванням при тривалому режимі роботи АСД із загальмованим ротором, що надає можливість виконувати багаторазові спроби рушання на зниженій частоті з великою амплітудою напруги живлення.

Мета роботи - виконати аналіз чинних систем автоматизованого керування електропривода та методів формування моменту пуску для визначення відповідності обраної системи та методу до вимог щодо виконання безаварійного режиму рушання та пуску технологічного механізму в важких умовах або рушання та пуску під навантаженням. Методи дослідження - порівняння енергетичних показників і можливостей систем і методів керування щодо формування пускового моменту, математичні розрахунки, аналіз властивостей систем і методів відповідно до вимоги виконання технологічних операцій під час рушання. Для отримання результатів аналізу чинних способів пуску асинхронних двигунів розглянуто автотрансформаторний пуск, що надає можливість значно знизити пусковий струм, а також застосовується підключення конденсатора з реактивним опором для зниження струму та підвищення пускового моменту. Застосування плавного пуску з амплітудно-фазовим управлінням надає можливість зменшити пусковий струм і досягли відсутності його імпульсів. Векторно-імпульсній спосіб управління перетворюючим пристроєм збільшує пусковий момент за відсутності збільшення пускового струму; такі переваги має квазічастотний режим пуску, але застосування обмежене спеціальним технологічним обладнанням. Тиристорний регулятор напруги з застосуванням фазового методу керування, незважаючи на поширене застосування в системах курування, має низьке значення пускового моменту. Для виконання рушання за важких умов, за результатами виконаного аналізу наявних систем керованого пуску, встановлено, що раціональною системою електропривода для підіймально-транспортних механізмів є система частотно-регульованого електропривода, за схемою "перетворювач частоти - асинхронний двигун". Вперше запропоновано вдосконалення чинних систем керування підіймальнотранспортних механізмів, що виконують пуск у важких умовах у разі застосування режимів рушання з формування пускового u1084 моменту, що перевищує паспортне значення в 3 - 4 рази; збільшення енергоефективністі на основі підвищення їх ефективності, інформативності та вірогідності даних. Вперше проаналізовано причини недоліків чинних систем керування під час пуску під навантаженням в сучасному виробництві. Обгрунтовано вибір раціональної системи електропривода для підіймальнотранспортних механізмів при виконанні рушання у важких умовах, що забезпечить максимальні зусилля в трансмісії технологічного механізму з допустимими струмовими та тепловими перевантаженнями асинхронних машин.

Представлено метод вибору модуля механічного спряження колеса транспортного засобу з валом асинхронного генератора. На прикладі ряду автомобілів та їх технічних характеристик представлена методика розрахунку діаметрів передавальних валків для забезпечення умов гарантованої генерації енергії автономним асинхронним генератором. Отримана аналітична залежність мінімально-допустимої частоти обертання валу двигуна внутрішнього згоряння для гарантованого збудження асинхронного генератора, що має підтримуватися первинним джерелом механічної енергії для запобігання зриву генерації енергії при підключенні навантаження. Запропоновані методи та отримані результати досліджень дозволяють розрахувати та спроектувати пристрої механічного зчеплення частот обертання валів первинного рушія та асинхронного генератора, що розширить сферу застосування останнього у складі локальних автономних джерел живлення.

Представлені результати натурних експериментальних досліджень автономних формованих джерел енергопостачання на основі системи двигун внутрішнього згоряння - асинхронний генератор як універсальних джерел живлення для зварювального та іншого технологічного обладнання військової та цивільної, у томі числі й сільськогосподарської техніки. Автономні локальні джерела енергопостачання, які пропонується розробити, під'єднуються до валу відбору потужності транспортного засобу і забезпечують живлення споживачів, формуються з наявного електромеханічного обладнання іншого функціонального призначення лише на період потреби в електроенергії. Для впровадження таких технічних рішень необхідне проведення широкомасштабних досліджень режимів їх роботи, в тому числі в польових умовах. За результатами доведено працеспроможність запропонованої концепції створення автономних джерел енергопостачання на базі автотранспортних засобів та електротехнічного обладнання. Встановлені межі гарантованого збудження та подальшої безаварійної роботи автономних локальних джерел енергопостачання з живленням споживачів різних категорій. Показано, що висока енергоефективність автономних локальних джерел енергопостачання досягається за рахунок застосування пускових систем включення споживачів та систем регулювання вихідної напруги та частоти електрогенератора.

Розглянуто особливості формування моменту опору в системі електропривода технологічних механізмів під час рушання та пуску під навантаженням. Наведено розрахунок моментів інерції системи електропривода з урахуванням кінематичного ланцюга, який дозволяє встановити більш точний момент опору технологічного механізму під час рушання й оцінити вплив стану кінематичних з’єднань на особливості роботи електропривода. Розглянуто фізико-механічні процеси, що відбуваються у робочому органі із залишками робочої сировини. Застосовано новий підхід щодо представлення видів та характеру деформації робочого середовища під час рушання. Запропоновано засоби зменшення моменту опору технологічного механізму із залишками робочого середовища під час виконання рушання та пуску. Наведено теоретичні відомості та приклади розрахунків, зазначено, що теоретичні відомості та приклади розрахунків доцільно використовувати для практичної підготовки з навчальних дисциплін "Технологічні комплекси енергоємних виробництв", "Автоматизація типових технологічних процесів", "Спеціальні системи електропривода".

Висвітлено питання нормалізації електромагнітної обстановки у виробничих приміщеннях та пасивних систем захисту працівників від ураження електричним струмом працюючих асинхронних машин з прихованими пошкодженнями. Запропоновано програмні рішення щодо забезпечення ефективної підготовки, перепідготовки та підвищення кваліфікації фахівців і набуття ними навичок безпечного виконання технологічних операцій із застосуванням комп’ютерних тренажерних програм. Коректність та працездатність розроблених методів і алгоритмів підтверджено лабораторними експериментами. Розглянуто питання курсів "Охорона праці", "Моніторинг та діагностика електромеханічного обладнання" тощо.

Мета роботи - провести аналіз чинних технічних термінів, що відповідають фізичним процесам в системі електропривода за час нетипових динамічних режимів. Виконати огляд можливих режимів в кінематичних ланках електропривода під час динамічних режимів, що можуть впливати на характер протікання перехідних процесів. Сформувати визначення технічних термінів, що характеризують реальні енергокінематичні режими під час рушання та пуску електропривода промислових механізмів, які раніше не розглядалися як не суттєві або як не існуючі. Методи дослідження. Для розв'язання поставлених задач проведено аналіз технічних термінів, що визначені, технічною літературою, ГОСТами, ДСТУ тощо. Для формулювання нової термінології для фізичних процесів нетипових режимів виконано аналіз фізико-енергетичних процесів, що протікають в електричних та кінематичних ланках електропривода за таких динамічних режимів. Отримані результати. Визначені можливі випадки виникнення нетипових режимів роботи кінематичних кіл та енергетичних каналів перетворення енергії за час пуску електроприводів технологічних механізмів під навантаженням, для характеристики яких відсутня технічна термінологія. За результатами аналізу енергокінематичних режимів запропонована технічна термінологія, що в повною мірою висвітлює та характеризує розглянуті нетипові процеси, що мають місце під час виконання рушання та пуску технологічних механізмів. Наукова новизна. Вперше запропонована технічна термінологія, що характеризує енергокінематичні режими електроприводів технологічних механізмів під час пуску. Практична цінність. Вперше пропонується застосування технічних термінів для чіткого і наочного представлення енергокінематичних режимів, що відбуваються під час рушання та пуску під навантаженням різних видів технологічних механізмів.