Досліджено електромагнітні процеси в тягових електромеханічних комплексах (ТЕМК) постійного струму за допомогою методу імпульсного регулювання живлення обмотки збудження двигуна за резисторного гальмування. Одержані аналітичні вирази рекомендовано для використання і вони дозволяють визначити параметри елементів підсистеми електричного гальмування ТЕМК.

Досліджено електромагнітні процеси в тягових електромеханічних комплексах постійного струму за допомогою методу імпульсного регулювання живлення обмотки збудження двигуна у разі резисторного гальмування. Одержані аналітичні вирази рекомендуються для використання і дозволяють визначити параметри елементів підсистеми електричного гальмування тягового електротехнічного комплексу.

Визначено актуальність напряму дослідження - реалізацію потреби мінімально можливого спотворення форм кривих струму та напруги і створення ефективної структури високовольтного електроприводу. Обгрунтовано та приведено пропозиції щодо структури блочного IGBT-перетворювача частоти. Наведено алгоритм формування трапецеїдальної інтегральної кривої вихідної напруги й алгоритм циклічного почергового переключення блоків перетворювача, що забезпечить зниження динамічних втрат у транзисторах і дозволить зменшити параметри складових системоутворюючих елементів. Як наслідок, підвищується коефіцієнт корисної дії всього електротехнічного комплексу. Запропоновано метод розрахунку Г-подібного фільтра.

Проведено аналітичний синтез системи оптимального керування рухом електровозного транспорту за умов залізорудних шахт під час розвантаження та завантаження. Розробка обумовлена необхідністю підвищення видобування залізорудної сировини. Систему побудовано на базі сучасних тягових електромеханічних комплексів і засобів обчислювальної техніки. Розв'язано задачу демпфування коливань, що викликають надлишкові динамічні навантаження комплексу "електровоз-вагонетки".

Проаналізовано параметри, особливості силових схем перетворювачів і добові графіки активної й реактивної потужностей як електроприводів підйомних установок, так і в цілому електроприймачів видобувних залізорудних підприємств Кривбасу. Встановлено, що використання електроприводів за системою перетворювач частоти-синхронний двигун замість генератор-двигун дозволяє у 2 - 4 рази зменшити рівні активної потужності на холостому ході. Також система перетворювач частоти-синхронний двигун порівняно із системою тиристорний перетворювач-двигун дозволяє суттєво зменшити рівні споживаної реактивної потужності, рівні відхилень напруги 6 кВ на секціях шин підстанцій та підвищити коефіцієнт потужності. Виявлено, що модернізація електроприводів підйомних установок з різними системами перетворювання енергії потребує більш ретельного аналізу взаємодії перетворювачів електроприводів і живлячих мереж, запровадженню ефективних заходів по забезпеченню їх електромагнітної сумісності. Підтверджено, що недостатня увага до особливостей схем електропостачання кожної окремо взятої шахти та підвищення встановлених потужностей електроприводів при заглибленні шахт може призвести до погіршення якісних показників електроенергії в живлячих мережах, що негативно впливає на роботу як внутрішніх споживачів електроенергії шахт, так і на роботу субабонентів шахтних підстанцій (міські електромережі, міський комунальний електротранспорт, насосні станції водопостачання та каналізаційні насосні станції). Рекомендовано для попередньої оцінки впливу потужних електроприводів шахт на живлячу мережу використовувати методи математичного моделювання в середовищі MATLAB.

Викладено результати досліджень з оцінки особливостей і розробки тактики розбудови структур систем керування рівнями електроспоживання приймачів залізорудних підприємств (ЗРП) із підземним способом видобутку залізорудної сировини (ЗРС). Показано, що перевагами запропонованої структури в порівнянні з існуючими варіантами є втілення в її функціональне наповнення управляючих рішень, які обумовлюються специфікою технології функціонування електроприймачів електричної енергії (ЕЕ) даних видів підприємств. Рішення стало можливим на підставі форматизації електроенергетичного комплексу даних видів підприємств в єдину структуру: системи електропостачання - приймачі ЕЕ. Встановлено перелік споживачів, які формують форму добових графіків електричних навантажень ЗРП - так звані стаціонарні установки, які споживають більш ніж 80 % від загального обсягу споживання ЕЕ. Саме ці споживачі і були включені до розряду приймачів-регуляторів ЕЕ. Індивідуальна оптимізація режимів функціонування даних приймачів у годинах доби покладена в основу логіки керування рівнями споживання ЕЕ. Така структура оптимізації виглядає доцільною також виходячи з того, що ціна за спожиту підприємством ЕЕ протягом доби формується генеруючою організацією диференційованою в функції зонних тарифів: пік, напівпік, ніч. В подальшому, визначивши залежність рівнів енергоспоживання, саме приймачів-регуляторів від керуючих і збурюючих змінних, встановлено і рекомендовано до реалізації доцільність керування рівнем споживання ЕЕ за обгрунтованим та встановленим критерієм, який полягає в мінімізації цього показника. Синтезовано математичну модель, виходячи з якої розроблено алгоритм керування. Це надає можливість не тільки мінімізувати рівні електроспоживання шляхом врахування зонних тарифів цін за спожиту ЕЕ, а й управляти потоками у випадках можливих обмежень рівнів електропостачання з боку живлячої енергосистеми.

Purpose. Analyzing of the principles of construction of a double-rotor induction machine control system as a power divider in hybrid vehicles. Defining the features of the functioning of this electromechanical system during the operation of the internal combustion engine and when it is turned off. Methodology. The theoretical studies were based on the theory of induction electric machines, the principles of the operation of power converter devices, the laws of transformation of electric energy into mechanical and vice versa. The synthesis of the control system of the double-rotor induction machine was carried out using the theory of field-oriented vector control. The design of the computer model was performed using simulation in the Matlab/Simulink environment. Findings. The existing structures of hybrid vehicles were analyzed and it was found that the most versatile scheme is a series-parallel scheme. In such systems, the planetary transmission is used as a power divider, but it is a complex mechanical unit. In order to replace the planetary transmission in the hybrid vehicles, the possibility of using a double-rotor induction machine was studied. The structure of the control system for an induction machine with two rotors is developed, the internal rotor of which is connected to the internal combustion engine, and the external rotor is connected to the transmission of the vehicle. The stator and the internal rotor of the machine are connected to a converter that can conduct electric energy in both directions. The results of the simulation of the system during operation of the internal combustion engine, as well as when it is turned off, are presented. Originality. The structure of the control system of a double-rotor induction machine in the hybrid vehicle, in which the control of the internal rotor is carried out in order to maintain the reference value of the torque, and the control of the external rotor is carried out in order to maintain the necessary speed of the vehicle, is proposed. Practical value. The proposed system can be used in the structure of existing hybrid vehicles built on a series-parallel scheme. In its structure, a double-rotor induction machine can simultaneously replace both electric machines, one of which is most often used in the generator mode, and the other is used in the motor mode, as well as the planetary transmission, which performs the separation of electrical and mechanical powers.

Показано актуальність автоматизованого управління енергетичними потоками за умов підземного видобутку залізної руди. Визначено вектор стану об'єкта, основні інформаційні параметри, керуючий вплив та обурення. Розроблено алгоритми автоматизованого управління з використанням декількох стратегій і каналів управління. Запропоновано принципи реалізації зазначених алгоритмів на основі використання нечіткої логіки (Fuzzy Logic). Здійснено моделювання роботи нечітких контролерів у середовищі програмного пакету MatLab. Доведено працездатність алгоритмів функціонування нечітких регуляторів в умовах одноканального і багатоканального управління.

Мета роботи - розробка системи керування вітрогенератором (ВГ) із використанням вентильного реактивного двигуна (ВРД). Пошук нових структур побудови силової частини та системи керування електромеханічних систем ВГ комплексів є актуальною задачею сьогодення. До найбільш розповсюджених варіантів побудови таких систем відносяться ВГ на базі асинхронної машини з подвійним живленням та синхронні генератори з постійними магнітами. У першому випадку відсутня можливість повного керування потоком потужності, що передається до мережі, а у другому - основним недоліком є висока вартість такої електричної машини, що пояснюється використанням рідкоземельних матеріалів у її конструкції. Використання вентильної реактивної машини як генератора має суттєві відмінності у порівнянні з аналогічним використанням електричних машин, що базуються на створенні крутного моменту за рахунок сили Лоренца. Розроблено математичну модель електромеханічної системи ВГ із ВРД у середовищі Matlab/Simulink. Шляхом математичного моделювання показано, що у разі зміни знаку момента навантаження машина не переходить самостійно в гальмівний режим, як це відбується у випадку інших електричних машин. Це створює значні складнощі у функціонуванні такої системи, оскільки перехід у гальмівний режим вимагає зміни керуючих впливів на ВРД. Встановлено особливості функціонування ВРД у режимі рекуперативного гальмування. Визначено межі зміни кутів керування, що надають можливість отримувати максимальну кількість генерованої електричної енергії у разі зменшення пульсацій гальмівного моменту машини. Розроблено структуру системи керування ВРД, що передбачає використання модифікованого регулятора швидкості, що виконує розділення свого вихідного сигналу на знакову функцію, що в подальшому використовується для вибору кутів керування перетворювачем, а також на абсолютну величину, що використовується при роботі алгоритму модуляції необхідної величини струму.

Розглянуто один із варіантів вирішення завдання точного управління шахтним електровозом 14КА у разі перестановки вагонеток під розвантаження в перекидач. Вагонетки типу ВГ-4.5 розвантажуються переворотом навколо осі зчіпних пристроїв (ЗП), і в конструкції ЗП є зазори до 20 см. Ці зазори разом із пружними амортизаторами надають можливість уявити шахтний склад як модель у вигляді ланцюжка зв'язаних осциляторів із зазорами. Систему рівнянь такої системи аналітично вирішити досить важко. Запропоновано автоматизувати операцію точного позиціонування вагонеток у перекидачі за допомогою заданої тахограми руху електровоза. Якщо запобігати прослизанню коліс електровоза об рейки у випадку юзу та буксування, то, знаючи миттєву швидкість електровоза та основні закони прямолінійного руху, неважко зупинити електровоз у потрібному місці. Зупинку ж кожної вагонетки в потрібному місці можна забезпечити, примусово вибравши всі зазори. Інтенсивність гальмування електровоза повинна бути такою, щоб вагонетки наздоганяли один одного, але не відскакували назад. Тому поїзд до кінця переміщення повинен мати достатню кількість кінетичної енергії. Точності позиціювання вагонеток таким способом сприяє висока жорсткість гумових амортизаторів. Для визначення необхідної тахограми руху шахтного поїзда, що складається з електровоза та восьми вагонеток, розроблено комп'ютерну модель, реалізовану в середовищі МАТЛАБ. Таким чином, визначений у результаті досліджень, проведеної на комп'ютерній моделі, необхідний графік руху електропоїзда надає можливість за заданих у моделі умов здійснити переміщення всього шахтного поїзда з довільним завантаженням і високою точністю під розвантаження до перекидачу. Тому подальші дослідження повинні бути спрямовані на пошук надійних у роботі за реальних умов навколишнього середовища способів отримання інформації про стан електровоза щодо пристроїв завантаження та вивантаження вагонеток.