Розроблено методи післяремонтних випробувань та одержання характеристик генераторів постійного струму за динамічних режимів. На підставі використання сучасних способів математичного опису електромагнітних та електромеханічних процесів та єдиного комплексного уявлення про розподіл енергії у машині постійного струму одержано систему рівнянь, яка відображає перетворення в генераторі постійного струму та його конструктивних елементах з урахуванням електромагнітних, механічних та електричних втрат за різних методів керування. Визначено п'ять стандартних характеристик генератора постійного струму (неробочого ходу, короткого замикання, зовнішню, регулювальну та навантажувальну) за динамічних режимів без застосування додаткових приводних пристроїв. Розроблено метод визначення електромагнітних параметрів обмотки збудження з урахуванням нелінійності кривої намагнічування, явища гістерезису та вихрових струмів. На підставі закономірностей розподілу миттєвої потужності у конструкції електричної машини за динамічного навантаження розроблено метод еквівалентизації її теплових режимів, з врахуванням втрат у міді й сталі якоря та індуктора, а також механічних режимів. Розроблено структуру випробувального комплексу для впровадження динамічних режимів навантаження генератора постійного струму з реалізацією заданого рівня втрат. Запропоновано динамічні режими для визначення стандартних характеристик генераторів на підставі реальних показників розподілу енергії в машині.

Виконано аналіз режимів роботи пристрою накопичення енергії, який реалізовано на базі автономного інвертора напруги, а також показано можливість ефективного використання накопиченої енергії для плавного управління ступенем компенсації неактивних складових потужності для споживачів з лінійним характером навантаження.

Виконано розробку математичних моделей та дослідження на їх основі процесів споживання електричної енергії двигунами постійного й змінного струмів у поєднанні з перетворювачами, оцінювання гармонічного складу повної потужності за умов зміни режиму навантаження.

Досліджено систему керування швидкістю двигуна постійного струму з властивістю слабкої чутливості до зміни моменту інерції та коефіцієнтів передачі силового перетворювача. Подано аналіз впливу струму збудження на стійкість синхронного двигуна електротехнічного комплексу екскаватора. Висвітлено особливості ідентифікації параметрів асинхронних двигунів під час синусоїдного живлення. Викладено метод розділення, викликаних неякісністю живлення та дефектами в електромагнітній системі АД. Досліджено нерівномірності типових і реальних добових графіків електричних навантажень галузей промисловості. Проведено аналіз нормативно-правового забезпечення організації управління електроспоживанням. Встановлено ефективність використання миттєвої потужності у процесі аналізу енергопроцесів у трифазній системі. Розглянуто особливості алгоритму автоматичного керування електромеханічною системою підйому баштового крана. Запропоновано підходи щодо дослідження зміни робочих параметрів і характеристик машин постійного струму у процесі їх старіння. Наведено комп'ютеризовану систему графічної візуалізації розрахунку тягових характеристик електрорухомого складу.

Проведено аналіз процесів перетворення енергії в колі якоря двигуна постійного струму, що підключений до конденсаторного накопичувача. На підставі аналізу перехідних процесів у колі одержано графічні залежності для розподілу енергії під час варіювання ємністю накопичувального конденсатора. Обгрунтовано доцільність припинення процесу в момент першого сполучення струму з нулем, на підставі чого уточнено залежності розподілу енергії в елементах. У результаті аналізу часової залежності зміни струму сформульовано вимоги по обмеженню струму й визначено напрями їх реалізації.

Надано основні результати аналізу добових графіків навантаження, що були зафіксовані на шинах низької напруги головної понижувальної підстанції кар'єру. Наведено діаграму процентного співвідношення потужностей основного електротехнічного обладнання кар'єру та описано особливості його роботи. Доведено необхідність застосування методів математичної статистики для оцінки та визначення групового навантаження. Приведено алгоритм прогнозування групового навантаження, який базується на нормальному розподілу індивідуальних графіків навантаження електротехнологічного обладнання. Алгоритм прогнозування глобально складається з двох частин. У першій частині індивідуальні графіки навантаження досліджуваного обладнання перевіряються на розподіл за нормальним законом. У другій - розраховуються статистичні характеристики та довірчі інтервали індивідуальних навантажень, визначається сумарне навантаження групи електроприймачів ділянки кар'єру. Побудований алгоритм прогнозування групового навантаження дозволяє уточнити групове навантаження, враховуючи при цьому схеми підключення основного обладнання.

На підставі закону збереження енергії, проведено оцінку електромагнітних процесів в силовому контурі системи накопичення гальмівної енергії двигуна постійного струму. За умови релейного керування режимом гальмування із заданими мінімальним та максимальним значеннями струму сформульовано умови вибору ємності накопичувального конденсатора яка забезпечить мінімальні втрати потужності в силовому контурі.

Проведено аналіз енергетичних процесів в трифазному силовому активному фільтрі з використанням його спектральної моделі. На підставі існуючих моделей активних випрямлячів розроблена спектральна модель активного фільтра, в результаті одержані графіки потужності та енергії в системі для статичного режиму роботи пристрою за визначених умов. Аналіз одержаних графіків та спектрів відповідних параметрів режиму фільтру дозволив оцінити розподіл електричної енергії в елементах фільтру.

Висвітлено питання контролю, аналізу та керування якістю електричної енергії. Розглянуто механізм впливу комплексних навантажень на якість електричної енергії. Викладено метод симетричних складових. Наведено розрахунок режиму електричної мережі за напругою. Подано інформацію про показники якості електричної енергії та вплив на них приймачів. Охарактеризовано системи вимірювання параметрів електричної енергії. Розкрито методи та засоби підвищення якості електричної енергії.

Використовуючи методи спектрального моделювання процесів перетворювальних пристроїв, одержано часові залежності параметрів режиму зазначеного пристрою. Це дозволило сформулювати висновки, щодо характеру формування струму та потужності перетворювача в мережевому колі та колі накопичувального конденсатора.

Проаналізовано існуючі силові схеми регулювання струму збудження синхронних двигунів. Розглянуто питання використання накопичувального пристрою в контурі обмотки збудження, на підставі чого запропоновано структуру системи керування динамічними режимами збудження синхронного двигуна, що дозволяє підтримувати заданий струм збудження синхронного двигуна певний період часу, за рахунок енергії конденсатора, введеної в контур збудження транзисторним перетворювачем.

Проведено аналіз існуючих способів підвищення енергетичної ефективності транспортних засобів з електричною трансмісією, на підставі якого визначене особливе місце накопичувачів електроенергії. Для дослідження перехідних процесів в режимах роботи транзисторного перетворювача розроблена математична модель тягового електротехнічного комплексу. В моделі реалізовані динамічний (розгін) та стаціонарний (ослаблення магнітного потоку) режими двигуна постійного струму з конденсаторним накопичувачем енергії.

Мета роботи - визначення зв'язку параметрів накопичувальних елементів однофазного активного фільтра (ОАФ) з електроенергетичними параметрами його режиму. Методика досліджень включає складання математичної моделі ОАФ і реалізацію режиму формування заданого гармонійного струму мережі; складання рівнянь балансу енергії з урахуванням специфіки розподілу напруг і протікання струмів в елементах пристрою, у комплексі з аналізом часових і спектральних залежностей вказаних параметрів режиму, що надає змогу сформулювати закономірності, які пов'язують електричні параметри режиму з параметрами індуктивності та конденсатора пристрою. Шляхом декомпозиції параметрів режиму для відповідних гармонік визначено зв'язок амплітуди коливань напруги конденсатора з амплітудою струму мережі. Шляхом порівняння пилкоподібної модулювальної складової мережевого струму з відповідною синусоїдальною за діючим значенням враховано вплив буферної індуктивності схеми на коефіцієнт гармонік струму та напруги у вузлі підключення пристрою. На базі рівнянь балансу потужності встановлено взаємні залежності параметрів схеми ОАФ з параметрами режиму, з урахуванням коефіцієнта гармонік у точці підключення пристрою. У результаті аналізу режиму та аналітичних залежностей параметрів елементів схеми від параметрів режиму встановлено, що їх однозначний числовий розрахунок, у зв'язку з відсутністю необхідної кількості незалежних рівнянь, виконанати не можна, що відносить задачу визначення параметрів до групи оптимізаційних.

Поява однофазних споживачів в чотирипровідних мережах вимагає нового підходу до побудови системи керування силовими активними фільтрами. Розглянуто різні топології чотирипровідних силових активних фільтрів. В середовищі візуального моделювання створено електроенергетичну модель з силовим активним фільтром на основі pqr теорії потужності. Проведено дослідження режимів роботи силового активного фільтра за несиметрії, несинусоїдальності напруги живлення та несиметричного нелінійного навантаження. Оскільки pqr теорія потужності не враховує несинусоїдальність напруги, запропоновано її корекцію, що враховує цей параметр та покращує роботу силового активного фільтра.

Проведено аналіз необхідності оцінки енергетичних процесів у системі контактна мережа змінного струму - тяговий комплекс електровозу. На підставі аналізу питань електропостачання та специфіки перетворюючого агрегату синтезовано модель, в основу якої покладено тяговий електротехнічний комплекс візка секції електровозу ВЛ80р. У моделі реалізовано режими розгону та гальмування двигунів електровозу із зонним імпульсним регулюванням напруги секцій силового перетворювача у випрямних та інверторних режимах відповідно. Додатково в модель уведено підсистему контактної мережі зі змінними за шляхом електровоза параметрами активних та індуктивних опорів, що дозволяє дослідити якісні та кількісні показники режиму передачі електричної енергії по ланці: тягова підстанція, контактна мережа, візок електровоза. На підставі одержаних результатів дослідження встановлено необхідність використання фільтрокомпенсуючого пристрою для зниження коефіцієнта гармонік та підвищення загального коефіцієнта потужності.

Розкрито основні методи математичного програмування та інші програми обчислювальної техніки, що застосовуються для пошуку оптимальних рішень. Наведено розв'язки типових оптимізаційних задач у галузі електроенергетики, зокрема лінійних і нелінійних, транспортних, оптимізаційних задач із цілочисловими та дискретними змінними, оптимізаційних задач за випадкової та за недетермінованої вихідної інформації, багатокритеріальних оптимізаційних задач.

Розкрито причинно-наслідковий зв'язок між режимами роботи електроенергетичних систем. Розглянуто математичний опис елементів елекричних систем у схемах заміщення. Висвітлено питання стійкості електричних систем, автоматичного керування активною потужністю генераторів електричних станцій, автоматичного регулювання напруги та реактивної потужності генераторів. Описано особливості автоматичного регулювання джерел реактивної потужності та трансформаторів. Увагу приділено автоматичному дозуванню протиаварійних керуючих впливів.

математична модель пневматиНа підставі аналізу гальмівних тягових характеристик електровоза з асинхронними машинами були виділені основні режими гальмування і їх умови і особливості. Зважаючи на умови роботи електровоза в гальмівному режимі (рекуперації), а саме на те, що характеристики визначаються законами регулювання частоти і напруги на обмотках статора, запропоновано введення додаткового контуру в систему векторного керування з формуванням реактивної складової струму для регулювання потужності гальмування. Запропоновані доповнення до системи управління рекуперацією також можна використовувати як засіб для компенсації нештатних ситуацій, пов'язаних зі зниженням напруги живлення.

Наявність в промислових системах електроспоживання несинусоїдальних несиметричних навантажень вимагає нових підходів, щодо складових потужності та побудови сучасних компенсуючих пристроїв. Силовий активний фільтр забезпечує компенсацію реактивної потужності, зниження вищих гармонік та симетрування навантажень. Проведено оцінку складових потужності за стандартом ІЕЕЕ 1459-2010 під час роботи силового активного фільтру на несинусоїдальне несиметричне навантаження.

Проаналізовано режими комутаційного взаємовпливу групи тиристорних електроприводів з ударно-циклічним навантаженням. Охарактеризовано системи навантаження асинхронних двигунів з використанням перетворювачів частоти. Визначено енергоємність накопичувача для заданого режиму ведення рухомого складу метрополітену. Досліджено перехідні процеси у гідротранспортному комплексі з трубопровідною арматурою різного типу. Проаналізовано алгоритми обробки параметрів первинних вимірювальних пристроїв електроенергії тягової мережі за умов визначення складових потужності. Описано можливості використання водневих паливних елементів у споживача електричної енергії. Охарактеризовано автоматизацію керування та проаналізовано стан проислового устаткування за допомогою систем віддаленого керування. Визначено вплив врахування магнітних втрат на динамічні характеристики асинхронних машин. Досліджено метод навчального стенду для дослідження режимів роботи автономних джерел живлення на базі асинхронних генераторів.