ТЕХНІЧНА ЕЛЕКТРОДИНАМІКА

ЕЛЕКТРОФІЗИЧНІ ПРОЦЕСИ РОЗВИТКУ ЛАВИН ЕЛЕКТРОНІВ В ПОВІТРІ У ПРИСТРОЇ ІМПУЛЬСНОГО ДІЕЛЕКТРИЧНОГО БАР’ЄРНОГО РОЗРЯДУ

Yu.M. Vasetsky — пн, 30 чер 2025 00:00:00 +0000

Метою роботи є визначення впливу величини міжелектродного проміжку і часової залежності зростання імпульсного електричного поля на характеристики лавинної стації імпульсного бар’єрного розряду від початку дрейфу електронів у поступово зростаючому електричному полі з урахуванням порогового характеру процесу ударної іонізації в газі, впливу фотоіонізації на розмноження лавин, дифузії і електростатичного розштовхування електронів до моменту досягнення у головці лавини умови початку стрімерного процесу. Розрахункові дослідження проведені для конкретної електродної системи з діелектричним бар’єром на катоді для газового проміжку 1–3 мм, імпульсу напруги з амплітудою 25 кВ і часом її досягнення 50 нс. Знайдено, що після трьох-чотирьох етапів генерації лавин їх перетворення у стрімері відбувається за напруженості поля 80-100 кВ/см, який настає через ~30 нс після подачі напруги і слабко залежить від величини газового проміжку. З’ясовано, що для експерименту з тестовим проміжком 1.5 мм такі значення напруженості і часу мають місце в момент досягнення максимальної величини струму. Встановлено, що розміри лавини електронів для заданого імпульсу напруги у пристрою імпульсного бар’єрного розряду визначаються процесом дифузії електронів. Показано, що після подачі напруги в результаті першого етапу дрейфу електронів кількість випромінених фотонів, здатних породжувати ефективні електрони для подальшого розвитку лавинного процесу, сильно залежить від величини розрядного проміжку. Визначено межі довжин проміжків із суттєво різною можливістю ініціювати розвиток лавин на наступних етапах. Библ. 22, рис. 9, табл. 2.

СТІЙКІСТЬ СИЛОВИХ КАБЕЛІВ В УМОВАХ ПОЖЕЖІ. КОМП'ЮТЕРНЕ ТА ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНЕ ДОСЛІДЖЕННЯ

пн, 30 чер 2025 00:00:00 +0000

Роботу присвячено чисельному та експериментальному дослідженню електромагнітних та теплових процесів в силовому кабелі в аварійних умовах у разі виникнення пожежі. Розглядається два режими роботи: 1) коли кабель знаходиться в приміщенні із високою температурою та на певній відстані від зони пожежі і 2) коли він знаходиться безпосередньо під дією прямого полум'я. Для дослідження першого режиму було розроблено комп’ютерну модель та розраховано температурне поле в силовому кабелі з полімерною ізоляцією, що працює в зоні із високою температурою. Запропоновано і вивчено теплові процеси в кабелі у разі встановлення на його центральній ділянці вогнезахисного екрану різної товщини. Встановлено два основних фактори щодо використання такого екрану: час стійкої надійної роботи кабелю у разі пожежі поступово зростає зі збільшенням товщини екрану, в той час як у разі роботи у штатному режимі, через погіршення умов охолодження, температура ізоляції на ділянці кабелю із екраном зростає зі збільшенням товщини екрану. Ці фактори необхідно враховувати у разі застосування і вибору розміру екрану. Задля дослідження другого режиму проведено експериментальне дослідження процесів руйнування силового кабелю в умовах, наближених до пожежі – коли кабель знаходиться безпосередньо під прямою дією полум’я. Визначено час від початку пожежі, впродовж якого робоча ізоляція кабелю зберігає свої властивості, і він внаслідок цього спроможний здійснювати електроживлення навантаження. Цей час для зразка, що досліджувався, складає 15 хв. Бібл. 17, рис. 10.

РОЗПОДІЛЕННЯ ЕЛЕКТРОСТАТИЧНОГО ПОЛЯ У НЕЕКРАНОВАНИХ СИЛОВИХ КАБЕЛЯХ З РІЗНОЮ КОНФІГУРАЦІЄЮ СТРУМОПРОВІДНИХ ЖИЛ

Г.В. Безпрозванних, Ю.Г. Гонтар, І.А. Пушкар — пн, 30 чер 2025 00:00:00 +0000

Вступ. Атомна енергетика є незаперечним компонентом у складі зеленої енергетики і визначає вагомий внесок у досягнення цілей сталого розвитку та підвищення енергетичної безпеки країни. Це надійне та передбачуване прогнозоване джерело електроенергії до 60 років з середньою вартістю виробленої енергії 0,4 євро/кВт∙год. Проблема. Атомні електростанції складаються з різних зон, які відрізняються температурою навколишнього середовища, рівнем радіації, вимогами щодо перевірки стійкості до аварій. Кабелі для атомних електричних станцій знаходяться під постійним впливом складних умов протягом усього терміну експлуатації і повинні забезпечувати надійне енергопостачання, відповідати вимогам екологічної безпеки та економічній ефек-тивності. Впровадження сучасних інноваційних полімерних композицій потребує всебічного аналізу впливу електричної ізоляції на електричні параметри кабелів різного конструктивного виконання на стадії їх проєктування та виробництва щодо забезпечення високого рівня експлуатаційної функціональності на АЕС. Мета роботи полягає в аналізі розподілення електростатичного поля навколо ізольованих струмопровідних жил різної конфігурації з визначенням їх електричної ємності у силових неекранованих кабелях систем локального живлення турбінного відсіку атомних електричних станцій. Методика ґрунтується на визначенні густини електричного заряду методом вторинних джерел на підставі інтегральних рівнянь Фредгольма першого та другого роду в моделях неекранованих силових кабелів з секторними та круглими струмопро-відними жилами. Наукова новизна. Визначено розподілення плоско-паралельного електростатичного поля в неекранованих силових кабелях в залежності від схеми прикладання електричного потенціалу (нульового і ненульового, рівного 1000 В) до струмопровідних жил різної конфігурації. Доведено, що у силовому кабелі з жилами однакової конфігурації за умови створення дипольного розподілення електростатичного поля електричні ємності між жилами мають найбільші значення. Експериментально підтверджено коректність отриманих теоретичних положень, що узгоджується співпадінням розрахункових значень електричної ємності з експериментальними значеннями з різницею у 8,5%. Практична значимість. Визначено напру-женість електричного поля на поверхні електричної ізоляції жил в залежності від схеми обстеження під час прикладання робочої та підвищеної випробувальної напруги. Задля зменшення напруженості електроста-тичного поля у 2 рази в повітряних проміжках запропоновано заповнення міжфазного простору діелектричним матеріалом з діелектричною проникністю ε₁=2,0 на технологічній стадії виготовлення кабелів. Представлена методологія визначення розподілу електростатичного поля навколо ізольованих струмо-провідних жил різної конфігурації може використовуватися для оцінки електричної ємності ізоляційних проміжків як довідкової для контролю кабелів на технологічній стадії виготовлення під час приймальних випробувань і в експлуатаційних умовах. Бібл. 27, рис. 7.

СИНТЕЗ ДВОМАСОВОЇ ЕЛЕКТРОМЕХАНІЧНОЇ СИСТЕМИ З НЕЙРОРЕГУЛЯТОРОМ СПРОЩЕНОЇ СТРУКТУРИ ТА НЕЛІНІЙНИМ ФРИКЦІЙНИМ НАВАНТАЖЕННЯМ

В.Б. Клепіков, О.С. Бєляєв, І.В. Обруч — пн, 30 чер 2025 00:00:00 +0000

Запропоновано методику синтезу регулятора для електромеханічної системи, що забезпечує необхідні показники регулювання. У разі лінеаризації окремих ділянок нелінійного навантаження вид регулятора подібний до нейронної мережі, тому він був названий квазінейрорегулятором (НРК). Регулятор, на відміну від нейронної мережі типу PERCEPTRON, не містить середніх шарів, а вагові коефіцієнти від входів до вихідного нейрона визначаються не шляхом багаторазових (10⁵ – 10⁶) ітераційних розрахунків, а за виведеними аналітичними співвідношеннями. Ці співвідношення є універсальними та застосовними для будь-якої з лінеаризованих ділянок. Використання узагальнених безрозмірних параметрів робить їх справедливими для широкого класу електро-приводів машин та механізмів. Використано модифіковану сукупність узагальнених безрозмірних параметрів. Перевагою запропонованого регулятора є усунення потреби у вимірюванні координат, які важко визначити експериментально, наприклад, пружного моменту, а також побудови спостерігачів стану. Достатньо використання лише однієї вихідної величини. Сутність квазінейрорегулювання полягає у створенні передатної функції зворотного зв'язку у вигляді полінома-доповнення, який забезпечує характеристичний поліном замкненої системи з необхідними значеннями коренів. Задля розрахунку похідних квазінейрорегулятором запропоновано використання методу кінцевих різниць. Пояснення методу квазінейрорегулювання виконано на прикладі усунення квазінейрорегулятором фрикційних автоколивань у двомасовій електромеханічній системі з квазінейрорегулятором та нелінійним фрикційним навантаженням. Бібл. 23, рис. 11.

СТАБІЛІЗАЦІЯ СИСТЕМИ ЕЛЕКТРОМАГНІТНОГО ПІДВІШУВАННЯ МЕТОДАМИ МОДАЛЬНОГО КЕРУВАННЯ ТА СПОСТЕРЕЖЕННЯ СТАНУ

В.І. Теряєв, М.М. Желінський, Б.І. Приймак, О.А. Зайченко — пн, 30 чер 2025 00:00:00 +0000

Розроблена уточнена математична модель електромагніту постійного струму, яка враховує незмінність напрямку та квадратичну залежність зусилля від магнітного потоку і зазору. Складена імітаційна модель електромагніту в пакеті Matlab. Показана структурна нестійкість нерегульованого магнітного підвісу. Синтезовано модальний регулятор, який забезпечує стійкість і задані показники якості статичних і динамічних режимів. З метою спрощення технічної реалізації розроблено спостерігач стану Луенбергера, що забезпечує отримання оцінки невимірюваної швидкості підвішеної маси. Проведено моделювання роботи електромагнітного підвісу під час відпрацювання задавальної дії та збурень за зусиллям та робочим зазором. Отримані результати досліджень підтверджують працездатність розробленої моделі і її придатність для проведення уточненого моделювання та синтезу законів керування електромагнітним підвісом, а також свідчать про можливість застосування методів модального керування та спостереження стану для структурно нестійких об’єктів. Бібл. 20, рис. 12, табл. 1.

ДОСЛІДЖЕННЯ ВТРАТ ТА ОБЕРТАЛЬНОГО МОМЕНТУ БЕЗПАЗОВОГО МАГНІТОЕЛЕКТРИЧНОГО ДВИГУНА З МАСИВНИМ ОСЕРДЯМ СТАТОРА

І.С. Петухов, В.Г. Кіреєв, К.П. Акінін, Є.В. Ісаєв — пн, 30 чер 2025 00:00:00 +0000

Відмічено економічність конструкції та низьку витратність підготовки виробництва безпазових електричних двигунів з постійними магнітами і масивним осердям статора. Викладено конструкцію експериментальної установки для вимірювання втрат в масивному осерді. Сформульовано етапи методики розрахунку цих втрат. Для розрахунку втрат від вихрових струмів використовувався програмний комплекс "COMSOL Multiphisics". Втрати від гістерезису розраховувались за формулою Штейнметца. Для різної густоти розрахункової сітки проведено моделювання втрат в масивному осерді і виконано порівняння з результатами вимірювань в діапазоні частоти обертання 0…3600 об./хв. Для обчислення максимального моменту в статиці використано модель обмотки з синусоїдальною просторовою формою МРС. Обчислені залежності обертального моменту від швидкості обертання в досліджуваному діапазоні. Відмічено достатню точність розрахункової методики. Бібл. 12, рис. 8, табл. 1.

ДО 75-РІЧЧЯ академіка НАН України А.А. ЩЕРБИ

пн, 30 чер 2025 00:00:00 +0000

ПІДВИЩЕННЯ ЕФЕКТИВНОСТІ ВИКОРИСТАННЯ КОНДЕНСАТОРІВ КОМУТУЮЧОЇ ЛАНКИ ДВОМОСТОВОГО КОМПЕНСАЦІЙНОГО ПЕРЕТВОРЮВАЧА ЗА РАХУНОК ЗБІЛЬШЕННЯ ЧАСТОТИ СТРУМУ ЇХНЬОГО ПЕРЕЗАРЯДУ

В.С. Бойко — пн, 30 чер 2025 00:00:00 +0000

Досліджується нове технічне рішення, яким є трифазний двомостовий компенсаційний перетворювач паралельного типу з однією комутуючою ланкою. Вона складається з трифазної конденсаторної батареї та трифазної групи повністю керованих приладів (наприклад, IGBT). Основною метою дослідження є доведення умов, за яких забезпечується ефективне використання обладнання комутуючої ланки перетворювача і створюються такі умови формування конденсаторної напруги, за яких перетворювач набуває здатності не лише компенсувати власну реактивну енергію, а й генерувати її у мережу електропостачання. Обсяг досліджень включає аналіз режимів роботи компенсаційного перетворювача під час керування транзисторами комутуючої ланки імпульсами подвоєної, чотирикратної та восьмикратної частоти. Методика дослідження ґрунтується на гармонічному аналізі кривих струму фази конденсаторної батареї. Загальний висновок отримано зіставленням результатів аналізу за різних частотах імпульсів керування транзисторами комутуючої ланки. Бібл. 5, рис. 8, табл. 2.

ВИКОРИСТАННЯ РАДІОЧАСТОТНИХ ТРАНСФОРМАТОРІВ СТРУМУ ЗАМІСТЬ КОТУШОК РОГОВСЬКОГО У ВИСОКОВОЛЬТНОМУ ОБЕРТОВОМУ ОБЛАДНАННІ

пн, 30 чер 2025 00:00:00 +0000

Проведено порівняння використання радіочастотних трансформаторів струму (RFCT) і котушок Роговського (RC) для моніторингу часткових розрядів (PD) у високовольтному обертовому обладнанні. Актуальність роботи полягає у необхідності підвищення точності та надійності діагностики обладнання при збереженні його працездатного стану під час вимірювань. Автори зосереджуються на технічних аспектах обох методів, аналізуючи чутливість, точність і стійкість до завад, простоту встановлення та експлуатації. Отримані результати показують, що RFCT мають значні переваги, зокрема високу чутливість до сигналів низької амплітуди, стійкість до радіоперешкод і широку смугу частот. Ці функції роблять RFCT особливо ефективними для використання в середовищах з інтенсивними зовнішніми завадами такими, як сигнали радарів на промислових об’єктах. Крім того, RFCT мають конструкцію, яка спрощує встановлення та експлуатацію, скорочує час налаштування та підвищує економічну ефективність. Аналіз підтверджує високу точність RFCT в реальних умовах експлуатації, забезпечуючи високоякісне виявлення сигналу PD проти шуму, здатності, якої важко досягти з RC без додаткової фільтрації. Це підкреслює потенціал використання RFCT в сучасних системах моніторингу високовольтного обладнання, пропонуючи практичне та економічно ефективне рішення, яке підвищує надійність енергосистеми та допомагає запобігти критичним збоям. Бібл. 16, рис. 10, табл. 2.

XXІІІ МІЖНАРОДНИЙ ПРОМИСЛОВИЙ ФОРУМ

пн, 30 чер 2025 00:00:00 +0000