Oleksandr Vovk

Asynchronous motors are the most common electric motors used to drive work machines. This is due to their high structural reliability and other significant advantages. During operation, they are exposed to a variety of operational influences. One of the most frequent of these is a voltage dip. As a result of this influence, the performance of the electric motor deteriorates both in steady-state and starting modes. A voltage drop is especially dangerous when starting an electric motor, as it leads to an increase in starting time and a decrease in starting torque. The thermal effect of inrush currents during a voltage dip can lead to motor failure. Therefore, the article proposes to increase the voltage in one of the phases of an induction motor during the startup period under conditions of voltage dip. To assess this technical impact, a methodology has been developed for studying the starting torque and starting time of an induction motor under conditions of rated voltage, voltage dip, and voltage asymmetry. It takes into account the voltage reduction factor, the voltage ratios of the forward and reverse sequences, and the motor load factor. The evaluation criteria are the starting torque of the motor and its starting time. The paper compares these criteria according to the developed methodology in the following cases: nominal mains voltage, mains voltage dip, mains voltage dip with an artificial increase in voltage in one of the induction motor phases. The results of the comparison in these cases showed the effectiveness of artificial voltage asymmetry for the period of starting the motor during a voltage dip. To implement the proposed idea, a block diagram of a device for improving the starting mode of an induction motor under voltage dip conditions was drawn up.

У роботі розглянуто несиметричні режими роботи трифазних кіл. Проаналізовано методи розрахунку струмів в разі несиметрії навантаження і в разі несиметрії джерела. Виявлено, що для визначення струмів кола за несиметрії навантаження застосовується метод двох вузлів, а за несиметрії джерела – метод симетричних складових. Недоліком вказаних методів є значна кількість розрахункових дій. Для спрощення розрахунку сил струмів у фазах кола запропоновано застосовувати метод контурних струмів. На базі цього методу складено рівняння для визначення сил струмів трипровідних і чотирипровідних трифазних кіл у несиметричних режимах роботи.

У роботі розглянуто методи керування асинхронними двигунами за мінімумом витрати ресурсу. Встановлено, що більшість із них спрямовані на контроль втрат потужності й не враховують швидкості зношення елементів конструкції електродвигуна. Для можливості здійснення ресурсозберігаючого керування запропоновано як критерій оцінювання застосовувати швидкість теплового зношення ізоляції обмотки статора асинхронного двигуна. Розроблено математичну модель процесу теплового зношення ізоляції обмотки, за допомогою якої отримано рівняння кратності живлячої напруги у функції коефіцієнта завантаження за умови мінімуму швидкості теплового зношення ізоляції. Це дає можливість будувати алгоритми та пристрої регулювання напруги живлення електродвигуна для збереження його ресурсу зі зниженням навантаження.

In the context of an increase in the share of distance learning the educational institutions that train specialists in the field of power generation, use and supply are faced with certain difficulties in conducting practical training for students. This article discusses the features and stages of creating virtual enterprises as a tool for the practical training of future power engineers. The authors propose a scalable and adaptive solution: the implementation of a “Virtual Electrical Enterprise” using virtual reality (VR) technologies and specialized software for immersive and interactive practical training. The system simulates various departments of a real production enterprise and allows students to perform professional tasks in a controlled virtual environment. A partial experimental evaluation was conducted to evaluate the effectiveness of this approach, demonstrating improved learning outcomes, heightened student interest, and the potential to compensate for limited access to real industrial equipment. The proposed system not only enhances student preparedness for future employment but also offers prospects for lifelong learning and closer collaboration between universities and industrial enterprises. Future work involves the progressive implementation of this concept into the educational process for electrical engineering students

У статті проаналізовано вплив на трифазне динамічне навантаження несинусоїдної форми напруги живлення, оскільки сучасні системи керування трифазними симетричними навантаженнями використовують частотні перетворювачі, вентильні та частотно-керовані двигуни, що викликає в електричній живильній мережі вищі гармоніки напруги й струму. Показано вплив несинусоїдної форми напруги на енергетичні показники симетричних динамічних навантажень (асинхронних двигунів із короткозамкненим ротором), що викликають створення асинхронного обертального магнітного поля та додаткові втрати активної потужності в магнітопроводі динамічного навантаження, особливо у його роторі. Проведено аналіз дії вищих гармонік на механічну характеристику симетричного динамічного навантаження, на наявність у статорі електричних рушійних сил, що створюють на валу асинхронні обертальні моменти у напрямку, зворотному основному напрямку обертання, залежно від номера гармоніки.

У роботі отримано метод діагностування робочих машин з електроприводом. Він полягає у визначенні відносних втрат потужності в електродвигуні й механічній частині робочої машини за допомогою дослідів холостого ходу та короткого замикання. Ці досліди запропоновано проводити без застосування регулятора напруги, пристрою для загальмовування ротору і графічної побудови залежностей. Експериментальна перевірка встановила, що він здатен виявляти несправності, які можуть виникати в процесі експлуатації робочих машин. При цьому його технічна реалізація порівняно з існуючими є більш простою і не потребує специфічного обладнання і проведення значних розрахунків.

У роботі розглянуто вплив несиметрії живильних напруг джерела на роботу симетричного трифазного навантаження. Установлено, що найгіршим випадком трифазної системи з несиметричним джерелом і симетричним навантаженням є чотирипровідна. Запропоновано для покращення режиму роботи трифазного симетричного навантаження за умови несиметрії живильних напруг включати в лінійні проводи симетрувальні елементи, які не є джерелами. Установлено, що на практиці таке симетрування живильних напруг можна здійснити тільки за найменшим значенням електрорушійної сили джерела. Для такого випадку отримана методика розрахунку комплексів повних опорів симетрувальних елементів.

Анотація. Розроблено метод і алгоритм розрахунку усталеного несиметричного режиму роботи при глибокій несиметрії напруг трифазного симетричного динамічного навантаження , як електромеханічного перетворювача, яким є трифазний асинхронний двигун з короткозамкненим ротором. Наведено методику визначення фазних струмів та фазних напруг та швидкості зносу фазної ізоляції трифазного симетричного динамічного навантаження, який використано як об’єктивний параметр, що характеризує роботу асинхронного двигуна з короткозамкненим ротором при несиметрії напруги (обриві однієї фази) в усталеному режимі, оскільки експлуатаційну надійність СДН в значній мірі визначає стан фазної ізоляції СДН, яка в процесі експлуатації СДН зазнає експлуатаційних впливів режимного та кліматичного характеру, тому що аварійність СДН, що пов’язана з роботою при обриві фази, досягає 45 % від загальної кількості тих, що виходять з ладу. Для аналізу явищ в асинхронному двигуні при несиметричних режимах використано метод симетричних складових, символічний метод аналізу електричних кіл і методи дослідження лінійних електричних кіл. При визначенні залежності фазних струмів досліджуваної СДН при обриві фази і з’єднанні нейтралей джерела живлення і обмоток статора проаналізовано електричне коло, яке складається з несиметричного джерела трифазної електрорушійної сили, несиметричної лінії електропередачі (ЛЕП), нейтральним проводу ZN та симетричними опорами фаз трифазного СДН. Обґрунтовано можливість полегшення режиму роботи аварійного двигуна технологічної лінії при з’єднанні нейтралей джерела живлення і обмоток статора двигуна на час завершення технологічного процесу.

Wydawnictwo SIGMA-NOT wydaje czasopisma fachowe informujące swoich czytelników o najnowszych osiągnięciach naukowych i nowoczesnych rozwiązaniach technicznych w Polsce i na świecie, popularyzuje problemy techniczne oraz poszerza wiedzę i kulturę techniczną.

У роботі розглянуто підвищення врожайності овочевих культур за допомогою передпосівної стимуляції, а саме – імпульсного лазерного опромінення. Запропонована система для технічної реалізації вказаного впливу. Розроблена структурно-логічна схема та досліджені її статичні і динамічні властивості із застосуванням додатку Mathcad. В результаті дослідження встановлено, що зі збільшенням частоти має місце випереджальне перетинання ЛАЧХ (А1 та А2) рівня 0 дБ відносно перетинання ЛФЧХ (Ф1 та Ф2) рівня -180 град., що свідчить про технічну стійкість обох контурів із запасом відповідно: по амплітуді близько 22 і 18 дБ, а по фазі - приблизно 170 і 20 град., що дозволяє забезпечити цілком стабільну роботу даної системи.