Анотація до роботи:

Бялобржеський О.В. Раціональні системи післяремонтних випробувань ґенераторів постійного струму. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.09.01 – Електричні машини і апарати. – Кременчуцький державний політехнічний університет, Кременчук, 2004.

Дисертацію присвячено розробці методів післяремонтних випробувань і методів одержання характеристик ґенераторів постійного струму у динамічних режимах.

Уточнено математичний опис процесів у машині постійного струму в динамічних режимах на підставі єдиного комплексного уявлення про розподіл енергії в ній, враховуючи електромагнітні, механічні і електричні втрати, за різних способів керування. П'ять стандартних характеристик ґенератора постійного струму (неробочого ходу, короткого замикання, зовнішня, регулювальна і навантажувальна) визначаються в динамічних режимах без застосування додаткових приводних пристроїв. Розроблено метод визначення електромагнітних параметрів обмотки збудження з урахуванням нелінійності кривої намагнічування, явища гістерезіса і вихрових струмів. На підставі закономірностей розподілу миттєвої потужності у конструкції електричної машини при динамічному навантаженні розроблено метод еквівалентизації теплових режимів машини, враховуючи механічні втрати, втрати у міді й сталі якоря та індуктора.

Розроблено структуру випробувального комплексу, що реалізує динамічні режими навантаження ґенератора постійного струму з реалізацією заданого рівня втрат, динамічні режими для визначення стандартних характеристик ґенераторів на підставі реальних показників розподілу енергії в машині.

У дисертації вирішена актуальна наукова задача створення системи післяремонтних випробувань ґенераторів постійного струму для одержання їх стандартних характеристик, проведення теплових випробувань і діагностики без застосування додаткових машин на підставі методу динамічного навантаження і рівнянь розподілу миттєвої потужності в елементах конструкції машини. Виконані в дисертаційній роботі дослідження дозволяють сформулювати наступні висновки:

1. Надійність ґенераторів постійного струму, які є складовою частиною електромеханічних систем різних виробничих механізмів, визначається відповідністю їх характеристик до умов експлуатації. Експлуатаційні режими, періодичні ремонти призводять до зміни характеристик електричних машин, а їх точне визначення є передумовою для ефективного подальшого використання. В умовах випробувань електричних машин постійного струму різних конструкцій необхідне створення спеціалізованого випробувального обладнання, яке вирізняється високою продуктивністю, відсутністю додаткових машин, високою інформативністю й економічністю.

2. Доведено, що в умовах електроремонтних підприємств та при контролі відремонтованих машин замовником, системи динамічного навантаження є доступним та ефективним устаткуванням для одержання необхідного спектра характеристик ґенераторів постійного струму.

3. Уточнено математичний опис процесів у машині постійного струму в динамічних режимах на підставі єдиного комплексного уявлення про розподіл енергії в її конструктивних елементах за різних способів керування.

4. З'ясовано закономірності протікання процесів і розроблено систему диференціальних рівнянь, яка описує стан електричної машини в будь-який заданий момент часу з урахуванням електромагнітних, механічних і електричних втрат та їх нелінійних залежностей.

5. Доведено необхідність динамічного навантаження ґенераторів постійного струму зі зміною потоку збудження. Установлено, що гармонійний вплив на кола збудження з деякою постійною складовою при постійній напрузі якоря, з оглядом на нелінійний взаємозв'язок параметрів струму якоря, частоти обертання і потоку збудження, навіть при лінеаризації кривої намагнічування, викликає полігармонійні періодичні зміни струму якоря і частоти обертання. При цьому загальне рішення рівняння зміни струму і частоти обертання якоря одержати неможливо, існують лише часткові рішення, які виражаються за допомогою функцій Бесселя.

6. Розроблено метод одержання п'яти стандартних характеристик ґенератора постійного струму (неробочого ходу, короткого замикання, зовнішньої, регулювальної та навантажувальної) у динамічних режимах без застосування додаткових приводних пристроїв.

7. Аналіз миттєвих потужностей у силовому колі та колі збудження дозволив установити закономірності частотних перетворень періодичної потужності, що, на відміну від раніше відомих результатів, дозволило сформулювати умови рівноваги на кожній з гармонік потужності й, тим самим, розширити можливості діагностики на підставі енергетичних критеріїв.

8. У результаті аналізу динамічних характеристик ґенератора постійного струму на підставі диференціальних рівнянь рівноваги електромагнітної системи індуктора з використанням гармонічного аналізу розроблено метод визначення електромагнітних параметрів обмотки збудження з урахуванням нелінійності кривої намагнічування, явища гістерезису і вихрових струмів.

9. На підставі закономірностей розподілу втрат у конструкції електричної машини при динамічному навантаженні розроблено метод еквівалентизації теплових режимів машини з урахуванням механічних втрат, втрат у міді й сталі якоря та індуктора.

10. Розроблено структуру випробувального комплексу, що дозволяє реалізовувати динамічні режими навантаження ґенератора постійного струму із заданням рівня втрат, динамічні режими для визначення стандартних характеристик машини на підставі реальних показників розподілу енергії в ній.

Основні наукові положення і результати дисертації опубліковані в наступних роботах:

1. Бялобржеский А.В. Влияние изменения параметров электрической машины постоянного тока на энергетические процессы при динамическом нагружении // «Вісник Кременчуцького державного політехнічного університету». Наукові праці Кременчуцького державного політехнічного університету. - Кременчук: КДПУ. – 2002. – Вип. 1/2002(12) – С. 223-227.

2. Бялобржеский А.В. Особенности динамических режимов работы генераторов постоянного тока // Електротехніка та електромеханіка. - Харків: НТУ “ХПІ”. – 2003. - №4. - С. 123-129.

3. Величко Т.В., Родькин Д.И., Бялобржеский А.В., Чистов А.А Определение характеристик генератора постоянного тока без механической связи с приводным двигателем. // «Проблемы создания новых машин и технологий». Научные труды Кременчугского государственного политехнического института. – Кременчуг: КГПИ. – 1999. – Вып. 1/1999(6). – С. 93-97.

4. Ломонос А. И., Бялобржеский А.В. Составляющие мгновенной мощности элементов преобразования энергии. // «Вісник Кременчуцького державного політехнічного університету». Наукові праці Кременчуцького державного політехнічного університету. - Кременчук: КДПУ. – 2003. – Вип. 2/2003(19). – С. 158-163.

5. Родькин Д.И., Сисюк Г.Ю., Бялобржеский А.В., Кусяка В.В. Синтез системы управления нагружением двигателя постоянного тока с воздействием на поток. // «Проблемы создания новых машин и технологий». Научные труды Кременчугского государственного политехнического института. - Кременчуг: КГПИ. – 1998. – Вып. 2/1998(5) – С. 53-57.

6. Бялобржеский А.В. Принципы эквивалентизации режимов работы машины постоянного тока при динамическом нагружении // Тр. междунар. науч.-техн. конф. «Проблемы создания новых машин и технологий» // Сборник научных трудов Кременчугского государственного политехнического института. - Кременчуг: КГПИ. – 2000. – Вып. 1/2000(9) – С. 206-208.

7. Бялобржеский А.В., Ломонос А.И., Гордиенко М.Г., Курбанова Н.Г., Калинов А.П., Величко Т.В. Исследовательские компьютеризированные лабораторные комплексы // Міжнар. наук.-техн. конф. “Проблеми автоматизованого електроприводу. Теорія і практика”. // Вісник Національного технічного університету «Харьківский політехнічний інститут». Збірник наукових праць. - Харків: НТУ “ХПІ”. – 2003. - Т.2, №10. – С. 284-286.

8. Патент № 40067А, Україна, МКИ G01R 31/24. Спосіб динамічного навантаження двигуна постійного струму незалежного збудження та пристрій для його здійснення / Родькін Д.Й., Луговий А.В., Бялобржеський О.В., Добрецов В.В., Пасмурських О.О., Величко Т.В., Вошун О.М. - №99105911; заявл. 28.10.1999; опубл. 16.07.2001, бюл. №6.

9. Патент № 49281А, Україна, МКИ G01R 31/24. Спосіб динамічного навантаження генераторів постійного струму незалежного збудження та пристрій для його здійснення / Родькін Д.Й., Величко Т.В., Бялобржеський О.В., Чорний О.П., Кривонос С.А. - №2001107001; заявл. 15.10.2001; опубл. 16.09.2002, бюл. №9.

10. Патент № 62488А, Україна, МКИ G01R 31/24. Іспитова електромеханічна система і спосіб керування нею / Родькін Д.Й., Величко Т.В., Бялобржеський О.В., Барвінок Д.В., Прус В.В., Калашнік С.С. - №2003042857; заявл. 02.04.2003; опубл. 15.12.2003, бюл. №12.

11. Патент № 62493А, Україна, МКИ G01R 31/24. Спосіб одержання характеристик генераторів постійного струму незалежного збудження і пристрій для реалізації способу / Родькін Д.Й., Величко Т.В., Бялобржеський О.В., Ломонос А.І., Кривонос С.А. - №2003042865; заявл. 02.04.2003; опубл. 15.12.2003, бюл. №12.