Експлуатація автономних електромеханічних перетворювачів малої та середньої потужності
DOI:
https://doi.org/10.15588/1607-6761-2025-1-1Ключові слова:
автономні електромеханічні перетворювачі, електрогенеруючі пристрої, експлуатація, енергоефективність, надійність, технічне обслуговування, електропостачання, генераторні системиАнотація
Мета роботи. Метою роботи є здійснення всебічного аналізу статистичних даних щодо поломок бензинових та дизельних автономних електромеханічних установок для виявлення закономірностей і ключових причин несправностей.
Методи дослідження. Методи статистичного аналізу, класичні методи розрахунку синхронних явнополюсних генераторів із електромагнітним збудженням.
Отримані результати. Проведено аналіз статистики відмов автономних електромеханічних перетворювачів малої та середньої потужності. Отримані результати підкреслюють необхідність впровадження систем моніторингу стану генераторів для раннього виявлення несправностей. Регулярна діагностика та контроль навантаження допоможуть запобігти критичним поломкам та збільшити термін служби обладнання. Зібрані статистичні дані можна використовувати для розробки ефективних профілактичних заходів, удосконалення інструкцій з технічно-го обслуговування та оптимізації режимів експлуатації генераторів. Подальші дослідження можуть бути спрямовані на розробку алгоритмів автоматичного розподілу навантаження між фазами, вдосконалення систем захисту та підвищення надійності ізоляційних матеріалів. Аналіз статистики несправностей дизельних і бензинових генераторів показав, що електричні поломки становлять 51% випадків, а механічні – 49%. Це свідчить про приблизно рівномірний розподіл між двома категоріями неспраностей, що вказує на необхідність комплексного підходу до обслуговування та діагностики. При використанні даних установок у військових цілях баланс поломок зміщується: механічні відмови: 75-85%, електричні відмови: 15-25%. Серед електричних несправностей найбільш поширеними є пошкодження обмоток статора через асиметрію навантаження, вихід з ладу регуляторів напруги, несправності акумуляторної системи та порушення ізоляції електропроводки. Механічні поломки найчастіше пов’язані зі зносом поршневої групи, недостатнім змащенням, перегрівом двигуна через несправності системи охолодження та порушеннями у роботі паливної системи.
Наукова новизна. Проведено детальне узагальнення досвіду експлуатації автономних електромеханічних перетворювачів у реальних умовах, що дозволило встановити закономірності їхньої роботи, виявити типові проблеми та розробити рекомендації щодо їх усунення. Запропоновані у дослідженні методи оцінки ефективності роботи автономних електромеханічних перетворювачів можуть бути використані для подальшої модернізації існуючих систем, а також при створенні нових високоефективних автономних електрогенеруючих установок.
Практична цінність. Результати дослідження мають практичну цінність для інженерів, користувачів та виробників електромеханічного обладнання. Одержані результати можуть використовуватись для підвищення ефективності та надійності автономних енергетичних систем, що працюють у різних умовах. Зокрема, можливо зменшити витрати на технічне обслуговування, покращити енергоефективність та подовжити термін експлуатації обладнання. Отримані результати можуть використовуватись при розробці рекомендацій щодо вибору, модернізації та діагностики автономних електромеханічних установок.
Посилання
Golovko, V. M., Ostroverkhov, M. Y., Kovalenko, M. A., Kovalenko, I. Y., & Tsyplenkov, D. V. (2022). Mathematical simulation of autonomous wind electric installation with magnetoelectric generator. Naukovyi Visnyk Natsionalnoho Hirnychoho Universytetu, (5), 74–79. https://doi.org/10.33271/nvngu/2022-5/074
2. Chumack, V., Bazenov, V., Tymoshchuk, O., Kovalenko, M., Tsyvinskyi, S., Kovalenko, I., & Tkachuk, I. (n.d.). Voltage stabilization of a controlled autonomous magnetoelectric generator with a magnetic shunt and permanent magnet excitation. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 6(5 (114)), 56–62.
Ostroverkhov, M., Chumack, V., Kovalenko, M., & Kovalenko, I. (2022). Development of the control system for taking off the maximum power of an autonomous wind plant with a synchronous magnetoelectric generator. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 4(2(118)), 67–78. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2022.263432
IEEE. (2010). IEEE standard definitions for the measurement of electric power quantities under sinusoidal, nonsinusoidal, balanced, or unbalanced conditions (IEEE Std 1459-2010). IEEE.
Harris, C. R., Millman, K. J., van der Walt, S. J., Gom-mers, R., Virtanen, P., Bastien, T., ... & Oliphant, T. E. (2020). Array programming with NumPy. Nature, 585(7825), 357–362. https://doi.org/10.1038/s41586-020-2649-2
Hunter, J. D. (2007). Matplotlib: A 2d graphics environment. Computing in Science & Engineering, 9(3), 90–95.
Munoz-Galeano, N., Alfonso-Gil, J., Orts-Grau, S., Seguí-Chilet, S., & Gimeno-Sales, F. (2015). Instantaneous approach to IEEE std. 1459 power terms and quality indices. Electric Power Systems Research, 125, 228–234.
Song-Manguelle, J., Ekemb, G., Mon Nzongo, D., Jin, T., & Doumbia, M. (2018). A theoretical analysis of pulsating torque components in ac machines with variable frequency drives and dynamic mechanical loads. IEEE Transactions on Industrial Electronics, 65, 9311–9324.
9. Song-Manguelle, J., Ekemb, G., Schroder, S., Geyer, T., Nyobe-Yome, J.-M., & Wamkeue, R. (2016). Analytical expression of pulsating torque harmonics due to pwm drive. (Журнал или конференция не указаны, пожалуйста, предоставьте эту инфор-мацию).
Chumak, V., Kovalenko, M., Tkachuk, I., & Ko-valenko, I. (2022). Porivniannia synkhronnykh heneratoriv dlia avtonomnoi benzynovoi ustanovky. Visnyk NTU «KhPI». Seriia: Problemy udoskonalennia elekt-rychnykh mashyn I aparativ. Teoriia I praktyka, (2 (8)), 32–38. https://doi.org/10.20998/2079-3944.2022.2.06
Song-Manguelle, J., Nyobe-Yome, J.-M., & Ekemb, G. (2010). Pulsating torques in pwm multi-megawatt drives for torsional analysis of large shafts. IEEE Transactions on Industry Applications, 46, 130–138.
Makedonski, N., & Parushev, P. (2023). Experimental Study of an Autonomous Power Supply System with a Special Type of Electric Drive. 1-6. https://doi.org/10.1109/BulEF59783.2023.10406266
Mingazeva, K. A., Karimov, R., Dmitriev, M. E., Kuskildin, T. R., Tashbulatov, R., & Nurmuhamedov, C. I. (2024). Development of scientific foundations and method of autonomous power and gas supply of remote consumers from gas distribution networks. Petroleum Engineering, 22, 294-303. https://doi.org/10.17122/ngdelo-2024-4-294-303
Serhiienko, V. (2023). Development of autonomous energy supply of a mobile surface degassing plant. Journal of Electrical and Power Engineering, 28, 47-52. https://doi.org/10.31474/2074-2630-2023-1-47-52
Fedotov, A., Misbakhov, R., Chernova, N., & Bakhteev, K. (2019). Utilization of electrochemical energy storage devices in autonomous power supply systems. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, 643, 012105. https://doi.org/10.1088/1757-899X/643/1/012105
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2025 M.A. Kovalenko, I.Y. Kovalenko, Y.O. Titov, O.O. Bazarov
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-ShareAlike 4.0 International License.
Положення про авторські права Creative Commons
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи.
