Browsing by Author "Andrii Pyrozhenko"

Now showing 1 - 3 of 3
  • Thumbnail Image
    Item
    A method for reducing current ripples in traction motors for contact electric locomotives with pulse width modulation
    (Scientific and practical journal "Economics and technical engineering", 2024-06-26) Andrii Pyrozhenko; Yevhenii Modlo; Vitalii Shupov; Mykola Zhukov; Ruslan Shaida
    Disadvantages that occur when powering the traction motors of mine contact electric locomotives from a pulse width converter (PWC) due to significant current pulsations are given: significant current and moment pulsations and skidding of the wheel pairs of the electric locomotive in the mode of displacement. An analysis of known methods of reducing current pulsations of traction motors, such as the use of reactors in the armature circuit of motors, increasing the frequency of the pulse converter, determined their insufficient efficiency. On the basis of the conducted analysis, a number of shortcomings of known methods of reducing current pulsations and their non-compliance with existing requirements were revealed. Thus, the use of reactor engines connected in series in the armature circuit leads to significant power losses in them. Increasing the frequency of the pulse-width converter requires an individual selection of the optimal frequency value for each type of electric locomotive and in any case leads to an increase in switching losses in the converter, which in turn leads to a decrease in the quality of electrical energy. The proposed method of separate power supply of the traction motors of the two-engine drive of the mine electric locomotive from two PWC instead of the existing parallel one. Comparative studies of the proposed method of separate power supply of traction motors with a time shift in the operation of pulse width converters for half the period of the operating frequency with the applied parallel connection were conducted. On the basis of the conducted research, the effectiveness of the proposed method has been proven. It is shown that the maximum value of traction current ripples occurs at a duty cycle of 0.5 and at a frequency of 300 Hz does not exceed 10%, and taking into account the shift in time in the operation of converters for half the period of their operating frequency, traction current ripples at the indicated frequency will not exceed 5%. Наведені недоліки, що мають місце під час живлення тягових двигунів шахтних контакт-них електровозів від широтно-імпульсного перетворювача (ШІП) через значні пульсації струму: значні пульсації струму та моменту та буксування колісних пар електровозу в режимі його зрушення з місця. Проведений аналіз відомих методів зниження пульсацій струму тягових двигунів, як то застосування реакторів в якірному колі двигунів, підвищення частоти імпульсного перетворювача визначила їх недостатню ефективність. На підставі проведеного аналізу виявлений ряд недоліків відомих мето-дів зниження пульсацій струму та їх невідповідності існуючим вимогам. Так, застосування послідовно ввімкнених в якірне коло двигунів реакторів призводить до значних втрат потужності в них. Підвищення частоти широтно-імпульсного перетворювача потребує індивідуального вибору оптимального значення частоти для кожного типу електровозу і в будь якому разі веде до збільшення комутаційних втрат в перетворювачі, що в свою чергу веде до зниження якості електричної енергії. Запропонований метод роздільного живлення тягових двигунів дводвигунного приводу шахтного електровозу від двох ШІП замість існуючого паралельного. Проведені порівняльні дослідження запропонованого методу роздільного живлення тягових двигунів зі зсувом за часом у роботі широтно-імпульсних перетворювачів на половину періоду робочої частоти з застосовуваним паралельним з'єднанням. На підставі проведених досліджень доведена ефективність запропонованого методу. Показано що максимальне значення пульсацій тягового струму має місце при скважності 0,5 і при частоті ШІП 300 Гц не перевищує 10%, а з урахуванням здвигу у часі в роботі перетворювачів на половину періоду їх робочої частоти пульсації тягового струму на вказаній частоті не перевищать 5%.
  • Thumbnail Image
    Item
    Application of ultrasound detection for dangerous starks and deliverations in the roof and walls of underground mining works
    (Scientific and practical journal "Economics and technical engineering", 2023-11-15) Vitalii Shupov; Mykola Zhukov; Andrii Pyrozhenko; Vitalii Tsvitnov; Ruslan Shaida
    It has been shown that there is a high incidence of injuries to mountain workers due to falling pieces of rock in underground mining pits. From the published materials it is clear that in deep ore mines, on average, 40% of all injuries on mining robots are mainly caused by falls from invisible pins and scrapes in the walls and walls of mining machines. Increasing productivity works under the influence of a stronger environment. The main way to identify potential stains is by tapping the surface of the oil mass, as the frill is called, which is associated with a forceful infusion onto the mass and is potentially unsafe. The design is based on a device for non-force acoustic ultrasonic scanning of the roofing and walls of the roofing wall with the method of detecting the presence of pins and shading. Active control of the massif is based on the specific nature of the division of mechanical-acoustic springs in the Georgian breed. An analysis of the reaction of the Girsky breed to an exciting acoustic pulse in the ultrasonic spectrum was carried out. It was revealed that the reaction of the breed lies at the stage of mechanical connection of the controlled plot with the entire Girsky massif, therefore, by the magnitude of the amplitude and extinction of the acoustic sound, one can judge the stage of autonomy of the plot and possibly There is a deboning. The detection of cracks, which causes increased reverberation of the signal due to vibrations between the sections in the cracks, which leads to increased amplitude and frequency of strong resonant vibrations. The device was disassembled, prepared and tested until the last moment and fitted with the sensor to accommodate two independent sensors, one of which works on vibration, and the other on reception. To ensure high sensitivity, frequency and small dimensions, a resonant converter based on the active element of the PZT material was used - 23 with barium titanate with added lead and zirconium titanate. The vicinity of the dual-element sensor allows you to insert the middle element of the vibrating element into the receiving element. The elements are acoustically isolated from one type to another. The acoustic scanning frequency is assumed to be 20 kHz, the duration of the scanning pulse is 0.3 ms. Is shown block diagram and a photo of the visible sensor. Показано високу поширеність травматизму гірських робітників від падаючих шматків породи в підземних гірничих виробках. З опублікованих матеріалів відомо, що на глибоких рудних шахтах в середньому 40% усіх травм на гірничих роботах в останні роки спричинені падінням невидимих заколів та відшарувань в стелі та стінках гірничих виробок. Зростання продуктивності робіт тягне посилення цього явища. Існуючий спосіб виявлення потенційних заколів та відшарувань методом простукування поверхні гірничого масиву, так звана оборка, пов’язана з силовим впливом на масив і є потенційно небезпечним. Запропоновано конструкцію пристрою для несилового акустичного ультразвукового сканування покрівлі та стінок гірничого вироблення з метою виявлення прихованих заколів та відшарувань. Активний контроль масиву ґрунтується на визначенні характеру розподілу механо-акустичних пружних хвиль у гірській породі. Проведено аналіз реакції гірської породи на збуджуючий акустичний імпульс в ультразвуковому спектрі. Виявлено, що реакція породи залежить від ступеня механічного зв’язку контрольованої ділянки з усім гірським масивом, тому за величиною амплітуди та згасанню акустичного післязвучання можна судити про ступінь автономності ділянки та можливість її обвалення. Наявність тріщин, заколів та відшарування збільшує реверберацію сигналу за рахунок відображень від меж розділу в тріщинах, що приводить до збільшення амплітуди та тривалості вільних резонансних коливань. Розроблено, виготовлено та випробувано дослідний зразок приладу з датчиком, що містить два незалежних п’єзоперетворювача, один з яких працює на випромінювання, а інший - на прийом. Для забезпечення поєднання високої чутливості, частотності та малих габаритів було використано резонансний перетворювач на основі активного елемента з матеріалу ЦТС – 23 з титанату барію з додаванням титанату свинцю та цирконію. Використання двоелементного датчика дозволяє усунути безпосередній вплив випромінюючого елемента на прийомний. Елементи акустично ізольовані один від іншого. Частота акустичного сканування прийнята 20 кГц, тривалість скануючого імпульса 0,3 мс. Привелена блок-схема пристрою та фото загального вигляду датчика.
  • Thumbnail Image
    Item
    DAC with 50 Hz AC voltage output, errors and operating algorithms
    (Scientific and practical journal "Economics and technical engineering", 2024-12-25) Viacheslav Khyzhniak; Yevhenii Modlo; Yuliia Lytovchenko; Oleksandr Lytovchenko; Andrii Pyrozhenko
    The article investigates the basic principles of operation of a 10-bit digital-to-analog converter (DAC) for generating an alternating voltage with a frequency of 50 Hz. The sources of errors that arise during the operation of the DAC are considered, including the discreteness of the output signal, inaccuracies of the generation algorithm and the influence of the load. In particular, the methodological error, which is 0.015%, and the frequency error, which reaches 0.5 Hz, are analyzed. This indicates that the developed system meets modern standards of accuracy and stability of signals. As an example, a digital-to-analog converter with the following characteristics is used: bit capacity - 10 bits, speed - no more than 25 μs, output voltage - ±10 V, discharge capacity - 10 mV, error - 0.01%, load resistance - 510 Ohm, the period of the timer pulses in the controller where the DAC is located is 1 μs. The article presents a digital interpolation algorithm that allows to reduce errors at the output and improve the quality of the sinusoidal signal. The procedure for timer synchronization and output signal generation based on numerical calculations is described in detail. Particular attention is paid to minimizing the so-called "jamminess" of the sinusoidal wave in the area of its passage through zero. This is achieved by introducing an auxiliary voltage shift, which allows to ensure a smooth transition between signal levels. A significant part of the work is devoted to the use of analog filtering and digital interpolation to improve the shape of the output signal. Such methods allow to significantly reduce distortion and ensure high accuracy of voltage reproduction even with significant load changes. In addition, the authors of the article offer an optimized table of signal generation steps, which allows to reduce calculation time and improve the energy efficiency of the system. The practical results of the article have wide application in the field of electronics, including the development of automatic control systems, measuring equipment, as well as in the field of electric power. The obtained data can be used for both industrial and educational purposes, for training future specialists. У статті досліджено основні принципи функціонування 10-бітного цифро-аналогового перетворювача (ЦАП) для формування змінної напруги частотою 50 Гц. Розглянуто джерела похибок, які виникають під час роботи ЦАП, включаючи дискретність вихідного сигналу, неточності алгоритму генерації та вплив навантаження. Зокрема, проаналізовано методичну похибку, що становить 0,015%, та частотну похибку, яка досягає 0,5 Гц. Це свідчить про відповідність розробленої системи сучасним стандартам точності та стабільності сигналів. У якості прикладу виступає цифро-аналоговий перетворювач із наступними характеристиками: розрядність - 10біт, швидкодія - не більше 25мкс, Напруга виходу - ±10В, розрядна здатність - 10 мВ, погрішність - 0,01%, опір навантаження - 510 Ом. період слідування імпульсів таймера в контролері, де розташований ЦАП - 1мксек. У статті представлено алгоритм цифрової інтерполяції, який дозволяє зменшити похибки на виході та підвищити якість синусоїдального сигналу. Детально описано процедуру синхронізації таймера та формування вихідного сигналу на основі числових розрахунків. Особливу увагу приділено мінімізації так званої «рваності» синусоїдальної хвилі в районі її проходження через нуль. Це досягається через введення допоміжного напругового зсуву, що дозволяє забезпечити плавний перехід між рівнями сигналу. Значна частина роботи присвячена використанню аналогової фільтрації та цифрової інтерполяції для покращення форми вихідного сигналу. Такі методи дозволяють значно зменшити спотворення та забезпечити високу точність відтворення напруги навіть при значних змінах навантаження. Крім того, автори статті пропонують оптимізовану таблицю кроків генерації сигналу, що дозволяє скоротити час обчислень та покращити енергетичну ефективність системи. Практичні результати статті мають широке застосування у сфері електроніки, включаючи розробку систем автоматичного керування, вимірювальної техніки, а також у галузі електроенергетики. Отримані дані можуть бути використані як у промислових, так і в освітніх цілях, для навчання майбутніх фахівців.