Вісник Вінницького політехнічного інституту https://visnyk.vntu.edu.ua/index.php/visnyk <p>Журнал «Вісник Вінницького політехнічного інституту» є виданням, яке входить до Переліку наукових фахових видань України у галузі технічних наук (категорія Б) за спеціальностями: 121, 122, 123, 124, 125, 126, 131, 132, 133, 141, 144, 151, 152, 163, 172, 183, 275, а також 01.05.00, 05.02.02, 05.02.10, 05.03.05, 05.09.03, 05.11.00, 05.13.05, 05.13.06, 05.12.13, 05.12.20, 05.14.02, 05.14.06, 05.22.20, 05.23.02, 05.23.05 (накази Міністерства освіти і науки України: від 11.07.2019 р., № 975; від 15.10.2019, № 1301; від 17.03.2020 р., № 409).</p> <p>Журнал входить у міжнародні наукометричні бази Index Copernicus International та Google Scholar і реферується в Українському реферативному журналі «Джерело».</p> <p>Журнал публікує статті, які містять нові теоретичні та практичні результати в галузях технічних, економічних, природничих та гуманітарних наук. Публікуються також огляди сучасного стану розроб­ки важливих наукових проблем, огляди наукових та методичних конференцій, які відбулися у ВНТУ, статті з педагогіки вищої освіти.</p> Вiнницький нацiональний технiчний унiверситет uk-UA Вісник Вінницького політехнічного інституту 1997-9266 <p>Автори, які публікуються у цьому журналі, згодні з такими умовами:</p> <ul> <li class="show">Автори зберігають авторське право і надають журналу право першої публі­кації.</li> <li class="show">Автори можуть укладати окремі, додат­кові договірні угоди з неексклюзив­ного поширення опублікованої журналом версії статті (наприклад, розмістити її в інститутському репозиторії або опубліку­вати її в книзі), з визнанням її первісної публікації в цьому журналі.</li> <li class="show">Авторам дозволяється і рекомендується розміщувати їхню роботу в Інтернеті (наприклад, в інституційних сховищах або на їхньому сайті) до і під час процесу подачі, так як це може привести до продуктивних обмінів, а також скорі­шого і ширшого цитування опубліко­ва­них робіт (див. вплив відкритого доступу).</li> </ul> МОДЕЛЮВАННЯ ОПТИМАЛЬНОГО РУХУ ЕЛЕКТРОМОБІЛЯ З АСИНХРОННИМ ЕЛЕКТРОПРИВОДОМ НА СХИЛАХ І ПІДЙОМАХ ДОРОГИ https://visnyk.vntu.edu.ua/index.php/visnyk/article/view/2675 <p class="a">Виконано моделювання руху електромобіля з асинхронним електроприводом на схилах та підйомах, виконуючи оптимізацію за критерієм мінімуму електричних втрат, використовуючи синтезовані <span style="letter-spacing: -.1pt;">авторами моделі, основою яких є математична модель кривої намагнічування, що представлена обе</span>рненим гіперболічним синусом та варіаційним варіантом методу невизначених множників Лагранжа. Проведено моделювання, виконане для трьох варіантів умов проходження заданої відстані за виділений час, процесів руху електромобіля на спуск та підйом різних ступенів нахилу з порівнянням до умов руху горизонтальною ділянкою.</p> <p class="a" style="margin-top: 0cm;">Отримані результати проаналізовані та виявлено, що як і для горизонтального руху, моделювання якого проводились також і в попередніх роботах автора, закон керування, представлений отриманою математичною моделлю оптимального руху, забезпечуватиме оптимізацію енергоспоживання приводом електромобіля заряду акумуляторних батарей в умовах руху на спуск та підйом.</p> <p class="a" style="margin-top: 0cm;">Моделювання та їх аналіз підтверджують теоретичні виклади і ефективність оптимізації руху отриманих математичних моделей також і для руху відрізками дороги на спуск та підйом.</p> В. В. Горенюк Авторське право (c) 2021 http://creativecommons.org/licenses/by/4.0 2021-10-29 2021-10-29 5 43 49 10.31649/1997-9266-2021-158-5-43-49 МЕТОД ЕКВІВАЛЕНТУВАННЯ СХЕМИ З ВИКОРИСТАННЯМ МЕТОДОЛОГІЇ РІВНОВАЖНОГО БАЛАНСУВАННЯ https://visnyk.vntu.edu.ua/index.php/visnyk/article/view/2676 <p>Розроблено новий метод еквівалентування з використанням запропонованої методології рівноважного балансування з метою спрощення розрахунків еквівалентних взаємних опорів між вузлами елек тричної схеми із застосуванням матричних перетворень структури мережі. Розроблений метод дозволяє на основі використання першої матриці інцидентності провести розрахунок еквівалентів будь-яких з’єднань двох вузлів схеми. Створено математичні моделі для розрахунку повної матриці опорів наявних та віртуальних віток схеми, яка репрезентує всі існуючі взаємозв’язки між вузлами з урахуванням впливів суміжної схеми мережі.</p> <p>Розрахунок еквівалентних опорів за цим методом здійснюється на основі аналізу схеми електричної мережі. Таким чином, встановлюється одиничний вхідний задавальний струм початкового вузла та одиничний вихідний задавальний струм кінцевого вузла, решта задавальних струмів прирівнюються до нуля. Отже, еквівалентний струм у такому випадку буде рівний одиниці, а значення еквівалентного опору між вузлами схеми становитиме суму спадів напруг за умови таких задавальних струмів. Струми у вітках визначаються множенням оберненої матриці інцидентності на доповнену матрицю. Знаходження еквівалентних опорів між вітками, що не мають безпосереднього з’єднання, здійснюється шляхом доповнення матриці інцидентності додатковими віртуальними вітками, що дозволяє обчислити значення взаємних еквівалентних опорів і для цих віток.</p> <p>Операцію порядкового множення струму на опір можна здійснити перед відніманням стовпців оберненої матриці, тобто перед добутком оберненої матриці на доповнену матрицю інцидентності, що дозволить розрахувати додаткові взаємні еквівалентні опори для віртуальних віток. В результаті отримано моделі обчислення повної матриці взаємозалежності еквівалентних опорів від напруг віток.</p> <p>Значення еквівалентних опорів розташовані на діагоналі повної матриці взаємозв’язку опорів і можуть бути підраховані за спрощеною формулою як сума добутків струмів на опори віток. Такий метод еквівалентування схеми значно спрощує розрахунки всіх еквівалентних опорів схеми завдяки використанню методології рівноважного балансування, що дозволяє провести розрахунки для усіх вузлів схеми, встановивши залежності еквівалентних опорів від спадів напруг.</p> <p>Метою роботи є підвищення ефективності методу еквівалентування електричних мереж шляхом використання рівноважного балансування розрахунку усталеного режиму електричних систем, що дозволяє оптимізувати розрахункові процеси.</p> С. В. Бевз Авторське право (c) 2021 http://creativecommons.org/licenses/by/4.0 2021-10-29 2021-10-29 5 50 57 10.31649/1997-9266-2021-158-5-50-57 АВТОМАТИЗАЦІЯ КЕРУВАННЯ РЕЖИМАМИ СИСТЕМ ЕЛЕКТРОПОСТАЧАННЯ ТА ОСВІТЛЕННЯ МІСТ https://visnyk.vntu.edu.ua/index.php/visnyk/article/view/2677 <p>Системи електропостачання та освітлення міст розглянуто як складні територіально розподілені людино-машинні системи, які входять до складу систем вищого рівня — електроенергетичних систем або їх підсистем. Вони мають з ними спільні елементи (живильні і розподільні мережі вищої та середньої напруги), а також спільні джерела живлення і засоби регулювання та управління. Це створює взаємний вплив і взаємозалежніть та вимагає застосування методів і технічних засобів управління, адаптованих до параметрів і режимів міських електричних мереж і в основі своїй орієнтованих на структурно-параметричну інтеграцію в системи керування об’єктами енергетичних систем. Запропоновано структуру системи автоматичного керування, критерії та параметри керування режимами систем електропостачання та освітлення міст, що відрізняються розподіленням параметрів у просторі та процесів у часі, а також низьким рівнем кореляції графіків напруги та реактивної потужності, і базуються на застосуванні концепції Smart-Light. В її основу покладено розподілену багаторівневу систему керування з розосередженими активними елементами, що побудовані на застосуванні фазоперемикальних вольтододавальних трансформаторів. Тим самим забезпечується можливість непов’язаного керування режимами напруги, активної та реактивної потужностей. Викладене відкриває можливість для керування режимами напруги в будь-якій точці мережі без впливу на режими інших споживачів. Концептуально система керування режимами електричних мереж систем електропостачання та освітлення міст дозволяє враховувати їх особливості, пов’язані з кольорово-світловим впливом освітлення на тваринний і рослинний світ, а також суміжні системи вищого рівня — електроенергетичні системи та мережі. Все це дозволяє розглядати системи електропостачання та освітлення міст як складні біотехнічні системи і керувати ними з урахуванням, як економічного критерію, так і критеріїв соціальної та екологічної ефективності.</p> П. П. Говоров В. П. Говоров A. K. Кіндінова Авторське право (c) 2021 http://creativecommons.org/licenses/by/4.0 2021-10-29 2021-10-29 5 58 63 10.31649/1997-9266-2021-158-5-58-63 ПІДВИЩЕННЯ ЯКОСТІ ЕЛЕКТРОПОСТАЧАННЯ У ENERGY SMART COMMUNITY З ДЖЕРЕЛАМИ РОЗОСЕРЕДЖЕНОЇ ГЕНЕРАЦІЇ https://visnyk.vntu.edu.ua/index.php/visnyk/article/view/2678 <p>Серед різних відновлюваних технологій енергія вітру і сонячна фотоелектрична енергія є комерційно найпривабливішою і широко застосовується. Стрімкий розвиток напрямку відновлюваної енергетики став передумовою майбутньої зміни базової стратегії функціонування енергосистем і енергоринку, створення нових форматів взаємодії в рамках «споживач – енергопостачальна компанія», які описані в понятті Energy Smart Community . Найкращим варіантом побудови Energy Smart Community є режим роботи приватних домогосподарств, в якому не тільки ефективно та економічно споживається електроенергія, а ще генерується у мережу. Вимоги підключення до мережі, зазначені стандартами, є основними настановами для проектування, управління та експлуатації сонячних фотоелектричних систем. Оскільки напруга (струм) фотоелектричних генераторів несумісні з навантаженням з погляду амплітуди та частоти, то потрібно використовувати силові перетворювачі. Система керування перетворювачем DC/AC повинна будуватися таким чином, щоби струм був синусоїдним з низьким THD. В роботі пропонується перетворювач на базі розробленої слідкувальної системи з релейним керуванням і примусовим формуванням споживаних і генерованих з мережі струмів синусоїдної форми за відсутності фазового зсуву між напругою й струмом. Релейне керування дозволяє реалізувати граничну швидкодію під час відпрацювання завдання. Цифровим моделюванням досліджені режими роботи запропонованого перетворювача: живлення навантаження від мережі та сонячної фотоелектричної системи (СФЕС); живлення від СФЕС та генерування енергії в мережу; генерування енергії в мережу у разі відключеного навантаження; живлення від СФЕС. В усіх режимах роботи струм синусоїдний. Проаналізовано якість струму за допомогою гармонічного аналізу. THD 3,41&nbsp;%, таке значення задовольняє вимоги стандарту якості споживаного струму. Окремі гармоніки не перевищують максимально допустимих значень.</p> С. П. Денисюк Д. Г. Дерев’янко Г. С. Белоха Авторське право (c) 2021 http://creativecommons.org/licenses/by/4.0 2021-10-29 2021-10-29 5 64 70 10.31649/1997-9266-2021-158-5-64-70 МАТЕМАТИЧНА МОДЕЛЬ ВИЗНАЧЕННЯ ЕКСТРЕМАЛЬНОЇ ЗА НАПРУГОЮ ТОЧКИ В ДАЛЬНІЙ ЛІНІЇ ЕЛЕКТРОПЕРЕДАЧІ ЗМІННОГО СТРУМУ https://visnyk.vntu.edu.ua/index.php/visnyk/article/view/2679 <p class="a">Подано результати дослідження режиму напруги в проміжних точках дальньої лінії електропередачі змінного струму. Представлені математичні моделі розподілу реактивної потужності та профілю напруги вздовж фактичної та ідеалізованої лінії. Запропоновано спосіб та математичні моделі визначення координат екстремальних точок потокорозділу за реактивною потужністю та за напругою вздовж траси лінії. Запропоновано застосовувати лінеаризовані математичні моделі лінії електропередачі, а також детальніші моделі другого та третього порядку для визначення координати екстремальної точки за напругою вздовж лінії електропередачі. Показано, що підвищення точності розрахунків можна досягти із застосуванням математичних моделей другого та третього порядків. Деталізація моделювання зумовлює підвищення точності моделі, проте це пов’язано з ускладненням математичної моделі, а застосування моделі третього порядку вимагає ще й залучення апарату комплексних чисел для реалізації відповідних розрахунків. Досліджено вплив на точність розрахунку координати екстремальної точки величини активного та реактивного навантаження, а також втрат активної потужності під час коронного розряду. Показано можливість застосування запропонованих моделей в задачах регулювання та налагодження параметрів гнучких електропередач на базі ліній надвисокої номінальної напруги. Так, для типових конструкцій магістральних електропередач ОЕС України достатню точність розрахунків забезпечують моделі першого та другого порядку і тільки для електропередач надвеликої довжини доцільно використовувати математичну модель третього порядку.</p> Т. Л. Кацадзе В. А. Баженов О. М. Панєнко O. M. Янковська K. M. Новіков Авторське право (c) 2021 http://creativecommons.org/licenses/by/4.0 2021-10-29 2021-10-29 5 71 78 10.31649/1997-9266-2021-158-5-71-78 ОЦІНЮВАННЯ ТОЧНОСТІ ВИМІРЮВАННЯ ЕЛЕКТРИЧНОЇ ЕНЕРГІЇ ВУЗЛОМ КОМЕРЦІЙНОГО ОБЛІКУ https://visnyk.vntu.edu.ua/index.php/visnyk/article/view/2681 <p>Запропоновано метод оцінювання точності обліку електричної енергії трифазним вузлом комерційного обліку в режимі зниженого навантаження, що дає змогу встановити недооблік електроенергії за однією або декількома фазами в разі зниження рівня завантаження трансформаторів струму до значень, за яких для заданого класу точності не унормована допустима похибка, або у разі функціонування лічильника електричної енергії трансформаторного включення в режимі нечутливості, що є характерним для простоїв виробничого обладнання у нічний час, під час вихідних та святкових днів, коли функціонує лише освітлення території підприємства, відеонагляд, охоронна сигналізація тощо. Метод дозволяє оцінити за допомогою нечіткої функції залежність між вимірюваною величиною — відносним відхиленням показів лічильника трансформаторного включення від дійсних значень енергії, що оцінюються за показами лічильника прямого включення, — та струмами фаз. Для оцінювання параметрів апроксимуючих залежностей для граничних дійсних функцій, що визначають таку нечітку функцію, необхідно: 1) отримати вибірки значень вимірюваної величини по кожному з вимірюваних каналів при зміні струму відповідної фази в межах, що відповідають режиму зниженого навантаження; 2) для кожної з вибірок із застосуванням теорії нечітких множин оцінити межі фаззі-інтервалів, що характеризують результат вимірювання; 3) межі отриманих нечітких інтервалів для фіксованих значень струмів певної фази апроксимувати функціями, які є сумою двох експонент, в результаті чого отримують нечіткі функції, що характеризують невизначеність обліку по кожній фазі; 4) оцінити границі шуканої нечіткої функції, що визначає невизначеність вимірювання електроенергії за трьома фазами, як корінь із суми квадратів відповідних границь нечітких функцій невизначеностей обліку по кожній з фаз. Встановлено, що в режимі зниженого навантаження недооблік активної енергії за одним вимірювальним каналом лічильника трансформаторного включення класу точності 0,5<sup>&nbsp;</sup>S може досягати 3&nbsp;%. Застосування методу дасть можливість підвищити точність фінансових розрахунків між постачальниками та споживачами електроенергії.</p> К. С. Василець Авторське право (c) 2021 http://creativecommons.org/licenses/by/4.0 2021-10-29 2021-10-29 5 79 84 10.31649/1997-9266-2021-158-5-79-84 СПОСТЕРІГАЧ МЕХАНІЧНИХ КООРДИНАТ В СИСТЕМІ КООРДИНАТ СТАТОРА ДЛЯ НЕЯВНОПОЛЮСНИХ СИНХРОННИХ ДВИГУНІВ З ПОСТІЙНИМИ МАГНІТАМИ https://visnyk.vntu.edu.ua/index.php/visnyk/article/view/2682 <p>Запропоновано спостерігач кутової швидкості та кутового положення для неявнополюсних синхронних двигунів з постійними магнітами. Як базову модель використано модель в системі координат статора, а саме рівняння динаміки струмів та потокозчеплень. На основі рівнянь спроектовано спостерігач повного порядку. Для аналізу стійкості та проектування оцінювача швидкості здійснено перехід до динаміки похибок та введено нові змінні стану. Відповідно до аналізу стійкості з використанням другого методу Ляпунова доведено, що запропонований спостерігач є локально асимптотично стійким і гарантує експоненційну оцінку невідомих змінних, а саме кутової швидкості та положення. Під час синтезу спостерігача введено припущення, що швидкість є постійною, або такою, що повільно змінюється, але спостерігач може бути налаштований таким чином, щоби вплив непостійності швидкості на її оцінку був мінімальний. Положення визначається на основі оцінених значень потокозчеплень. В роботі наведено результати моделювання при роботі спостерігача в розімкненому та замкненому режимах. В розімкненому режимі спостерігач не впливає на роботу алгоритму керування. В замкненому режимі роботи спостерігач застосовується для оцінювання механічних координат, які потім використовуються замість виміряних для роботи системи векторного керування та перетворення координат. Перехідні процеси показали, що якість показників керування у разі бездавачевого керування швидкості наближається до випадку, коли механічні координати вимірюються. Тому запропонований спостерігач може бути використаний замість датчиків швидкості та положення для здешевлення електроприводів на базі неявнополюсних синхронних двигунів з постійними магнітами для середньо- або низькодинамічних застосувань, що не потребують роботи на низьких швидкостях.</p> Д. І. Родькін С. М. Пересада В. М. Пижов О. I. Райчук Авторське право (c) 2021 http://creativecommons.org/licenses/by/4.0 2021-10-29 2021-10-29 5 85 90 10.31649/1997-9266-2021-158-5-85-90 АНАЛІЗ РОБОТИ РЕЛЕ ЧАСТОТИ ІЗ ЗАСТОСУВАННЯМ ЦИФРОВОЇ СИСТЕМИ ТЕСТУВАННЯ https://visnyk.vntu.edu.ua/index.php/visnyk/article/view/2683 <p class="a">Для перевірки та налаштування складних пристроїв релейного захисту й автоматики (РЗА), якими є цифрові реле частоти, застосовують спеціальні технічні засоби, виконані із застосуванням цифрової техніки. Тому задачу автоматичної перевірки характеристик спрацювання цифрового реле частоти розв’язано шляхом створення алгоритмів перевірки характеристик спрацювання за типовими та особливими характеристиками цифрового реле частоти. На основі алгоритмів створений спеціалізований модуль перевірки реле частоти, що став підсистемою вітчизняних цифрових тестових систем перевірки пристроїв релейного захисту й автоматики «РЗА-Тестер», «Реле-Тестер» та «РТС-М». Розроблений модуль дозволяє автоматично перевірити практично всі характеристики вітчизняного цифрового реле частоти серії УРЧ-3М в режимах автоматичного частотного розвантаження, частотного автоматичного повторного ввімкнення, автоматичного частотного розвантаження з блокуванням по швидкості зниження частоти, контролю швидкості зниження частоти, контролю швидкості підвищення частоти. Функціональний блок спеціалізованого модуля дозволяє за один цикл здійснити перевірку всіх характеристик реле частоти та суттєво зменшити час його перевірки. Модуль перевірки реле частоти показав високу ефективність на етапі виготовлення реле частоти серії УРЧ-3М на технологічних лініях науково-виробничого підприємства з виготовлення релейного обладнання «РЕЛСІС» та під час налагодження реле частоти в енергосистемах України.</p> М. С. Сегеда П. М. Баран В. П. Кідиба Я. Д. Пришляк Авторське право (c) 2021 http://creativecommons.org/licenses/by/4.0 2021-10-29 2021-10-29 5 91 95 10.31649/1997-9266-2021-158-5-91-95 ВИЗНАЧЕННЯ ОПТИМАЛЬНОГО ЗНАЧЕННЯ ОПОРУ РЕЗИСТОРА ЗАЗЕМЛЕННЯ НЕЙТРАЛІ В МЕРЕЖАХ 20 КВ https://visnyk.vntu.edu.ua/index.php/visnyk/article/view/2684 <p class="a">На сьогодні в енергосистемі України назріла об’єктивна необхідність розв’язання задач удосконалення принципів побудови топології мереж за класами напруги та видами виконання на основі науково обґрунтованих технічних рішень з використанням сучасних методів та технологій.</p> <p class="a" style="margin-top: 0cm;"><span style="letter-spacing: -.1pt;">Досліджено оптимальне значення опору резистора заземлення нейтралі в мережах 20 кВ.</span> Розподільні електричні мережі України напругою 6&nbsp;(10)&nbsp;кВ входять в кінцеву ланку системи забезпечення споживачів електричною енергією. Вони перебувають у безпосередній взаємодії як зі споживачем, так і районними та магістральними електричними мережами. Тому стан та функціонування розподільних електричних мереж напругою 6&nbsp;(10)&nbsp;кВ відчутно впливає на показники надійності, якості і ефективності роботи об’єднаної енергосистеми України. Перехід з рівня напруги 6 (10)&nbsp;кВ на 20 кВ актуальний та пріоритетний крок для підвищення ефективності функціонування розподільної мережі та суттєвого зменшення втрат електроенергії.</p> <p class="a" style="margin-top: 0cm;">Наведено види резисторів та варіанти їх встановлення у нейтраль мережі напругою 20&nbsp;кВ. Установлена залежність між опором резистора заземлення нейтралі та струмом однофазного короткого замикання, який безпосередньо впливає на види релейного захисту, а також їх кількість.</p> <p class="a" style="margin-top: 0cm;">Виконано моделювання режиму роботи мережі 20 кВ, за його результатами вибране оптимальне значення опору резистора заземлення нейтралі у цій мережі, з яким досягається достатня чутливість пристроїв РЗА за найменшого струму КЗ. Для дослідження вибрано саме цей метод заземлення нейтралі, оскільки у резистивного заземлення є такі переваги: відсутність дугових перенапруг високої кратності і багатомісних ушкоджень в мережі; відсутність необхідності відключення першого однофазного замикання на землю; зменшення ймовірності ураження персоналу і сторонніх осіб у разі однофазного замикання; практично повне виключення можливості переходу однофазного замикання на землю в багатофазне; просте виконання чутливого і селективного релейного захисту від однофазного замикання на землю.</p> В. В. Кирик А. Р. Буряк М. С. Іськова Авторське право (c) 2021 http://creativecommons.org/licenses/by/4.0 2021-10-29 2021-10-29 5 96 102 10.31649/1997-9266-2021-158-5-96-102 АНАЛІЗ ХАРАКТЕРУ ВІДПРАЦЮВАННЯ ДИНАМІЧНОЇ ПОХИБКИ ЗА ШВИДКІСТЮ ЕЛЕКТРОМЕХАНІЧНОЇ СИСТЕМИ, СПРИЧИНЕНОЇ ШТУЧНОЮ ЗМІНОЮ НАВАНТАЖЕННЯ В АВТОМАТИЗОВАНОМУ КОМПЛЕКСІ МЕТАЛООБРОБКИ https://visnyk.vntu.edu.ua/index.php/visnyk/article/view/2685 <p>Сформульована мета роботи та задача дослідження особливостей використання конвеєрів з гнучким тяговим елементом в сучасних системах автоматизованої металообробки. Подано технологічну схему металообробного комплексу, який виконує операції без втручання людини. Показано актуальність використання конвеєрів в процесах, де вимагається точне відпрацювання у разі штучного переміщення вантажу. З використанням пакету прикладних програм MatLab Simulink досліджено модель електромеханічної системи конвеєра з векторно-керованим асинхронним електродвигуном. Виконано дослідження статичних та динамічних характеристик транспортного конвеєра комплексу металообробки. На основі аналізу статичних та динамічних режимів роботи конвеєра, побудовано діаграму навантаження привода, проведено дослідження характеру зміни амплітуди максимальної похибки за штучного змінення статичного моменту. Зазначено, що внаслідок послідовного оброблення заготовок деталей на лінії їх вага зменшується, що зумовлює зменшення максимальної похибки за швидкістю тягового елемента. За допомогою отриманих результатів виконано дослідження поведінки системи для двох випадків — з максимальною та мінімальною продуктивністю лінії. За отриманими залежностями визначено, що система залишається стійкою за наявності високочастотної зміни штучного навантаження. Встановлено, що у випадку високої продуктивності транспортна система працює стійко, параметри її не виходять за межі встановлених вимог (максимальна динамічна похибка не перевищує 3&nbsp;% від номінальної швидкості транспортного механізму), і тому використання конвеєра з векторним керуванням в автоматизованій лінії металообробки є доцільним. Отримані результати дозволили рекомендувати в проектуванні автоматизованих ліній металообробки використання стрічкових конвеєрів з векторно-керованими асинхронними електродвигунами для транспортування деталей і заготовок.</p> М. В. Печеник С. О. Бур’ян С. О. Маліборський Авторське право (c) 2021 http://creativecommons.org/licenses/by/4.0 2021-10-29 2021-10-29 5 103 107 10.31649/1997-9266-2021-158-5-103-107 РОЗРОБКА СЦЕНАРІЇВ СТАЛОГО РОЗВИТКУ ТРАНСПОРТНОЇ СИСТЕМИ УКРАЇНИ https://visnyk.vntu.edu.ua/index.php/visnyk/article/view/2687 <p>Проаналізовано динаміку експорту та імпорту товарів України за видами транспортування. Встановлено, що однією з ключових проблем низької конкурентоспроможності українських перевізників-експортерів на міжнародних ринках є невідповідність транспортного парку та ланцюгів постачання сучасним екологічним вимогам. Трансформація транспортної галузі в бік кліматичного нейтралітету відкриває нові перспективи з погляду покращення рівня якості життя та соціально-еко номічного розвитку, а саме через модернізацію та формування «зелених» ланцюгів постачання можливо створити високоякісні робочі місця, розробити нові екологічно чисті продукти та послуги. Це дозволить зміцнити конкурентоспроможність транспортної системи та досягнути лідерської позиції, прагнучи декарбонізації інших секторів економіки. Ключовими напрямками скорочення негатив ного впливу транспорту України на навколишнє середовище та забезпечення стійкості функціонування транспортної галузі країни в цілому мають стати: розвиток контейнерних перевезень, організація оптимальних мультимодальних систем пасажирських та вантажних перевезень за участю «чистих» видів транспорту, розбудова необхідної інфраструктури обслуговування транспорту з нульовими викидами, переробки та утилізації відходів, постачання альтернативної енергії та ін. Для формування сталої транспортної системи України необхідно активізувати роботу з розвитку контейнерних перевезень вантажів, як найекономічнішого, надійного та екологічного способу транспортування. Розроблено проектні сценарії підвищення рівня екологічної ефективності вантажного транспорту України на основі розвитку контейнерних перевезень експортних вантажів. В результаті проведених розрахунків доведено, що збільшення рівня контейнеризації на різних видах транспорту дає можливість скоротити викиди СО<sub>2</sub> та зменшити додаткові витрати транспортного сектора України.</p> О. Є. Соколова Авторське право (c) 2021 http://creativecommons.org/licenses/by/4.0 2021-10-29 2021-10-29 5 117 125 10.31649/1997-9266-2021-158-5-117-125 ПРО ОДИН З ПІДХОДІВ ДО СИСТЕМНОГО ПЛАНУВАННЯ РОЗВИТКУ УНІВЕРСИТЕТУ НА ОСНОВІ НЕЧІТКОГО ВАРІАНТА БАГАТОКРИТЕРІАЛЬНОЇ ОПТИМІЗАЦІЇ https://visnyk.vntu.edu.ua/index.php/visnyk/article/view/2686 <p class="a">З використанням методики нечіткої багатокритеріальної оптимізації, викладеної в роботах професора С. Д. Штовби, яка базується на схемі Беллмана–Заде, що побудована з використанням матриці парних порівнянь Сааті та алгоритму концентрації функцій належності, запропонованому Ціммерманом, здійснено пошук варіанта плану оптимального розвитку університету в полі п’яти пріоритетних для закладу вищої освіти критеріїв оптимізації. Один з них характеризує надходження до університету коштів, додаткових до бюджетного фінансування, два інших характеризують, відповідно, наукові досягнення професорсько-викладацького складу та якість впровадження ідеології дуальної освіти в навчальний процес, а ще два характеризують якість навчального процесу в режимах офлайн та онлайн. Запропоновано варіант пріоритетності вибраних критеріїв та на нечіткій множині їх оптимальних значень визначено найкращий варіант плану розвитку університету, який сприятиме стабільному нарощенню з року в рік його іміджу. Показано, що в разі іншої пріоритетності вибраних критеріїв найкращим може виявитись інший варіант розвитку, як інший варіант розвитку університету може виявитись і в разі, якщо до уже запропонованих критеріїв нечіткої оптимізації будуть додані ще якісь додаткові критерії, які характеризуватимуть ще якісь параметри функціонування університету, не враховані при розв’язанні задачі пошуку оптимального плану розвитку університету в полі вибраних критеріїв. Запропонований підхід до системного планування розвитку університету на основі нечіткого варіанта багатокритеріальної оптимізації дозволяє в процесі реалізації синтезованого плану здійснювати його адаптацію в разі досягнення певних проміжних цілей. Для реалізації підходу запропонована програма обчислень на мові Python.</p> Б. І. Мокін О. Б. Мокін О. О. Войцеховська Авторське право (c) 2021 http://creativecommons.org/licenses/by/4.0 2021-10-29 2021-10-29 5 108 116 10.31649/1997-9266-2021-158-5-108-116 ЗРОСТАННЯ ОБСЯГІВ ВИРОБНИЦТВА ТА СФЕРИ ВИКОРИСТАННЯ ГАЗОБЕТОННИХ БЛОКІВ https://visnyk.vntu.edu.ua/index.php/visnyk/article/view/2670 <p>Досліджено сучасний стан виробництва газобетону автоклавного тверднення (АГБ) та основних технологічних особливостей виконання кам’яної кладки з використанням стандартних газобетонних блоків і блоків спеціального призначення (О-блоки, U-блоки і Т-блоки).</p> <p>Проаналізовано динаміку виробництва звичайної глиняної цегли, яка витісняється з будівельного ринку автоклавним газобетоном через високу енергоємність її виробництва та низькі теплоізоляційні властивості.</p> <p>Проаналізовано також структуру виробництва АГБ України за густиною. Більшість виробників АГБ України виробляє газобетон марки D500. Кращі світові виробники АГБ виробляють енергоефективний газобетон D400 і D300. Показані економічні і експлуатаційні технологічні переваги виконання кам’яної кладки газобетонних блоків низької густини та перспективи зростання виробництва ефективного теплоізоляційного газобетону густиною 100…150 кг/м<sup>3</sup>. Зазначені переваги використання для ведення кладки газобетонних блоків цементного та пінополіуретанового клею замість традиційних цементно-піскових розчинів. При цьому усуваються втрати тепла через шви, які є «містками холоду».</p> <p>Показані перспективи застосування газобетонних О-блоків спеціального призначення, які використовуються як незмінна опалубка для підсилення конструкції стіни, влаштування вентиляційних каналів, За умов використання U-блоків усувається традиційний «місток холоду» на рівні віконних і дверних перемичок, забезпечується вирівнювання термічного опору стіни по всій її площині. Газобетонні Т-блоки виконують функцію ефективного термовкладиша для улаштування збірно-монолітного перекриття.</p> В. Р. Сердюк Д. Г. Рудченко Авторське право (c) 2021 http://creativecommons.org/licenses/by/4.0 2021-10-29 2021-10-29 5 7 18 10.31649/1997-9266-2021-158-5-7-18 АНАЛІЗ СУЧАСНИХ ТЕНДЕНЦІЙ ДЕКАРБОНІЗАЦІЇ ТА ЕКОМОДЕРНІЗАЦІЇ ЕНЕРГЕТИКИ УКРАЇНИ І СВІТУ https://visnyk.vntu.edu.ua/index.php/visnyk/article/view/2672 <p>Декарбонізація — це не питання моди, а гостра проблема виживання людства. Глобальна зміна клімату — це найепохальніший виклик, з яким стикнулось людство, на довгострокову перспективу і який вимагає негайних дій. Зміна клімату — це одне з основних питань екологічної безпеки. Точніше визначення декарбонізації — це комплекс заходів, методів і технологій, націлених на обмеження темпів глобального потепління. Вони базуються на: 1 — обмеженні видобування та використання вуглецевмісної сировини і 2 — зменшенні викидів парникових газів (насамперед СО<sub>2</sub> і випарів Н<sub>2</sub>О) в атмосферу. Україна відповідно до Паризької угоди (2015 р.) взяла на себе зобов’язання до 2030 року скоротити рівень парникових газів на 40 % (а за оновленими даними і 55 %) у порівнянні з доіндустріальним рівнем (тобто 1990 роком). Однак великий шлях до цілковитої декарбонізації країни тільки починається. Декарбонізація енергетики і економіки в цілому — шлях до спасіння людства і екосистем. Це завдання людство поставило виконати до 2050 року. У протилежному випадку — кліматичної катастрофи уникнути не вдасться. При цьому останні десятиліття стали найтеплішими в історії людства. Площа арктичного льоду скорочується. Підвищення температури атмосфери приблизно на 2 ºС відповідає підвищенню рівня моря на 6метрів і більше. Катастрофічні пожежі, повені, засухи, урагани, цунамі стали нормою. Біологічне різноманіття скорочується (до 1950—60 рр. один вид тварин або рослин зникав на Землі в рік, а сьогодні — один або декілька видів — в день, тобто, щонайменше, ця швидкість зникнення зросла у 365 разів). Океани нагріваються та задихаються від відходів нафти і пластика. І цей екологічно загрозливий перелік, на жаль, можна продовжувати. Таким чином, людству нічого не залишається, як обрати безвуглецевий шлях розвитку, тобто декарбонізацію та екомодернізацюї економіки, альтернативи немає.</p> <p><em>Метою статті є аналіз сучасних тенденцій, трендів і процесів декарбонізації та екомодернізації енергетики та промисловості України і світу в умовах глобальних змін клімату.</em></p> К. Ю. Гура В. Г. Петрук Авторське право (c) 2021 http://creativecommons.org/licenses/by/4.0 2021-10-29 2021-10-29 5 19 26 10.31649/1997-9266-2021-158-5-19-26 КАТАЛІЗ НИЗЬКОТЕМПЕРАТУРНОГО ПІРОЛІЗУ ПОЛІМЕРНИХ ВІДХОДІВ https://visnyk.vntu.edu.ua/index.php/visnyk/article/view/2673 <p class="a">Розглянуто та проаналізовано сучасний ринок виробництва та переробки полімерних відходів на основі поліолефінів (ПЕВТ, ПЕНТ, ЛПЕ, ПП) а також інших полімерів ПЕТФ, ПВХ. Показано, що в Україні основним методом переробки полімерних відходів є механічний рециклінг і лише незначна їхня частина спалюється разом з іншими твердими побутовими відходами з утилізацією теплової енергії та її конверсією в електричну енергію. В країнах ЄС загальний обсяг переробки пластичних відходів сягає 57…85&nbsp;%. Крім того, необхідно зазначити, що в Україні пластичні відходи практично не переробляються методом низькотемпературного піролізу з отриманням відновлювальних джерел енергії (газова складова, синтез-нафта, пірокарбон). В роботі розглянуто та проаналізовано основні процеси термічної та термокаталітичної переробки органічної сировини, а саме вісбрекінг (430…490&nbsp;<span style="font-style: normal;">°</span>С), каталітичний крекінг (360…550&nbsp;<span style="font-style: normal;">°</span>С) та каталітичний піроліз (650…850&nbsp;<span style="font-style: normal;">°</span>С) з використанням різноманітних каталізаторів: алюмосилікатних ультрадисперсних цеолітів типу Y; природних аморфних і кристалічних цеолітів з добавками оксидів лужних металів; різних металів-каталізаторів: Ni<sup>0</sup>, Cu<sup>0</sup>, Pt<sup>0</sup>, Fe<sup>0</sup>, їхніх оксидних форм та солей, що дозволяє суттєво знизити температуру деструкції полімерної матриці та збільшити вихід синтез-нафти або газової складової. Показано, що по хімізму процесу та технологічним параметрам низькотемпературний піроліз полімерних відходів з певним наближенням можна розглядати як термокаталітичну переробку окремих фракцій нафти (гудрон, мазут, тяжкі нафтові дистиляти і залишки) з використанням процесів крекінгу (470…520 <span style="font-style: normal;">°</span>С), риформінгу (470…520&nbsp;<span style="font-style: normal;">°</span>С), гідрокрекінгу (245…465&nbsp;°С). Це важливе узагальнення, по-суті, є теоретичною основою активного та ефективного дослідження різноманітних каталізаторів та каталітичних процесів під час піролізної переробки пластичних відходів. Перспективність, а також висока технологічна, економічна та екологічна ефективність запропонованого напрямку досліджень каталітичного низькотемпературного піролізу переробки сумішей пластичних відходів підтверджується даними з чисельних літературних джерел.</p> Б. В. Коріненко А. П. Ранський О. С. Худоярова Авторське право (c) 2021 http://creativecommons.org/licenses/by/4.0 2021-10-29 2021-10-29 5 27 37 10.31649/1997-9266-2021-158-5-27-37 ДІЯ ГЕЛІЮ НА ОЧИЩЕННЯ ВОДИ З РІЗНОЮ КОНЦЕНТРАЦІЄЮ МІКРООРГАНІЗМІВ https://visnyk.vntu.edu.ua/index.php/visnyk/article/view/2674 <p>Досліджено вплив барботованого інертного газу на процес життєздатності паличкоподібних мікроорганізмів у воді. Мікрооб’єктами слугували резистентні спорогенні клітини роду Bacillus cereus, які належать до родини Bacillaceae, а досліджуваним газом — гелій. Гелій подавали зі швидкістю 0,2 cм<sup>3</sup>/c. Бактерії вносили до дистильованої дезаерованої води, створюючи модельні водні середовища з різним вихідним числом мікроорганізмів (ЧМ). Концентрація мікроорганізмів в одиниці об’єму води знаходилась в межах одного порядку: ЧМ<sub>01 </sub>= 3,4·10<sup>4 </sup>КУО/см<sup>3</sup>, ЧМ<sub>02 </sub>= 4,8·10<sup>4 </sup>КУО/см<sup>3 </sup>та ЧМ<sub>03 </sub>= 7·10<sup>4 </sup>КУО/см<sup>3</sup>. Застосовували глибинний метод культивування бактеріальних клітин. Умови культивування мікроорганізмів: температура 37&nbsp;°С, тривалість 48 год. Величину ЧМ до і після експериментів визначали підрахунком колоній, які виросли на поживному середовищі на чашках Петрі. Підраховану кількість клітин виражали в колонійутворюючих одиницях (КУО). Під час мікроскопічних досліджень вивчено клітини культури фіксованого препарату (одно-добові та три-добові). Отримано зображення фіксованого препарату клітин зі збільшенням у 1200 разів. Показано форму та розміри клітин фіксованого препарату, а також форму та розташування спор, які знаходяться всередині клітин. Встановлено, що спори мають овальну форму і їхній розмір менший ніж поперечник клітини.</p> <p>За результатами експериментальних досліджень показано зміну величин ЧМ в часі, коли відбувалось зменшення чисельності клітин в одиниці об’єму води впродовж двогодинної тривалості процесу, незалежно від різного ЧМ<sub>0</sub>. Розраховано частку зруйнованих клітин для кожної їх концентрації після кожних тридцяти хвилин обробки води та наведено величини відношення вихідного ЧМ до поточного після кожного відбору проб води. Графічно побудовано залежності частки загиблих клітин від тривалості обробки мікробної води гелієм. Спостерігали збільшення частки загиблих клітин зі зменшенням вихідної концентрації клітин у воді. Досягнуто найвищий відсоток зруйнованих бацил, коли ЧМ<sub>01 </sub>= 3,4·10<sup>4 </sup>КУО/см<sup>3</sup>, який становив 77,06 %, тоді як для ЧМ<sub>02 </sub>= 4,8·10<sup>4</sup> КУО/см<sup>3 </sup>та ЧМ<sub>03 </sub>= 7·10<sup>4 </sup>КУО/см<sup>3 </sup>— 72,92&nbsp;% та 47,72&nbsp;%, відповідно. Таким чином, експериментально показано достатньо високу ефективність дії самого лише гелію під час обробки мікробної води з вмістом резистентних спорогенних бактерій.</p> I. З. Коваль Авторське право (c) 2021 http://creativecommons.org/licenses/by/4.0 2021-10-29 2021-10-29 5 38 42 10.31649/1997-9266-2021-158-5-38-42 ІМПУЛЬСИ НАЙКВІСТА В СИСТЕМІ З OFDM https://visnyk.vntu.edu.ua/index.php/visnyk/article/view/2688 <p>Технологія мультиплексування з ортогональним частотним поділом каналів або OFDM дозволяє перетворити один високошвидкісний потік даних у паралельні низькошвидкісні потоки, де кожен потік передається у каналі зі своєю субнесучою частотою. На відміну від FDM, де між каналами є захисна смуга частот, канали у системі з OFDM перекриваються між собою, що вимагає ортогональних властивостей між базовими імпульсами передавача і приймача для уникнення міжсимвольної (МСІ) і міжканальної (МКІ) інтерференції. У традиційній OFDM як обвідна базових імпульсів передавача і приймача використовується прямокутний імпульс. Вибір саме прямокутної обвідної зумовлений простотою її форми і додатково дозволяє реалізувати процес прийому OFDM сигналу із застосуванням технології швидкого перетворення Фур’є (FFT). Недоліком в цьому випадку є підвищений рівень позасмугового випромінювання у частотній області, а також підвищена чутливість системи до ефекту Доплера. Особливістю спектра радіоімпульсу з прямокутною обвідною є максимум спектральної щільності на частоті несучої і безліч нулів, розташованих через однакові частотні інтервали, тобто спектр є селективним. У роботі показано, що така особливість спектра для OFDM не є випадковою. Зі свого боку імпульси Найквіста — це вид імпульсів, які мають один максимум і безліч нулів, розташованих через однакові інтервали. Тобто, спектр радіоімпульсу з прямокутною обвідною може розглядатися як імпульс Найквіста, якщо час і частоту поміняти місцями. У роботі розглядаються загальні критерії щодо форми неперервних базових імпульсів передавача і приймача. Встановлюються вимоги щодо форми базових імпульсів приймача при селективному спектрі базових імпульсів передавача. Досліджуються особливості застосування технології швидкого перетворення Фур’є за базових імпульсів передавача з селективним спектром.</p> Е. О. Сукачов Р. Г. Биков Авторське право (c) 2021 http://creativecommons.org/licenses/by/4.0 2021-10-29 2021-10-29 5 126 131 10.31649/1997-9266-2021-158-5-126-131