№ 29 (СПМ)

Permanent URI for this collectionhttps://crust.ust.edu.ua/handle/123456789/22206

Browse

Now showing 1 - 8 of 8

Dynamic Modeling of Induction Motor Performance under Power Quality Disturbances
(Український державний університет науки і технологій, ННІ «Дніпровський металургійний інститут», ІВК ≪Системні технології≫, Дніпро, 2026) Kuznetsov, Vitalii V.; Nikolenko, Anatolii V.; Stopkin, Vasyl V.; Martyntsev, Viacheslav; Tuhushy, Roman; Teslenko, Ivan
ENG: The paper presents a dynamic electromagnetic model of a three-phase squirrel-cage asynchronous motor developed to simulate its operation under real power quality disturbances. The relevance of this work is driven by the increasing impact of electromagnetic compatibility issues and energy losses in industrial systems exposed to voltage asymmetry and harmonic distortion–conditions typical for networks with nonlinear loads such as welding equipment, arc furnaces, and frequency converters. Traditional motor models, which assume ideal supply conditions, are not sufficient for accurately predicting performance degradation under such disturbances. To address this limitation, the proposed model is based on space-time complexes and an extended form of the Park–Gorev equations. A key feature of the model is the inclusion of magnetic core saturation, represented through a polynomial dependence of mutual inductance on magnetizing current, enabling more realistic simulation under high-load and unbalanced conditions. The model was tested on an MTKH 112-6 motor (5.3 kW) under two scenarios: ideal sinusoidal voltage and distorted asymmetric supply with harmonics up to the 10th order. The results showed that voltage distortion leads to increased losses in the stator (from 491.3 W to 498.3 W) and rotor (from 652.2 W to 661.5 W), a decrease in efficiency (from 81.4% to 81.2%), and a significant drop in power factor (from 0.98 to 0.90). Additionally, distorted current waveforms and torque pulsations confirmed higher electromagnetic stress. The model demonstrated strong agreement with experimental data (RMSE < 4%), confirming its reliability for applications in diagnostics, predictive maintenance, digital twins, and simulation environments. Unlike traditional Fourier-based approaches, the use of space-time complexes enables comprehensive modeling of both steady-state and transient processes without explicit harmonic decomposition. This research contributes to the development of energy-efficient and intelligent industrial systems. Future work will focus on incorporating stochastic elements to account for dynamic variations in power quality, supporting predictive control and advanced automation within Industry 4.0.
Випуск 29. Сучасні проблеми металургії. Наукові вісті
(Український державний університет науки і технологій, ННІ «Дніпровський металургійний інститут», ІВК «Системні технології», Дніпро, 2026)
UKR: Журнал «Сучасні проблеми металургії» спрямований на висвітлення актуальних і нових проблем в галузі технічних наук, механічної інженерії та машинобудування, які присвячені проблемам математичного моделювання, оптимізації, управління технічними системами та технологічними об’єктами в галузі матеріалознавства, прикладної механіки, металургії, машинобудування й авіаційно та ракетно-космічної техніки. Видання охоплює як фундаментальні наукові дослідження, так і прикладні розробки, що сприяють впровадженню новітніх технологій у виробництво та інженерну практику. Особлива увага приділяється міждисциплінарним підходам, які поєднують ІТ-рішення з електронікою та механічними системами, включаючи інтелектуальні системи, автоматизацію, робототехніку, цифрове виробництво та аналіз даних.
Метод побудови кризово-контекстного датасету для верифікації Adaptive IRM
(Український державний університет науки і технологій, ННІ «Дніпровський металургійний інститут», ІВК ≪Системні технології≫, Дніпро, 2026) Березюк, Микита Олександрович; Гуда, Антон Ігоревич
UKR: Ця робота присвячена не експериментальному підтвердженню ефективності Adaptive IRM, а побудові спеціалізованого кризово-контекстного датасету, який робить таку перевірку можливою в коректній постановці. У статті запропоновано метод перетворення кризових повідомлень із HumAID у пари виду «абстрактний запит – кризово-залежна відповідь», де питання навмисно очищується від прямих маркерів лиха, а правильна інтерпретація потребує відновлення прихованого контексту події. Такий дизайн відрізняється від переважних у crisis informatics задач tweet-level classification, informativeness detection, humanitarian categorization і multimodal crisis annotation, для яких призначені HumAID, CrisisBench, AIDR, TREC-IS і CrisisMMD [1, 2, 3, 4, 5, 6]. У результаті роботи сформовано датасет обсягом 41 152 записи за п'ятьма категоріями кризових подій; під час генерації питань використовувалася схема primary generation -> retry generation -> fallback, причому fallback було задіяно у 1 432 випадках, що становить 3.48% корпусу. Як наступний етап пропонуються формалізована ручна валідація, автоматична retrieval-style перевірка семантичної узгодженості, event-disjoint split на рівні подій HumAID, реалізація Adaptive IRM і порівняння LLM-baseline, LLM+Adaptive IRM, RAG і PEFT-baselines із розширеним набором автоматичних і ручних метрик [7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15].
Мультиагентна архітектура м’яких сенсорів на базі глибокого навчання для проактивного управління енергоефективністю рудовідновлювальних печей
(Український державний університет науки і технологій, ННІ «Дніпровський металургійний інститут», ІВК ≪Системні технології≫, Дніпро, 2026) Конторович, Дмитро Радиславович; Овчарук, Анатолій Миколайович; Ледньов, Михайло Сергійович
UKR: Актуальність дослідження зумовлена високою енергоємністю виробництва феросплавів та обмеженими можливостями прямого моніторингу внутрішніх параметрів ванни рудовідновлювальних печей (РВП/SAF), що ускладнює ефективне управління технологічним процесом. Проблема полягає у домінуванні реактивних підходів до управління, які не забезпечують своєчасного реагування на зміну стану системи. Метою роботи є розроблення концепції інтелектуальної системи управління на основі мультиагентної архітектури з використанням «м’яких сенсорів». У дослідженні застосовано методи глибокого навчання, зокрема рекурентні нейронні мережі (LSTM/GRU), фізико-інформовані нейронні мережі (PINN) та підходи мультиагентної координації. У результаті запропоновано структуру системи, що включає спеціалізованих агентів за напрямами енергоефективності, технологічної безпеки та контролю хімічного складу, взаємодія яких забезпечується агентом-оркестратором. Отримані результати свідчать про можливість переходу до проактивного управління з горизонтом прогнозування 1–3 години, що дозволяє знизити питомі витрати електроенергії та підвищити безпеку функціонування печі. Встановлено, що інтеграція мультиагентного підходу та гібридних нейромережевих моделей забезпечує підвищення точності прогнозування та стабільності технологічного процесу.
Перколяційний підхід до опису міждендритного живлення на завершальній стадії затвердіння металів і сплавів
(Український державний університет науки і технологій, ННІ «Дніпровський металургійний інститут», ІВК ≪Системні технології≫, Дніпро, 2026) Селівьорстова, Тетяна Віталіївна
UKR: У статті розглянуто фізичні передумови міждендритного живлення на завершальній стадії затвердіння металів і сплавів. Показано, що ефективність компенсації усадки в межах mushy zone визначається не лише наявністю залишкової рідкої фази, а й умовами її транспорту, зокрема проникністю міждендритного простору, локальним тиском і збереженням безперервних шляхів підживлення. Проаналізовано механізми формування усадкової та газоусадкової пористості, вплив зростання частки твердої фази на звуження міждендритних каналів, зниження проникності та локалізацію потоків рідкої фази. Обґрунтовано доцільність застосування перколяційного підходу до опису зв’язності рідкої фази на пізніх стадіях затвердіння. Запропоновано інтерпретувати mushy zone як двофазну систему, у якій рідка фаза виконує роль транспортної мережі, а тверда фаза — обмежувального каркаса. Показано, що втрата міждендритного живлення пов’язана не з повним зникненням рідкої фази, а з руйнуванням її глобальної зв’язності та безперервного транспортного шляху. Встановлено, що перколяція рідкої фази може бути використана як критерій втрати живильності та як теоретична основа для подальшого моделювання пористості й дефектоутворення в металевих виливках.
Системний підхід до встановлення впливу рідкісноземельних металів на структуру валкових чавунів
(Український державний університет науки і технологій, ННІ «Дніпровський металургійний інститут», ІВК ≪Системні технології≫, Дніпро, 2026) Іванова, Людмила Харитонівна; Селівьорстов, Вадим Юрійович; Хитько, Олександр Юрійович; Білий, Олександр Петрович
UKR: У статті розглядається вплив рідкісноземельних металів на мікроструктуру валкових чавунів. Наведено аналіз сучасного стану вальцеливарного виробництва та питання у обраному напрямку дослідження. Протягом багатьох років у вальцеливарному виробництві ведуться роботи із заміни магнію іншими модифікаторами. Аналіз наявних досліджень і публікацій охоплює питання, що зосереджені на окремих складниках, тоді як модель модифікування чавунних валків РЗМ потребує подальшого дослідження та узагальнення. Метою статті є встановлення карбідоутворюючої здатності різних РЗМ у білих валкових чавунах. Для досягнення цієї мети була поставлена наступна задача – установити вплив хімічних елементів церієвої та ітрієвої підгруп РЗМ на мікроструктуру валкового чавуну. Обґрунтувати вибір РЗМ для обробки білих валкових чавунів. Виявлені закономірності впливу рідкісноземельних елементів церієвої підгрупи – самарію та церію та ітрієвої підгрупи – гадолінію та ітрію при швидкості охолодження, що має місце у валковій ливарній формі на процеси структуроутворення білих чавунів для прокатних валків. Встановлені індивідуальні закономірності впливу досліджених підгруп рідкісноземельних металів на мікроструктуру відрізняються інтервалами їх залишкових вмістів. Модифікування білого чавуну РЗМ забезпечувало зміну типу карбідної евтектики та дисперсності перліту. Встановлені закономірності впливу рідкісноземельних елементів підгруп на процеси структуроутворення білих чавунів для прокатних валків: карбідоутворююча здатність РЗМ ітрієвої підгрупи була у 5,2 рази більшою за церієву підгрупу. Це дало можливість обґрунтувати тип основи комплексного модифікатора для досягнення необхідних властивостей матеріалу прокатних валків.
Термодинамічний аналіз формування енергетичного оптимуму газифікації вугілля
(Український державний університет науки і технологій, ННІ «Дніпровський металургійний інститут», ІВК ≪Системні технології≫, Дніпро, 2026) Тутова, Олена Валеріївна; Пінчук, Валерія Олександрівна
UKR: У роботі застосовано рівноважне термодинамічне моделювання для аналізу енергетичної ефективності газифікації вугілля залежно від коефіцієнта витрати окисника. Коефіцієнт витрати окисника розглядається як неперервний керувальний параметр, а аналіз ґрунтується на узгодженому дослідженні рівноважної температури процесу, складу, теплоти згоряння та питомого виходу генераторного газу. Встановлено, що реакція зазначених параметрів на зміну коефіцієнта витрати окисника має стійку тристадійну структуру, яка включає область неповного перетворення, оптимальну область та область надлишкового окислення. Показано, що зміна коефіцієнта витрати окисника призводить до узгодженої трансформації складу газу, зокрема до максимуму сумарної горючої складової та мінімуму продуктів окислення при значенні близько 0,3. Показано, що температура процесу зростає монотонно зі збільшенням коефіцієнта витрати окисника і не визначає положення енергетичного оптимуму, зростання температури та виходу газу після певного значення коефіцієнта витрати окисника вже не компенсує зниження його теплоти згоряння. Запропоновано інтегральний енергетичний показник, який враховує одночасно вихід газу та його теплоту згоряння. Встановлено, що цей показник має чіткий максимум при коефіцієнті витрати окисника близько 0,3 для всіх досліджених умов. Отримані результати дозволяють розглядати зазначене значення як універсальну характеристичну точку процесу газифікації, що визначається його внутрішньою термодинамічною структурою та відповідає області раціональних режимів із мінімальними окислювальними втратами.
Інтеграція функціоналу комплаєнс-управління в систему декарбонізованого розвитку металургійного виробництва
(Український державний університет науки і технологій, ННІ «Дніпровський металургійний інститут», ІВК ≪Системні технології≫, Дніпро, 2026) Мішалкін, Анатолій Павлович; Петренко, Віталій Олександрович; Камкіна, Людмила Володимирівна; Фонарьова, Тетяна Анатоліївна; Селегей, Андрій Миколайович
UKR: У статті визначено основні напрями інтеграції складових комплаєнс-функціоналу в систему технологічного розвитку чорної металургії, узгоджену з сучасними концепціями декарбонізації, циркулярної економіки та ESG-орієнтованого управління. Розглянуто механізми та способи підвищення екологічної чистоти основних металургійних процесів шляхом використання вторинних ресурсів (шлами, шлаки, пил, дисперсні відходи вапняного виробництва), фізичної теплоти газів-продуктів виробництва та хімічної енергії CO–H₂-сумішей. Обґрунтовано концептуальні підходи до інтеграції інструментів комплаєнс-управління до системи управління енергоефективністю та ресурсоефективністю металургійного виробництва, що дає змогу підвищити прозорість матеріальних та енергетичних потоків та контролювати вуглеродомісткість основних етапів наскрізної технологічної схеми виробництва сталі. Доведено що інтеграція інструментів комплаєнс-управління до процесів декарбонізації дозволяє контролювати вуглецевий слід, мінімізувати антропогенний вплив на навколишнє середовище та підвищувати економічну стабільність підприємств. Обґрунтовано роль удосконалення існуючих технологій у реалізації концепції сталого та екологічно безпечного виробництва.