У дисертації розв’язано актуальну науково-практичну задачу зі зниження негативного впливу магнітних полів промислової частоти на робочих місцях випробувальних дільниць електроремонтних цехів.
Сучасне виробництво характеризується щільним розташуванням електротехнічного обладнання, яке насичує простір виробничого середовища електромагнітними полями промислової частоти. Найбільша увага приділяється саме електричним машинам. По-перше, це пов’язано з їх розповсюдженістю та розташуванням біля робочих місць працівників, а, по-друге, вони є одними з головних джерел електромагнітного випромінювання на виробництві. У процесі експлуатації двигунів рівень полів може змінюватись і перевищувати нормовані показники. Дослідження останніх 50 років показують, що тривале перебування працівників під дією наднормових показників індукції магнітного поля призводить до збільшення ризиків виникненням онкологічних захворювань через порушення функціонування клітин та органів людини. Тому актуальною задачею є розгляд і застосування заходів захисту від наднормових показників магнітних полів у виробничому середовищі.
Для розв’язання цієї проблеми у роботі виконано дослідження на реальному обладнанні. Приймаючи за гранично допустимий рівень значення індукції магнітного поля В = 0,2 мкТл, встановлено, що безпечна відстань для асинхронних двигунів малої потужності становить до 0,65 м, а великої потужності – понад 2 м. У результаті отримано аналітичну залежність між впливом на величину індукції магнітного поля потужності асинхронного двигуна та відстані до нього. У зв’язку з тим, що на виробництві електротехнічне обладнання розташовується дуже щільно, то було розроблено лабораторно-дослідницький стенд з використанням комп’ютерно-вимірювального комплексу. Зазначене обладнання дозволило дослідити вплив на значення індукції магнітного поля частоти живлення та режиму роботи асинхронного двигуна. Встановлено, що під час зміни навантаження на валу електричної машини на його затискачах і перетворювачі частоти значення індукції магнітного поля збільшується більш ніж у 2 рази, що пов’язано зі зростанням комутаційних струмів, а для регульованого електроприводу зі зростанням частоти напруги живлення з 30 до 50 Гц значення індукції магнітного поля збільшується в середньому у 2,8 рази.
Під час проведення досліджень було виявлено, що на значення індукції магнітного поля впливає час експлуатації, а саме, тривале використання електричних машин призводить до збільшення небезпечної відстані навколо них. Вирішення цієї задачі потребує розгляду енергетичних процесів, що відбуваються в асинхронних двигунах. Тому був розроблений метод з визначення електромагнітних параметрів асинхронних двигунів і споживаної потужності.
Проведені розрахунки показали, що споживана потужність змінюється в межах 10–15 %, що призводить до зміни картини поширення індукції магнітного поля навколо асинхронного двигуна. Тому запропоновано використання сіткових захисних екранів, застосування яких дозволило отримати базу даних для математичного планування експерименту за схемою ротатабельного центрального композиційного планування. Отримана модель розподілу індукції магнітного поля враховує потужність, відстань до асинхронного двигуна і коефіцієнт екранування сіткового захисного екрану та є ефективним інструментарієм визначення заходів захисту працюючих від небезпечної дії електромагнітних полів. Визначено, що використання екранів сіткової структурі дозволило знизити на 55 % рівень магнітного поля навколо працюючих асинхронних двигунів і, тим самим, зменшити безпечну відстань до робочого місця від 25 до 45 % залежно від потужності. Базуючись на проведених розрахунках розроблено алгоритм, за яким обираються заходи і засоби для побудови карт і прогнозування поширення індукції магнітного поля від асинхронних машин.
