Костюк Осип Матвеевич (24 января 1929 года, с. Добривляны, Меденицкий район, Дрогобычская область — 19 декабря 1992, Киев) — изобретатель автоматических регуляторов возбуждения синхронных машин, основоположник теории статической устойчивости энергосистем, моделируемых предложенными им уравнениями квазистационарных режимов, кандидат технических наук, старший научный сотрудник, руководитель лаборатории автоматического регулирования отдела автоматизации Института электродинамики Академии Наук УССР.
Биография Родился 24 января 1929 года в семье селян среднего достатка села Добривляны Меденицкого района Дрогобычской области (сейчас Дрогобычский район Львовской области) УССР. В 1937 году поступил учиться в сельскую начальную школу. В 1945 году продолжил обучение в средней школе № 1 города Дрогобыч, и в 1948 году получил аттестат о среднем образовании с отличием. Курс высшего образования в области электроэнергетических систем проходил во Львовском политехническом институте (ЛПИ) по специальности «электрические станции и электрические сети».
В 1953 году окончил полный курс электротехнического факультета ЛПИ и получил диплом инженера-электрика с отличием № 732928Книга архивных документов «Костюк О. М.»/архив ИЭД. — Киев: ИЭД АН Украины, 1992. — 110 с. Характеристика, подписанная руководством Львовского политехнического института (21.05.1953), емко характеризует личность будущего ученого: «Принимал активное участие в общественной работе, являясь … участником и организатором художественной самодеятельности факультета. … принимал активное участие в работе кружка Студенческого научного общества, выступал с научными докладами. Проявил способность к глубокому анализу и научному исследованию и сильные волевые качества, что делает его пригодным для преподавательской и научной деятельности».
Первого ноября 1953 года Костюка О. М. зачисляют аспирантом Института электротехники АН УССР по специальности «Электрификация сельского хозяйства» под научным руководством кандидата технических наук Л. В. Цукерника (Приказ № 109 по Институту электротехники от 28.11.1953 года). Распоряжением Президиума АН УССР № 139 от 07.06.1956 года специальность аспиранта Костюка О. М. изменяется на «Электрические станции».
Результаты теоретических и экспериментальных исследований этого периода Костюк О. М. публикует в статьях «Експериментальні дослідження динамічних режимів синхронних генераторів з швидкодіючим автоматичним регулюванням збудження» и «Автоматичний регулятор синхронних генераторів УБК»Обе статьи опубликованы в журнале «Автоматика», 1957, № 1., разрабатывает и готовит к промышленному производству автоматические регуляторы возбуждения синхронных генераторов, формирует и готовит к защите материалы кандидатской диссертации. Уже с 01.04.1957 года О. М. Костюк приступает к исполнению обязанностей младшего научного сотрудника, а с 25.06.1959 года он работает в должности младшего научного сотрудника в лаборатории Электрические станции Института электротехники (Выписка из приказа № 94 от 25.06.1959 года по Институту электротехники).
В период 1958—1959 гг. журналы Союзного значенияИмеющих важное научно-техническое значение и распространяемых по всей территории СССР. «Электричество», «Энергетик», «Электрические станции» печатают статьи Костюка О. М. о принципах работы и параметрах автоматических регуляторов возбуждения (АРВ) синхронных генераторов малой, средней и большой мощности. К этому периоду следует отнести публикацию статьи новаторского содержания «Управляемое фазовое компаундирование синхронных машин с коррекцией по напряжению»Костюк О. М, Рыбинский В. Е., Цукерник Л. В. Управляемое фазовое компаундирование синхронных машин с коррекцией по напряжению //«Электричество». — 1958. — № 2. — в ней автор теоретически обосновывает новые принципы автоматического регулирования напряжения, принятые впоследствии за основу конструкторских разработок всех промышленных образцов электромагнитных регуляторов возбуждения синхронных генераторов с электромашинными возбудителями, выпускавшихся до 2000 года в СССР. В сентябре 1959 г. О. М. Костюк представляет к защите кандидатскую диссертацию «Автоматическое регулирование возбуждения синхронных машин на основе управляемого фазового компаундирования», которую успешно защищает. 26 октября 1959 года решением Совета Киевского ордена Ленина политехнического института (протокол № 35) Костюку Осипу Матвеевичу присуждается ученая степень кандидата технических наук.
Постановлением Президиума АН УССР от 09.01.1961 года кандидата технических наук Костюка О. М. утверждают в должности старшего научного сотрудника по специальности автоматическое управление и регулирование. Он определяет программу ключевых исследований лаборатории электрических станций и энергосистем Института электротехники АН УССР, а с1967 года возглавляет научный коллектив в должности заведующего лаборатории автоматического регулирования в отделе автоматизации электрических систем Института электродинамики (бывший Институт электротехники) АН УССР.
Под руководством О. М. Костюка научное подразделение Института электродинамики продолжает инженерные и теоретические исследования в области систем автоматического регулирования синхронных машин (СМ) с электромашинными возбудителями для решения практических задач управления параметрами электрогенераторов и электродвигателей переменного тока. Получают развитие идеи построения систем с компаундирующими связями, обладающие свойствами инвариантности к действию возмущающих воздействий и нелинейных характеристик элементов. В публикуемых научных статьях тщательно рассматривается решение задач устойчивости регулируемых электромашинных систем с бесконечно большим коэффициентом усиления, а также вопросы использования полупроводниковой базы для изготовления устройств АРВ. Выполняются работы по усовершенствованию электромагнитных регуляторов возбуждения (выполненных с применением электромагнитных усилителей, ЭМУ), внедрению их в серийное производствоСтогній Б. С. На шляхах автоматизації електричних систем. — Киев: Технична електродинамика, 2007, №3. — С.41-50, а также в направлении теоретического обоснования экспериментальных результатов первых полупроводниковых регуляторов (См. подраздел Автоматическое регулирование напряжения синхронных машин).
Наряду с задачами автоматического регулирования возбуждения синхронных машин, особо актуальными становятся нерешенные проблемы теории статической устойчивости энергосистем (также ЭС), где нераскрытыми остаются вопросы корректного упрощения полной системы уравненийВ научной литературе известны как полная система уравнений Парка-Горева для синхронной электромашины, описывающих свойства СМ работающей автономно, параллельно с электросетью, также в составе многомашинной электросети, а также их рационального (обоснованного) применения для моделирования электромеханических процессов. Ученый обнаружил, что широко используемый в инженерных расчетах критерий апериодической устойчивости ЭС (известный как критерий Вагнера-ЭвансаWagner C. F., Evans R. D. Static Stability Limits end the Intermediate Condenser Station. — AIEE Tr.. — 1928. — № 1.), получаемый из упрощенных уравнений Парка-ГореваГорев А. А. О статической устойчивости системы из двух синхронных машин, питающих общую нагрузку с заданными характеристиками. — Труды ЛПИ. — 1954. — № 1. или из уравнений Лебедева-ЖдановаЖданов П. С. О статической устойчивости сложных электрических систем. — Труды ВЭИ. — 1940. — вып. 40. и приводящий к позиционной модели ЭС, не соответствует как физико-математическим представлениям, так и законам классической механики (См. подраздел Статическая устойчивость энергосистем). С 1970 года основным направлением научных изысканий О. М. Костюка становится разработка теоретических основ устойчивости энергосистем, исследование явлений самораскачивания и колебательной устойчивости в электроэнергосистемах.
В 1975 году доктором технических наук, профессором Вениковим В. А. на страницах журнала «Электричество» была организована дискуссияО критике теории статической устойчивости энергосистем; Дискуссии // Электричество. — 1975. — № 8. — С. 66—93., предметом которой явились материалы статьи Л. В. Цукерника «О критике теории статической устойчивости энергосистем». Опираясь на теоретические положения классической теории Ляпунова применительно к энергосистеме, преодолевая доминировавшие в то время консервативные взгляды большинства советских ученых, научный дискурс О. М. Костюк вел самостоятельно и убедительно продемонстрировал несостоятельность применявшихся теоретических предпосылок, казавшихся аксиоматичными и якобы обладающими универсальностью примененного подхода. В свою очередь, для защиты теории «позиционной идеализации» энергосистем научно-инженерное сообщество мобилизовало достаточно обширную команду представителей многих центральных и региональных научных школ. Напротив, представители профильных подразделений Академии Наук УССР не выявили должной заинтересованности в поддержке научных достижений отечественной электроэнергетической школы, а результаты дискуссии утонули в потоке схоластических умозаключений апологетов теории позиционной идеализации (См. подраздел Дискуссия по вопросу моделирования энергосистем для анализа устойчивости).
Результатом напряженного труда и научного поиска новых и более убедительных доказательств несоответствия свойств математической позиционной модели реальным физическим свойствам электромеханической энергосистемы стала подготовка и издание монографии «Элементы теории устойчивости энергосистем»Костюк О. М. Элементы теории устойчивости энергосистем. — Киев: Наук. Думка. — 1983. — 296 с. (Издательство Академии Наук УССР «Наукова думка», 1983 г.). В книге автор представил материалы подготовленной но не принятой к защите докторской диссертации: в ней содержатся результаты аналитических решений простых задач определения устойчивости энергосистем, а также сопоставительных расчетов областей устойчивости для примеров более сложных нерегулируемых и регулируемых многомашинных систем, подтверждающих несоответствия свойств позиционной модели реальным свойствам ЭС.
В 1991 году авторский коллектив в составе О. М. Костюка и канд. технических наук М. И. Соломахи завершает работу над рукописью второй монографии «Колебания и устойчивость синхронных машин»; книга выходит из печати благодаря усилиям редакционной группы издательства «Наукова думка» Академии Наук УССРКостюк О. М., Соломаха М. И. Колебания и устойчивость синхронных машин; Отв. ред. Стогний Б. С.;АН УССР. Ин-т электродинамики. — Киев: Наук. Думка. — 1991. — 200 с. — ISBN 5-12-002101-8. . В ней изложение материалов структурировано и дополнено новыми разделами, а вопросы корректного математического описания режимных свойств с глубокой интерпретацией их физической сути применительно к процессам, протекающим в сложной многосвязной физической системе, коей является энергосистема с электромеханическими агрегатами на основе СМ, изложены предельно строго.
15 мая 1991 года О. М. Костюк прекращает научную практику в Институте электродинамики АН УССР по причине прогрессирующей болезни. Ухудшение состояния здоровья не позволяет завершить работы над целостным научным трудом «Основы теории устойчивости энергосистем», 19 декабря 1992 года Осип Матвеевич Костюк уходит из жизни.
Научная деятельность Научная деятельность Осипа Матвеевича Костюка проводилась в Институте электродинамики (ИЭД) АН Украины в основном в двух направлениях.
Первым направлением было теория автоматического регулирования, в рамках которой он предложил структуры и теоретически обосновал методы регулирования напряжения синхронных машин, создал несколько модификаций автоматических регуляторов возбуждения синхронных генераторов и двигателей (с электромашинными возбудителями) малой, средней и большой мощности, широко используемые и поныне. Подробнее об автоматическом регулировании возбуждения синхронных машин можно посмотреть в http://www.electroengineer.ru/2014/09/automatic-voltage-regulators-generators.html