CC BY
38
XXXXXXXXXX электротехнологии, электрооборудование XXXXXXXXXX
XXXXXXX И ЭНЕРГОСНАБЖЕНИЕ АГРОПРОМЫШЛЕННОГО КОМПЛЕКСА XXXXXXX
Научная статья УДК 621.317
Б01: 10.24412/2227-9407-2022-12-43-53
К вопросу выбора достоверного метода расчета параметров схемы замещения асинхронного двигателя
Сергей Юрьевич Еремочкин1, Данил Валерьевич Дорохов2в, Алексей Андреевич Жуков3
123 Алтайский государственный технический университет им. И. И. Ползунова, Барнаул, Россия
1 S.Eremochkin@yandex.rU' https://orcid.org/0000-0001-6753-8305
2 danil.dorokhov.2000@mail.^ https://orcid.org/0000-0001-6564-5879 3zh_astu@mail.^ https://orcid.org/0000-0003-3098-8905
Аннотация
Введение. В настоящее время в сельском хозяйстве широкое распространение получили мобильные электрифицированные машины и агрегаты, в электроприводе которых, как правило, используются асинхронные электродвигатели. Одним из путей улучшения характеристик данных машин является разработка и исследование новых устройств питания, выполненных на основе полупроводниковых элементов. Наиболее простым и дешевым способом проверки работоспособности разработанных устройств является метод компьютерного имитационного моделирования. При этом результаты эксперимента во многом зависят от точности рассчитанных параметров математической модели. В связи с этим, настоящее исследование направлено на сравнительный анализ методов расчета параметров схемы замещения асинхронного двигателя, которые необходимы для точной работы имитационных моделей в системах компьютерного моделирования.
Материалы и методы. Рассмотрены методики расчета параметров Г-образной схемы замещения трехфазного асинхронного электродвигателя с короткозамкнутым ротором. Произведено сравнение параметров, полученных по различным методикам, с данными из каталога, с целью выявления наиболее точного метода расчета. При решении поставленной задачи использовались каталожные данные реального асинхронного электродвигателя. Результаты. Были рассчитаны погрешности полученных по различным методам параметров, а также построены механические характеристики двигателя. Сделаны выводы о том, какой из найденных методов дает наиболее точные результаты.
Обсуждение. После проведения расчетов по трем методикам вычислена относительная погрешность полученных данных. Для каждого метода произведен расчёт основных параметров для построения механических характеристик асинхронного электродвигателя.
Заключение. Проведен анализ существующих методов расчета параметров схемы замещения трехфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором. Проведен расчет параметров реального двигателя серии 4АА50 и выполнено сравнение полученных величин с каталожными данными. Выполнена оценка погрешностей, вносимых различными методами.
Ключевые слова: асинхронный двигатель, имитационное моделирование, метод расчета, схема замещения
Для цитирования: Еремочкин С. Ю., Дорохов Д. В., Жуков А. А. К вопросу выбора достоверного метода расчета параметров схемы замещения асинхронного двигателя // Вестник НГИЭИ. 2022. № 12 (139). С. 43-53. БОТ: 10.24412/2227-9407-2022-12-43-53
(© Еремочкин С. Ю., Дорохов Д. В., Жуков А. А., 2022
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License. The content is available under Creative Commons Attribution 4.0 License.
Вестник НГИЭИ. 2022. № 12 (139). C. 43-53. ISSN 2227-9407 (Print) Bulletin NGIEI. 2022. № 12 (139). P. 43-53. ISSN 2227-9407 (Print)
¥¥¥¥¥¥¥¥¥ г/rrTPfr/if ТРГНМП!nizirs FI РГТШГЛ! рпшрмрмт^^^^^^^^^Ё
lyvMlvMIII^ ELECTRICAL TECHNOLOGIES, ELECTRICAL EQUIPMENT
xxxxxxxx and power supply of the agro-industrial complex xxxxxxxx To the question of selecting a reliable method for calculating parameters of the equivalent circuit of a squirrel cage induction motor
Sergey Y. Eremochkin1, Danil V. Dorokhov2B, Aleksey A. Zhukov3
12 3 Polzunov Altai State Technical University, Barnaul, Russia 1 S.Eremochkin@yandex.ru, https://orcid.org/0000-0001-6753-8305 2danil.dorokhov.2000@mail.ru, https://orcid.org/0000-0001-6564-5879 3zh_astu@mail.ru, https://orcid.org/0000-0003-3098-8905
Abstract
Introduction. This article is aimed at a comparative analysis of the methods for calculating the parameters of the equivalent circuit of an induction motor, which are necessary for the accurate operation of simulation models in computer modeling systems.
Materials and Methods. Methods for calculating the parameters of the L-shaped equivalent circuit of three-phase squirrel cage induction motor were considered. A comparison was made of the parameters obtained by various methods with data from the catalog in order to identify the most accurate calculation method. The catalog data of a real induction motor were used.
Results. The errors of the parameters obtained by various methods were calculated, and the mechanical characteristics of the engine were also constructed. It is concluded which of the found methods gives the most accurate results. Discussion. After carrying out calculations by three methods, the relative error of the obtained data was calculated. For each method, the calculation of the main parameters for constructing the mechanical characteristics of an asynchronous electric motor was made.
Conclusion. The analysis of existing methods for calculating the parameters of the equivalent circuit of a three-phase squirrel-cage induction motor is carried out. The parameters of a real engine of the 4AA50 series were calculated and the obtained values were compared with the catalog data. The estimation of the errors introduced by various methods is carried out.
Keywords: electrical engineering, induction motors, equivalent circuits, simulation modeling
For citation: Eremochkin S. Y., Dorokhov D. V., Zhukov A. A. To the question of selecting a reliable method for calculating parameters of the equivalent circuit of a squirrel cage induction motor // Bulletin NGIEI. 2022. № 12 (139). P. 43-53. DOI: 10.24412/2227-9407-2022-12-43-53
Введение
В настоящее время во всех областях сельского хозяйства широко используются мобильные электрифицированные машины малой мощности: сеялки, дробилки, доильные аппараты, картофелечистки, водяные насосы и т. д. При этом в электроприводе большинства подобных машин применяются асинхронные электродвигатели с короткозамкну-тым ротором, что обусловлено наличием у них ряда преимуществ по сравнению с другими типами двигателей: простота конструкции, низкая стоимость, легкость в эксплуатации. В то же время для поддержания конкурентоспособности отечественных предприятий необходимо внедрение современных сельскохозяйственных машин и агрегатов. В связи с этим ученые и исследователи в сфере электрическо-
го привода продолжают вести работу по улучшению характеристик сельскохозяйственных машин путем разработки и исследования новых устройств питания асинхронных электродвигателей, выполненных на основе полупроводниковых элементов. На одном из этапов научного исследования может потребоваться проведение экспериментальной проверки работоспособности устройства. В связи с этим возникает необходимость выбора метода проведения эксперимента.
С развитием компьютерных технологий в теории электропривода так же, как и в других областях науки и техники, нашел широкое применение метод виртуального проведения эксперимента - математическое моделирование [1; 2; 3; 4]. Результат такого вычислительного эксперимента во многом
ЭЛЕКТРОТЕХНОЛОГИИ, ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЕ) И ЭНЕРГОСНАБЖЕНИЕ АГРОПРОМЫШЛЕННОГО КОМПЛЕКСА'
зависит от правильного выбора метода расчета и точности задания начальных параметров модели [5; 6; 7]. Наибольшее распространение среди исследователей получила система прикладного имитационного моделирования Matlab Simulink, в которой имеется возможность моделирования различных технических систем [8; 9; 10; 11]. Особого внимания заслуживает библиотека SimPowerSystems, содержащая набор блоков для имитационного моделирования электротехнических устройств [12; 13; 14]. В состав библиотеки входят модели измерительных и контрольных устройств, источников энергии, электротехнических элементов, устройств силовой электроники и прочего оборудования, а также существует возможность моделирования работы электрических машин, что имеет важное значение для научных исследований в области электропривода [15; 16; 17; 18]. Модель асинхронной машины содержится в разделе Machines и позволяет моделировать работу машины как в двигательном, так и в генераторном режиме [19; 20; 21; 22].
Для математического описания работы асинхронных двигателей используется Т-образная схема замещения, которая представлена на рисунке 1.
Рис. 1. Т-образная схема замещения асинхронного двигателя Fig. 1. T-shaped equivalent circuit
of an induction motor Источник: разработано авторами на основании [24]
В библиотеке SimPowerSystems для задания параметров модели асинхронного электродвигателя используются параметры, рассчитанные для Г-образной схемы замещения (рисунок 2) [23; 24].
При переходе от Т-образной схемы замещения к Г-образной вводится коэффициент приведения, который может принимать значения от 1,02 до 1,06. В некоторых методах расчета используется упрощенная Г-образная схема замещения, так что
коэффициент принимается равным единице. Соотношения параметров схем замещения двигателей единых серий таковы, что переход от Т-образной к упрощенной Г-образной схеме замещения не приводит к заметным погрешностям.
Рис. 2. Г-образная схема замещения асинхронного двигателя Fig. 2. L-shaped equivalent circuit of an induction motor Источник: разработано авторами на основании [24]
В окно ввода параметров модели асинхронного двигателя необходимо ввести значения активного и индуктивного сопротивления статора и ротора, а также значение взаимного индуктивного сопротивления [25]. Данные параметры рассчитываются с помощью различных методов, от точности которых зависит конечный результат компьютерного эксперимента. Таким образом, важно выбрать метод расчета с наименьшей погрешностью результатов вычислений.
Широкое распространение получили следующие методы расчёта параметров схемы замещения асинхронного двигателя (АД):
1. Табинский М. П. - определение параметров схемы замещения асинхронного двигателя по каталожным данным [26].
2. Усольцев А. А., Лукичёв Д. В. - расчёт параметров схемы замещения по справочным данным
[27].
3. Терехин В. Б. - моделирование систем электропривода в Simulink (Matlab 7.0.1) [25].
Материалы и методы
В качестве исследуемого двигателя используется асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором малой мощности марки 4АА50В4У3, каталожные данные которого представлены в таблице 1. На основе данных из каталога рассчитаны параметры схемы замещения асинхронного двигателя по трем представленным ниже методам.
i electrical technologies, electrical equipment
AND POWER SUPPLY OF THE AGRO-INDUSTRIAL COMPLEX
Таблица 1. Каталожные данные АД Table 1. Catalog data of induction motor
и, В / V Рн, Вт / W n, об/мин. / rpm Л COSCp
220/380 90 1380 0,57 0,65
I н, А / A г ъ Ом / Ohm г 2, Ом / Ohm L ъ Гн / H L'2, Гн / H
0,92/0,55 77,38 125 0,3033 0,3222
L^, Гн / H In/IH мп/м„ Мщах/Мн Mmin/MH
2,27
5
2,2
1,2
Расчет параметров Г-образной схемы замещения асинхронного двигателя методом М. П. Табинского
Расчет параметров асинхронного двигателя методом М. П. Табинского ведется для упрощенной Г-образной схемы замещения. Таким образом, коэффициент приведения принимается равным единице с1 — 1.
Намагничивающий ток /0, А находится по формуле
во
1о =
3U
(1)
фаз
где - реактивная мощность на холостом валу, вар; - фазное напряжение, В.
т
0.У6 0.88 0.8 0.72 0.64 0.56 0.48 0.4 0.32 \
N
\
\ \
\
0.6 0.64 0.68 0.72 0.76 0.8 0.84 0.88 0.92 COS(pu
Рис. 3. График для определения коэффициента т
Fig. 3. Graph for determining the coefficient m Источник: разработано автором на основании [26]
Реактивная мощность двигателя на холостом ходу определяется по формуле:
P
Qo «— • m, (2)
In
где Рн - номинальная мощность двигателя, Вт; ] н -номинальный коэффициент полезного действия, %; m - расчетный коэффициент, который зависит от номинального коэффициента мощности и
определяется по графику на рисунке 3.
Приведенный ток в роторе ¡', А находится по формуле:
/2 =_1 - cosp_, (3)
sin(arc tg (ctg 90 ~Рн) + 0,5(90° + р)) 1 - +10 2
где - номинальный ток двигателя, А.
Для определения приведенного активного сопротивления ротора г', Ом используется формула:
' U-
r2 = s- J-, (4)
н
где sH - номинальное скольжение двигателя, которое находится по формуле:
П - n
n
(5)
где - скорость идеального холостого хода, об/мин; п - номинальная частота вращения, об/мин.
Далее находим активное сопротивление статора двигателя гг , Ом по следующей формуле:
Д )= - -1) - )2
1 $ 1
н н пуск
г —-—1-, (6)
2г2(--1)
Ян
где коэффициент учитывает ток ;
- пусковой ток двигателя, А. Индуктивное сопротивление короткого замыкания , Ом находим по формуле:
xk = x + X = 0,5
U
(7^ -(1 + ^ (7)
1 пуск k
где - индуктивное сопротивление обмоток статора, Ом; - приведенное индуктивное сопротивление обмоток ротора, Ом.
2
s
н
ЭЛЕКТРОТЕХНОЛОГИИ, ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЕ) И ЭНЕРГОСНАБЖЕНИЕ АГРОПРОМЫШЛЕННОГО КОМПЛЕКСА'
Выделение из хк сопротивлений х1 и х2 в данном методе не представляется возможным. С достаточной для практических расчетов точностью можно принять х1 « х2. Тогда индуктивное сопротивление статора и ротора находятся по формуле:
X
X2 =
Xt 2
(8)
Сопротивление цепи намагничивания х^, Ом определяется по формуле:
U
X,,
фаз
h
(9)
Расчет параметров Г-образной схемы замещения асинхронного двигателя методом А. А. Усольцева и Д. В. Лукичёва
Определим приведённое активное сопротивление ротора:
m • ZpUlas SH
щМ „
(10)
где Уфаз - фазное напряжение, Вт; т - число фаз; ш1 = 2ni - угловая частота питающей сети, рад/с; Zp - число пар полюсов магнитного поля двигателя.
Из уточнённой формулы Клосса определим критическое скольжение по формуле
sKP=^ (ä+jF^Ä), (ii)
где
A = 1 - 2 asH (Л-1).
a = ■
Коэффициент приведения к Г-образной схеме замещения определяется из формулы
Q =1 +
=
1 + iL
1 +
(12)
в зависимости от мощности изменяется в диапазоне 1,005 < с1 < 1,04.
Из уравнения критического момента
М Р =
m zPU1
m zpU1
2щ1с1(г1 +V r2+x2)
2^1^1(1 +
- (13)
с учётом выражения для критического скольжения
'кр = ~ГГ^г (14)
+ 4
определим значение Г1:
п-1 и сг
п 1 'о
—. (15)
r1
m • z U,
p 1
2а1ЛМн
Затем по формуле (16) определим индуктивное сопротивление короткого замыкания
xk =.
(
s,.
Г — + c^x^.
(16)
кр
Тогда сопротивления потоков рассеяния статора и ротора
X1 = X2 =
XJ, 2
(17)
Для определения индуктивного сопротивления цепи намагничивания хт последовательное соединение Г-образной схемы замещения преобразуется в параллельное с выделением активной и реактивной составляющих проводимости
q(s) = ■
r1 +-
( r
c^)2+X2
(18)
где
Из уравнения баланса реактивной мощности Q = Q + Qm = U,I„V1 - cos2 p, (19)
Q = U2lb(sH ) _
реактивная мощность, расходу-
емая на формирование полей статора и ротора;
От = и21/(С! Хи ) .
Тогда сопротивление цепи намагничивания находится по формуле
1
X =
I нф
cos p
(20)
U
- b(s„ )
Расчет параметров Г-образной схемы замещения асинхронного двигателя методом В. Б. Терехина
Номинальное скольжение асинхронного двигателя находится по формуле:
п - п
(21)
s„ =■
n,.
где п3 - скорость вращения магнитного поля статора, об/мин; пн - номинальная скорость двигателя по паспортным данным, об ./мин.
Для определения критического скольжения воспользуемся формулой
Sk = (mmax +4mL - 1)S„ .
(22)
где ттс1Х = Мтсх / Мн - кратность критического момента, развиваемого асинхронным двигателем.
s
c
Г2
m
m
кр
I ELECTRICAL TECHNOLOGIES, ELECTRICAL EQUIPMENT AND POWER SUPPLY OF THE AGRO-INDUSTRIAL COMPLEX
Коэффициент приведения Т-образной схемы к Г-образной схеме замещения
с = 1 + —.
1 L
(23)
Для предварительного расчета параметров схемы замещения коэффициент приведения принимается произвольно в диапазоне значений от 1,02 до 1,05. После расчета индуктивностей, входящих в уравнение, необходимо сравнить полученное значение с первоначально выбранным и уточнить расчет. Обычно за две, три итерации удается достичь совпадения принятого и рассчитанного значений конструктивного коэффициента.
Если предположить, что полные потери состоят из постоянных и переменных потерь, и постоянные примерно равны 1/3 полных потерь, а механические потери составляют половину постоянных потерь, то механические потери определяются из уравнения
АР = Р (— -1)1.
мех »V / s
Л» 6
Сопротивление статорной обмотки U2(1 - s )
Н V H '
R = 1-
9 -
2 Ci(i+-L)m (Рн +APMex ) s
(24)
(25)
где - отношение пускового момента
(берется из паспортных данных) к номинальному моменту.
Сопротивление обмоток ротора
R =
1 (Рн +АРмех ) m
3 (1 - s» К21»
(26)
где - отношение пускового тока (ток ко-
роткого замыкания) к номинальному.
Индуктивность статора и ротора находим по формуле
L = L =
1
и» /V3
2pf» Ix (^1 - (cos р» )2
cos РнSH
)
(27)
Индуктивность рассеяния статора и ротора 1
Lls Llr
U )/(iki» )
- (R, + Rr )2. (28)
4pf» V
Взаимоиндукция определяется по формуле
Lm = L - Lls. (29)
Сравнение результатов вычисления параметров Г-образной схемы замещения асинхронного двигателя по трем методам После проведения расчетов были получены результаты, представленные в таблице 2. Для каждой величины по формуле (30) вычислена относительная погрешность, которая также представлена в таблице.
5 = — -100 %,
(30)
где - абсолютная погрешность; - каталожное значение параметра.
Исходя из полученных данных можно заметить, что в первом методе активное сопротивление обмотки статора завышено в 2 раза, а значение приведённого активного сопротивления ротора составляет примерно 15 % от каталожных данных. Во втором методе относительные погрешности активного и индуктивного сопротивлений статора составляют около 20 %. В третьем методе активное сопротивление обмотки статора занижено примерно в 3 раза, значение приведённого активного сопротивления ротора занижено более чем в 30 раз.
k
x
k
Таблица 2. Сравнение результатов вычислений по трем методикам Table 2. Comparison of calculation results by three methods
№ Метода / Method No. гь Ом / Ohm r'2, Ом / Ohm Lb Гн / H L'2, Гн / H Lu, Гн / H
Данные каталога / Catalog Data 77,38 125 0,3033 0,3222 2,27
1 171,64 19,13 0,31 0,31 3,47
51, % 121,81 84,7 2,21 3,79 52,86
2 61,21 119,3 0,3711 0,3711 2,33
52, % 20,9 4,56 22,35 15,17 2,64
3 23,53 3,82 0,73 0,73 0,72
A3, % 86,3 96,9 140,7 126,6 68,3
Источник: составлено авторами на основании исследований
ЭЛЕКТРОТЕХНОЛОГИИ, ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЕ) И ЭНЕРГОСНАБЖЕНИЕ АГРОПРОМЫШЛЕННОГО КОМПЛЕКСА'
Результаты и обсуждение
Для каждого метода произведен расчёт основных параметров для построения механических характеристик асинхронного электродвигателя, которые представлены в таблице 3.
На рисунке 4 представлены совмещённые механические характеристики электродвигателя, полученные по трем методам, а также характеристика, составленная по каталожным данным.
Таблица 3. Точки для построения механических характеристик Table 3. Points for plotting mechanical characteristics
№ Метода / Method No. Мк мп SK 6МК, 6SK
1 1,18 0,16 0,05 13 % 90 %
2 1,25 1,1 0,5 8 % 0 %
3 1,32 0,017 0,008 3 % 98 %
Данные каталога / Catalog Data 1,36 1,15 0,5
Источник: составлено авторами на основании исследований
"0 0,5 1 1,5 2 "M. HM
Рис. 4. Механические характеристики асинхронного двигателя: I - первая методика; II - вторая методика; III - третья методика; IV - каталожные данные Fig. 4. Mechanical characteristics of an induction motor: I - the first method; II - the second method; III - the third method; IV - catalog data Источник: составлено автором на основании исследований
Как видно из рисунка 4, характеристики, построенные по параметрам первого и третьего методов, имеют несколько завышенное критическое скольжение, а характеристика, построенная по параметрам второго метода, близка к каталожным данным.
Заключение
Таким образом, в статье проведен анализ существующих методов расчета параметров схемы замещения трехфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором. Проведен расчет параметров реального двигателя серии 4АА50 и выполнено сравнение полученных величин с каталожными данными. Выполнена оценка погрешностей, вносимых различными методами.
На основе полученных данных можно сделать вывод о том, что методы: Табинского М. П., Тере-хина В. Б. обладают наибольшей погрешностью.
Наименьшую погрешность в определении параметров схемы замещения асинхронной машины малой мощности позволяет получить метод Усоль-цева А. А. и Лукичёва Д. В. Данный метод может быть использован при моделировании работы электрифицированных сельскохозяйственных машин с полупроводниковыми устройствами питания.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Abdin Z., Webb C. J., Mac E., et al. One-dimensional metal-hydride tank model and simulation in Matlab-Simulink // International Journal of Hydrogen Energy. 2018. V. 43, Is. 10. P. 5048-5067.
2. Abdin Z., Webb C. J., Mac E., et al. PEM fuel cell model and simulation in Matlab-Simulink based on physical parameters // Energy. 2016. V. 116. Part 1. P. 1131-1144.
3. Романова В. B., Хромов С. В., Суслов К. В. Анализ воздействующих факторов, влияющих на эксплуатационную надёжность низковольтных асинхронных электродвигателей // Известия высших учебных заведений. Проблемы энергетики. 2021. № 23. Ч. 3. С. 80-89.
¥¥¥¥¥¥¥¥¥ г/rrTPfr/if ТРГНМП!nízirs FI РГТШГД! рпшрмрмт^^^^^^^^^Ё
lyvMlvMIII^ ELE CT KM CAL TECHNOLOGIES, ELECTRICAL EQUIPMENT
XXXXXXXX and power supply of the agro-industrial complex XXXXXXXX_
4. Bhola M., Kumar N., Ghoshal S. K. Reducing fuel consumption of Front End Loader using regenerative hydro-static drive configura-tion-an experimental study // Energy. 2018. V. 162. P. 158-170.
5. Лебедев Г. Г., Сарваров А. С., Вечеркин М. В. [и др.]. Определение тока холостого хода асинхронного электродвигателя // Электротехнические системы и комплексы. 2020. № 3 (48). С. 52-58.
6. Новаш И. В., Румянцев Ю. В. Расчет параметров модели трехфазного трансформатора из библиотеки Matlab-Simulink с учетом насыщения магнитопровода // Энергетика. Известия высших учебных заведений и энергетических объединений СНГ. 2015. № 1. С. 12-24.
7. Чернышева Т. А., Журиков С. А., Чернышев А. Ю. [и др.]. Асинхронный электропривод каротажных подъемников визуального контроля технического состояния скважин // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. 2016. Т. 327. № 12. С. 26-34.
8. Huan-Liang Tsai, Phuong Truong Le. Self-sufficient energy recycling of light emitter diode/thermoelectric generator module for its active-cooling application // Energy Conversion and Management. 2016. V. 118. P. 170-178.
9. Еремочкин С. Ю., Дорохов Д. В. Полупроводниковый преобразователь для запуска трехфазного электродвигателя от однофазной сети // Автоматизация и энергосбережение в машиностроении, энергетике и на транспорте. Вологда, 08 декабря 2020 года. Вологда : Вологодский государственный университет, 2021. С. 91-96.
10. Xiaolin Tang, Dejiu Zhang, Teng Liu, et al. Research on the energy control of a dual-motor hybrid vehicle during engine start-stop process // Energy. 2019. V. 166. P. 1181-1193.
11. Еремочкин С. Ю., Дорохов Д. В. Реверсивный полупроводниковый коммутатор запуска трехфазного асинхронного короткозамкнутого электродвигателя от однофазной сети // Энерго- и ресурсосбережение -XXI век. Орёл, 08-10 декабря 2020 года.
12. El-Kharashi E., Massoud J. G., Al-Ahmar M. A. The impact of the unbalance in both the voltage and the frequency on the performance of single and cascaded induction motors // Energy. 2019. V. 181. P. 561-575.
13. Новаш И. В. Моделирование энергосистем и испытание устройств релейной защиты в режиме реального и модельного времени. Энергетика. Известия высших учебных заведений и энергетических объединений СНГ. 2017. № 60. Ч. 3. С. 198-210.
14. Однокопылов Г. И., Букреев В. Г., Розаев И. А. Исследование отказоустойчивого вентильно-индукторного электродвигателя насоса для добычи нефти // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. 2019. Т. 330. № 10. С. 69-75.
15. Guoheng Wu., Junhong Yang, Jianzhong Shang, et al. A rotary fluid power converter for improving energy efficiency of hydraulic system with varia-ble load // Energy. 2020. V. 195. P. 116-957.
16. Мещеряков В. Н., Синюкова Т. В., Синюков А. В. Исследование системы управления приводом моталки с разными типами наблюдателей скорости // Электротехнические системы и комплексы. 2020. № 3 (48). С. 28-32.
17. Малёв Н. А., Погодицкий О. В. Статистический анализ динамических характеристик асинхронного электромеханического преобразователя с изменяющимися параметрами нагрузки // Известия высших учебных заведений. Проблемы энергетики. 2019. Т. 21. № 1-2. С. 120-130.
18. Ouanjli N. El., Motahhir S., Derouich A., et al. Improved DTC strategy of doubly fed induction motor using fuzzy logic controller // Energy Reports. 2019. V. 5. P. 271-279.
19. Sung-ho Hur. Modelling and control of a wind turbine and farm // Energy. 2018. V. 156. P. 360-370.
20. Zhifu W., Jun F., Zhijian S., et al. Study on Speed Sensor-less Vector Control of Induction Motors Based on AMEsim-Matlab/Simulink Simulation // Energy Procedia. 2017. V. 105. P. 2378-2383.
21. Халина Т. М., Стальная М. И., Еремочкин С. Ю. Исследование характеристик электропривода с преобразователем векторно-алгоритмического типа // Электротехника. 2018. № 12. С. 48-52.
22. Zhen Wu, Peng Tan, Bin Chen, et al. Dynamic modeling and operation strategy of an NG-fueled SOFC-WGS-TSA-PEMFC hybrid energy conversion system for fuel cell vehicle by using MATLAB/SIMULINK // Energy. 2019. V. 175, P. 567-579.
23. Боголюбов А. Н. Основы математического моделирования. М. : МГУ им. Ломоносова, Физический факультет, 2019. 137 c.
24. Семёнов А. С. Моделирование режимов работы асинхронного двигателя в пакете программ Мат1ав // Вестник СВФУ. 2014. № 1. С. 51-59.
XXXXXXXXXX электротехнологии, электрооборудование XXXXXXXXXX
XXXXXXX И ЭНЕРГОСНАБЖЕНИЕ АГРОПРОМЫШЛЕННОГО КОМПЛЕКСА XXXXXXX
25. Терёхин В. Б. Моделирование систем электропривода в Simulink (Matlab 7.0.1). Томск : Изд-во Томского политехнического университета, 2010. 292 с.
26. Табинский М. П. Определение параметров схемы замещения асинхронного двигателя по каталожным данным // Известия ТПУ. 1965. Т. 153. С. 88-93.
27. Усольцев А. А., Лукичёв Д. В. Определение параметров модели асинхронного двигателя по справочным данным // Приборостроение. 2008. № 10. С. 35-41.
Статья поступила в редакцию 27.09.2022; одобрена после рецензирования 24.10. 2022;
принята к публикации 26.10.2022.
Информация об авторах:
С. Ю. Еремочкин - кандидат технических наук, доцент кафедры «Электротехника и автоматизированный электропривод», Spin-код: 3102-9863;
Д. В. Дорохов - студент кафедры «Электротехника и автоматизированный электропривод»; А. А. Жуков - студент кафедры «Электротехника и автоматизированный электропривод».
Заявленный вклад авторов:
Еремочкин С. Ю. - научное руководство, формулирование основной концепции исследования, проведение экспериментов, анализ полученных результатов, осуществление критического анализа и доработка текста. Дорохов Д. В. - подготовка текста статьи, верстка и форматирование текста статьи, участие в обсуждении материалов статьи.
Жуков А. А. - подготовка текста статьи, верстка и форматирование текста статьи, участие в обсуждении материалов статьи.
Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
REFERENCE
1. Abdin Z., Webb C.J., Mac E., et al. One-dimensional metal-hydride tank model and simulation in Matlab-Simulink. International Journal of Hydrogen Energy, 2018, No. 43 (10), pp. 5048-5067.
2. Abdin Z., Webb C. J., Mac E., et al. PEM fuel cell model and simulation in Matlab-Simulink based on physical parameters. Energy, 2016, No. 116 (1), pp. 1131-1144.
3. Romanova V. V., Khromov S. V., Suslov K. V. Analiz vozdejstvuyushchih faktorov, vliyayushchih na ek-spluatacionnuyu nadyozhnost' nizkovol'tnyh asinhronnyh elektrodvigatelej [Analysis of influencing factors affecting the operational reliability of low-voltage asynchronous electric motors], Izvestiya vysshih uchebnyh zavedenij. Prob-lemy energetiki [Power engineering: research, equipment, technology], 2021, No. 23 (3), pp. 80-89.
4. Bhola M., Kumar N., Ghoshal S.K. Reducing fuel consumption of Front End Loader using regenerative hydro-static drive configura-tion-an experimental study, Energy, 2018, No. 162, pp. 158-170.
5. Lebedev G. G., Sarvarov A. S., Vecherkin M. V., et al. Opredelenie toka holostogo hoda asinhronnogo el-ektrodvigatelya [Calculation of Idling Current of an Asynchronous Motor], Elektrotekhnicheskie sistemy i kompleksy [Electrotechnical Systems and Complexes], 2020, No. 3 (48), pp. 52-58.
6. Novash I. V., Rumiantsev Yu. V. Raschet parametrov modeli trekhfaznogo transformatora iz biblioteki Matlab-Simulink s uchetom nasyshcheniya magnitoprovoda [Three-phase transformer parameters calculation considering the core saturation for the matlab-simulink transformer model], Energetika. Izvestiya vysshih uchebnyh zavedenij i energeticheskih ob"edinenij SNG [Energetika. Proceedings of cis higher education institutions and power engineering associations], 2015, No. 1, pp. 12-24.
7. Chernysheva T. A., Zhurikov S. A., Chernyshev A. Yu., et al. Asinhronnyj elektroprivod karotazhnyh pod"emnikov vizual'nogo kontrolya tekhnicheskogo sostoyaniya skvazhin [Induction drive of well logging truck hoist for visual monitoring the borehole operating conditions], Izvestiya Tomskogo politekhnicheskogo universiteta. In-zhiniring georesursov [Bulletin of the Tomsk Polytechnic University. Geo Assets Engineering], 2016, No. 327 (12), pp.26-34.
¥¥¥¥¥¥¥¥¥ г/rrTPfr/if ТРГНМП!nizirs FI РГТШГЛ! рпшрмрмт^^^^^^^^^Ё
lyvMlvMIII^ ELECTRICAL TECHNOLOGIES, ELECTRICAL EQUIPMENT
XXXXXXXX and power supply of the agro-industrial complex XXXXXXXX_
8. Huan-Liang Tsai, Phuong Truong Le. Self-sufficient energy recycling of light emitter diode/thermoelectric generator module for its active-cooling application, Energy Conversion and Management, 2016, No. 118, pp. 170-178.
9. Eremochkin S. Yu., Dorokhov D. V. Poluprovodnikovyi preobrazovatel' dlya zapuska trekhfaznogo el-ektrodvigatelya ot odnofaznoi seti [Semiconductor converter for starting a three-phase electric motor from a singlephase network], Avtomatizatsiya i energosberezhenie v mashinostroenii, energetike i na transporte [Automation and energy saving in mechanical engineering, energy and transport], 08 Dec 2020; Vologda, Russia. Vologda: Vologod-skii gosudarstvennyi universitet. Publ., 2021. pp. 91-96.
10. Xiaolin Tang, Dejiu Zhang, Teng Liu, et al. Research on the energy control of a dual-motor hybrid vehicle during engine start-stop process, Energy, 2019, No. 166, pp. 1181-1193.
11. Eremochkin S. Yu., Dorokhov D. V. Reversivnyi poluprovodnikovyi kommutator zapuska trekhfaznogo asinkhronnogo korotkozamknutogo elektrodvigatelya ot odnofaznoi seti [Reversible semiconductor switch for starting a three-phase asynchronous squirrel-cage electric motor from a single-phase network], Energo- i resursosberezhenie -XXI vek [Energy and resource saving -XXI century], Orel, 08-10 Dec. 2020.
12. El-Kharashi E., Massoud J.G., Al-Ahmar M.A. The impact of the unbalance in both the voltage and the frequency on the performance of single and cascaded induction motors, Energy, 2019, No. 181, pp. 561-575.
13. Novash I. V. Modelirovanie energosistem i ispytanie ustrojstv relejnoj zashchity v rezhime real'nogo i mod-el'nogo vremeni [Modeling of power systems and testing of relay protection devices in real and model time], Ener-getika. Izvestiya vysshih uchebnyh zavedenij i energeticheskih ob"edinenij SNG [Energetika. Proceedings of cis higher education institutions and power engineering associations], 2017, No. 60 (3), pp. 198-210.
14. Odnokopylov G. I., Bukreev V. G., Rozaev I. A. Issledovanie otkazoustojchivogo ventil'no-induktornogo elektrodvigatelya nasosa dlya dobychi nefti [Research of fault-tolerant switched-reluctance motor of electrical oil pump], Izvestiya Tomskogo politekhnicheskogo universiteta. Inzhiniring georesursov [Bulletin of the Tomsk Polytechnic University. Geo Assets Engineering], 2019, No. 330 (10), pp. 69-75.
15. Guoheng Wu., Junhong Yang, Jianzhong Shang, et al. A rotary fluid power converter for improving energy efficiency of hydraulic system with varia-ble load, Energy, 2020, No. 195, pp. 116-957.
16. Meshcheryakov V. N., Sinyukova T. V., Sinyukov A. V. Issledovanie sistemy upravleniya privodom motalki s raznymi tipami nablyudatelej skorosti [Investigation of the Coiler Drive Control System with Different Types of Speed Observers], Elektrotekhnicheskie sistemy i kompleksy [Electrotechnical Systems and Complexes], 2020, No. 3 (48), pp. 28-32.
17. Malev N. A., Pogoditsky O. V. Statisticheskij analiz dinamicheskih harakteristik asinhronnogo elektromek-hanicheskogo preobrazovatelya s izmenyayushchimisya parametrami nagruzki [Statistical analysis of dynamic characteristics asynchronous electric motor with changing load parameters], Izvestiya vysshih uchebnyh zavedenij. Prob-lemy energetiki [Proceedings of the higher educational institutions. Energy sector problems], 2019, No. 21 (1-2), pp.120-130.
18. Ouanjli N. El., Motahhir S., Derouich A., et al. Improved DTC strategy of doubly fed induction motor using fuzzy logic controller, Energy Reports, 2019, No. 5, pp. 271-279.
19. Sung-ho Hur. Modelling and control of a wind turbine and farm, Energy, 2018, No. 156, pp. 360-370.
20. Zhifu W., Jun F., Zhijian S., et al. Study on Speed Sensor-less Vector Control of Induction Motors Based on AMEsim-Matlab/Simulink Simulation, Energy Procedia, 2017, No. 105, pp. 2378-2383.
21. Khalina T. M., Stal'naya M. I., Eremochkin S. Y. Issledovanie harakteristik elektroprivoda s preobrazovate-lem vektorno-algoritmicheskogo tipa [Analysis of Characteristics of an Electric Drive with a Vector-Algorithmic Converter], Elektrotekhnika [Electrical Engineering], 2018, No. 89 (12), pp. 717-721.
22. Zhen Wu, Peng Tan, Bin Chen, et al. Dynamic modeling and operation strategy of an NG-fueled SOFC-WGS-TSA-PEMFC hybrid energy conversion system for fuel cell vehicle by using MATLAB/SIMULINK, Energy, 2019, No. 175, pp. 567-579.
23. Bogolyubov A. N. Osnovy matematicheskogo modelirovaniya [Fundamentals of mathematical modeling]. Moscow: MGU im. Lomonosova, Fizicheskii fakul'tet, 2019.
24. Semenov A. S. Modelirovanie rezhimov raboty asinkhronnogo dvigatelya v pakete programm matlav [Simulation of operating modes of an asynchronous motor in the MATLAB software package], Vestnik of NEFU [Игддуешт of North-Eastern Federal University], 2014, No. 1.
52
XXXXXXXXXX электротехнологии, электрооборудование XXXXXXXXXX
XXXXXXX И ЭНЕРГОСНАБЖЕНИЕ АГРОПРОМЫШЛЕННОГО КОМПЛЕКСА XXXXXXX
25. Terekhin V. B. Modelirovanie sistem elektroprivoda v Simulink (Matlab 7.0.1) [Modeling of electric drive systems in Simulink (Matlab 7.0.1)], Tomsk: Publishing House of Tomsk Polytechnic University, 2010.
26. Tabinskii M. P. Opredelenie parametrov skhemy zameshcheniya asinkhronnogo dvigatelya po katalozhnym dannym [Determination of the parameters of the equivalent circuit of an asynchronous motor according to catalog data], Izvestiya Tomskogo politekhnicheskogo universiteta [Bulletin of the Tomsk Polytechnic University], 1965.
27. Usol'tsev A. A., Lukichev D. V. Opredelenie parametrov modeli asinkhronnogo dvigatelya po spravochnym dannym [Determination of the parameters of the model of an asynchronous motor according to reference data], Instrumentation [Journal of Instrument Engineering], 2008, No. 10.
The article was submitted 27.09.2022; approved after reviewing 24.10.2022; accepted for publication 26.10.2022.
Information about the authors: S. Yu. Eremochkin - Ph. D. (Engineering), Associate Professor at the Department of «Electrical engineering and automated electric drive», Spin-код: 3102-9863;
D. V. Dorokhov - Student at the Department of «Electrical engineering and automated electric drive»; A. A. Zhukov - Student at the Department of «Electrical engineering and automated electric drive».
Contribution of the authors:
Eremochkin S. Yu. - research supervision, developed the theoretical framework, implementation of experiments, analyzed data, critical analysis and revision of the text.
Dorokhov D. V. - writing of the draft, made the layout and the formatting of the article, participation in the discussion on topic of the article.
Zhukov A. A. - writing of the draft, made the layout and the formatting of the article, participation in the discussion on topic of the article.
The authors declare no conflicts of interest.
