omnaОмский научный вестникOmsk Scientific Bulletin1813-82252541-7541Омский государственный технический университет10.25206/1813-8225-2024-192-117-124RWONVVomna-115Research ArticleЭЛЕКТРОНИКА, ФОТОНИКА, ПРИБОРОСТРОЕНИЕ И СВЯЗЬELECTRONICS, PHOTONICS, APPLIANCE AND COMMUNICATIONSИзмерение и оптимизация индуктивных элементов в системах управления комбинированными энергокомплексами на основе возобновляемых источников энергииMeasurement and optimization of inductive elements in control systems of combined heat and power supply based on renewable energy sourceshttps://orcid.org/0000-0001-9198-9253ВолковА. В.VolkovA. V.

ВОЛКОВ Александр Викторович, доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой гидромеханики и гидравлических машин им. В. С. Квятковского

г. Москва

AuthorID (РИНЦ): 843020

AuthorID (SCOPUS): 57192078235

ResearcherID: A-6919-2014

VOLKOV Aleksandr Viktorovich, Doctor of Technical Sciences, Professor, Head of Hydromechanics and Hydraulic Machines named after V. S. Kvyatkovsky Department

Moscow

AuthorID (RSCI): 843020

AuthorID (SCOPUS): 57192078235

ResearcherID: A-6919-2014

VolkovAV@mpei.ruДобренкоА. М.DobrenkoA. M.

ДОБРЕНКО Алексей Михайлович, инженер-исследователь лаборатории автономных источников энергии и обратимых гидроагрегатов на основе микроГЭС

г. Москва

DOBRENKO Aleksey Mikhaylovich, Research Engineer of Autonomous Energy Sources and Reversible Hydropower Units Based on Microhydropower Plants Laboratory

Moscow

DobrenkoAM@mpei.ruhttps://orcid.org/0009-0006-4484-9745ДробницкийН. А.DrobnitskiyN. A.

ДРОБНИЦКИЙ Никита Андреевич, магистр, младший научный сотрудник лаборатории автономных источников энергии и обратимых гидроагрегатов на основе микроГЭС 

г. Москва

AuthorID (РИНЦ): 1176333

DROBNITSKIY Nikita Andreyevich, Master's Degree, Junior Researcher of Autonomous EnergySources and Reversible Hydropower Units Based on Microhydropower Plants Laboratory

Moscow

AuthorID (RSCI): 1176333

DrobnitskyNA@mpei.ruhttps://orcid.org/0000-0001-9198-9253ДружининА. А.DruzhininA. A.

ДРУЖИНИН Алексей Анатольевич, кандидат технических наук, заведующий лабораторией автономных источников энергии и обратимых гидроагрегатов на основе микроГЭС

г. Москва

AuthorID (РИНЦ): 843020AuthorID (SCOPUS): 57192078235

DRUZHININ Aleksey Anatolyevich, Candidate of Technical Sciences, Head of Autonomous Energy Sources and Reversible Hydropower Units Based on Microhydropower Plants Laboratory

Moscow

AuthorID (RSCI): 843020

AuthorID (SCOPUS): 57192078235

DruzhininAA@mpei.ruМылкинД. В.MylkinD. V.

МЫЛКИН Дмитрий Васильевич, аспирант, ассистент кафедры гидромеханики и гидравлических машин им. В. С. Квятковского, младший научный сотрудник лаборатории автономных источников энергии и обратимых гидроагрегатов на основе микроГЭС 

г. Москва

AuthorID (РИНЦ): 1176114 

MYLKIN Dmitriy Vasilyevich, Graduate Student, Assistant of Hydromechanics and HydraulicMachines named after V. S. Kvyatkovsky Department, Junior Researcher of Autonomous Energy Sources and Reversible Hydropower Units Based on Microhydropower Plants Laboratory

Moscow

AuthorID (RSCI): 1176114

MylkinDV@mpei.ruhttps://orcid.org/0000-0002-6859-586XШейкинМ. О.SheykinM. O.

ШЕЙКИН Максим Олегович, младший научный сотрудник лаборатории автономных источников энергии и обратимых гидроагрегатов на основе микроГЭС 

г. Москва

AuthorID (РИНЦ): 1179616

SHEYKIN Maksim Olegovich, Junior Researcher of Autonomous Energy Sources and Reversible Hydropower Units Based on Microhydropower Plants Laboratory

Moscow

AuthorID (RSCI): 1179616

SheykinMO@mpei.ruНациональный исследовательский университет «МЭИ»РоссияNational Research University «Moscow Power Engineering Institute»Russian Federation20243012202404117124Copyright © Волков А.В., Добренко А.М., Дробницкий Н.А., Дружинин А.А., Мылкин Д.В., Шейкин М.О., 20242024Волков А.В., Добренко А.М., Дробницкий Н.А., Дружинин А.А., Мылкин Д.В., Шейкин М.О.Volkov A.V., Dobrenko A.M., Drobnitskiy N.A., Druzhinin A.A., Mylkin D.V., Sheykin M.O.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://onv.omgtu.ru/jour/article/view/115

Эта статья о перспективах развития альтернативной энергетики, роли преобразовательной техники, существующих и разрабатываемых методах оценки потерь индуктивных элементов, работающих в импульсной или резонансной преобразовательной технике и применяемых в энергокомплексах на основе возобновляемых источников энергии. В статье рассматриваются существующие методы оценки потерь в индуктивных элементах и границы их применимости. Рассматриваются новые решения, направленные на улучшение методологии и метрологии измерений. Даются рекомендации по минимизации потерь.

The article deals with the role of inverter technology in the future development of renewable energies, existing methods for measuring the loss power of inductive elements and their further development, which are used in pulse or resonance inverters for heating and energy supply based on renewable energies. The research presents an overview of the existing methods and their applicability for measuring the power loss of inductive elements. A new approach is proposed for the preliminary estimation of the power loss of inductive elements based on measurements that approximate real operating conditions. The actual state of the technology in this field is described and the functional concept of test current generators is presented. The difficulties in separating the power loss into individual components are considered and the characteristics of the measurement method for solving this problem are addressed. In addition, the physical causes of the individual components of power losses in inductive elements are discussed and recommendations for minimizing are demonstrated.

измерение потерьиндуктивные элементыгенератор токаразделение потерьоптимизация индуктивных элементовпреобразовательная техникавозобновляемые источники энергиимикроГЭСpower loss measurementinductive elementstest current generatorpower loss separationinductive element optimisationinverter technologyrenewable energy sourcesmicro hydroelectric power plantsМатериалы, вошедшие в данную статью, подготовлены при финансовой поддержке Министерства науки и высшего образования Российской Федерации в рамках Национального проекта «Наука и университеты» о создании новых лабораторий, в том числе под руководством молодых перспективных исследователей — Уникальный номер проекта FSWF-2022-0008. Соглашение № 075-03-2022-138/5 от 02.11.2022.The work is carried out by the financial support of the Ministry of Science and Higher Education of the Russian Federation within the framework of the National Project «Science and Universities» on the creation of new laboratories under the leadership of young promising researchers. Legal project number FSWF-2022-0008. Agreement No. 075-03-2022-138/5 from 02.11.2022.ReferencesСтоимость производства электроэнергии из возобновляемых источников в 2020 году // IRENA. 2021. URL: https://www.irena.org/-/media/Files/IRENA/Agency/Publication/2021/Jun/IRENA_Power_Generation_Costs_2020_Summary_RU.pdf?rev=eecd651ee0914017ba3594d85b6dca1b (дата обращения: 27.02.2024).Stoimost’ proizvodstva elektroenergii iz vozobnovlyayemykh istochnikov v 2020 godu [Renewable power generation costs in 2020] // IRENA. URL: https://www.irena.org/-/mediaFiles/IRENA/Agency/Publication/2021/Jun/IRENA_Power_Generation_Costs_2020_Summary_RU.pdf?rev=eecd651ee0914017ba3594d85b6dca1b (accessed: 27.02.2024). (In Russ.).Россихин Д. А., Менделеев Д. И., Галимзянов Л. А. Вопросы применения и развития систем накопления электроэнергии // Развивая энергетическую повестку будущего: сб. тр. конф. Санкт-Петербург: Изд-во СПбГЭТУ «ЛЭТИ», 2021. С. 24-29. EDN: UYMWGF.Rossikhin D. A., Mendeleyev D. I., Galimzyanov L. A. Voprosy primeneniya i razvitiya sistem nakopleniya elektroenergii [Issues of application and development of energy storage systems] // Razvivaya energeticheskuyu povestku budushchego. Developing the Energy Agenda of the Future. Saint Petersburg, 2021. P. 24–29. EDN: UYMWGF. (In Russ.).Коростелин А. В. Импульсные источники питания. Элементная база, архитектура и ремонт. Москва: СОЛОН-Пресс, 2020. С. 118–216. ISBN 978-5-91359-412-9.Korostelin A. V. Impul’snyye istochniki pitaniya. Elementnaya baza, arkhitektura i remont [Pulse power supplies. Element base, architecture and repair]. Moscow, 2020. P. 118– 216. ISBN 978-5-91359-412-9. (In Russ.).Кочемасов В., Хорев С. Современные индуктивные радиокомпоненты. Часть 1 // Электроника: наука, технология, бизнес. 2022. № 2 (213). С. 142–152. DOI: 10.22184/1992-4178.2022.213.2.142.152. EDN: BPJTVI.Kochemasov V., Khorev S. Sovremennyye induktivnyye radiokomponenty. Chast’ 1 [Modern inductive radio components. Part 1] // Elektronika: nauka, tekhnologiya, biznes. Electronics: Science, Technology, Business. 2022. No. 2 (213). P. 142–152. DOI: 10.22184/1992-4178.2022.213.2.142.152. EDN: BPJTVI. (In Russ.).Yurkov A. S. To the theoretical description of the losses in inductance coils // Техника радиосвязи. 2018. Вып. 4 (39). С. 19–29. EDN: YWYYGL.Yurkov A. S. To the theoretical description of the losses in inductance coils // Tekhnika radiosvyazi. Radio Communication Technology. 2018. Issue 4 (39). P. 19–29. EDN: YWYYGL. (In Engl.).LCR-Измеритель R&S LCX. Спецификация. Версия 2.02 // Rohde & Schwarz GmbH & Co. KG. Июль 2023. C. 1–24. URL: https://scdn.rohde-schwarz.com/ur/pws/dl_downloads/pdm/cl_brochures_and_datasheets/data_sheet/3609_8309_38/LCX_dat_ru_3609-8309-38_v0202.pdf (дата обращения: 04.03.2024).LCR-Izmeritel’ R&S LCX. Spetsifikatsiya. Versiya 2.02 [R&S LCX LCR Meter. Specification. Version 2.02] // Rohde & Schwarz GmbH & Co. KG. July 2023. P. 1–24. URL: https://scdn.rohdeschwarz.com/ur/pws/dl_downloads/pdm/cl_brochures_and_atasheets/data_sheet/3609_8309_38/LCX_dat_ru_3609-8309-38_v0202.pdf (accessed: 04.03.2024). (In Russ.).LCR Measurement Primer. Precision instruments for test and measurement // IET Labs Inc. 2018. № 1. P. 2–78. URL: https://www.ietlabs.com/pdf/application_notes/030122%20IET%20LCR%20PRIMER%201st%20Edition.pdf (дата обращения: 14.02.2024).LCR Measurement Primer. Precision instruments for test and measurement // IET Labs Inc. 2018. No. 1. P. 2–78. URL: https://www.ietlabs.com/pdf/application_notes/030122%20IET%20LCR%20PRIMER%201st%20Edition.pdf (accessed: 14.02.2024). (In Engl.).DC Bias Current Sources. 3265B Technical Data Sheet // Wayne Kerr Electronics. P. 1–2. URL: http://www.waynekerrtest. com/datasheet/instruments/wk3265b.pdf (дата обращения: 14.02.2024).DC Bias Current Sources. 3265B Technical Data Sheet // Wayne Kerr Electronics. P. 1–2. URL: http://www.waynekerrtest.com/datasheet/instruments/wk3265b.pdf (accessed: 14.02.2024). (In Engl.).Уилсон Л. Внутрисхемное измерение параметров дросселей и трансформаторов в импульсных источниках питания // ООО «Альфа Инструментс». URL: https://alfa-instr.ru/blog/stati/vnutriskhemnoe_izmerenie_parametrov_drosseley_i_tr/ (дата обращения: 14.02.2024).Wilson L. Vnutriskhemnoe izmerenie parametrov drosseley i transformatorov v impul’snykh istochnikakh pitaniya [In-circuit measurement of inductors and transformers in switching power supplies] // OOO «Alfa Instruments». LTD «Alfa Instruments». URL: https://alfa-instr.ru/blog/stati/vnutriskhemnoe_izmerenie_parametrov_drosseley_i_tr/ (accessed: 14.02.2024). (In Russ.).Voigt G., Dobrenko A., Kirjuchin A., Komarov E. Optimierte Drosselspulen für die moderne Leistungselektronik // FHK Forum. 2004–2005. P. 56–59.Voigt G., Dobrenko A., Kirjuchin A., Komarov E. Optimierte Drosselspulen für die moderne Leistungselektronik // FHK Forum. 2004–2005. P. 56–59 (In Germ.).Касаткин А. С., Немцов М. В. Курс электротехники. 8-е изд., стер. Москва: Высшая школа, 2005. 542 с. ISBN 5-06- 005276-1.Kasatkin A. S., Nemtsov M. V. Kurs elektrotekhniki [Book of electrical engineering]. 8th ed., ster. Moscow, 2005. 542 p. ISBN 5-06-005276-1. (In Russ.).Albach M. Induktive Komponenten in der Leistungselektronik // Bauelemente der Leistungselektronik. VDE Verlag GmbH. Aprl. 13–14, 2011. Berlin. S. 77–86.Albach M. Induktive Komponenten in der Leistungselektronik [Inductive components in power electronics] // Bauelemente der Leistungselektronik. Components in Power Electronics. VDE Verlag GmbH. Aprl. 13–14, 2011. Berlin. P. 77–86. (In Germ.).Ferrite Summary // TDK. 2021. P. 3–8. URL: https://product.tdk.com/en/system/files?file=dam/doc/product/ferrite/ferrite/ferrite-core/catalog/ferrite_summary_en.pdf (дата обращения: 14.02.2024).Ferrite Summary // TDK. 2021. P. 3–8. URL: https://product.tdk.com/en/system/files?file=dam/doc/product/ferrite/ferrite/ferrite-core/catalog/ferrite_summary_en.pdf (accessed: 14.02.2024). (In Engl.).Алиев И. И. Электротехнический справочник. 5-е изд., стер. Москва: РадиоСофт, 2010. 383 с. ISBN 978-5-93037- 213-7.Aliyev I. I. Elektrotekhnicheskiy spravochnik [Electrical Engineering Handbook]. 5th ed., ster. Moscow, 2010. 383 p. ISBN 978-5-93037-213-7. (In Russ.).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.