omnaОмский научный вестникOmsk Scientific Bulletin1813-82252541-7541Омский государственный технический университет10.25206/1813-8225-2023-188-60-69ZVLMLMomna-217Research ArticleЭНЕРГЕТИКА И ЭЛЕКТРОТЕХНИКАENERGY AND ELECTRICAL ENGINEERINGПостроение алгоритма управления с целью повышения энергоэффективности вентильно-индукторного электродвигателяConstruction of the control algorithm to improve energy efficiency of a switched reluctance electric motorhttps://orcid.org/0000-0002-6529-1895КашубаА. В.KashubaA. V.

Кашуба Александр Викторович - кандидат технических наук, доцент кафедры «Теоретическая механика» РГУПС.

Ростов-на-Дону

AuthorID (РИНЦ) 922722

AuthorID (SCOPUS) 57194232715

ResearcherID CAA-2491-2022

Aleksandr V. Kashuba - Candidate of Technical Sciences, Associate Professor of Theoretical Mechanics Department, Rostov State Transport University (RSTU).

Rostov-on-Don

AuthorID (RSCI) 922722

AuthorID (SCOPUS) 57194232715

ResearcherID CAA-2491-2022

kashuba-av@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-5508-8367ШевкуноваА. В.ShevkunovaA. V.

Шевкунова Анастасия Владимировна - кандидат технических наук, доцент кафедры «Тяговый подвижной состав» РГУПС.

Ростов-на-Дону

AuthorID (РИНЦ) 823538

AuthorID (SCOPUS) 57194232704

ResearcherID AAI-8866-2021

Anastasiya V. Shevkunova - Candidate of Technical Sciences, Associate Professor of Traction Rolling Stock Department, RSTU.

Rostov-on-Don

AuthorID (RSCI) 823538

AuthorID (SCOPUS) 57194232704

ResearcherID AAI-8866-2021

nastya3051990@mail.ruРостовский государственный университет путей сообщенияРоссияRostov State Transport UniversityRussian Federation202330122023046069Copyright © Кашуба А.В., Шевкунова А.В., 20232023Кашуба А.В., Шевкунова А.В.Kashuba A.V., Shevkunova A.V.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://onv.omgtu.ru/jour/article/view/217

Рассмотрен энергоэффективный вентильно-индукторный электропривод применительно к электрическому подвижному составу. Он полностью удовлетворяет таким требованиям, как хорошие регулировочные свойства, высокая энергоэффективность и эксплуатационная надежность. Научная и техническая ценность результатов работы заключается в разработке алгоритма управления тяговым вентильно-индукторным двигателем, обеспечивающим снижение действующего тока при обеспечении необходимой мощности. Расчеты были произведены посредством специализированных взаимодействующих друг с другом программ FEMM и MATLAB. Материалы данного исследования представляют практическую ценность для повышения эксплуатационных и технико-экономических показателей электроподвижного состава.

An energy-efficient switched reluctance electric drive is considered in relation to electric rolling stock. It fully meets such requirements as good adjustment properties, high energy efficiency and operational reliability. The scientific and technical value of the results of the work lies in the development of an algorithm for controlling a traction switched reluctance motor that reduces the operating current while providing the necessary power. The calculations are made by means of specialized programs interacting with each other FEMM and MATLAB. The materials of this study are of practical value for improving the operational and technical and economic indicators of electric rolling stock.

вентильно-индукторный электродвигательалгоритмугол управленияоптимальностьтепловые потериформа токаэлектромагнитный моментswitched reluctance electric motoralgorithmcontrol angleoptimalityheat losscurrent formelectromagnetic momentReferencesАвдеев А. С., Осипов О. И. Идентификация электрических параметров синхронного двигателя с постоянными магнитами // Электротехнические системы и комплексы. 2021. № 3 (52). C. 38-46. DOI: 10.18503/2311-8318-2021-3(52)-38-46. EDN: ROMSBX.Avdeyev A. S., Osipov O. I. Identifikatsiya elektricheskikh parametrov sinkhronnogo dvigatelya s postoyannymi magnitami [Electrical parameters identification of permanent magnet synchronous motor] // Elektrotekhnicheskiye Sistemy i Kompleksy. Electrotechnical Systems and Complexes. 2021. No. 3 (52). P. 38-46. DOI: 10.18503/2311-8318-2021-3(52)-38-46. EDN: ROMSBX. (In Russ.).Yangabc J., Chen J., Yang G. [et al.]. Research on 9ooging torque characteristics of permanent magnet synchronous machines with the same number of poles and slots // Journal of Magnetism and Magnetic Materials. 2022. Vol. 561 (6). P. 169730. DOI: 10.1016/j.jmmm.2022.169730.Yangabc J., Chen J., Yang G., Zhang C. Research on cogging torque characteristics of permanent magnet synchronous machines with the same number of poles and slots // Journal of Magnetism and Magnetic Materials. 2022. Vol. 561. P. 169730. DOI: 10.1016/j.jmmm.2022.169730. (In Engl.).Смачный В. Ю. Анализ схем преобразователей, применяемых для питания фаз вентильно-индукторных приводов // Вестник Самарского государственного технического университета. Серия: Технические науки. 2022. Т. 30. № 2 (74). C. 100-121. DOI: 10.14498/tech.2022.2.8. EDN: OOOLCQ.Smachnyy V. Yu. Analiz skhem preobrazovateley, primenyayemykh dlya pitaniya faz ventil'no-induktornykh privodov [Analysis of converter circuits used to power the phases of switched reluctance drives] // Vestnik Samarskogo Gosudarstvennogo Tekhnicheskogo Universiteta. Seriya: Tekhnicheskiye Nauki. Vestnik of Samara State Technical University. Technical Sciences Series. 2022. Vol. 30, no. 2 (74). P. 100-121. DOI: 10.14498/tech.2022.2.8. EDN: OOOLCQ. (In Russ.).Kashuba A. V., Shevkunova A. V. Reduction of pulsations of the electromagnetic moment of the switched reluctance electric motor // 2022 International Conference on Industrial Engineering, Applications and Manufacturing (ICIEAM). 2022. P. 461-466. DOI: 10.1109/ICIEAM54945.2022.9787213.Kashuba A. V., Shevkunova A. V. Reduction of pulsations of the electromagnetic moment of the switched reluctance electric motor // 2022 International Conference on Industrial Engineering, Applications and Manufacturing (ICIEAM). 2022. P. 461-466. DOI: 10.1109/ICIEAM54945.2022.9787213. (In Engl.).Miroshnichenko E. E. Effect of the forces of one-way magnetic attraction on the reliability of the bearing unit of the traction switched reluctance motor // Journal of Physics: Conference Series. 2021. Vol. 2131 (4). P. 042078. DOI: 10.1088/1742-6596/2131/4/042078. EDN: CQKJOT.Miroshnichenko E. E. Effect of the forces of one-way magnetic attraction on the reliability of the bearing unit of the traction switched reluctance motor // Journal of Physics: Conference Series. 2021. Vol. 2131 (4). P. 042078. DOI: 10.1088/1742-6596/2131/4/042078. EDN: CQKJOT. (In Engl.).Мирошниченко Е. Е. Тяговый вентильно-индукторный двигатель с улучшенными показателями надежности подшипниковых узлов для электрического подвижного состава // Транспортные системы и технологии. 2021. Т. 7, № 2. С. 97-105. DOI: 10.17816/transsyst20217297-105.Miroshnichenko E. E. Tyagovyy ventil'no-induktornyy dvigatel' s uluchshennymi pokazatelyami nadezhnosti podshipnikovykh uzlov dlya elektricheskogo podvizhnogo sostava [Switched reluctance traction motor with improved indicators of the reliability of bearing units for an electric rolling stock] // Transportnyye Sistemy i Tekhnologii. Transportation Systems and Technology. 2021. Vol. 7, no. 2. P. 97-105. DOI: 10.17816/transsyst20217297-105. (In Russ.).Petrushin A., Smachney V., Petrushin D. Research of options for maintaining the operability of the traction switched reluctance motors in emergencies // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2020. Vol. 950 (1). P. 012028. DOI: 10.1088/1757-899X/950/1/012028.Petrushin A., Smachney V., Petrushin D. Research of options for maintaining the operability of the traction switched reluctance motors in emergencies // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2020. Vol. 950 (1). P. 012028. DOI: 10.1088/1757-899X/950/1/012028. (In Engl.).Shevkunova A., Shevkunov N. Efficiency of the Project for the Production of the Modernized Switched Reluctance Motor // Lecture Notes in Networks and Systemsthis. 2022. Vol. 509. Р. 33-42.Shevkunova A., Shevkunov N. Efficiency of the Project for the Production of the Modernized Switched Reluctance Motor // Lecture Notes in Networks and Systemsthis. 2022. Vol. 509. Р. 33-42. (In Engl.).Buriakovskyi S., Babaiev M., Lubarskiy B. [et al.]. Quality assessment of control over the traction valve-inductor drive of hybrid diesel locomotive // Eastern-European Journal of Enterprise Technologies. 2018. No. 1/2 (91). Р. 68-75. DOI: 10.15587/1729-4061.2018.122422.Buriakovskyi S., Babaiev M., Lubarskiy B. [et al.]. Quality assessment of control over the traction valve-inductor drive of hybrid diesel locomotive // Eastern-European Journal of Enterprise Technologies. 2018. No. 1/2 (91). Р. 68-75. DOI: 10.15587/1729-4061.2018.122422. (In Engl.).Krishnan R. Switched reluctance motor drives: Modeling, Simulation, Analysis, Design, and Applications. USA: CRC Press. 2001. 432 p.Krishnan R. Switched reluctance motor drives: Modeling, Simulation, Analysis, Design, and Applications. Florida: CRC Press. 2001. 432 p. (In Engl.).Bajpai D., Kant Jogi V. Brief History of Switched Reluctance Motor // IOSR Journal of Electrical and Electronics Engineering (IOSR-JEEE). 2018. Vol. 13, Issue 1 Ver. IV. P. 1-25. DOI: 10.9790/1676-1301040125.Bajpai D., Kant Jogi V. Brief History of Switched Reluctance Motor // IOSR Journal of Electrical and Electronics Engineering (IOSR-JEEE). 2018. Vol. 13, Issue 1 Ver. IV. P. 1-25. DOI: 10.9790/1676-1301040125. (In Engl.).Демидова Г. Л., Дербиков Я. Д., Петриков Ф. С. [и др.]. Сравнительный анализ методов управления вентильно-индукторной электрической машиной // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. 2023. T. 23, № 2. С. 390-402. DOI: 10.17586/2226-1494-2023-23-2-390-402. EDN: UKMRRO.Demidova G. L., Derbikov Ya. D., Petrikov F. S. [et al.]. Sravnitel'nyy analiz metodov upravleniya ventil'no-induktornoy elektricheskoy mashinoy [Comparative analysis of switched reluctance motor control algorithms] // Nauchno-Tekhnicheskiy Vestnik Informatsionnykh Tekhnologiy, Mekhaniki i Optiki. Scientific and Technical Journal of Information Technologies, Mechanics and Optics. 2023. Vol. 23, no. 2. P. 390-402. DOI: 10.17586/2226-1494-2023-23-2-390-402. EDN: UKMRRO. (In Russ.).Mohanraj G. T., Rahman M. R., Joladarashi Sh. [et al.]. Design and fabrication of optimized magnetic roller for permanent roll magnetic separator (PRMS): Finite element method magnetics (FEMM) approach // Advanced Powder Technology. 2021. Vol. 32 (2). P. 546-564. DOI: 10.1016/j.apt.2021.01.003.Mohanraj G. T., Rahman M. R., Joladarashi Sh. [et al.]. Design and fabrication of optimized magnetic roller for permanent roll magnetic separator (PRMS): Finite element method magnetics (FEMM) approach // Advanced Powder Technology. 2021. Vol. 32 (2). P. 546-564. DOI: 10.1016/j.apt.2021.01.003. (In Engl.).Шабанов А. С., Нейман В. Ю. Применение пакетов программ FEMM и Comsol Multiphysics в задачах расчета линейных электромагнитных двигателей // Современные материалы, техника и технологии. 2017. № 5 (13). C. 96-100. EDN: ZOLHPH. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/primenenie-paketov-programm-femm-i-comsol-multiphysics-v-zadachah-rascheta-lineynyh-elektromagnitnyh-dvigateley (дата обращения: 28.04.2023).Shabanov A. S., Neyman V. Yu. Primeneniye paketov programm FEMM i Comsol Multiphysics v zadachakh rascheta lineynykh elektromagnitnykh dvigateley [Application of FEMM and Comsol Multiphysics software packages in the calculation of linear electromagnetic motors] // Sovremennyye Materialy, Tekhnika i Tekhnologii. Modern Materials, Equipment and Technologies. 2017. No. 5 (13). P. 96-100. URL: https:// cyberleninka.ru/article/n/primenenie-paketov-programm-femm-i-comsol-multiphysics-v-zadachah-rascheta-lineynyh-elektromagnitnyh-dvigateley (accessed: 28.04.2023). (In Russ.).Прошутинский Р. И., Колодкин О. В. Автоматизация проектирования электромеханического преобразователя вентильного тягового двигателя с помощью современных программных средств // Бюллетень результатов научных исследований. 2016. № 1 (18). C. 72-79. EDN: VPZKMV. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/avtomatizatsiya-proektirovaniya-elektromehanicheskogo-preobrazovatelya-ventilnogo-tyagovogo-dvigatelya-s-pomoschyu-sovremennyh (дата обращения: 28.04.2023).Proshchtinskiy R. I., Kolodkin O. V. Avtomatizatsiya proyektirovaniya elektromekhanicheskogo preobrazovatelya ventil'nogo tyagovogo dvigatelya s pomoshch'yu sovremennykh programmnykh sredstv [Computer aided design of electromechanical transducer of gated traction motor by using modern software] // Byulleten' Rezul'tatov Nauchnykh Issledovaniy. Bulletin of Scientific Research Results. 2016. No. 1 (18). P. 72-79. EDN: VPZKMV. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/avtomatizatsiya-proektirovaniya-elektromehanicheskogo-preobrazovatelya-ventilnogo-tyagovogo-dvigatelya-s-pomoschyu-sovremennyh (accessed: 28.04.2023). (In Russ.).

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