probenerИзвестия высших учебных заведений. ПРОБЛЕМЫ ЭНЕРГЕТИКИPower engineering: research, equipment, technology1998-99032658-5456Kazan State Power Engineering University10.30724/1998-9903-2021-23-6-157-165probener-2075Research ArticleПРИБОРОСТРОЕНИЕ, МЕТРОЛОГИЯ И ИНФОРМАЦИОННО- ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ПРИБОРЫ И СИСТЕМЫINSTRUMENT-MAKING, METROLOGY AND INFORMATION-MEASURING INSTRUMENTS AND SYSTEMSАппаратно-программный комплекс для экспериментального исследования электроприводов асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором с традиционной обмоткой и двигателей с комбинированной обмоткойHardware-software complex for experimental research of electric drives of asynchronous motors with squirrel-cage rotor with traditional winding and motors with combined windinghttps://orcid.org/0000-0002-8733-8914ЦветковА. Н.TsvetkovA. N.

 канд. техн. наук., доцент кафедры «Электроснабжение промышленных предприятий» 

Казань

 Kazan 

tsvetkov9@mail.ruШиДоан НгокShiDoan Ngok

аспирант 

Казань

 Kazan 

Казанский государственный энергетический университетРоссияKazan State Power Engineering UniversityRussian Federation202101042022236157165Copyright © Цветков А.Н., Ши Д.Н., 20222022Цветков А.Н., Ши Д.Н.Tsvetkov A.N., Shi D.N.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.energyret.ru/jour/article/view/2075ЦЕЛЬ

ЦЕЛЬ. Современные требования к электроприводам предъявляют все более жесткие условия по энергоэффективности, габаритам и массе. Особенно ощутимы массо-габаритные параметры применительно к стремительно развивающемуся электротранспорту. Достигнутые технологические пределы практически не дают ощутимых результатов по улучшению характеристик известных конструкций, поэтому идет борьба за единицы процентов и доли процента в плане повышения эффективности оборудования.

МАТЕРИАЛЫ

МАТЕРИАЛЫ. Отладка и доводка элементов электроприводов требует многочисленных испытаний на исследовательских стендах с применением измерительных каналов и аналогово-цифрового преобразования (АЦП), цифро-аналогового преобразования (ЦАП), цифро-цифрового преобразования (ЦЦП).

РЕЗУЛЬТАТЫ

РЕЗУЛЬТАТЫ. Создание исследовательских стендов подразумевает разработку аппаратно-программного комплекса (АПК) на основе быстродействующих вычислительных устройств. В состав АПК вошел разработанный преобразователь частоты с возможностью корректировки алгоритмов управления электродвигателем и математической модели самого электродвигателя. Объектом экспериментальных исследований являлись опытные образцы электроприводов на основе асинхронных электродвигателей с короткозамкнутым ротором и комбинированной обмоткой статора.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

ЗАКЛЮЧЕНИЕ. В статье рассматриваются способы организации измерительных и управляющих каналов измерительно-информационной системы исследовательского стенда, позволяющего проводить исследования образцов асинхронных электродвигателей в режимах работы на холостом ходу и под нагрузкой.

THE PURPOSE

THE PURPOSE. Modern requirements for electric drives impose increasingly stringent conditions for energy efficiency, dimensions and weight. The weight and size parameters are especially noticeable in relation to the rapidly developing electric transport. The achieved technological limits practically do not give tangible results in improving the characteristics of known structures, so there is a struggle for units of percent and fractions of a percent in terms of increasing the efficiency of equipment.

MATERIALS

MATERIALS. Debugging and fine-tuning of electric drive elements requires numerous tests on research benches using measuring channels and analog-to-digital conversion (ADC), digital-to-analog conversion (DAC), digital-to-digital conversion (DDC).

RESULTS

RESULTS. The creation of research stands implies the development of a hardware-software complex (HSC) based on high-speed computing devices. The structure of the HSC included the developed frequency converter with the possibility of adjusting the algorithms for controlling the electric motor and the mathematical model of the electric motor itself. The object of experimental research was prototypes of electric drives based on asynchronous electric motors with a squirrel-cage rotor and a combined stator winding.

CONCLUSION

CONCLUSION. The article discusses ways to organize the measuring and control channels of the measuring and information system of the research stand, which makes it possible to study samples of asynchronous electric motors in idling and under load modes.

электроприводкомбинированная обмоткаэлектродвигательаппаратно-программный комплексканал измеренияканал управлениядатчикстендelectric drivecombined windingelectric motorhardware and software complexmeasurement channelcontrol channelsensorstandReferencesЗмиева К.А., Яковлев А.П. Оптимизация линейки энергосберегающих асинхронных двигателей с габаритами от 100 до 132 с совмещенными обмотками // Электротехника. 2014. № 7. С. 32-35.Zmieva KA, Yakovlev AP. Optimization of the line of energy-saving asynchronous motors with dimensions from 100 to 132 with combined windings. Electrical engineering. 2014;7;32-35.Мощинский Ю.А., Соколова Е.М. Преимущества и недостатки совмещенной обмотки «славянка» // Электричество. 2018. № 11, с. 23–31.Moshchinsky YuA, Sokolova EM. Advantages and Drawbacks of the SlavyankaType Combined Winding. Elektrichestvo. 2018;11:23–31Дейнего В.С., Дуюнов Д.А., Иванов В.А. Изменение конструкции обмоток асинхронных электродвигателей потенциал обеспечения надёжности электросетей // Сети России. №2 (29), март–апрель.2015. с. 42-49Deinego VS, Duyunov DA, Ivanov VA. Changing the design of the windings of asynchronous electric motors has the potential to ensure the reliability of electrical networks. Russian networks. 2015;2(29):42-49Мухаметшин А.И., Корнилов В.Ю. Модернизация электроприводов штанговых насосных установок на основе энергоэффективных асинхронных электродвигателей к комбинированной двухслойной обмоткой. // В сборнике: Приборостроение и автоматизированный электропривод в топливно-энергетическом комплексе и жилищно-коммунальном хозяйстве. Материалы 6 Национальной научно-практической конференции, в 2 т. Казань, 2020. С. 75-78.Mukhametshin AI, Kornilov VYu. Modernization of electric drives of sucker-rod pumping units based on energy-efficient asynchronous electric motors to a combined two-layer winding. Proceedings of the VI National Scientific and Practical Conference, in 2 volumes. Kazan. 2020;75-78.Афлетонов Р.А., Гордеев В.Ю., Усманов И.К., и др. Обмотка энергоэффективного асинхронного двигателя. Патент на полезную модель RU 176753 U1, 29.01.2018. Заявка № 2017109563 от 21.03.2017..Afletonov RA., Gordeev VYu., Usmanov IK, et.al. Winding of an energy-efficient asynchronous motor. Utility model patent RU 176753 U1, 01/29/2018. Application No. 2017109563 dated 03/21/2017.Андреева Н.В., Ахунов Д.Д., Корнилов В.Ю. Автоматизированный стенд для исследования и испытания электроприводов. Патент РФ № 121664, МПК H02H, Опубл. 27.10.12, Бюл. №30.Andreeva NV, Akhunov DD, Kornilov VYu. Automated stand for research and testing of electric drives. Patent of the Russian Federation No. 121664, IPC H02H, Publ. 27.10.12, Bull. No. 30.Андреева Н.В., Ахунов Д.Д., Корнилов В.Ю. Установка для оценки эффективности функционирования асинхронного электропривода. Патент РФ № 129260, МПК G01R31/00, Опубл. 20.06.2013, Бюл. №6.Andreeva NV, Akhunov DD, Kornilov VYu. Installation for evaluating the effectiveness of the functioning of an asynchronous electric drive. Patent of the Russian Federation No. 129260, IPC G01R31 / 00, Publ. 06/20/2013, Bull. No. 6.Doan N.S., Tsvetkov A.N. and Nguyen T.H. Study and implementation of space vector pulse width modulation inverter on an Arduino. E3S Web of Conferences 288, 01059 (2021).Doan NS, Tsvetkov AN, Nguyen TH. Study and implementation of space vector pulse width modulation inverter on an Arduino. E3S Web of Conferences 288. 01059 (2021).Цветков А.Н., Корнилов В.Ю., Сафин А.Р., Кувшинов Н.Е., Петров Т.И., Гибадуллин Р.Р. Разработка стенда для исследования электроприводов станков-качалок // Вестник МГТУ. Труды Мурманского государственного технического университета. 2020. Т. 23. № 4. С. 364-375.Tsvetkov AN, Kornilov VYu, Safin AR, et.al. Development of a stand for the study of electric drives of pumping units. Bulletin of MSTU. 2020;23:4: 364-375.Владимиров О.В., Ившин И.В., Низамиев М.Ф., Цветков А.Н., Усманов И.К.,Гибадуллин Р.Р. Стенд для послеремонтных испытаний асинхронных двигателей // Известия высших учебных заведений. Проблемы энергетики. 2019. Т. 21. № 3-4. С. 58-66.Vladimirov OV, Ivshin IV, Nizamiev MF, et.al. Stand for post-repair testing of asynchronous motors. Izvestiya VUZov. Energy issues. 2019;21:3-4:58-66.Chomat M., Schreier L. and Bendl J. Induction Machine with Combined Star-Delta Stator Winding in Parallel Configuration. Proc. 2018 23rd Int. Conf. Electr. Mach. ICEM 2018, pp. 2478–2482, 2018.Chomat M, Schreier L, Bendl J. Induction Machine with Combined Star-Delta Stator Winding in Parallel Configuration. Proc. 2018 23rd Int. Conf. Electr. Mach. ICEM 2018;2478–2482.Duyunov D.A., Duyunov E.D., Teplova Y.O., et al. Induction Motors Redesign Using the Combined Windings Principle Based on Computer Models Study As a Means of Improving the Energy-Efficiency and Performance Characteristics of Electric Drives, Modern High Technol. 2018. no. №5. pp. 56–61, 2018.Duyunov DA, Duyunov ED, Teplova YO, et.al. Induction Motors Redesign Using the Combined Windings Principle Based on Computer Models Study As a Means of Improving the Energy-Efficiency and Performance Characteristics of Electric Drives. Modern High Technol. 2018;5:56-61.Raziee S.M., Misir O. and Ponick B. Combined Star-Delta Winding Analysis. IEEE Trans. Energy Convers. 2018. V. 3, no. 1.pp. 384–394.Raziee SM, Misir O, Ponick B. Combined Star-Delta Winding Analysis. IEEE Trans. Energy Convers. 2018:33:384-394.Chomat J.B. M. and Schreier L. Analysis of magnetic field distribution in induction machine with combined star‐delta stator winding. The 9th International Conference on Power Electronics, Machines and Drives (PEMD 2018).The Journal of Engineering. 2019. pp. 4369–4374.Chomat JBM, Schreier L. Analysis of magnetic field distribution in induction machine with combined star‐delta stator winding. The 9th International Conference on Power Electronics, Machines and Drives (PEMD 2018).The Journal of Engineering. 2019; 4369–4374.Ludek M.C. and Bendl J. Analysis of properties of induction machine with combined parallel star-delta stator winding. 2017. V. 2017. no. 1. pp. 147–153.Ludek MC, Bendl J. Analysis of properties of induction machine with combined parallel star-delta stator winding. Maszyny Elektryczne - Zeszyty Problemowe 2017;1:147–153.

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