probenerИзвестия высших учебных заведений. ПРОБЛЕМЫ ЭНЕРГЕТИКИPower engineering: research, equipment, technology1998-99032658-5456Kazan State Power Engineering University10.30724/1998-9903-2024-26-6-69-80probener-3223Research ArticleЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИЕ КОМПЛЕКСЫ И СИСТЕМЫELECTROTECHNICAL COMPLEXES AND SYSTEMSРазработка системы электрического привода модульной конструкции для маломерных судовDevelopment of an electric drive system of modular design for small vesselsБасенкоВ. Р.BasenkoV. R.

Басенко Василий Романович – преподаватель кафедры «Электроснабжение промышленных предприятий»

г. Казань

Vasily R. Basenko

Kazan

vasiliybas123@mail.ruЦветковА. Н.TsvetkovA. N.

Цветков Алексей Николаевич – канд. техн. наук, доцент кафедры «Электроснабжение промышленных предприятий»

г. Казань

Alexei N. Tsvetkov

Kazan

tsvetkov9@mail.ruПетровТ. И.PetrovT. I.

Петров Тимур Игоревич – канд. техн. наук, доцент кафедры «Электроснабжение промышленных предприятий»

г. Казань

Timur I. Petrov

Kazan

tobac15@mail.ruИбрагимоваА. Р.IbragimovaA. R.

Ибрагимова Айгуль Равилевна – аспирант кафедры «Инженерная экология и безопасность труда»

г. Казань

Aigul R. Ibragimova

Kazan

ibragimovaaigulrpn@yandex.ruРахмаевР. Н.RahmaevR. N.

Рахмаев Руслан Наилевич – аспирант кафедры «Электроснабжение промышленных предприятий» 

г. Казань

Ruslan N. Rahmaev

Kazan

rahmairuslan@yandex.ruКазанский государственный энергетический университетРоссияKazan State Power Engineering UniversityRussian Federation2024130120252666980Copyright © Басенко В.Р., Цветков А.Н., Петров Т.И., Ибрагимова А.Р., Рахмаев Р.Н., 20242024Басенко В.Р., Цветков А.Н., Петров Т.И., Ибрагимова А.Р., Рахмаев Р.Н.Basenko V.R., Tsvetkov A.N., Petrov T.I., Ibragimova A.R., Rahmaev R.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/3223

КТУАЛЬНОСТЬ. Переход на электрический вид транспорта становится все более и более актуальным, ввиду развития технологий в области электрических двигателей и накопителей энергии. Одной из задач, поставленных перед специалистами в области электрического транспорта, сегодня является переход водных видов транспорта с двигателей внутреннего сгорания на полностью электрический привод. В данной статье приведен расчет системы электрического привода модульной конструкции для маломерных судов. ЦЕЛЬ. Целью является разработка системы электрического привода для маломерных судов, которая позволит применить электрический двигатель и накопители электроэнергии на водном транспорте. МЕТОДЫ. В основе разработки системы электрического привода лежит метод модельно-ориентированного проектирования. РЕЗУЛЬТАТЫ. В результате получена блок схема установки для маломерного судна. ЗАКЛЮЧЕНИЕ. Создание систем электрического привода модульной конструкции  имеет низкую проработанность в отечественном машиностроении ввиду отсутствия развитой электротранспортной инфраструктуры, создание отечественных разработок в данной области носит стратегический характер для промышленности и энергетики.

RELEVANCE. The transition to an electric mode of transport is becoming more and more relevant due to the development of technologies in the field of electric motors and energy storage devices. One of the tasks set for specialists in the field of electric transport today is the transition of water transport from internal combustion engines to a fully electric drive. This article provides a calculation of an electric drive system of a modular design for small vessels. THE PURPOSE. The goal is to develop an electric drive system for small vessels, which will allow the use of an electric motor and energy storage devices in water transport. METHODS. The design of the electric drive system is based on the model-based design method. RESULTS. As a result, a block diagram of the installation for a small vessel was obtained. CONCLUSION. The creation of electric drive systems of modular design is poorly developed in the domestic mechanical engineering due to the lack of a developed electric transport infrastructure; the creation of domestic developments in this area is of a strategic nature for industry and energy.

электротранспортэлектрический приводэлектрический двигательнакопители энергииelectric transportelectric driveelectric motorenergy storage devicesИсследование выполнено за счет гранта Российского научного фонда № 24-29-00099, https://rscf.ru/project/24-29-00099/The study was supported by the Russian Science Foundation grant No. 24- 29-00099, https://rscf.ru/en/project/24-29-00099/ReferencesAlipour M., Esen E., Kizilel R. Investigation of 3-D multi-layer approach in predicting the thermal behavior of 20 Ah Li-ion cells // Applied Thermal Engineering. 2019. Vol. 153. P. 620–632. DOI: https://doi.org/10.1016/j.applthermaleng.2019.03.020.Alipour M., Esen E., Kizilel R. Investigation of 3-D multi-layer approach in predicting the thermal behavior of 20 Ah Li-ion cells // Applied Thermal Engineering. 2019. Vol. 153. P. 620–632. DOI: https://doi.org/ 10.1016/j.applthermaleng.2019.03.020.Safin, A. R. Thermal model of a linear electric machine / A. R. Safin, I. V. Ivshin, T. I. Petrov // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering : International Scientific Electric Power Conference 2019, ISEPC 2019, Saint Petersburg, 23–24 мая 2019 года. Vol. 643. – Saint Petersburg: Institute of Physics Publishing, 2019. – P. 012014.Safin, A. R. Thermal model of a linear electric machine / A. R. Safin, I. V. Ivshin, T. I. Petrov // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering: International Scientific Electric Power Conference 2019, ISEPC 2019, Saint Petersburg, May 23–24, 2019 year. Vol. 643. – Saint Petersburg: Institute of Physics Publishing, 2019. – P. 012014.Tsvetkov A.N., Safin A.R., Ivshin I.V. [et al.] Adaptive control system of the pumping unit // International Journal of Engineering and Advanced Technology. – 2019. – Vol. 8, No. 5 Special Issue 3. – P. 289-291. – DOI 10.35940/ijeat.E1064.0785S319. – EDN NJDAWF.Tsvetkov A.N., Safin A.R., Ivshin I.V. [et al.] Adaptive control system of the pumping unit // International Journal of Engineering and Advanced Technology. – 2019. – Vol. 8, No. 5 Special Issue 3. – P. 289-291. – DOI 10.35940/ijeat.E1064.0785S319. – EDN NJDAWF.Çeven, S. Implementation of hardware-in-the-loop based platform for real-time battery state of charge estimation on li-ion batteries of electric vehicles using multilayer perceptron / S. Çeven, R. Bayır // International Journal of Intelligent Systems and Applications in Engineering. – 2020. – Vol. 8, No. 4. – P. 195-205. – DOI 10.18201/ijisae.2020466313. – EDN CYXKTT.Çeven, S. Implementation of hardware-in-the-loop based platform for real-time battery state of charge estimation on li-ion batteries of electric vehicles using multilayer perceptron / S. Çeven, R. Bayır // International Journal of Intelligent Systems and Applications in Engineering. – 2020. – Vol. 8, No. 4. – P. 195-205. – DOI 10.18201/ijisae.2020466313. – EDN CYXKTT.Patil M. S., Seo J.-H., Panchal S., Jee S. [et al.]. Investigation on thermal performance of water-cooled Li-ion pouch cell and pack at high discharge rate with U-turn type microchannel cold plate // International Journal of Heat and Mass Transfer. 2020. Vol. 155. Article number: 119728. DOI: https://doi.org/10.1016/j.ijheatmasstransfer.2020.119728.Patil M. S., Seo J.-H., Panchal S., Jee S. [et al.]. Investigation on thermal performance of water-cooled Li-ion pouch cell and pack at high discharge rate with U-turn type microchannel cold plate // International Journal of Heat and Mass Transfer. 2020. Vol. 155. Article number: 119728. DOI: https://doi.org/10.1016/ j.ijheatmasstransfer.2020.119728.Muñoz P. M., Humana R. M., Falagüerra T., Correa G. Parameter optimization of an electrochemical and thermal model for a lithium-ion commercial battery // Journal of Energy Storage. 2020. Vol. 32. Article number: 101803. DOI: https://doi.org/10.1016/j.est.2020.101803.Munoz P. M., Humana R. M., Falagüerra T., Corey G. Parameter optimization of an electrochemical and thermal model for a lithium-ion commercial battery // Journal of Energy Storage. 2020. Vol. 32. Article number: 101803. DAY: https://doi.org/10.1016/j.est.2020.101803Сафин А.Р., Хуснутдинов Р.Р., Копылов А.М. и др. Разработка метода топологической оптимизации электрических машин на основе генетического алгоритма // Вестник Казанского государственного энергетического университета. – 2018. – № 4(40). – С. 77-85. – EDN WKEPUG.Safin A.R., Khusnutdinov R.R., Kopylov A.M. et al. Development of a method for topological optimization of electric machines based on a genetic algorithm // Bulletin of the Kazan State Energy University. – 2018. – № 4(40). – Pp. 77-85. – EDN WKEPUG.Разработка макета мобильной установки заряда электротранспорта и стенда для проведения испытаний / А. Р. Сафин, А. Н. Цветков, Т. И. Петров [и др.] // Естественные и технические науки. – 2023. – № 7(182). – С. 138-145. – DOI 10.25633/ETN.2023.07.09. – EDN NZWEGG.Development of a layout for a mobile electric vehicle charging unit and a test stand / A. R. Safin, A. N. Tsvetkov, T. I. Petrov [et al.] // Natural and technical Sciences. – 2023. – № 7(182). – Pp. 138-145. – DOI 10.25633/ETN.2023.07.09. – EDN NZWEGG.Khanchandani K.B., Силовая электроника / K.В. Khanchandani // ISBN: 978-0-07- 058389-7 – С. 908-959.Khanchandani K.B., Power electronics / K.V. Khanchandani // ISBN: 978-0-07-058389-7 – pp. 908-959.Гуляев И.В. Векторное управление синхронным двигателем с постоянными магнитами / И.В. Гуляев, А.В. Волков, А.А. Попов и др. // Научно-технический вестник Поволжья. – 2015. – № 5. – С. 187-191.Gulyaev I.V. The operation of an asynchronized brushless motor with the consumption of purely a10. Gulyaev I.V. Vector control of a synchronous motor with permanent magnets / I.V. Gulyaev, A.V. Volkov, A.A. Popov, etc. // Scientific and technical Bulletin of the Volga region. - 2015. – No. 5. – pp. 187-191.Гуляев И.В. Работа асинхронизированного вентильного двигателя с потреблением чисто активной мощности со стороны якоря/ Тутаев Г.М., Юшков И.С., Волков А.В. // Актуальные проблемы электронного приборостроения труды XII международной конференции: АПЭП-2014. 2014. С. 241-244.Gulyaev I.V. Operation of an asynchronous valve motor with consumption of purely active power from the armature/ Tutaev G.M., Yushkov I.S., Volkov A.V. // Actual problems of electronic instrumentation proceedings of the XII International conference: APEP-2014. 2014. pp. 241-244.Ван Л. Прямое управление моментом для СДПМ / Л. Ван, Ю. Гао // Труды IEEE International Электрические машины и приводы конференция IEMDC. – 2007.– С. 403-406.Wang L. Direct torque control for SDPM / L. Wang, Yu. Gao // Proceedings of IEEE International Electric Machines and Drives conference IEMDC. – 2007.– pp. 403-406.Гуляев И.В. Электропривод на базе асинхронизированного вентильного двигателя / И.В. Гуляев, А.В. Волков, А.А. Попов и др. // Научно-технический вестник Поволжья. – 2015. – № 1. – С. 70-73.Gulyaev I.V. Electric drive based on an asynchronous valve motor / I.V. Gulyaev, A.V. Volkov, A.A. Popov et al. // Scientific and Technical Bulletin of the Volga region. - 2015. – No. 1. – pp. 70-73.Development of an algorithm for the operation of a control station for a mobile electric vehicle charge unit . / A. R. Safin, A. N. Tsvetkov, E. I. Gracheva, T. I. Petrov // Вестник ПИТТУ имени академика М.С. Осими. – 2022. – No. 4(25). – P. 37-44. – EDN FLAYJK.Development of an algorithm for the operation of a control station for a mobile electric vehicle charge unit. / A. R. Safin, A. N. Tsvetkov, E. I. Gracheva, T. I. Petrov // Bulletin of the PITTU named after academician M.S. Osimi. – 2022. – No. 4(25). – P. 37-44. – EDN FLAYJK.Петров Т.И., Сафин А.Р. Разработка и реализация стенда для подтверждения эффективности топологической оптимизации ротора синхронных двигателей с постоянными магнитами // Вестник Казанского государственного энергетического университета. – 2021. – Т. 13, № 2(50). – С. 100-108. – EDN YRAJUO.Petrov T.I., Safin A.R. Development and implementation of a stand to confirm the effectiveness of topological optimization of the rotor of synchronous motors with permanent magnets // Bulletin of the Kazan State Power Engineering University. - 2021. – Vol. 13, No. 2(50). – pp. 100-108. – EDN YRAJUO.Развитие технологии мобильных зарядных станций для электромобилей / А. Р. Сафин, И. В. Ившин, А. Н. Цветков [и др.] // Известия высших учебных заведений. Проблемы энергетики. – 2021. – Т. 23, № 5. – С. 100-114. – DOI 10.30724/1998-9903-2021-23-5-100-114. – EDN YIGCHH.The development of technology of mobile charging stations for electric vehicles / A. R. Safin, I. V. Ivshin, A. N. Tsvetkov [et al.] // Izvestiya vysshikh uchebnykh zavedeniy. Energy problems. - 2021. – Vol. 23, No. 5. – pp. 100-114. – DOI 10.30724/1998-9903-2021-23-5-100-114. – EDN YIGCHH.Моделирование работы оборудования мобильной зарядной установки для заряда электротранспорта с целью подтверждения соответствия группам климатического и механического исполнения / Т. И. Петров, А. Р. Сафин, Е. И. Грачева [и др.] // Вестник МГТУ. Труды Мурманского государственного технического университета. – 2022. – Т. 25, № 4. – С. 365-377. – DOI 10.21443/1560-9278-2022-25-4-365-377. – EDN JILKEG.Modeling the operation of the equipment of a mobile charging installation for charging electric vehicles in order to confirm compliance with groups of climatic and mechanical design / T. I. Petrov, A. R. Safin, E. I. Gracheva [et al.] // Vestnik MGTU. Proceedings of the Murmansk State Technical University. - 2022. – Vol. 25, No. 4. – pp. 365- 377. – DOI 10.21443/1560-9278-2022-25-4-365-377. – EDN JILKEG.Firago B. I., Vasil’ev D. S. (2016) Vector Systems Control of Electrical Drives. Minsk, Vysheishaya Shkola Publ. 159 (in Russian).Firago B. I., Vasil’ev D. S. (2016) Vector Systems Control of Electrical Drives. Minsk, Vysheishaya Shkola Publ. 159 (in Russian).Сафин, А. Р. Оптимизация модели синхронного двигателя с постоянными магнитами для снижения времени расчета вращающего момента / А. Р. Сафин, Т. И. Петров // Вестник ПИТТУ имени академика М.С. Осими. – 2021. – № 3(20). – С. 31-37. – EDN TBKBRC.Safin, A. R. Optimization of a synchronous motor model with permanent magnets to reduce the calculation time of torque / A. R. Safin, T. I. Petrov // Bulletin of the PITTU na med after academician M.S. Osimi. – 2021. – № 3(20). – Pp. 31-37. – EDN TBKBRC.Сафин А.Р., Петров Т.И., Копылов А.М. и др. Метод проектирования и топологической оптимизации роторов синхронных двигателей с постоянными магнитами // Вестник Казанского государственного энергетического университета. – 2020. – Т. 12, № 2(46). – С. 45-53. – EDN EUUONN.Safin A.R., Petrov T.I., Kopylov A.M. et al. The method of designing and topological optimization of rotors of synchronous motors with permanent magnets // Bulletin of the Kazan State Power Engineering University. - 2020. – vol. 12, No. 2(46). – pp. 45-53. – EDN EUUONN.Laser Control and Measuring Complex for Non-contact Vibration Control of the Power Transformer Technical Condition / V. Basenko, O. Vladimirov, I. Ivshin [et al.] // Lecture Notes in Civil Engineering. – 2022. – Vol. 190. – P. 157-167. – DOI 10.1007/978-3- 030-86047-9_17. – EDN EIGGGZ.Laser Control and Measuring Complex for Non-contact Vibration Control of the Power Transformer Technical Condition / V. Basenko, O. Vladimirov, I. Ivshin [et al.] // Lecture Notes in Civil Engineering. – 2022. – Vol. 190. – P. 157-167. – DOI 10.1007/978-3-030-86047-9_17. – EDN EIGGGZ.3D модель силового трансформатора для исследования его технического состояния по вибрационным параметрам / В. Р. Басенко, М. Ф. Низамиев, И. В. Ившин, О. В. Владимиров // Известия высших учебных заведений. Проблемы энергетики. – 2022. – Т. 24, № 3. – С. 130-143. – DOI 10.30724/1998-9903-2022-24-3-130-143. – EDN TTLTLL.3D model of a power transformer for the study of its technical condition according to vibration parameters / V. R. Basenko, M. F. Nizamiev, I. V. Ivshin, O. V. Vladimirov // Izvestia of higher educational institutions. Energy problems. - 2022. – Vol. 24, No. 3. – pp. 130-143. – DOI 10.30724/1998-9903-2022-24-3-130-143. – EDN TTLTLL.

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