Розробка автоматизованого методу експериментального вимірювання моменту інерції ротора малопотужних асинхронних генераторів відновлювальних джерел енергії
DOI:
https://doi.org/10.15587/1729-4061.2025.331740Ключові слова:
момент інерції ротора, вимірювання, асинхронна машина, математична модель, перехідний процесАнотація
Об’єктом дослідження є електромеханічний перехідний процес малопотужних асинхронних генераторів, придатних для роботи сумісно з відновлювальними джерелами енергії, при подачі та знятті напруги живлення. А також вплив моменту інерції ротора малопотужного асинхронного генератора на тривалість зазначеного перехідного процесу. В дослідженні вирішується проблема зменшення трудомісткості та тривалості перед експлуатаційного випробування зазначеного обладнання.
Запропоновано новий автоматизований метод вимірювання моменту інерції ротора, що ґрунтується на збудженні генератора у двигунному режимі роботи напругою номінальної частоти за умов механічного гальмування ротора. Зазначений метод вимірювання характеризується достатньою точністю, високою швидкодією та є придатним для використання як у виробничих, так і лабораторних умовах.
У межах дослідження розроблено структурну схему технічного засобу, що реалізує запропонований метод на практиці, а також отримано відповідну математичну модель електромеханічної системи «асинхронна машина – вимірювальний перетворювач».
Проведений детальний метрологічний аналіз показав, що методична похибка запропонованого методу не перевищує 8 %, що є прийнятним для більшості прикладних задач. Також встановлено лінійну залежність між параметрами перехідного процесу та характеристиками електромеханічної системи, що суттєво спрощує калібрування пристрою та підвищує точність і повторюваність результатів вимірювання. Отримані результати дослідження підтверджують високу ефективність і практичну доцільність застосування запропонованого підходу у сфері технічного контролю, обслуговування й модернізації систем електроприводу. Метод може бути адаптований для широкого спектра моделей асинхронних машин, а також інтегрований у системи автоматизованого моніторингу стану обладнання
Посилання
- Palka, R. (Ed.) (2022). Performance of Induction Machines. MDPI. https://doi.org/10.3390/books978-3-0365-4786-2
- Trzynadlowski, A. M. (2001). Control of Induction Motors. Academic Press. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-701510-1.X5000-4
- Kukharchuk, V., Hraniak, V., Katsyv, S., Holodyuk, V. (2020). Torque measuring channels: dynamic and static metrological characteristics. Informatyka, Automatyka, Pomiary w Gospodarce i Ochronie Środowiska, 10 (3), 82–85. https://doi.org/10.35784/iapgos.2080
- Gunawan, R., Luniara Siregar, M., Yusivar, F. (2013). The Influence of Moment of Inertia to Induction Motor Rotation in Sensorless Direct Torque Control and Duty Ratio. Applied Mechanics and Materials, 313-314, 55–60. https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/amm.313-314.55
- Zeng, H., Xu, J., Yu, C., Li, Z., Zhang, Q., Li, W. (2023). Analysis of equivalent inertia of induction motors and its influencing factors. Electric Power Systems Research, 225, 109820. https://doi.org/10.1016/j.epsr.2023.109820
- Arjona, M. A., Ramirez, F. A. (2016). An analytical and experimental calculation of the inertia moment of a squirrel-cage induction motor. Electrical Engineering, 99 (2), 665–672. https://doi.org/10.1007/s00202-016-0397-y
- Szántó, A., Ádámkó, É., Juhász, G., Sziki, G. Á. (2022). Simultaneous measurement of the moment of inertia and braking torque of electric motors applying additional inertia. Measurement, 204, 112135. https://doi.org/10.1016/j.measurement.2022.112135
- Egorov, A. V., Kozlov, K. E., Belogusev, V. N. (2016) Experimental identification of the electric motor moment of inertia and its efficiency using the additional inertia. ARPN Journal of Engineering and Applied Sciences, 11 (17), 10582–10588.
- Vasilevskyi, O. V. (2013). Researches of metrology descriptions of mean measuring of moment inertia rotors electromotors. Proceedings of National Aviation University, 55 (2), 62–67. https://doi.org/10.18372/2306-1472.55.5416
- El-Shahat, A. (Ed.) (2023). Induction Motors - Recent Advances, New Perspectives and Applications. IntechOpen. https://doi.org/10.5772/intechopen.104031
- Veselić, K. (2011). Damped Oscillations of Linear Systems. In Lecture Notes in Mathematics. Springer Berlin Heidelberg. https://doi.org/10.1007/978-3-642-21335-9
- Abenov, A., Vedmitskyi, Y. G., Kukharchuk, V. V., Hraniak, V. F., Vishtak, I. V., Kacejko, P. (2018). Newton binomial in the generalized Cauchy problem as exemplified by electrical systems. Photonics Applications in Astronomy, Communications, Industry, and High-Energy Physics Experiments 2018, 153. https://doi.org/10.1117/12.2501600
- Boukhnifer, M., Djilali, L. (2024). Modeling, Control and Diagnosis of Electrical Machines and Devices. Energies, 17 (10), 2250. https://doi.org/10.3390/en17102250
- Figliola, R. S., Beasley, D. E. (2019). Theory and Design for Mechanical Measurements. John Wiley & Sons Inc, 592.
- Kukharchuk, V. V., Katsyv, S. Sh., Hraniak, V. F., Madyarov, V. G., Kyivskyi, V. V., Prychepa, I. V. et al. (2020). Analysis of dependency current harmonics on load and filter parameters for asymmetrical network models. Przeglad Elektrotechniczny, 96 (9), 103–107. https://doi.org/10.15199/48.2020.09.22
- Ladde, A. G., Ladde, G. S. (2012). Introduction to differential equations, an: deterministic modeling, methods and analysis. World Scientific Publishing Company, 544.
- Schott, R., Stacey Staples, G. (2011). Operator Calculus on Graphs. World Scientific. https://doi.org/10.1142/p843
- Prudnikov, A. P., Skórnik, K. A. (2006). Operational Calculus and Related Topics. Chapman and Hall/CRC. https://doi.org/10.1201/9781420011494
- Hraniak, V. F., Matviychuk, V. A., Kupchuk, I. M. (2022). Mathematical Model and Practical Implementation of Transformer Oil Humidity Sensor. Electronics ETF, 26 (1), 3–8. https://doi.org/10.53314/els2226003h
- Demerdash, N. A. O., He, J. B., Chen, H. (2025). Electric Machinery and Drives: An Electromagnetics Perspective. Wiley-IEEE Press, 544.
- Hraniak, V., Romanyuk, O., Tishkov, B., Rohach, V. (2024). Intelligent system for diagnosing rotating electric machines. The 1st International Workshop on Bioinformatics and Applied Information Technologies 2024, 218–231. Available at: https://ceur-ws.org/Vol-3842/paper14.pdf
- Sziki, G. Á., Szántó, A., Ádámkó, É. (2024). Review of Methods for Determining the Moment of Inertia and Friction Torque of Electric Motors. Acta Polytechnica Hungarica, 21 (4), 203–218. https://doi.org/10.12700/aph.21.4.2024.4.11
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2025 Inna Honcharuk, Valerii Hraniak, Oleksii Tokarchuk, Dina Tokarchuk
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.
Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.
