Модернизация системы прямого управления момента и исследование его влияния на энергоэффективность асинхронных электроприводов аккумуляторных горнотранспортных машин

В условиях модернизации горнодобывающей отрасли Вьетнама одной из ключевых задач является создание энергоэффективных и экологически безопасных элект-
рических горнотранспортных машин. В данной работе исследуется автоматизированный асинхронный электропривод с аккумуляторным источником питания, особенностью которого является нестабильность выходного напряжения. Цель исследования заключается в повышении динамических и энергетических показателей асинхронного электропривода за счет применения системы прямого управления моментом, включающей шестипозиционный регулятор момента и двухпозиционный регулятор потокосцепления статора. В качестве силового преобразователя используется трехуровневый автономный инвертор с фиксированной нейтралью. Моделирование системы выполнено в среде Matlab/Simulink. Проведен сравнительный анализ систем прямого управления моментом при использовании одного и двух аккумуляторных источников питания с применением разработанной автором таблицы управления инвертором. Результаты исследования показали, что использование двух аккумуляторов обеспечивает более стабильное выходное напряжение, снижает пульсации электромагнитного момента и потокосцепления статора, а также улучшает динамические характеристики электропривода. Предложенные решения способствуют повышению энергоэффективности системы и могут быть применены при разработке перспективных электрических горнотранспортных машин.

Нгуен Тхе Хиен, Ле Ван Тунг Модернизация системы прямого управления момента и исследование его влияния на энергоэффективность асинхронных электроприводов аккумуляторных горнотранспортных машин // Горный информационно-аналитический бюллетень. – 2026. – № 10. – С. 169–181. DOI: 10.25018/0236_1493_2026_10_0_169.

Нгуен Тхе Хиен — канд. техн. наук, преподаватель, Технический университет Ле Куи Дон, Ханой, Вьетнам, e-mail: thehiennguyen1607@lqdtu.edu.vn, ORCID ID: 0000-0002-7539-0002,
Ле Ван Тунг — канд. техн. наук, преподаватель, Университет Тхань Донг, Хайфон, Вьетнам, e-mail: levantungdktd@gmail.com, ORCID ID: 0000-0003-3130-7673,

Нгуен Тхе Хиен, e-mail: thehiennguyen1607@lqdtu.edu.vn.

1. Nguyen M. P., Ponomarenko T., Nguyen N. Energy transition in Vietnam: A strategic analysis and forecast // Sustainability. 2024, vol. 16, article 1969. DOI: 10.3390/su16051969.

2. Que C. T., Nevskaya M., Marinina O. Coal mines in Vietnam: Geological conditions and their influence on production sustainability indicators // Sustainability. 2021, vol. 13, article 11800. DOI: 10.3390/su132111800.

3. Thuy Thanh Thi Tran, Huy Khanh Pham, Hoa Mai Nguyen, Hai Thi Do Assessment of the air environment in open-pit coal mining area in Cam Pha Region, Quang Ninh Province // Journal of the Polish Mineral Engineering Society, July — December, 2025. DOI: 10.29227/IM-2025-02-57.

4. Zhang Q., Liu W., Jia A., Sun S., Li X., Song X. Mining scraper conveyors chain drive system lightweight design: Based on DEM and topology optimization // Computation. 2025, no. 13, article 225. DOI: 10.3390/computation13090225.

5. Bao H., Knights P., Kizil M., Nehring M. Performance evaluation of alternative configurations of battery electric mining haul trucks // IEEE Access. 2025, vol. 13, pp. 129331—129347. DOI: 10.1109/ACCESS.2025.3588871.

6. Arranz-Gimon A., Zorita-Lamadrid A., Morinigo-Sotelo D., Duque-Perez O. A review of total harmonic distortion factors for the measurement of harmonic and ivnterharmonic pollution in modern power systems // Energies. 2021, vol. 14, article 6467. DOI: 10.3390/en14206467.

7. Donolo P., Bossio G., De Angelo C., Garcí G., Donolo M. Voltage unbalance and harmonic distortion effects on induction motor power, torque and vibrations // Electric Power Systems Research. 2016, vol. 140, pp. 866—873. DOI: 10.1016/j.epsr.2016.04.018.

8. Siostrzonek T., Wójcik J., Dutka M., Siostrzonek W. Impact of power quality on the efficiency of the mining process // Energies. 2024, vol. 17, article 5675. DOI: 10.3390/en17225675.

9. Derradji Bakria, Abdelkader Azzeddine Laouid, Belkacem Korich, Abdelkader Beladel, Ali Teta, Ridha Djamel Mohammedi, Salah K. Elsayed, Enas Ali, Dessalegn Bitew Aeggegn, Sherif S. M. Ghoneim An optimized shunt active power filter using the golden Jackal optimizer for power quality improvement // Scientific Reports. 2025, vol. 15, article 15869. DOI: 10.1038/s41598-025-00204-1.

10. Szromba A. Enhanced control of shunt active power filter for non-active current compensation and power management in DC-Powered systems // Electronics. 2025, vol. 14, article 4616. DOI: 10.3390/electronics14234616. 

11. Bile Mohamed Bile, Abderrezzak Cherifi, Hassan Ali Barkad, Kamal Meghriche New multilevel inverter with the elimination of successive low-rank harmonics using PWHM for integration into the distribution grid // Results in Engineering. 2025, vol. 27, article 106544. DOI: 10.1016/j.rineng.2025.106544.

12. Lianhui Jia, Lijie Jiang, Yongliang Wen, Jiulin Wu, Heng Wang Multilevel SVPWM fault-tolerant direct torque control of a five-phase brushless fault-tolerant hybrid-excitation motor for tunnel boring machine applications // Tunnelling and Underground Space Technology. 2025, vol. 165, article 106889. DOI: 10.1016/j.tust.2025.106889.

13. Siham Mencou, Majid Ben Yakhlef, El Bachir Tazi Advanced control of induction motors (2019—2025): A comprehensive review of strategies, algorithms and sensorless techniques, e-Prime — Advances // Electrical Engineering, Electronics and Energy. 2025, vol. 14, article 101098. DOI: 10.1016/j.prime.2025.101098.

14. Farajpour Y., Alzayed M., Chaoui H., Kelouwani S. A novel switching table for a modified three-level inverter-fed DTC drive with torque and flux ripple minimization // Energies. 2020, vol. 13, article 4646. DOI: 10.3390/en13184646.

15. Balakumar Subramanian, Alazar Demamu, Andinet Anjamo, Muluneh Lemma, Yalisho Girma Mitigating voltage quality issues in Sawla Substation, Ethiopia: A dynamic voltage restorer controlled by neural networks and fuzzy logic // Results in Engineering. 2025, vol. 26, article 105106. DOI: 10.1016/j.rineng.2025.105106.

16. Houssam Ech-chaouy, Aziz Derouich, Said Mahfoud, Mohamed I. Mosaad, Ahmad F. Tazay. Experimental validation of MRAS sensorless direct torque control using ANN for induction motors in a pumping system // Scientific Reports. 2026, vol. 16, article 10434. DOI: 10.1038/s41598-026-41127-9.

17. Saleh S. M., Hassan A. Y. Sensorless based SVPWM-DTC of AFPMSM for electric vehicles // Scientific Reports. 2022, vol. 12, article 9023. DOI: 10.1038/s41598-022-12825-x. 

18. Machín A., Morant C., Márquez F. Advancements and challenges in solid-state battery technology: An in-depth review of solid electrolytes and anode innovations // Batteries. 2024, vol. 10, article 29. DOI: 10.3390/batteries10010029.

19. Yurievich V. B., Hien N. T. Stochastic pulse-width modulation and modification of direct torque control based on a three-level neutral-point clamped inverter // Energies. 2024, vol. 17, article 6017. DOI: 10.3390/en17236017.

20. Васильев Б. Ю., Нгуен Т. Х. Анализ влияния полупроводниковых преобразователей на батарею и двигатель асинхронного привода шахтных горнотранспортных машин // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2023. — № 9-1. — С. 299—318. DOI: 10.25018/0236_1493_2023_91_0_299.