Моделирование эффективной силовой энергоустановки колёсного думпера

в результате разработки электропривода для транспортного средства (ТС) возникает ряд следующих проблем, а именно: 1) варьируемые показатели нагрузок при эксплуатации ТС; 2) многочисленные запуски и остановки тягового электрического двигателя (ТЭД), приводящие к колоссальным энергетическим затратам; 3) возникающий реверс при работе двигателя. Основной целью данного исследования является проектирование электропривода для ТС с точки зрения эффективности, экологичности и экономичности. Выполнен расчёт мощности ТЭД в соответствии с техническими характеристиками ТС. Получены зависимости мощности от скорости c использованием различных значений ускорения. С опорой на полученную расчётную мощность ТЭД была выбрана соответствующая модель. Составлена имитационная математическая модель (ИММ) электропривода в программном комплексе «Matlab Simulink», представлено подробное описание модельных блоков, получены графики переходных процессов, отражающие эффективность разработанного электропривода. Выполнен расчёт накопителя энергии, выбрана подходящая модель на основе проведённого анализа аккумуляторных батарей. В итоге была разработана ИММ электропривода для ТС, в которой можно менять входные параметры (ток, напряжение, скорость). Данная модель полностью отражает оптимальную работу тягового электропривода с точки зрения энергоэффективных показателей.

Внуков С. А., Штанг А. А., Латышев Р. Н. Моделирование эффективной силовой энергоустановки колёсного думпера // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2023. — № 10-1. — С. 345—360. DOI: 10.25018/0236_1493_2023_101_0_345.

Внуков Сергей Александрович¹ — ассистент, e-mail: abakan.1998@mail.ru, ORCID: 0009-0003-6219-519X;
Штанг Александр Александрович¹ — канд. техн. наук, доцент, e-mail: shtang@corp. nstu.ru, ORCID ID: 0000-0001-9772-1784;
Латышев Роман Николаевич¹ — ассистент, младший научный сотрудник научноисследовательской части, e-mail: latyshev@corp.nstu.ru, ORCID ID: 0000-0002-39208728;
¹ Новосибирский государственный технический университет, пр. К. Маркса, 20, г. Новосибирск, 630073, Россия.

Внуков С. А.

1. Щуров Н. И., Мятеж С. В., Малозёмов Б. В. Анализ и расчёт неактивной мощности в сети питания электропотребителей рудничного транспорта // Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал) — 2022. — № 12/2. — С. 270–283. DOI: 10.25018/0236_1493_2022_122_0_270.

2. Малозёмов Б. В., Мятеж С. В., Щуров Н. И. Повышение количества рабочих зон в трёхфазном выпрямителе переменного тока // Электротехника. — 2021. — № 6. — С. 56–60.

3. Малозёмов Б. В., Трухин Ф. В. Повышение эффективности и надёжности тягового двигателя троллейбуса // Интеллектуальный потенциал Сибири (РНСК): Сб. науч. тр. 26-й регион. науч. студ. конф., Новосибирск, 22–24 мая 2018 г.: в 2 ч. — Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2018. — Ч. 2. — С. 650–652.

4. Дедов С. И., Бороненко А. О., Штанг А. А. Определение параметров последовательной гибридной установки на основе ездовых циклов // Интеллектуальный потенциал Сибири (РНСК): Сб. науч. тр. 26-й регион. науч. студ. конф., Новосибирск, 22–24 мая 2018 г.: в 2 ч. — Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2018. — Ч. 2. — С. 587–588.

5. Внуков С. А., Щуров Н. И. Сравнительный анализ накопителей энергии для гибридного транспорта // Наука. Технологии. Инновации: Сб. науч. тр. 16-й Всерос. науч. конф. молодых учёных, Новосибирск, 5–8 дек. 2022 г. : в 11 ч. — Новосибирск : Изд-во НГТУ, 2022. — Ч. 5. — С. 135–137.

6. Внуков С. А., Бирюков В. В. Электрические тяговые двигатели // Научный форум: тенденции развития науки и общества: Сб. материалов междунар. науч.-практ. конф., Кемерово, 29 окт. 2021 г. — Кемерово: Зап.-Сиб. науч. центр, 2021. — С. 44–46.

7. Bobozhonov M. K., Eshmurodov Z. O., Tasheva Kh. T. Study of the efficiency of conveyors of mining transport systems of mining complexes // Uzbek Journal of Problems of informatics and energy. 2018, vol. 1, pp. 84–89.

8. Bobozhonov M. K., Eshmurodov Z. O., Ismoilov M. T. Research of Dynamic Properties of Electric Drives of Mining Complexes // International Journal of Advanced Research in Science, Engineering and Technology. 2019, vol. 6, pp. 9200–9207.

9. Afzali P., Keynia F. and Rashidinejad M. A new model for reliability-centered maintenance prioritisation of distribution feeders // Energy. 2019, vol. 171, pp. 701–709.

10. Gupta G. and Mishra R. P. Identification of critical components using ANP for implementation of reliability centered maintenance // Procedia CIRP. 2018, vol. 69, pp. 905–909.

11. Hashemi M., Asadi M. and Zarezadeh S. Optimal maintenance policies for coherent systems with multi-type components // Reliability Engineering and System Safety. 2020, vol. 195, p. 106674.

12. Melani A. H. A., Murad C. A., Netto A. C., de Souza G. F. M. and Nabeta S. I. Criticality-based maintenance of a coal-fired power plant // Energy. 2018, vol. 147, pp. 767–781.

13. Мусатова Е. В. Управление материальными запасами на промышленных предприятиях // Молодой учёный. — 2018. — № 29. — С. 74–76.

14. Герасимова Т. А., Иванчук А. О., Плютов Ю. А. Формирование структуры погрузочно-транспортного комплекса для горных предприятий // Успехи современного естествознания. — 2022. — № 8. — С. 114–119.

15. Губарева Д. Ю. Пути снижения себестоимости перевозки горной массы в филиале «Антоновское рудоуправление» АО «Кузнецкие ферросплавы» // Исследования молодых учёных: Материалы XII Междунар. науч. конф. (Казань, июль 2020 г.). — Казань: Молодой учёный, 2020. — С. 22–24.

16. Чендырёв М. А., Журавлёв А. Г. Технико-экономические параметры транспортирования горной массы из карьера автомобильным наклонным карьерным подъёмником // Бюллетень научно-технической и экономической информации «Чёрная металлургия». — 2018. — № 1. — C. 133–142.

17. Beresteanu Ariel and Federico Zincenko. Efficiency Gains in Rank-ordered Multinomial Logit Models // Oxford Bulletin of Economics and Statistics. 2018, vol. 80, pp. 122–134.

18. Davis Lucas. How Much are Electric Vehicles Driven // Applied Economic Letters. 2019, vol. 26, pp. 1497–1502.

19. McConnell Virginia. The Role of State Policies under Federal Light-Duty Vehicle Greenhouse Gas Emissions Standards // Energy Policy. 2019, vol. 126, pp. 507–517.

20. Zhou Yiyi and Shanjun Li. Dynamics of Technology Adoption and Critical Mass in the Market for Electric Vehicles // Journal of Industrial Economics. 2018, vol. 2, pp. 423–480.

21. Khalikov I. H., Kukartsev V. A., Kukartsev V. V., Tynchenko V. S., Tynchenko Y. A., Qi M. Review of Methods for Improving the Energy Efficiency of Electrified Ground Transport by Optimizing Battery Consumption // Energies. 2023, vol. 16, p. 729. DOI: 10.3390/ en16020729.

22. Porsev E. G., Druzhinina N. S. Electric corona discharge as a basis for managing the quality of solid cereals // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. International Conference on Mechanical Engineering, Automation and Control Systems 2018, Novosibirsk, 12–14 Dec. 2018. 2019, vol. 560, art. 012172. DOI: 10.1088/1757−899X/560/1/012172.

23. Porsev E. G., Konyukhov V. Y. Perspective algorithms for the effective use of electro-osmosis for automatic installations // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. International Conference on Mechanical Engineering, Automation and Control Systems 2018, Novosibirsk, 12–14 Dec. 2019, vol. 560, art. 012174. DOI: 10.1088/1757−899X/560/1/012174.

24. Щуров Н. И., Внуков С. А. Моделирование эффективной силовой энергоустановки электромобиля с учётом нагрузочных циклов движения // Доклады АН ВШ РФ. — 2023. — № 2 (59). — C. 56–67. DOI: 10.17212/1727-2769-2023-2−56−67.