Методологічні аспекти моделювання роботи асинхронного електродвигуна в умовах неякісної електроенергії

Simple item page
dc.contributor.authorНіколенко, Анатолій Васильовичuk_UA
dc.contributor.authorКузнецов, Віталій Вадимовичuk_UA
dc.contributor.authorСтьопкін, Василь Володимировичuk_UA
dc.contributor.authorКоваленко, В. Л.uk_UA
dc.contributor.authorПіліпенко, В. О.uk_UA
dc.contributor.authorРовенський, О. О.uk_UA
dc.date.accessioned2025-09-23T11:18:59Z
dc.date.issued2024
dc.descriptionА. Ніколенко: ORCID 0000-0003-3808-4249; В. Кузнецов: ORCID 0000-0002-8169-4598; В. Стьопкін: ORCID 0000-0001-5727-8343; В. Коваленко: ORCID 0000-0001-5950-4412; В. Піліпенко: ORCID 0009-0004-7301-2501; О. Ровенський: ORCID 0000-0002-0628-5188uk_UA
dc.description.abstractUKR: У статті розглянуто методологічні підходи до моделювання роботи асинхронного електродвигуна з короткозамкненим ротором в умовах неякісної електроенергії. Актуальність дослідження обумовлена високою часткою електродвигунів у глобальному енергоспоживанні, що становить до 46%, а також негативними наслідками зниження якості електропостачання для ефективності, надійності та ресурсу електромеханічних систем. Наведено аналіз сучасного стану математичного моделювання асинхронних двигунів, зокрема, підкреслено, що переважна більшість існуючих моделей базується на припущенні симетричності та синусоїдальності напруги живлення, що не відповідає умовам реального промислового середовища. Досліджено різні класи математичних моделей, які частково враховують окремі показники якості електроенергії, зокрема несиметрію, гармонічні спотворення тощо. Показано, що моделі, орієнтовані на аналіз окремих чинників, не здатні забезпечити комплексну оцінку енергетичної ефективності двигуна. У статті сформульовано вимоги до універсальної імітаційної моделі асинхронного двигуна, здатної враховувати всі основні показники якості електроенергії (ПКЕ) одночасно, як в усталених, так і в перехідних режимах роботи. Запропоновано концепцію побудови моделі, яка базується на поєднанні обчислювальних блоків, запозичених із відомих математичних аналогів, що дозволяє враховувати вплив несиметрії та несинусоїдальності напруги живлення, а також виконувати розрахунок миттєвих значень струмів, втрат у сталі та міді, електромагнітного моменту, ККД та коефіцієнта потужності. У моделі передбачена можливість розширення з урахуванням фільтрації гармонік і змінних частот мережі, з подальшим уточненням параметрів шляхом експериментальної ідентифікації. Зроблено висновок про відсутність єдиної універсальної моделі асинхронного двигуна, яка враховує всі ПКЕ, та обґрунтовано доцільність створення імітаційної моделі нового типу як ефективного інструменту для аналізу режимів роботи електродвигуна в умовах реальної електромережі.uk_UA
dc.description.abstractENG: The article explores methodological approaches to modeling the operation of a squirrel-cage induction motor under conditions of poor power quality. The relevance of the research is driven by the significant share of electric motors in global energy consumption—up to 46%—and the detrimental impact of power quality deviations on the efficiency, reliability, and service life of electromechanical systems. A comprehensive analysis of the current state of mathematical modeling of induction motors is presented, with emphasis on the limitations of most existing models, which typically assume symmetrical and sinusoidal supply voltage, thus failing to reflect real-world industrial conditions. Various classes of mathematical models are examined, particularly those that account for certain aspects of power quality such as voltage asymmetry, harmonic distortions, and frequency instability. It is shown that these models, although effective in specific cases, cannot provide a holistic evaluation of the motor’s energy performance. The article formulates the requirements for a unified simulation model of an induction motor that can simultaneously account for all major power quality indicators (PQIs), both in steady-state and transient operating conditions. The proposed model is based on the integration of computational blocks from existing analogs, enabling consideration of non-sinusoidal and unbalanced supply voltages. It allows the calculation of instantaneous stator and rotor currents, core and copper losses, electromagnetic torque, efficiency, and power factor. The model is expandable to incorporate harmonic filtering and variable frequency conditions, with the possibility of parameter refinement through experimental identification. It is concluded that no single universal model currently exists to evaluate the energy performance of induction motors under degraded power supply conditions. Therefore, the creation of a new-generation simulation model is proposed as a viable and necessary solution for the comprehensive analysis of motor operation in realistic power networks.en
dc.description.sponsorshipІнженерний навчально-науковий інститут Запорізького національного університету, Україна; Playtika Holding Corp, Дніпро, Українаuk_UA
dc.identifier.citationНіколенко А. В., Кузнецов В. В., Стьопкін В. В., Коваленко, В. Л., Піліпенко, В. О., Ровенський, О. О. Методологічні аспекти моделювання роботи асинхронного електродвигуна в умовах неякісної електроенергії. Сучасні проблеми моделювання. 2024. № 26. С. 269–289. DOI: https://doi.org/10.33842/2313125X-2024-26-269-289.uk_UA
dc.identifier.doihttps://doi.org/10.33842/2313125X-2024-26-269-289en
dc.identifier.issn2313-125X (Print)
dc.identifier.urihttps://magazine.mdpu.org.ua/index.php/spm/article/view/3298en
dc.identifier.urihttps://crust.ust.edu.ua/handle/123456789/20966en
dc.language.isouk
dc.publisherВидавництво МДПУ ім. Б. Хмельницького, Запоріжжяuk_UA
dc.subjectасинхронний електродвигунuk_UA
dc.subjectматематичне моделюванняuk_UA
dc.subjectякість електроенергіїuk_UA
dc.subjectсиметріяuk_UA
dc.subjectнесинусоїдальністьuk_UA
dc.subjectенергоефективністьuk_UA
dc.subjectімітаційна модельuk_UA
dc.subjectелектромеханічний перетворювачuk_UA
dc.subjectinduction motoren
dc.subjectmathematical modelingen
dc.subjectpower qualityen
dc.subjectvoltage asymmetryen
dc.subjectnon-sinusoidal voltageen
dc.subjectenergy efficiencyen
dc.subjectsimulation modelen
dc.subjectelectromechanical converteren
dc.subjectКЕЛІen
dc.subject.classificationTECHNOLOGYen
dc.subject.classificationTECHNOLOGY::Electrical engineering, electronics and photonicsen
dc.subject.classificationMATHEMATICSen
dc.titleМетодологічні аспекти моделювання роботи асинхронного електродвигуна в умовах неякісної електроенергіїuk_UA
dc.title.alternativeMethodological Aspects of Induction Motor Modeling under Poor Power Quality Conditionsen
dc.typeArticleen

Files

Original bundle

Now showing 1 - 1 of 1
Thumbnail Image
Name:
Nikolenko.pdf
Size:
529.93 KB
Format:
Adobe Portable Document Format
Download

License bundle

Now showing 1 - 1 of 1
Thumbnail Image
Name:
license.txt
Size:
1.71 KB
Format:
Item-specific license agreed upon to submission
Description:
Download

Collections

Статті КЕЛІ (ДМетІ)