Повышение энергетической эффективности тяговых электродвигателей транспортных средств

DOI: 10.21293/1818-0442-2026-29-1-178-184

Скачать текст статьи в формате PDF

Скачать JATS xml

Аннотация: Актуальность. Совершенствование электромеханических систем ТС. Цель исследования. Поиск путей повышения энергетической эффективности тяговых электродвигателей (ТЭД) транспортных средств (ТС). Методы. Сравнительный анализ, эксперимент, моделирование. Научная новизна. Проведен анализ условий функционирования ТЭД в составе электромеханической системы, состоящей из тяговой аккумуляторной батареи, автономного инвертора напряжения и самого ТЭД. Показаны особенности конструкций статорных обмоток и индукторно-зубцовых зон асинхронных и синхронных электрических машин, а также особенности спектрального анализа магнитодвижущих сил статорных обмоток. Результаты. Предложенные решения ТЭД ТС в совокупности с адаптивными алгоритмами векторного управления позволили получить высокий КПД в широком диапазоне регулирования скорости ТЭД при малых пульсациях электромагнитного момента. Практическая значимость. Предложен авторский вариант конструкции ТЭД с повышенными значениями КПД в широком диапазоне частот вращения. Технические решения авторов могут быть использованы при проектировании ЭП ТС.

Ключевые слова: транспортное средство, тяговый электродвигатель, инвертор, обмотка, кпд, скорость, постоянный магнит, гармоники, температура

Библиография статьи:
Гарганеев А. Г. Повышение энергетической эффективности тяговых электродвигателей транспортных средств / А. Г. Гарганеев [и др.] // Доклады Томского государственного университета систем управления и радиоэлектроники. – 2026. – Т. 29, № 1. – С. 178–184. DOI: 10.21293/1818-0442-2026-29-1-178-184

Авторы и правообладатели:

  • Гарганеев А. Г. , Национальный исследовательский Томский политехнический университет (Томск, Россия)
  • Ибрагим А. И. , Научно-исследовательский центр АО «Муромский машиностроительный завод» (Томск, Россия.)
  • Ульянов Д. И. , Томский национальный исследовательский политехнический университет (Томск, Россия)
  • Федоров Д. Ф. , Томский национальный исследовательский политехнический университет (Томск, Россия)

  • 1. Гарганеев А.Г. Оценка механической характеристики тягового электродвигателя электробуса на основе электрической машины с постоянными магнитами / А.Г. Гарганеев, Д.Ф. Федоров, Д.Н. Кирильчик // Электропитание. – 2022. – № 3. – С. 49–55.
  • 2. Колесников С.В. Надежность изоляции статорных обмоток частотно-управляемых электродвигателей / С.В. Колесников, А.П. Леонов // Электротехнические и информационные комплексы и системы. – 2022. – Т. 18, № 1. – С. 33–62.
  • 3. Sullivan C.R. Cost-Constrained Selection of Strand Wire and Number in a Litz-Wire Transformer Winding// IEEE Transactions on Power Electronics. – 2001. – Vol. 16, No. 2. – P. 281–288.
  • 4. Sullivan C.R. Simplified Design Method for Litz Wire / C.R. Sullivan, R.Y. Zhang // IEEE Applied Power Electronics Conference (APEC). – Fort Worth, Texas, USA: IEEE, 2014. – P. 2667–2674.
  • 5. Гурский А.С. Анализ тяговых электродвигателей электромобилей / А.С. Гурский, Е.Л. Савич // Изобретатель. – 2022. – № 1-2. – С. 4–14.
  • 6. Тяговый электропривод для электромобилей [Электронный ресурс]. – URL: https://momentum.ru/ projects/innovatsionnye razrabotki/tyagovyy elektroprivod dlya еlektromobiley/, свободный (дата обращения: 4.10.2024).
  • 7. Мощинский Ю.А. Преимущества и недостатки совмещенной обмотки «славянка» / Ю.А. Мощинский, Е.М. Соколова // Электричество. – 2018. – № 11. – С. 23–31.
  • 8. Патент 176753 U1 РФ. H02K3/28. Обмотка энергоэффективного асинхронного двигателя / Р.А. Афлетонов и др. (РФ). № 2017109563, заявл. 21.03.2017; опубл. 29.01.2018. Бюл. № 4. – 4 с.
  • 9. Патент 193578 U1 РФ. H02K3/28. Энергоэффективная обмотка синхронной машины / В.Ю. Корнилов и др. (РФ). № 2018143770, заявл. 10.09.2018; опубл. 06.11.2019. Бюл. № 31. – 4 с.
  • 10. Жерве Г.К. Обмотки машин переменного тока. – Л.: Энергоатомиздат, 1988. – 400 с.
  • 11. Шуйский В.П. Расчет электрических машин. – Л.: Энергия, 1968. – 732 с.
  • 12. Ледовский А.Н. Электрические машины с высококоэрцитивными постоянными магнитами. – М.: Энергоатомиздат, 1985. – 168 с.
  • 13. Пат. 231850 U1РФ, МПК H02K 21/14; 3/28; 1/276. Тяговый электродвигатель транспортного средства / А.Г. Гарганеев, Д.Ф. Федоров, А.И. Ибрагим, А.В. Коптырев, Д.И. Ульянов (РФ). – № 2024131441; заявл.19.10.24; опубл. 13.02.25, Бюл. № 5. – 5 с.
  • 14. Гарганеев А.Г. Модифицированный алгоритм реализации метода «максимальный момент на ампер» для синхронного двигателя / А.Г. Гарганеев, А.И. Ибрагим, Д.И. Ульянов // Известия Том. политехн. ун-та. Инжиниринг георесурсов. – 2026. – Т. 337, № 1. – C. 66–75.
  • 15. Пат. 2854987 РФ, МПК H02P 21/22 21/06. Способ векторного управления синхронным двигателем с постоянными магнитами и устройство для его осуществления / А.Г. Гарганеев, А.И. Ибрагим, Д.И. Ульянов (РФ). – № 2025117151; заявл. 21.06.2025; опубл. 22.01.26. Бюл. № 3. – 10 с.
  • 16. Wang K. Direct Voltage MTPA Control of Interior Permanent Magnet Synchronous Motor / K. Wang, G. Zhang, L. Xu // IEEE Transactions on Power Electronics. – 2024. – Vol. 39, No. 2. – P. 1567–1578.
  • 17. Naik A.B. Realisation of Adaptive Hysteresis Current Controller for Performance Improvement of Vector Control Based IPMSM Drive System / A.B. Naik, S. Choudhur, S.K. Panda // International Journal of Emerging Electric Power Systems. – 2018. – Vol. 19, No. 3. – Art. 20180019.
  • 18. Mohammed S.A.Q. Improved Adaptive Iterative Learning Current Control Approach for IPMSM Drives / S.A.Q. Mohammed, K.B. Lee // Journal of Power Electronics. – 2023. – Vol. 23, No. 2. – P. 284–295.
  • 19. Св-во о гос. регистрации программы для ЭВМ № 2024685162. Программное обеспечение для корректировки коэффициента регулятора тока электродвигателя при различных напряжениях в звене постоянного тока автономного инвертора / А.Г. Гарганеев, А.М. Ибрагим, Д.И. Ульянов. – Заявка № 2024684751. Дата поступления: 21 октября 2024 г.
  • 20. Колин А.А. Обзор ездовых циклов автотранспорта высокой грузоподъемности / А.А. Колин, П.С. Рогов // Транспортные системы. – 2023. – № 2 (28). – С. 11–16.
  • 21. Cycle parameters [Электронный ресурс]. – URL: http:// www.dieselnet.com/standards, свободный (дата обращения: 13.04.2026).
Адрес редакции

  634050, г. Томск, пр. Ленина, 40, МК, каб. 310/2

  (3822) 701-582, внутр.: 1456

  journal@tusur.ru