<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<article xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" dtd-version="1.4" article-type="research-article">
  <front>
    <journal-meta>
      <journal-id journal-id-type="issn">2411-3336</journal-id>
      <journal-id journal-id-type="eissn">2541-9404</journal-id>
      <journal-title-group>
        <journal-title xml:lang="ru">Записки Горного института</journal-title>
        <journal-title xml:lang="en">Journal of Mining Institute</journal-title>
      </journal-title-group>
      <publisher>
        <publisher-name xml:lang="ru">Санкт-Петербургский горный университет императрицы Екатерины ΙΙ</publisher-name>
        <publisher-name xml:lang="en">Empress Catherine II Saint Petersburg Mining University</publisher-name>
      </publisher>
    </journal-meta>
    <article-meta>
      <article-id custom-type="pmi" pub-id-type="custom">pmi-5107</article-id>
      <article-id pub-id-type="uri">https://pmi.spmi.ru/pmi/article/view/5107</article-id>
      <article-categories>
        <subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="ru">
          <subject>Электромеханика и машиностроение</subject>
        </subj-group>
        <subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="en">
          <subject>Electromechanics and mechanical engineering</subject>
        </subj-group>
      </article-categories>
      <title-group>
        <article-title xml:lang="en">Energy- efficient control of asynchronous motor drive with current refinement of the loss minimum on the basis of fuzzy logic</article-title>
        <trans-title-group xml:lang="ru">
          <trans-title>Энергосберегающие алгоритмы частотного управления асинхронным приводом с уточнением области минимума потерь на основе методов нечеткой логики</trans-title>
        </trans-title-group>
      </title-group>
      <contrib-group>
        <contrib contrib-type="author" corresp="yes">
          <name name-style="eastern">
            <surname>Shonin</surname>
            <given-names>O. B.</given-names>
          </name>
          <name-alternatives>
            <name name-style="eastern" xml:lang="ru">
              <surname>Шонин</surname>
              <given-names>О. Б.</given-names>
            </name>
            <name name-style="western" xml:lang="en">
              <surname>Shonin</surname>
              <given-names>O. B.</given-names>
            </name>
          </name-alternatives>
          <email>ninosh_eltech@mail.ru</email>
          <xref ref-type="aff" rid="aff1"/>
        </contrib>
        <aff-alternatives id="aff1">
          <aff>
            <institution xml:lang="ru">Санкт-Петербургский горный университет (Санкт-Петербург, Россия)</institution>
          </aff>
          <aff>
            <institution xml:lang="en">Saint-Petersburg Mining University (Saint-Petersburg, Russia)</institution>
          </aff>
        </aff-alternatives>
        <contrib contrib-type="author">
          <name name-style="eastern">
            <surname>Pronko</surname>
            <given-names>V. S.</given-names>
          </name>
          <name-alternatives>
            <name name-style="eastern" xml:lang="ru">
              <surname>Пронько</surname>
              <given-names>В. С.</given-names>
            </name>
            <name name-style="western" xml:lang="en">
              <surname>Pronko</surname>
              <given-names>V. S.</given-names>
            </name>
          </name-alternatives>
          <email>pronko.vr@gmail.com</email>
          <xref ref-type="aff" rid="aff2"/>
        </contrib>
        <aff-alternatives id="aff2">
          <aff>
            <institution xml:lang="ru">Санкт-Петербургский горный университет (Санкт-Петербург, Россия)</institution>
          </aff>
          <aff>
            <institution xml:lang="en">Saint-Petersburg Mining University (Saint-Petersburg, Russia)</institution>
          </aff>
        </aff-alternatives>
      </contrib-group>
      <pub-date pub-type="epub" iso-8601-date="2016-04-22">
        <day>22</day>
        <month>04</month>
        <year>2016</year>
      </pub-date>
      <pub-date date-type="collection">
        <year>2016</year>
      </pub-date>
      <volume>218</volume>
      <fpage>270</fpage>
      <lpage>280</lpage>
      <history>
        <date date-type="received" iso-8601-date="2015-08-18">
          <day>18</day>
          <month>08</month>
          <year>2015</year>
        </date>
        <date date-type="accepted" iso-8601-date="2015-10-06">
          <day>06</day>
          <month>10</month>
          <year>2015</year>
        </date>
        <date date-type="rev-recd" iso-8601-date="2016-04-22">
          <day>22</day>
          <month>04</month>
          <year>2016</year>
        </date>
      </history>
      <permissions>
        <copyright-statement xml:lang="ru">© 2016 О. Б. Шонин, В. С. Пронько</copyright-statement>
        <copyright-statement xml:lang="en">© 2016 O. B. Shonin, V. S. Pronko</copyright-statement>
        <copyright-year>2016</copyright-year>
        <copyright-holder xml:lang="ru">О. Б. Шонин, В. С. Пронько</copyright-holder>
        <copyright-holder xml:lang="en">O. B. Shonin, V. S. Pronko</copyright-holder>
        <license license-type="open-access" xlink:href="http://creativecommons.org/licenses/by/4.0" xml:lang="ru">
          <license-p>Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International (CC BY 4.0)</license-p>
        </license>
        <license license-type="open-access" xlink:href="http://creativecommons.org/licenses/by/4.0" xml:lang="en">
          <license-p>This article is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License (CC BY 4.0)</license-p>
        </license>
      </permissions>
      <self-uri xlink:type="simple" xlink:href="https://pmi.spmi.ru/pmi/article/view/5107">https://pmi.spmi.ru/pmi/article/view/5107</self-uri>
      <abstract xml:lang="ru">
        <p>В настоящее время асинхронный частотно-регулируемый электропривод на базе полупроводниковых преобразователей частоты получил широкое распространение благодаря относительной простоте и надежности конструкции, использования цифровых систем управления, обеспечивающих точность и гибкость управления технологическим процессом, что позволяет добиться значительного повышения качества продукции и рентабельности производства, снижения расхода электроэнергии. Обеспечение энергетической эффектив-ности привода в широком диапазоне режимных параметров остается нерешенной в полной мере задачей и требует дальнейших исследований. Статья посвящена снижению потерь в асинхронном электроприводе на основе энергосберегающих алгоритмов управления, позволяющих обеспечивать требуемый режим приводного механизма при одновременной минимизации потерь в меди и стали двигателя. На основе модели двигателя с учетом магнитных потерь получены зависимости потерь в меди и стали, а также полных потерь от абсолютного скольжения для различных рабочих точек привода. Установлены зависимости экстремальных значений абсолютного скольжения от частоты вращения ротора для использования в контролерах систем управления по критерию максимального КПД, максимума коэффициента мощности и минимума тока статора. Для минимизации потерь в условиях изменяющихся параметров двигателя предложен энергосбе-регающий алгоритм, основанный на комбинации метода модели потерь и итерационного метода уточнения минимума потребляемой мощности. Эффективность предложенной системы управления, использующей регулятор на базе нечеткой логики, подтверждена сопос-тавлением диаграмм мощности потерь и КПД, полученных при использовании традиционно-го закона скалярного частотного управления и оптимального закона управления.</p>
      </abstract>
      <abstract xml:lang="en">
        <p>Currently, asynchronous electric drive on the basis of semiconductor frequency converters is widespread because of the relative simplicity and reliability of the design, the use of digital control systems, providing the accuracy and flexibility of process control, which allows for a significant increase in product quality, reduction in energy consumption and improvement of the enterprise profitability. In spite of these advantages, the problem of ensuring high energy efficiency of the drive in wide range of its operational modes is still not solved in full scale. The paper is devoted to the reduction of losses in the asynchronous drive on the basis of en-ergy-saving control algorithms that aim to ensure the desired mode of the driven mechanism while minimizing losses in copper and steel of the motor. On the basis of the motor model, taking into account magnetic losses, dependences of losses in the copper and steel, as well as the total loss from the absolute slip have been derived for different operating points of the drive. The optimal values of the absolute slip for different speeds of the rotor have been obtained for use in the con-trollers ensuring operation of the drive at maximum efficiency, highest power factor and minimum of the stator current. For minimizing the losses in the drive when changing the motor parameters it has been offered the combined method based on the method of loss model and iterative method of searching the minimum of power consumption. The effectiveness of the proposed control system using fuzzy logic is confirmed by comparing the graphs of losses and efficiency, obtained at using a traditional control law and the optimal control law.</p>
      </abstract>
      <kwd-group xml:lang="ru">
        <title>Ключевые слова</title>
        <kwd>частотно-регулируемый электропривод</kwd>
        <kwd>энергосбережение</kwd>
        <kwd>оптимизация</kwd>
        <kwd>алгоритмы нечеткой логики</kwd>
        <kwd>компьютерное моделирование</kwd>
      </kwd-group>
      <kwd-group xml:lang="en">
        <title>Keywords</title>
        <kwd>variable-frequency  drive</kwd>
        <kwd>energy  saving</kwd>
        <kwd>optimization</kwd>
        <kwd>fuzzy  logic</kwd>
        <kwd>computer simulation</kwd>
      </kwd-group>
    </article-meta>
  </front>
  <body/>
  <back>
    <ref-list>
      <ref id="ref1">
        <label>1</label>
        <mixed-citation xml:lang="ru">Браславский И.Я. Энергосберегающий асинхронный электропривод / И.Я.Браславский, З.Ш.Ишматов, В.Н.Поляков. М.: ACADEMA, 2004. 202 с.</mixed-citation>
      </ref>
      <ref id="ref2">
        <label>2</label>
        <mixed-citation xml:lang="ru">Булгаков А.А. Частотное управление асинхронными двигателями. М.: Энергоиздат, 1982. 216 с.</mixed-citation>
      </ref>
      <ref id="ref3">
        <label>3</label>
        <mixed-citation xml:lang="ru">Виноградов А.Б. Оптимизация КПД системы векторного управления асинхронным тяговым электроприводом с идентификатором параметров / А.Б.Виноградов, Д.Б.Изосимов, С.Н.Флоренцев // Электротехника. 2010. № 12. С.12-19.</mixed-citation>
      </ref>
      <ref id="ref4">
        <label>4</label>
        <mixed-citation xml:lang="ru">Колпаков А. Перспективы развития электропривода // Силовая электроника. 2004. № 1. С.46-48.</mixed-citation>
      </ref>
      <ref id="ref5">
        <label>5</label>
        <mixed-citation xml:lang="ru">Лазарев Г. Высоковольтные преобразователи для частотно-регулируемого электропривода. Построение различных систем // Новости электротехники. 2005. № 2(32). С.15-20.</mixed-citation>
      </ref>
      <ref id="ref6">
        <label>6</label>
        <mixed-citation xml:lang="ru">Поляков В.Н. Экстремальное управление электрическими двигателями / В.Н.Поляков, Р.Т.Шрейнер. Екатеринбург: УГТУ-УПИ. 2006. 420 с.</mixed-citation>
      </ref>
      <ref id="ref7">
        <label>7</label>
        <mixed-citation xml:lang="ru">Чернецкая И.В. Нечеткие регуляторы в системах автоматического регулирования / И.В.Чернецкая, В.О.Чернецкий // Вестник ЮУрГУ. 2006. № 14. С.156-159.</mixed-citation>
      </ref>
      <ref id="ref8">
        <label>8</label>
        <mixed-citation xml:lang="ru">Шонин О.Б. Минимизация потерь в частотно-регулируемом приводе вентиляторов главного проветривания шахт / О.Б.Шонин, В.С.Пронько // Научно-технические ведомости СПбГПУ. 2014. № 2(195). С.70-77.</mixed-citation>
      </ref>
      <ref id="ref9">
        <label>9</label>
        <mixed-citation xml:lang="ru">Шонин О.Б. Повышение энергетической эффективности главных вентиляторных установок шахт на основе многоцелевой системы управления частотно-регулируемым приводом / О.Б.Шонин, В.С.Пронько // Научно-технические ведомости СПбГПУ. 2014. № 2(195). С.49-57.</mixed-citation>
      </ref>
      <ref id="ref10">
        <label>10</label>
        <mixed-citation xml:lang="ru">Шрейнер Т.Р. Оптимальное частотное управление асинхронными электроприводами / Т.Р.Шрейнер, Ю.А.Дмитренко. Кишинев: Штиинца, 1982. 224 с.</mixed-citation>
      </ref>
      <ref id="ref11">
        <label>11</label>
        <mixed-citation xml:lang="ru">Branko Blanusa. New Trends in Efficiency Optimization of Induction Motor Drives // New Trends in Technologies: Devices, Computer, Communication and Industrial Systems. 2010. Р.341-358.</mixed-citation>
      </ref>
      <ref id="ref12">
        <label>12</label>
        <mixed-citation xml:lang="ru">David G Dorrell. A Review of the Methods for Improving the Efficiency of Drive Motors to Meet IE4 Efficiency Standards // Journal of Power Electronics. Vol.14. N 5. 2014. Р.842-851.</mixed-citation>
      </ref>
    </ref-list>
  </back>
</article>
