Academic Journal
ENERGY-SAVING CONTROL UNDER PHASE COORDINATE CONSTRAINTS OF A POSITIONAL ELECTRIC DRIVE
| Title: | ENERGY-SAVING CONTROL UNDER PHASE COORDINATE CONSTRAINTS OF A POSITIONAL ELECTRIC DRIVE |
|---|---|
| Source: | Bulletin of the National Technical University «KhPI» Series: New solutions in modern technologies; No. 2(24) (2025): Bulletin of the NTU"KhPI". Series: New Solutions in Modern Technology; 43-48 Вестник Национального Технического Университета "ХПИ" Серия Новые решения в современных технологиях; № 2(24) (2025): Вісник НТУ «ХПІ». Серія: Нові рішення у сучасних технологіях; 43-48 Вісник Національного технічного університету «ХПІ». Серія: Нові рішення у сучасних технологіях; № 2(24) (2025): Вісник НТУ «ХПІ». Серія: Нові рішення у сучасних технологіях; 43-48 |
| Publisher Information: | National Technical University "Kharkiv Politechnic Institute", 2025. |
| Publication Year: | 2025 |
| Subject Terms: | позиційний електропривод, енергозбереження, особливі управління, струм анкеру, positional electric drive, optimal control, обмеження фазових координат, energy saving, armature current, оптимальне управління, phase coordinate constraints, special control |
| Description: | The increase in electricity prices in Ukraine, along with a significant decline in electricity production, underscores the urgent need to find effective energy-saving solutions, which has become a key objective of the country’s energy policy. In the context of modern industrial development, special attention should be given to improving the efficiency of electric drives, which account for a substantial share—50% to 60%—of total electricity consumption. Effective optimization of their operation is one of the promising avenues for energy conservation. This study examines methods for minimizing energy consumption in DC positioning electric drives that operate in challenging operational conditions, particularly in modes with frequent starts, stops, and reversals. To achieve this, a special control strategy is proposed that generates an optimal current diagram during transient processes. The core idea involves employing an adaptive approach to current control that considers the physical constraints of the electric drive as well as the dynamic characteristics of the system. A law governing current variation in key segments of transient processes has been developed and substantiated. As a result of the research, mathematical dependencies have been derived to calculate the duration of individual control segments, taking into account limitations on the current rise rate. The obtained results demonstrate a significant reduction in energy consumption during transient processes without compromising the productivity or reliability of the electric drive. Experimental data confirm the effectiveness of the proposed control method. Implementing this methodology will not only enhance the energy efficiency of individual devices but also contribute to the broader development of energy-saving technologies in industry. Thus, the proposed approach holds substantial practical significance for reducing energy costs in sectors with high electricity consumption. Зростання вартості електроенергії в Україні, а також значне зниження її виробництва зумовлюють нагальну необхідність пошуку ефективних шляхів енергозбереження, що стає ключовим завданням енергетичної політики країни. В умовах сучасного розвитку промисловості особливу увагу слід приділяти підвищенню ефективності роботи електроприводів, які займають значну частку загального споживання електроенергії – від 50% до 60%. Ефективна оптимізація їхньої роботи є одним із перспективних напрямів енергозбереження. Досліджується методика мінімізації енергоспоживання позиційними електроприводами постійного струму, які працюють у складних експлуатаційних умовах, зокрема в режимах частих пусків, зупинок і реверсів. Для досягнення цієї мети запропоновано спеціальне управління, що формує оптимальну струмову діаграму під час перехідних процесів. Основною ідеєю є використання адаптивного підходу до управління струмом, який враховує фізичні обмеження електроприводу, а також особливості динаміки системи. Розроблено та обґрунтовано закон зміни струму на ключових ділянках перехідних процесів. У результаті дослідження виведено математичні залежності, що дозволяють розраховувати тривалість окремих ділянок управління, враховуючи обмеження на швидкість наростання струму. Отримані результати демонструють суттєве зменшення енергоспоживання під час перехідних процесів без втрати продуктивності чи надійності роботи електроприводу. Експериментальні дані підтверджують ефективність запропонованого методу управління. Впровадження даної методики дозволить не лише підвищити енергоефективність окремих пристроїв, але й сприятиме загальному розвитку енергозберігаючих технологій у промисловості. Таким чином, запропонований підхід має вагоме практичне значення для зниження енергетичних витрат у галузях із високим споживанням електроенергії. |
| Document Type: | Article |
| File Description: | application/pdf |
| Language: | Ukrainian |
| ISSN: | 2079-5459 2413-4295 |
| Access URL: | http://vestnik2079-5459.khpi.edu.ua/article/view/325776 |
| Rights: | CC BY |
| Accession Number: | edsair.scientific.p..ceadb19f72e007a059290b38f56996cc |
| Database: | OpenAIRE |
| ISSN: | 20795459 24134295 |
|---|