Оцінка втрат потужності в електромагнітному приводі гвинтового вібраційного підйомника

dc.contributor.authorОнуфрієв Ю. І.
dc.contributor.authorOnufriiev Yurii I.
dc.date.accessioned2026-10-05T08:06:56Z
dc.date.issued2026
dc.description.abstractГвинтові вібраційні підйомники є важливою складовою сучасних технологічних комплексів, які широко застосовуються для вертикального переміщення сипких середовищ. Зростання вимог до ресурсозбереження зумовлює необхідність удосконалення їхніх приводних механізмів. Оскільки ефективність роботи таких конвеєрів залежить від характеристик віброзбудників, дослідження енергетичних показників електромагнітних приводів є актуальною науково-технічною задачею. Її розв’язання вимагає комплексного аналізу перехідних процесів із залученням сучасного інструментарію імітаційного моделювання. Мета. Метою роботи є оцінка впливу технологічного навантаження та загальної кількості електромагнітів на втрати потужності в електромагнітному приводі гвинтового вібраційного підйомника, а також визначення показників його енергетичної ефективності. Методика. Застосована методика математичного та числового моделювання з використанням коло-польового методу аналізу. За допомогою програмного середовища створено загальну імітаційну модель керованого елек тромагнітного привода. Розроблена модель комплексно поєднує динамічні механічні процеси підйомника та електромагнітні процеси з урахуванням специфіки імпульсної напруги живлення обмоток. Результати проведеного моделювання показали, що втрати в обмотці істотно зростають зі збільшенням механічного навантаження і закономірно знижуються при збільшенні кількості електромагнітів у системі. Натомість втрати в магнітній сталі є прямо пропорційними кількості магнітів і зовсім не змінюються при коливаннях навантаження підйомника. Виявлено, що використання конструкційної сталі замість електротехнічної погіршує енергетичну ефективність пристрою вдвічі. Встановлено, що питомі втрати в сталі такого магнітопровода зростають у більш ніж 17 разів через її вищу електричну провідність та більшу товщину листів матеріалу порівняно з шихтованими осердями. Наукова новизна. У роботі вперше детально досліджено складові втрат потужності при застосуванні стандартних вібраційних електромагнітів безпосередньо у приводі гвинтового підйомника. Доведено, що при імпульсному живленні вібраторів, виготовлених з конструкційної сталі, втрати на вихрові струми стрімко зростають і стають повністю співвимірними з втратами в міді обмоток. Практична значимість. За результатами аналізу визначено ключові фактори погіршення енергоефективності серійних вібраційних машин з імпульсним керуванням. Отримані результати формують надійне підґрунтя для пошуку раціональних конструктивних рішень щодо модернізації таких електромагнітів з метою забезпечення їхньої високої ефективності.
dc.description.abstractengSpiral vibratory elevators are an essential component of modern technological complexes widely used for the vertical transportation of bulk materials. The growing demands for resource conservation necessitate the improvement of their drive mechanisms. Since the operational efficiency of such conveyors depends on the characteristics of vibration exciters, investigating the energy performance of electromagnetic drives is a relevant scientific and technical problem. Solving this issue requires a comprehensive analysis of transient processes with modern simulation modeling tools. Purpose. The aim of the work is to evaluate the impact of technological load and the total number of electromagnets on power losses in the electromagnetic drive of a spiral vibratory elevator, as well as to determine its energy efficiency indicators. A methodology of mathematical and numerical simulation based on the field-circuit analysis method was applied. A comprehensive simulation model of a controlled electromagnetic drive was developed using a software environment. The developed model comprehensively integrates the dynamic mechanical processes of the elevator and the electromagnetic processes, taking into account the specifics of the pulsed supply voltage of the windings. Results. The results of the conducted simulation demonstrated that winding losses significantly increase with a higher mechanical load and consistently decrease as the number of electromagnets in the system increases. Conversely, magnetic steel losses are directly proportional to the number of magnets and remain entirely unaffected by fluctuations in the elevator load. It was revealed that using structural steel instead of electrical steel deteriorates the energy efficiency of the device by half. It was established that the specific steel losses of such a magnetic circuit increase by more than 17 times due to its higher electrical conductivity and greater material sheet thickness compared to laminated cores. Scientific novelty. This study is the first to comprehensively investigate the components of power losses when standard vibratory electromagnets are directly used in the drive system of a spiral elevator. It was proven that under the pulsed power supply of vibrators made of structural steel, eddy current losses rise sharply and become completely comparable to the copper losses in the windings. Practical importance. Based on the analysis results, the key factors causing the deterioration of the energy efficiency of mass-produced vibratory machines with pulse control were identified. The obtained findings provide a reliable foundation for seeking rational design solutions regarding the modernization of such electromagnets to ensure their high efficiency.
dc.identifier.citationОнуфрієв, Ю. І. Оцінка втрат потужності в електромагнітному приводі гвинтового вібраційного підйомника = Evaluation of power losses in the electromagnetic drive of a spiral vibratory elevator / Ю. І. Онуфрієв // Зб. наук. пр. НУК. – Миколаїв : Гельветика, 2026. – № 1 (504), т. 1. – С. 236–241.
dc.identifier.govdochttps://doi.org/10.15589/znp2026.1(503).1.27
dc.identifier.issn2311-3405 (Print)
dc.identifier.issn2313-0415 (Online)
dc.identifier.urihttps://eir.nuos.edu.ua/handle/123456789/13761
dc.language.isouk
dc.relation.ispartofseries621.3
dc.subjectвібраційна машина
dc.subjectкерований електромагнітний привод
dc.subjectмагнітне поле
dc.subjectімітаційна модель
dc.subjectвтрати потужності
dc.subjectенергетична ефективність
dc.subjectvibratory machine
dc.subjectcontrolled electromagnetic drive
dc.subjectmagnetic field
dc.subjectsimulation model
dc.subjectpower losses
dc.subjectenergy efficiency
dc.titleОцінка втрат потужності в електромагнітному приводі гвинтового вібраційного підйомника
dc.title.alternativeEvaluation of power losses in the electromagnetic drive of a spiral vibratory elevator
dc.typeСтаття

Files

Original bundle

Now showing 1 - 1 of 1
Loading...
Thumbnail Image
Name:
Onufriiev Yurii I. .pdf
Size:
449.97 KB
Format:
Adobe Portable Document Format