Том 337 № 6 (2026)
DOI https://doi.org/10.18799/24131830/2026/6/5331
Усовершенствование электропривода шаровых мельниц рудоперерабатывающих предприятий путём применения полюсопереключаемых асинхронных двигателей
Актуальность. В настоящее время в развитых странах проводятся исследования по изучению вопроса повышения эффективности производства и автоматизации технологического процесса, а также по внедрению новых технологий в производство. Исходя из этого, особое внимание уделяется созданию новых энерго- и ресурсосберегающих электроприводов, позволяющих увеличить срок службы активных частей механизмов путём облегчения процесса пуска и упрощения технологического процесса посредством обеспечения точной остановки высокоинерционных измельчающих механизмов. В этом направлении одной из приоритетных задач данного направления является разработка регулируемых электроприводов на основе многоскоростных двигателей, отвечающих требованиям электропривода измельчающих механизмов. Наряду с этим актуальной задачей является разработка новых схем полюсопереключаемых обмоток с улучшенными электромагнитными свойствами и простой технологией изготовления, применяемых в многоскоростных двигателях. Цель. Усовершенствование электропривода шаровых мельниц для измельчения горных пород путём применения многоскоростных электродвигателей с полюсопереключаемой обмоткой. Методы. Метод дискретно-заданных пространственных функций, основанный на формализованной логике, методы векторного и гармонического анализа, теории линейной алгебры и электрических машин, графоаналитический метод построения диаграммы намагничивающих сил и разложения в ряд Фурье, экспериментальные исследования статических и механических характеристик электрических машин. Результаты. В соответствии с требованиями к электроприводу шаровых мельниц для двухскоростного двигателя разработана новая схема полюсопереключаемой обмотки. Разработанная конструкция запатентована в Республике Узбекистан. На основе разработанной схемы спроектирован и изготовлен опытный образец нового двухскоростного двигателя, который прошёл промышленные испытания, поученные при этом рабочие и механические характеристики отвечают требованиям, предъявляемым к электроприводу шаровых мельниц. Новый двухскоростной асинхронный двигатель был внедрён в электропривод шаровой мельницы типа МШ-1, установленной в 35-ом цеху Научно-производственного объединения по производству редких металлов и твердых сплавов при АО «Алмалыкский ГМК» с годовым экономическим эффектом в размере 13200 у.е.
Для цитирования: Бобожанов М.К., Рисмухамедов Д.А., Туйчиев Ф.Н., Шамсутдинов Х.Ф., Уфа Р.А. Усовершенствование электропривода шаровых мельниц рудоперерабатывающих предприятий путём применения полюсопереключаемых асинхронных двигателей. Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов, 2026, Т. 337, № 6, С. 35-43. https://doi.org/10.18799/24131830/2026/6/5331
Ключевые слова:
электропривод, шаровая мельница, полюсопереключаемая обмотка, двухскоростной асинхронный двигатель, магнитопровод, базовая схема, дискретно-заданная пространственная функция, паз, слой, синтезирование
Библиографические ссылки:
REFERENCES
1. Kerdun J. Research and development of the process of starting an asynchronous electric drive of a ball drum mill using a voltage regulator. Cand. Diss. Moscow, 2001. 112 p. (In Russ.)
2. Rismukhamedov D.A. Pole-switching asynchronous motors for turbomechanisms. Cand. Diss. Tashkent, 2006. 155 p. (In Russ.)
3. Shamsutdinov Kh. Study on improving the asynchronous electric drive of ball mills. ICECAE 2024. Proceedings of the 5th International Conference on Energetics, Civil and Agricultural Engineering. Samarkand, Uzbekistan, May 13–14, 2024. 9 p.
4. Bobojanov M.K., Rismukhamedov D.A., Shamsutdinov Kh.F., Ganiev S.T., Peysenov M.B., Rismukhamedov S.D. Development of a pole-changing winding for close pole ratio. ICECAE 2023. Proceedings of the 4th International Conference on Energetics, Civil and Agricultural Engineering. Tashkent, Uzbekistan, October 12–14, 2023. 6 p.
5. Krause P.C., Krause T.C. Introduction to modern analysis of electric machines and drives. Hoboken, Wiley-IEEE Press, 2022. 224 p.
6. Giet M., Hameyer K., Risse S. Induction motor with pole-changing winding for variable supply frequency. IEMDC. Proceedings of the IEEE Int. Electric Machines and Drives Conf. Antalya, Turkey, May 03–05, 2007. pp. 381–398.
7. Kovacs G. A 3Y/3Y pole-changing winding of high-power asynchronous motors. Int. J. Electr. Comput. Eng., 2023, vol. 13, no. 5, pp. 4787–4795. DOI: https://doi.org/10.11591/ijece.v13i5.pp4787-4795
8. Kovacs G. Pole-changing windings for close ratio using the 3//Y/3//Y method. Adv. Sci. Technol. Eng. Syst. J., 2018, vol. 3, no. 4, pp. 241–253. DOI: https://dx.doi.org/10.25046/aj030424
9. Auinger H. Investigations on novel pole-changing three-phase windings. Ph.D. thesis, Styria, 1977. 164 p.
10. Boldea I., Nasar S.A. The induction machine handbook. Boca Raton, CRC Press, 2001. 664 p.
11. Alwash J.H.H., Ismail K.S., Eastham J.F. A novel 16/6 phase-modulated winding. IEEE Trans. Energy Convers. 2000, vol. 15, no. 2, pp. 188–190. DOI: 10.1109/60.866998
12. Reeves E.A., Heathcote M. Newnes electrical pocket book. Newnes, Oxford, 2003. 544 p.
13. Auinger H. Pole-changing three-phase windings with six terminals: overview of the state of the art. Bull. ASE-UCS, 1978, vol. 69, no. 17, pp. 926–932.
14. Jordan E.H. Energy-efficient electric motors and their applications. Berlin, Springer, 2013. 214 p.
15. Broadway A.R.W., Ismail K.S. Phase-modulated three-phase pole-changing windings. Proceedings of the IEE. Part B: Electric Power Applications, 1986, vol. 133, no. 2, pp. 61–70. DOI: 10.1049/ip-b:19860010.
16. Caruso M., Tommaso A., Marignetti F., Miceli R., Galluzzo G.R. A general procedure for the construction of Gorges polygons for multi-phase windings of electrical machines. EVER. Proceedings of the 13th Int. Conf. on Ecological Vehicles and Renewable Energies. Monte Carlo, Monaco, April 10–12, 2018. pp. 1–7. DOI: 10.1109/EVER.2018.8382151.
17. Hughes A. Electric motors and drives: fundamentals, types and applications. Oxford, Elsevier, 2005. 410 p.
18. Vanurin V.N., Bogatyriev N.I., Vronskii O.V. Stator winding schemes, parameters, and characteristics of alternating-current electrical machines. Krasnodar, Krasnodar Technical University Press, 2007. 110 p.
19. Melcescu L., Tudorache T., Popescu M. Finite-element analysis of a three-speed induction machine. ICREPQ. Proceedings of the Int. Conf. on Renewable Energies and Power Quality. Bilbao, Spain, April 02–04, 2013. pp. 1–6.
20. De La Tour H.B. The induction motor: its theory and design set forth by a practical method of calculation. Charleston, Legare Street Press, 2022. 170 p.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Кердун Ж. Исследование и разработка процесса пуска асинхронного электропривода шаровой барабанной мельницы с применением регулятора напряжения: дис. … канд. техн. наук. М., 2001. 112 с.
2. Рисмухамедов Д.А. Полюсопереключаемые асинхронные двигатели для турбомеханизмов: дис. … канд. техн. наук. Ташкент, 2006. 155 с.
3. Shamsutdinov Kh. Study on improving the asynchronous electric drive of ball mills. ICECAE 2024. Proceedings of the 5th International Conference on Energetics, Civil and Agricultural Engineering. Samarkand, Uzbekistan, May 13–14, 2024. 9 p.
4. Bobojanov M.K., Rismukhamedov D.A., Shamsutdinov Kh.F., Ganiev S.T., Peysenov M.B., Rismukhamedov S.D. Development of a pole-changing winding for close pole ratio. ICECAE 2023. Proceedings of the 4th International Conference on Energetics, Civil and Agricultural Engineering. Tashkent, Uzbekistan, October 12–14, 2023. 6 p.
5. Krause P.C., Krause T.C. Introduction to modern analysis of electric machines and drives. Hoboken, Wiley-IEEE Press, 2022. 224 p.
6. Giet M., Hameyer K., Risse S. Induction motor with pole-changing winding for variable supply frequency. IEMDC. Proceedings of the IEEE Int. Electric Machines and Drives Conf. Antalya, Turkey, May 03–05, 2007. pp. 381–398.
7. Kovacs G. A 3Y/3Y pole-changing winding of high-power asynchronous motors. Int. J. Electr. Comput. Eng., 2023, vol. 13, no. 5, pp. 4787–4795. DOI: https://doi.org/10.11591/ijece.v13i5.pp4787-4795
8. Kovacs G. Pole-changing windings for close ratio using the 3//Y/3//Y method. Adv. Sci. Technol. Eng. Syst. J., 2018, vol. 3, no. 4, pp. 241–253. DOI: https://dx.doi.org/10.25046/aj030424
9. Auinger H. Investigations on novel pole-changing three-phase windings. Ph.D. thesis, Styria, 1977. 164 p.
10. Boldea I., Nasar S.A. The induction machine handbook. Boca Raton: CRC Press, 2001. 664 p.
11. Alwash J.H.H., Ismail K.S., Eastham J.F. A novel 16/6 phase-modulated winding. IEEE Trans. Energy Convers., 2000, vol. 15, no. 2, pp. 188–190. DOI: 10.1109/60.866998
12. Reeves E.A., Heathcote M. Newnes electrical pocket book. Newnes, Oxford, 2003. 544 p.
13. Auinger H. Pole-changing three-phase windings with six terminals: overview of the state of the art. Bull. ASE-UCS, 1978, vol. 69, no. 17, pp. 926–932.
14. Jordan E.H. Energy-efficient electric motors and their applications. Berlin: Springer, 2013. 214 p.
15. Broadway A.R.W., Ismail K.S. Phase-modulated three-phase pole-changing windings. Proceedings of the IEE. Part B: Electric Power Applications, 1986, vol. 133, no. 2, pp. 61–70. DOI: 10.1049/ip-b:19860010.
16. Caruso M., Tommaso A., Marignetti F., Miceli R., Galluzzo G.R. A general procedure for the construction of Gorges polygons for multi-phase windings of electrical machines. EVER. Proceedings of the 13th Int. Conf. on Ecological Vehicles and Renewable Energies. Monte Carlo, Monaco, April 10–12, 2018. pp. 1–7. DOI: 10.1109/EVER.2018.8382151.
17. Hughes A. Electric motors and drives: fundamentals, types and applications. Oxford: Elsevier, 2005. 410 p.
18. Vanurin V.N., Bogatyriev N.I., Vronskii O.V. Stator winding schemes, parameters, and characteristics of alternating-current electrical machines. Krasnodar: Krasnodar Technical University Press, 2007. 110 p.
19. Melcescu L., Tudorache T., Popescu M. Finite-element analysis of a three-speed induction machine. ICREPQ. Proceedings of the Int. Conf. on Renewable Energies and Power Quality. Bilbao, Spain, April 02–04, 2013. pp. 1–6.
20. De La Tour H.B. The induction motor: its theory and design set forth by a practical method of calculation. Charleston, Legare Street Press, 2022. 170 p.
