Academic Journal
Design Optimization of Secondary Element of Single-Sided Linear Induction Motors Using a Genetic Algorithm ; Оптимизация параметров вторичного элемента односторонних линейных асинхронных электродвигателей с использованием генетического алгоритма
| العنوان: | Design Optimization of Secondary Element of Single-Sided Linear Induction Motors Using a Genetic Algorithm ; Оптимизация параметров вторичного элемента односторонних линейных асинхронных электродвигателей с использованием генетического алгоритма |
|---|---|
| المؤلفون: | V. A. Prakht, V. V. Goman, A. S. Paramonov, В. А. Прахт, В. В. Гоман, А. С. Парамонов |
| المصدر: | ENERGETIKA. Proceedings of CIS higher education institutions and power engineering associations; Том 64, № 6 (2021); 505-516 ; Энергетика. Известия высших учебных заведений и энергетических объединений СНГ; Том 64, № 6 (2021); 505-516 ; 2414-0341 ; 1029-7448 ; 10.21122/1029-7448-2021-64-6 |
| بيانات النشر: | BNTU |
| سنة النشر: | 2021 |
| المجموعة: | ENERGETIKA. Proceedings of CIS higher education institutions and power engineering associations / Энергетика. Известия высших учебных заведений и энергетических объединений СНГ |
| مصطلحات موضوعية: | детализированные электрические и магнитные схемы замещения, linear induction motor, design, genetic algorithm, secondary element, tractive effort, efficiency, power factor, optimality criterion, detailed electrical and magnetic equivalent circuits, линейный асинхронный электродвигатель, проектирование, генетический алгоритм, вторичный элемент, тяговое усилие, коэффициент полезного действия, коэффициент мощности, критерий оптимальности |
| الوصف: | The article focuses on the use of genetic algorithms for the design of linear induction motors. Comparison of genetic algorithm with classical methods in the context of electrical machines designing has been carried out. The results of solving an optimization problem for two designs are presented, viz. a laboratory linear induction electric motor based on a three-phase SL-5-100 inductor and a traction single-sided linear induction electric motor of an urban transport system. The optimality criterion included maximizing the power factor and efficiency, as well as the rigidity of the mechanical characteristic while ensuring a starting traction force of at least a set value. The results of optimization of such parameters of the secondary element as the width and thickness of the conductive strip as well as the thickness of the magnetic circuit are described. The relevance of the problem of optimizing the parameters of the secondary element with unchanged parameters of the inductor is due to the fact that the same inductor can be used to build various structures, while the secondary element is created for each specific application and integrated directly into the working body of the mechanism or is a driven product. To calculate the traction and energy characteristics of linear induction electric motors, an electromagnetic model based on detailed equivalent circuits was used, taking into account longitudinal and transverse edge effects and providing a calculation time for one set of parameters of about 1 s. In accordance with this model, the electric motor is reduced to a set of three detailed equivalent circuits: a magnetic circuit, primary and secondary electrical circuits. The result of the optimization of these electric motors was an increase in the efficiency by 1.6 and 1.4 %, respectively, an increase in the power factor by 0.9 and 0.2 %, and an increase in the rigidity of traction characteristics and starting traction force. ; Рассмотрено применение генетического алгоритма для проектирования линейных ... |
| نوع الوثيقة: | article in journal/newspaper |
| وصف الملف: | application/pdf |
| اللغة: | Russian |
| Relation: | https://energy.bntu.by/jour/article/view/2119/1804; Веселовский, О. Н. Линейные асинхронные двигатели / О. Н. Веселовский, А. Ю. Коняев, Ф. Н. Сарапулов. М.: Энергоатомиздат, 1991. 255 c.; Yamamura, S. Theory of Linear Induction Motors / S. Yamamura. New York: Halsted, 1979. 180 p.; Gieras, J. F. Linear Induction Drives / J. F. Gieras. London: Oxford Univ. Press, 1994. 320 p.; Фыонг Ле, Нго. Расчет механической характеристики тягового электродвигателя электромобиля / Нго Фыонг Ле, Г. И. Гульков // Энергетика. Изв. высш. учеб. заведений и энерг. объединений СНГ. 2017. Т. 60, № 1. С. 41–53. https://doi.org/10.21122/1029-7448-2017-60-1-41-53.; Abdollahi, S. E. Design and Analysis of a Double-Sided Linear Induction Motor for Transportation / S. E. Abdollahi, M. Mirzayee, M. Mirsa // IEEE Transactions on Magnetics. 2015. Vol. 51, Iss. 7. P. 1–7. https://doi.org/10.1109/tmag.2015.2407856.; Копылов, И. П. Проектирование электрических машин: в 2 ч. / И. П. Копылов; 4-е изд., перераб. и доп. М.: Юрайт, 2018. Ч. 1. 490 с.; Creppe, R. C. Influence of Design Parameters on Linear Induction Motor End Effect / R. C. Creppe, J. A. C. Ulson, J. F. Rodrigues // IEEE Transactions on Energy Conversion. 2008. Vol. 23, Iss. 2. P. 358–362. https://doi.org/10.1109/tec.2008.918594.; Laporte, B. An Approach to Optimize Winding Design in Linear Induction Motors / B. Laporte, N. Takorabet, G. Vinsard // IEEE Transactions on Magnetics. 1997. Vol. 33, Iss. 2. P. 1844–1847. https://doi.org/10.1109/20.582640.; Analysis and Optimal Design of the Slit Type Lowspeed Linear Induction Motors / S.-B. Yoon [et al.] // IEEE International Electric Machines and Drives Conference Record. 1997. P. TB2-8.1–TB2-8.3. https://doi.org/10.1109/iemdc.1997.604225.; Pourmoosa, A. A. Design Optimization, Prototyping and Performance Evaluation of a LowSpeed Linear Induction Motor with Toroidal Winding / A. A. Pourmoosa, M. Mirsa // IEEE Transactions on Energy Conversion. 2015. Vol. 30, Iss 4. P. 1546–1555. https://doi.org/10. 1109/ tec.2015.2457397.; Zare-Bazghaleh, A. Optimum Design of Single-Sided Linear Induction Motors for Improved Motor Performance / A. Zare-Bazghaleh, M. R. Naghashan, M. R. Meshkatoddini // IEEE Transactions on Magnetics. 2010. Vol. 46, Iss.11. P. 3939–3947. https://doi.org/10.1109/tmag.2010.2062528.; Shiri, A. Design Optimization and Analysis of Singlesided Linear Induction Motor, Considering All Phenomena / A. Shiri, A. Shoulaie // IEEE Transactions on Energy Conversion. 2012. Vol. 27, Iss. 2. P. 358–362. https://doi.org/10.1109/tec.2012.2190416.; Design of HTS Linear Induction Motor Using GA and the Finite Element Method / J. Zhao [et al.] // 5th IEEE Conference on Industrial Electronics and Applications. Taichung, 2010. P. 527–531. https://doi.org/10.1109/iciea.2010.5517100.; Isfahani, H. Design Optimization of a Low-Speed Single-Sided Linear Induction Motor for Improved Efficiency and Power Factor / H. Isfahani, B. M. Ebrahimi, H. Lesani // IEEE Transactions on Magnetics. 2008. Vol. 44, Iss. 2. P. 266–272. https://doi.org/10.1109/tmag.2007.912646.; Choice of a Numerical Differentiation Formula in Detailed Equivalent Circuits Models of Linear Induction Motors / V. Dmitrievskii [et al.] // 2016 International Symposium on Power Electronics, Electrical Drives, Automation and Motion (SPEEDAM), Capri, 22–24 June 2016. Capri, 2016. P. 458–463. https://doi.org/10.1109/speedam.2016.7525888.; Математическое моделирование линейного асинхронного двигателя на основе детализированных схем замещения / Ф. Н. Сарапулов [и др.] // Электротехника. 2018. № 4. С. 58–63.; Equivalent Circuits for Single-Sided Linear Induction Motors / W. Xu [et al.] // IEEE Transactions on Industry Applications. 2010. Vol. 46, Iss. 6. P. 2410–2423. https://doi.org/10.1109/tia.2010.2073434.; Zare-Bazghaleh, A. Derivation of Equivalent Circuit Parameters for Single-Sided Linear Induction Motors / A. Zare-Bazghaleh, M. Naghashan, A. Khodadoost // IEEE Transactions on Plasma Science. 2015. Vol. 43, Iss. 10. P. 3637–3644. https://doi.org/10.1109/tps.2015.2474746.; An Improved Equivalent Circuit Model of a Single-Sided Linear Induction Motor / W. Xu [et al.] // IEEE Transactions on Vehicular Technology. 2010. Vol. 59, Iss. 5. P. 2277–2289. https://doi.org/10.1109/tvt.2010.2043862.; Amiri, E. A Novel Equivalent Circuit Model of Linear Induction Motors Considering Static and Dynamic End Effects / E. Amiri, E. A. Mendrela // IEEE Transactions on Magnetics. 2014. Vol. 50, Iss. 3. P. 120–128. https://doi.org/10.1109/tmag.2013.2285222.; Менжинский, А. Б. Разработка уточненных электромагнитных моделей электрических генераторов возвратно-поступательного движения с постоянными магнитами / А. Б. Менжинский, А. Н. Малашин, П. Б. Менжинский // Энергетика. Изв. высш. учеб. заведений и энерг. объединений СНГ. 2021. Т. 64, № 4. С. 291–302. https://doi.org/10.21122/10297448-2021-64-4-291-302.; Woronowicz, K. A Novel Linear Induction Motor Equivalent-Circuit with Optimized End Effect Model / K. Woronowicz, A. Safaee // IEEE Canadian Journal of Electrical and Computer Engineering. 2014. Vol. 37, Iss. 1. P. 34–41. https://doi.org/10.1109/cjece.2014.2311958.; Сарапулов, Ф. Н. Развитие математических моделей тепловых процессов в линейных асинхронных двигателях / Ф. Н. Сарапулов, В. В. Гоман // Электротехника. 2009. № 8. С. 17–21.; A Review of Design Optimization Methods for Electrical Machines / G. Lei [et al.] // Energies. 2017. Vol. 10, Iss. 12. P. 1962. https://doi.org/10.3390/en10121962.; Аветисян, Дж. А. Оптимальное проектирование электрических машин на ЭВМ / Дж. А. Аветисян, В. С. Соколов, В. Х. Хан. М.: Энергия, 1976. 208 c.; Nelder, J. A. A Simplex Method for Function Minimization / J. A. Nelder, R. Mead // The Computer Journal. 1965. Vol. 7, Iss. 4. P. 308–313. https://doi.org/10.1093/comjnl/7.4.308.; Optimal Design of a High-Speed Single-Phase Flux Reversal Motor for Vacuum Cleaners / V. Dmitrievskii [et al.] // Energies. 2018. Vol. 11, Iss. 12. P. 3334. https://doi.org/10.3390/en11123334.; Prakht, V. Optimal Design of Gearless Flux-Switching Generator with Ferrite Permanent Magnets / V. Prakht, V. Dmitrievskii, V. Kazakbaev // Mathematics. 2020. Vol. 8, Iss. 2. P. 206. https://doi.org/10.3390/math8020206.; Dmitrievskii, V. Design Optimization of a Permanent-Magnet Flux-Switching Generator for Direct-Drive Wind Turbines / V. Dmitrievskii, V. Prakht, V. Kazakbaev // Energies. 2019. Vol. 12, Iss. 19. P. 3636. https://doi.org/10.3390/en12193636.; Рутковская, Д. Нейронные сети, генетические алгоритмы и нечеткие системы / Д. Рутковская, М. Пилиньский, Л. Рутковский. М.: Телеком, 2004. 383 c.; https://energy.bntu.by/jour/article/view/2119 |
| DOI: | 10.21122/1029-7448-2021-64-6-505-516 |
| الاتاحة: | https://energy.bntu.by/jour/article/view/2119 https://doi.org/10.21122/1029-7448-2021-64-6-505-516 |
| Rights: | Authors who publish with this journal agree to the following terms:Authors retain copyright and grant the journal right of first publication with the work simultaneously licensed under a Creative Commons Attribution License that allows others to share the work with an acknowledgement of the work's authorship and initial publication in this journal.Authors are able to enter into separate, additional contractual arrangements for the non-exclusive distribution of the journal's published version of the work (e.g., post it to an institutional repository or publish it in a book), with an acknowledgement of its initial publication in this journal.Authors are permitted and encouraged to post their work online (e.g., in institutional repositories or on their website) prior to and during the submission process, as it can lead to productive exchanges, as well as earlier and greater citation of published work (See The Effect of Open Access). ; Авторы, публикующие в данном журнале, соглашаются со следующим:Авторы сохраняют за собой авторские права на работу и предоставляют журналу право первой публикации работы на условиях лицензии Creative Commons Attribution License, которая позволяет другим распространять данную работу с обязательным сохранением ссылок на авторов оригинальной работы и оригинальную публикацию в этом журнале.Авторы сохраняют право заключать отдельные контрактные договорённости, касающиеся не-эксклюзивного распространения версии работы в опубликованном здесь виде (например, размещение ее в институтском хранилище, публикацию в книге), со ссылкой на ее оригинальную публикацию в этом журнале.Авторы имеют право размещать их работу в сети Интернет (например в институтском хранилище или персональном сайте) до и во время процесса рассмотрения ее данным журналом, так как это может привести к продуктивному обсуждению и большему количеству ссылок на данную работу (См. The Effect of Open Access). |
| رقم الانضمام: | edsbas.EA4D43EF |
| قاعدة البيانات: | BASE |
| DOI: | 10.21122/1029-7448-2021-64-6-505-516 |
|---|