Метод визначення параметрів ротора та електромагнітного моменту електромеханічного гідролізера для переробки кератиновмісної сировини
DOI:
https://doi.org/10.31548/energiya4(86).2026.067Анотація
Стаття присвячена удосконаленню методів визначення електромагнітних параметрів і характеристик електромеханічних перетворювачів технологічного призначення. Мета дослідження – удосконалення методу визначення параметрів, струмів ротора та електромагнітного моменту електромеханічного гідролізера для переробки кератиновмісної сировини. Розглянуто двохмодульну електромагнітну систему електромеханічного гідролізера з спільним масивним феромагнітним ротором, середня температура якого може досягати згідно технологічного регламенту 270 . Удосконалено метод визначення вторинного струму на ділянках масивного ротора, що входять до двигунового і гальмуючого модулів і відповідних електромагнітних моментів, який передбачає використання ітераційного методу розрахунку величини напруженості електричного поля на внутрішній поверхні масивного ротора, базових значень хвильових опорів ротора, моделювання для визначення відносних хвильових параметрів. Моделювання виконано для різних значень ковзання та середніх температур ротора, починаючи з холодного стану і до робочих температур процесу гідролізу. Отримані універсальні криві залежності відносних хвильових параметрів від напруженості електричного поля на поверхні феромагнітного ротора й частоти, які модифіковані залежністю зазначених параметрів від температури ротора й узятих для діапазону сильних полів, ковзань для двигунового модуля і для гальмуючого модуля відповідно. Виконано порівняння результатів, отриманих при розрахунках з використанням математичної моделі і експериментальними даними промислового зразка шнекового електромеханічного перетворювача. Співвідношення електромагнітних моментів, що створюються електромеханічним перетворювачем у холодному й гарячому станах, отриманих при розрахунках з використанням математичної моделі і шляхом експерименту становлять 1,14 і 1,3 відповідно. Перспективами подальшого розвитку є дослідження у напрямку використання електромеханічного гідролізера з живленням від напівпровідникового перетворювача частоти або симісторного регулятора напруги.
Отримано: 07.06.2026. Доопрацьовано: 10.08.2026. Прийнято: 20.08.2026
Посилання
1. Chilakamarry, C. R., Mahmood, S., Saffe, S. N. B. M., Arifin, M. A. B., Gupta, A., Sikkandar, M. Y.,
... & Narasaiah, B. (2021). Extraction and application of keratin from natural resources: a review. 3 Biotech, 11(5), 220. doi: 10.1007/s13205-021-02734-7
2. Brown EM, Pandya K, Taylor MM, Liu C-K (2016) Comparison of methods for extraction of keratin
from waste wool. Agric Sci 07:670–679. https://doi.org/10.4236/as.2016.710063
3. Zablodskiy, M. M., Kovalchuk, S. I., Pliuhin, V. E., & Tietieriev, V. O. (2022). Indirect field-oriented
control of twin-screw electromechanical hydrolyzer. Electrical Engineering & Electromechanics, №1, pp. 3–11, 2022. doi: 10.20998/2074-272X.2022.1.01
4. Patent of Ukraine №147388.(2021). Electric screw installation for the production of protein feed
additive from down and feather raw materials. Bull. № 18/2021.
5. Kachura, O. V., Gulesh, O. M., & Roenko, Y. S. (2025) Model of an induction motor with a massive
ferromagnetic rotor for dynamic modes. Coll. of scientific works of the Dnipro State Technical University (technical sciences), No. 2(53), 81-93. DOI: 10.31319/2519-8106.2(53)2025.341962.
6. Wu, W., Si, J., Feng, H., Cheng, Z., Hu, Y., & Gan, C. (2019). Rotor eddy current loss calculation of
a 2DoF direct-drive induction motor. Energies, 12(6), 1134.https://doi.org/10.3390/en12061134
7. Golovan, I. V., & Popovych, O. M. (2025). Consideration of the displacement of induced current in
the rotor circuit in a weakly coupled circuit-field model of an induction motor. Technical Electrodynamics/Tekhnichna Elektrodynamika, (3), 22-30. DOI: https://doi.org/10.15407/techned2025.03.022.
8. Aho, T. (2007). Electromagnetic design of a solid steel rotor motor for demanding operation
environments. Lappeenranta 2007, 147 p. Acta Universitatis Lappeenrantaensis 292 Diss. Lappeenranta University of Technology ISBN 978-952-214-498-0, ISBN 978-952-214-499-7 (PDF) ISSN 1456-4491
9. Birladean, A. A. (2010). The asynchronous machine with the massive ferromagnetic rotor and
capacitor excitation. Problems of the Regional Energetics, 2010(1 (12)), 41-45.
10. Gieras, J.F., & Saari, J. (2011). Performance calculation for a high-speed solid-rotor induction motor.
IEEE transactions on industrial electronics, 59(6), 2689-2700.
11. Larbi Dahnoun, T. Lubin, Nicolas Blet, Julien Fontchastagner, Riad Teggour, et al.. Development of
Magneto–Thermo–Mechanical Analytical Models for High-Speed Induction Machine. IEEE Transactions on Magnetics, 2024, 60 (9), pp. 1-6. ⟨10.1109/TMAG.2024.3420403⟩. ⟨hal-04686213
12. Bilek, V., Barta, J., Toman, M., Losak, P., & Bramerdorfer, G. (2025). A comprehensive overview
of high-speed solid-rotor induction machines: Applications, classification, and multi-physics modeling. International Journal of Electrical Power & Energy Systems, 166, 110520. journal homepage: www.elsevier.com/locate/ijepes.
13. Gulbahce MO, Mcguiness DT, Kocabas DA. Shielded axially slitted solid rotor design for high-speed
solid rotor induction motors. IET Electr Power Appl 2018;12(9):1371–7.
14. Lindh P, Immonen P, Di C, Degano M, Pyrhönen J. Solid-rotor material selection for squirrel-cage
high-speed solid-rotor induction machine. In: IECON 2019 -45th annual conference of the IEEE industrial electronics society. vol. 1, 2019,p. 1357–61. DOI: 10.1109/IECON.2019.8926736
15. Theory of the electromagnetic field and fundamentals of microwave technology: tutorial T 59
manual. / S.V. Sokolov, L.D. Pisarenko, V.O. Zhurba; ed. by G.S. Vorobyova. – Sumy: Sumy State University, 2011. – 393 p.
16. Zablodskiy, M., Gritsyuk, V., Rudnev, Y., Brozhko, R., & Tymofieieva, O. (2020, April). Analysis
of 3D eddy current distribution in a hollow rotor of an electromechanical converter. In 2020 IEEE 40th International Conference on Electronics and Nanotechnology (ELNANO) (pp. 561-564). IEEE. DOI: 10.1109/ELNANO50318.2020.9088777
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2026 Енергетика і автоматика
Ця робота ліцензується відповідно до ліцензії Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.
Усі матеріали поширюються на умовах ліцензії Creative Commons Attribution 4.0 International Public License, що дозволяє іншим розповсюджувати рукопис із визнанням авторства роботи та першої публікації в цьому журналі.
