Адаптивное управление тиристорными реверсивными электроприводами пивоваренных линий на основе критерия интегральной устойчивости

В. С. Артемьев

---

Аннотация: В работе рассматривается методика адаптивного управления тиристорными реверсивными электроприводами пивоваренных линий. Предложен интегрально-стойкостной критерий, позволяющий совместно минимизировать тепловые потери и поддерживать требуемый запас устойчивости системы. На основе апостериорного анализа токовой сигнатуры разработан алгоритм адаптивного ПИД-регулятора, реализованный в форме неявной разностной схемы с переменным шагом. Имитационные и натурные испытания подтвердили снижение энергопотребления на 9–10 %, уменьшение температуры коллектора и незапланированных простоев.
Целью исследования стало создание метода управления реверсивными электроприводами, обеспечивающего одновременное повышение энергоэффективности и эксплуатационной надежности в условиях высокочастотных реверсов и колебаний сети.
Методы. В качестве основы был применен интегральный функционал, объединяющий показатели тепловых потерь и устойчивости по функции Ляпунова. Настройка параметров регулятора осуществлялась с использованием статистических характеристик токовой сигнатуры двигателя. Численная реализация выполнена на неявной разностной схеме с адаптивным шагом дискретизации. Проверка эффективности проведена методом моделирования и в ходе натурных испытаний на оборудовании пивоваренных линий.
Результаты. Эксперименты показали снижение удельного энергопотребления на 8–10 %, уменьшение тепловой нагрузки и пиковых токов, а также стабилизацию запаса устойчивости на уровне не ниже 25 %. Температура коллектора снизилась на 11–13 °C, что увеличивает срок службы изоляции. Количество внеплановых остановов уменьшилось более чем в четыре раза по сравнению с традиционным управлением.
Выводы. Интегрально-стойкостной критерий доказал свою результативность, обеспечивая одновременно энергосбережение и повышение надежности электроприводов. Разработанный регулятор совместим с промышленными ПЛК и SCADA-системами, что упрощает внедрение. Экономическая эффективность подтверждается сроком окупаемости менее полутора лет, что делает метод перспективным для широкого применения в пивоваренной и смежных отраслях.

Ключевые слова: тиристорный электропривод, адаптивное управление, реверс возбуждения, пивоварение, прогностическая диагностика, интегральные теплопотери

Для цитирования. Артемьев В. С. Адаптивное управление тиристорными реверсивными электроприводами пивоваренных линий на основе критерия интегральной устойчивости // Известия Кабардино-Балкарского научного центра РАН. 2025. Т. 27. № 5. С. 98–112. DOI: 10.35330/1991-6639-2025-27-5-98-112

Список литературы

1. Полянцева Е. Р. Современные тенденции проектирования пивоваренных заводов // Эпоха науки. 2023. № 36. С. 199–207. EDN: HUORLJ
2. Лукин А. А., Ганенко С. В., Штриккер Л. А. Разработка технологических и конструкционных требований к фильтр-чану для производства крафтового пива «ЧЕЛЯБИНСКОЕ» // Известия Дагестанского ГАУ. 2023. № 4(20). С. 222–230. DOI: 10.52671/26867591_2023_4_222
3. Белов В. И. Повышение энергоэффективности российских регионов в контексте их устойчивого развития. Санкт-Петербург: Скифия-принт, 2025. 203 с. ISBN: 978-5-98620-764-3
4. Александрова Н. Р., Хамзина О. И., Климушкина Н. Е., Лешина Е. А. Экспресс-оценка финансовой безопасности сельскохозяйственных предприятий // Экономика и предпринимательство. 2025. № 2(175). С. 1035–1040. DOI: 10.34925/EIP.2025.175.2.189
5. Хрушков А. Е., Базаров Г. Д. Обзор архитектуры SCADA-систем и их области применения // Научный аспект. 2024. Т. 41. № 1. С. 5329–5335. EDN: TPWGLF
6. Соловьев О. Г., Сапожникова О. А., Ревенко Н. Ф. Возможные варианты решения проблемы обеспечения импортного оборудования пивоваренных заводов России запасными частями и комплектующими изделиями // Социально-экономическое управление: теория и практика. 2024. Т. 20. № 1. С. 81–87.
7. Однокопылов И. Г., Ляпунов Д. Ю., Воронина Н. А. и др. Регулирование скорости асинхронного двигателя в замкнутой системе с тиристорным регулятором напряжения // Омский научный вестник. 2021. № 3(177). С. 64–69. DOI: 10.25206/1813-8225-2021-177-64-69
8. Усова Е. Д., Брейдо И. В. Анализ принципов построения полупроводниковых электроприводов постоянного тока с улучшенными статическими и динамическими характеристиками // Автоматика. Информатика. 2021. № 1-2. С. 49–52. EDN: HLSSWG
9. Омельченко Е. Я., Белый А. В., Енин С. С., Фомин Н. В.Энергоэффективные испытательные стенды для электродвигателей // Электротехнические системы и комплексы. 2018. № 3(40). С. 12–19. DOI: 10.18503/2311-8318-2018-3(40)-12-19
10. Харламов В. В., Попов Д. И., Кукарекин Е. А. Имитационная модель стенда для испытаний нерегулируемых асинхронных двигателей методом взаимной нагрузки // Известия Транссиба. 2024. № 4(60). С. 139–147. EDN: VCLIFD
11. Артемьев В. С., Мокрова Н. В. Модели использования разностных схем в автоматизированных системах управления // Электротехнологии и электрооборудование в АПК. 2025. Т. 72. № 1(58). С. 97–105. DOI: 10.22314/2658-4859-2025-72-1-97-105
12. Фальков Г. А., Попов С. А., Маньшин И. М., Горлов А. С. Имитационное моделирование исследования показателей качества электроэнергии в сети // Современная наука: актуальные проблем теории и практики. Серия: Естественные и технические науки. 2022. № 12-2. С. 178–189. DOI: 10.37882/2223-2966.2022.12-2.36
13. ГОСТ 30805.22 – 2013 (CISPR 22:2006). Совместимость технических средств электромагнитная.

Информация об авторе

Артемьев Виктор Степанович, ст. преподаватель кафедры информатики, Российский экономический университет имени Г. В. Плеханова;
115054, Россия, Москва, Стремянный переулок, 36;
Artemev.vs@rea.ru, ORCID: https://orcid.org/0000-0002-0860-6328, SPIN-код: 8912-5825