Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия "Энергетика" №4 2022

Стр.1

Стр.2

Стр.3

Стр.4

Учредитель – Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Южно-Уральский государственный университет (национальный исследовательский университет)» Журнал освещает актуальные теоретические и практические проблемы энергетики и электротехники, результаты научно-исследовательских работ, передовой опыт, определяющий направление и развитие научных исследований, публикует материалы научных конференций и совещаний. Основной целью журнала является консолидация сообщества ученых и практиков, способствование в формировании и развитии наиболее перспективных направлений исследовательской практики, представление информации о научных исследованиях и достижениях. Редакционная коллегия: Григорьев М.А., д.т.н., проф. (главный редактор) (Челябинск) Функ Т.А., к.т.н., доц. (ответственный секретарь) (Челябинск) Редакционный совет: Аверьянов Ю.И., д.т.н., проф. (Челябинск) Алюков С.В., д.т.н., доц. (Челябинск) Беспалов В.Я., д.т.н., проф. (Москва) Богданов А.В., д.т.н., доц. (Челябинск) Бутырин П.А., д.т.н., проф., чл.-корр. РАН (Москва) Бухтояров В.Ф., д.т.н., проф. (Челябинск) Валеев Р.Г., к.т.н., доц. (Челябинск) Воронин С.Г., д.т.н., проф. (Челябинск) Ганджа С.А., д.т.н., проф. (Челябинск) Гладышев С.П., д.т.н., проф. (Дирборн, США) Гордон Я., Ph.D. (Миссиссога, Канада) Горожанкин А.Н., к.т.н., доц. (Челябинск) Грунтович Над.В., д.т.н., проф. (Гомель, Республика Беларусь) Дзюба М.А., к.т.н., доц. (Челябинск) Дудкин М.М., д.т.н., доц. (Челябинск) Исмагилов Ф.Р., д.т.н., проф. (Уфа) Карандаев А.С., д.т.н., проф. (Челябинск) Кирпичникова И.М., д.т.н., проф. Кодкин В.Л., д.т.н., проф. (Челябинск) Козярук А.Е., д.т.н., проф. (Санкт-Петербург) Колганов А.Р., д.т.н., проф. (Иваново) Корнилов Г.П., д.т.н., проф. (Магнитогорск) Кравчук И.Л., д.т.н., проф. (Челябинск) Куликова Л.В., д.т.н., проф., чл.-корр. САН ВШ (Барнаул) Лятхер В.М., д.т.н., проф. (Кливленд, США) Мещеряков В.Н., д.т.н., проф. (Липецк) Осинцев К.В., к.т.н., доц. (Челябинск) Пятибратов Г.Я., д.т.н., проф. (Новочеркасск) Резник Л.Ф., Ph.D. (Ришон-ле-Цион, Израиль) Сарваров А.С., д.т.н., проф. (Магнитогорск) Сидоров А.И., д.т.н., проф. (Челябинск) Тума И., д.т.н., проф. (Прага, Чешская Республика) Торопов Е.В., д.т.н., проф. (Екатеринбург) Фёдоров О.В., д.т.н., проф. (Нижний Новгород) Хохлов Ю.И., д.т.н., проф. (Челябинск) Шевырёв Ю.В., д.т.н., доц. (Москва) © Издательский центр ЮУрГУ, 2022

Стр.1

South Ural State University The journal covers urgent theoretical and practical problems of power engineering, results of research work, accumulated experience setting directions and development of scientific research in power engineering, publishes materials of scientific conferences and meetings, information on scientific work in higher educational institutions. The main goal of the journal is consolidation of scientific and industrial communities, promotion and development of the most promising areas of research practice, presentation information on scientific research and achievements. Editorial Board: Grigorev M.A., Dr. of Sci. (Eng.), Prof. (editor-in-chief), South Ural State University, Chelyabinsk, Russian Federation Funk T.A., Cand. of Sci. (Eng.), Ass. Prof. (executive secretary), South Ural State University, Chelyabinsk, Russian Federation Editorial Counsil: Aver’yanov Yu.I., Dr. of Sci. (Eng.), Prof., South Ural State University, Chelyabinsk, Russian Federation Aliukov S.V., Dr. of Sci. (Eng.), Ass. Prof., South Ural State University, Chelyabinsk, Russian Federation Bespalov V.Ya., Dr. of Sci. (Eng.), Prof., Moscow Power Engineering Institute, Moscow, Russian Federation Bogdanov A.V., Dr. of Sci. (Eng.), Ass. Prof., South Ural State University, Chelyabinsk, Russian Federation Butyrin P.A., Dr. of Sci. (Eng.), Prof., Corresponding Member of the Russian Academy of Sciences, Moscow Power Engineering Institute, Moscow, Russian Federation Bukhtoyarov V.F., Dr. of Sci. (Eng.), Prof., South Ural State University, Chelyabinsk, Russian Federation Valeev R.G., Cand. of Sci. (Eng.), Ass. Prof., South Ural State University, Chelyabinsk, Russian Federation Voronin S.G., Dr. of Sci. (Eng.), Prof., South Ural State University, Chelyabinsk, Russian Federation Gandzha S.A., Dr. of Sci. (Eng.), Prof., South Ural State University, Chelyabinsk, Russian Federation Gladyshev S.P., Dr. of Sci. (Eng.), Prof., Michigan-Dearborn University, Dearborn, United States of America Gordon Ya., Ph.D., HATCH, Mississauga, Ontario, Canada Gorozhankin A.N., Cand. of Sci. (Eng.), Ass. Prof., South Ural State University, Chelyabinsk, Russian Federation Gruntovich Nad.V., Dr. of Sci. (Eng.), Prof., Sukhoi State Technical University of Gomel, Gomel, Republic of Belarus Dzyuba M.A., Cand. of Sci. (Eng.), Ass. Prof., South Ural State University, Chelyabinsk, Russian Federation Dudkin M.M., Dr. of Sci. (Eng.), Ass. Prof., South Ural State University, Chelyabinsk, Russian Federation Ismagilov F.R., Dr. of Sci. (Eng.), Prof., Ufa State Aviation Technical University, Ufa, Russian Federation Karandaev A.S., Dr. of Sci. (Eng.), Prof., South Ural State University, Chelyabinsk, Russian Federation Kirpichnikova I.M., Dr. of Sci. (Eng.), Prof., South Ural State University, Chelyabinsk, Russian Federation Kodkin V.L., Dr. of Sci. (Eng.), Prof., South Ural State University, Chelyabinsk, Russian Federation Kozyaruk A.E., Dr. of Sci. (Eng.), Prof., National Mineral Resources University, Saint-Petersburg, Russian Federation Kolganov A.R., Dr. of Sci. (Eng.), Prof., Ivanovo Power Engineering Institute, Ivanovo, Russian Federation Kornilov G.P., Dr. of Sci. (Eng.), Prof., Nosov Magnitogorsk State Technical University, Magnitogorsk, Russian Federation Kravchuk I.L., Dr. of Sci. (Eng.), Prof., South Ural State University, Chelyabinsk, Russian Federation Kulikova L.V., Dr. of Sci. (Eng.), Prof., Corresponding Member of the Siberian Academy of Sciences of the Higher School, Polzunov Altai State Technical University; Barnaul, Russian Federation Lyatkher V.M., Dr. of Sci. (Eng.), Prof., New Energitics Inc., Cleveland, United States of America Meshcheryakov V.N., Dr. of Sci. (Eng.), Prof., Lipetsk State Technical University, Lipetsk, Russian Federation Osintsev K.V., Cand. of Sci. (Eng.), Ass. Prof., South Ural State University, Chelyabinsk, Russian Federation Pyatibratov G.Ya., Dr. of Sci. (Eng.), Prof., Platov South-Russian State Polytechnic University (Novocherkassk Polytechnic Institute), Novocherkassk, Russian Federation Reznik L., Ph.D., Payton Group International, Rishon LeZion, Israel; Sarvarov A.S., Dr. of Sci. (Eng.), Prof., Nosov Magnitogorsk State Technical University, Magnitogorsk, Russian Federation Sidorov A.I., Dr. of Sci. (Eng.), Prof., South Ural State University, Chelyabinsk, Russian Federation Tuma J., Dr. of Sci. (Eng.), Prof., Charles University, Prague, Czech Republic Toropov E.V., Dr. of Sci. (Eng.), Prof., LLC Research and Production Company “UralTermoComplex”, Ekaterinburg, Russian Federation Fedorov O.V., Dr. of Sci. (Eng.), Prof., Nizhny Novgorod State Technical University, Nizhny Novgorod, Russian Federation Khokhlov Yu.I., Dr. of Sci. (Eng.), Prof., South Ural State University, Chelyabinsk, Russian Federation Shevyrev Yu.V., Dr. of Sci. (Eng.), Prof., National University of Science and Technology “MISIS” (MISIS), Moscow, Russian Federation

Стр.2

СОДЕРЖАНИЕ Электроэнергетика КОЛЕСНИКОВ И.Е., ГОРШКОВ К.Е., КОРЖОВ А.В. Математическая модель нагрева токопроводящей жилы силового кабеля для учета электротепловых процессов в цифровых двойниках кабельных линий .......................................................................................................... 5 КАППЕС А.Д., ТЕПИКИН Я.Е., АПРОСИН К.И., ГАЙДАМАКИН Ф.Н. Исследование необходимости учета насыщенных параметров при моделировании генератора на основе данных СВИ ..................................................................................................................................... 15 Электротехнические комплексы и системы КАРАНДАЕВ А.С., ЛОГИНОВ Б.М., БОДРОВ Е.Г., ХРАМШИН В.Р., САМОДУРОВА М.Н. Наблюдатель упругого момента двухмассовой электромеханической системы ...................... 23 ВЕЧЕРКИН М.В., САРВАРОВ А.С., РОМАНОВА И.П., БОГАЧЕВА И.Ю., ОСКОЛКОВ С.В. Методика сравнения энергоэффективности способов регулирования производительности воздуходувной станции .................................................................................................................. 34 ВОРОНИН С.Г., КЛИНАЧЕВ Н.В., КУЛЁВА Н.Ю., ЧЕРНЫШЕВ А.Д. Векторное управление электроприводом на основе вентильного двигателя с дискретной коммутацией обмотки ....................................................................................................................................... 42 ХРЮКИН Д.Ю., ТУЛЕГЕНОВ Е.М., СЕМЕНОВА К.Д., КУШНАРЕВ В.А., СЫЧЕВ Д.А. Оптимизация электроприводов переменного тока промышленных механизмов ..................... 53 САВОСТЕЕНКО Н.В., МАКСИМОВ Н.М., БЛАГОВ М.С., ПОСАДНОВ А.Е. Разработка синхронной реактивной машины с высокими удельными показателями для промышленных электроприводов ......................................................................................................................... 60 ВАЛИУЛЛИН К.Р., ТУШЕВ С.И. Математическая модель нагрева асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором на основе эквивалентной тепловой схемы ................................ 67 Теплотехника ГУБАРЕВ В.Я., АРЗАМАСЦЕВ А.Г., КАРТЕЛЬ А.Ю. Исследование режимов работы схем с детандер-генераторными агрегатами на когенерационных котельных с газопоршневыми двигателями внутреннего сгорания ............................................................................................... 77 Вестник ЮУрГУ. Серия «Энергетика». 2022. Т. 22, № 4 3

Стр.3

CONTENTS Electric power engineering KOLESNIKOV I.E., GORSHKOV K.E., KORZHOV A.V. A mathematical model of a power cable current-conducting core heating taking into account electrothermal processes in cable line digital twins ....................................................................................................................................... Electrotechnical complexes and systems KARANDAEV A.S., LOGINOV B.M., BODROV E.G., KHRAMSHIN V.R., SAMODUROVA M.N. Elastic torque observer of a two-mass electromechanical system ..................................................... 23 VECHERKIN M.V., SARVAROV A.S., ROMANOVA I.P., BOGACHEVA I.Yu., OSKOLKOV S.V. Methodology for comparing the energy efficiency of methods for regulating the performance of a blower station ................................................................................................................................. 34 VORONIN S.G., KLINACHEV N.V., KULEVA N.Yu., CHERNYSHEV A.D. Vector control of an electric drive based on a thyratron motor with discrete winding commutation ....................... 42 KHRIUKIN D.Yu., TULEGENOV E.M., SEMENOVA K.D., KUSHNAREV V.A., SYCHEV D.A. Optimization of electric drives of industrial mechanisms ............................................................... 53 SAVOSTEENKO N.V., MAKSIMOV N.M., BLAGOV M.S., POSADNOV A.E. Development of a synchronous reactive machine with high specific indicators for industrial ecletric drives ........ 60 VALIULLIN K.R., TUSHEV S.I. Mathematical model of heating an asynchronous motor with a squirrel-cage rotor based on an equivalent thermal circuit ............................................................. 67 Heat engineering GUBAREV V.Ya., ARZAMASTSEV A.G., KARTEL A.Yu. Investigation of operating modes of circuits with expander-generator units in cogeneration boilers with gas-piston internal combustion engines ........................................................................................................................................ 77 5 KAPPES A.D., TEPIKIN Ya.E., APROSIN K.I., GAIDAMAKIN F.N. Importance of saturation usage for generator digital modeling based on PMU data ................................................................ 15 4 Bulletin of the South Ural State University. Ser. Power Engineering. 2022, vol. 22, no. 4

Стр.4