vimjourСельскохозяйственные машины и технологииAgricultural Machinery and Technologies2073-7599Federal State Budgetary Scientific Institution «Federal Scientific Agroengineering Center VIM»10.22314/2073-7599-2021-15-3-48-54vimjour-438Research ArticleМОБИЛЬНЫЕ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ СРЕДСТВАMOBILE ENERGY UNITSЭлектропривод транспортного средства сельскохозяйственного назначенияElectric Drive for an Agricultural VehicleСпоровА. П.SporovA. P.

Антон Павлович Споров, магистрант

Москва

Anton P. Sporov, master’s student

Moscow

antonspo@yandex.ruПисаревД. Ю.PisarevD. Yu.

Дмитрий Юрьевич Писарев, магистрант

Москва

Dmitriy Yu. Pisarev, master’s student

Moscow

ПарахничА. С.ParakhnichA. S.

Александр Сергеевич Парахнич, аспирант

Москва

Aleksandr S. Parakhnich, Ph.D. student (Eng.)

Moscow

Федеральный научный агроинженерный центр ВИМРоссияFederal Scientific Agroengineering Center VIMRussian Federation2021061020211534854Copyright © Споров А.П., Писарев Д.Ю., Парахнич А.С., 20212021Споров А.П., Писарев Д.Ю., Парахнич А.С.Sporov A.P., Pisarev D.Y., Parakhnich A.S.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.vimsmit.com/jour/article/view/438

Показали актуальность создания сельскохозяйственных машин с применением электропривода. (Цель исследования) Разработать экспериментальный образец транспортного средства с использованием электрической принципиальной схемы управления зарядом и электроприводом. (Материалы и методы) В качестве экспериментального образца транспортного средства с электроприводом выбрали автомобиль «ВАЗ 111 Ока», так как он имеет небольшую массу – 645 килограммов, простую конструкцию и невысокую стоимость. Рассчитали механические характеристики электродвигателя и выбрали частотный преобразователь для управления электроприводом. Провели испытания на лабораторном стенде. (Результаты и обсуждение) Установили аккумуляторные батареи для питания электропривода и разработали электрическую принципиальную систему заряда от стандартной сети переменного напряжения 220 вольт. Получили графики разряда источника питания, состоящего из 40 аккумуляторных батарей. (Выводы) Разработали электрическую принципиальную схему управления зарядом и электроприводом и реализовали ее на экспериментальном образце транспортного средства. Определили, что с током нагрузки 1 ампер аккумуляторные батареи разряжаются в течение 104 минут, с током 2 ампера – 83 минуты, 3 ампера – 65 минут, а с током 5 ампер – 50 минут, при постоянной работе электродвигателя, что достаточно для езды по ферме. Графически изобразили зависимости уровня доступной емкости от напряжения, а также разряда аккумуляторных батарей от времени при различных токах нагрузки. Провели два экспериментальных исследования по заряду аккумуляторных батарей от переменного напряжения с током 2 и 3 ампера: в первом случае время зарядки составило 350 минут, во втором – 310 минут. Выяснили, что при использовании разработанной схемы аккумуляторные батареи заряжаются равномерно.

Abstract. The authors showed the relevance of creating agricultural machines using an electric drive. (Research purpose) The research objective is to develop an experimental prototype vehicle using an electrical schematic diagram of charge and electric drive control. (Materials and methods) The VAZ 111 Oka car was chosen as an experimental vehicle model with an electric drive, since it has a light weight of 645 kilograms, a simple design and a low cost. Mechanical characteristics of the electric motor were calculated and a frequency converter was chosen to control the electric drive.  Laboratory bench tests were conducted. (Results and discussion)The authors   installed storage batteries to power the electric drive, developed an electrical circuit schematics getting charged from a 220 volt alternating voltage network, and received graphs for the discharge of a 40-storage-battery power supply. (Conclusions) An electrical schematic diagram of charge and electric drive control was developed and implemented on an experimental vehicle model. It was determined that at the electric motor continuous operation with the load current of 1 ampere, the batteries get discharged within 104 minutes;  with the current  load of 2 amperes, they get  discharged within 83 minutes; with 3 amperes – within 65 minutes, and with 5 amperes – within 50 minutes, which is enough to drive around the farm. The authors graphically depicted the dependence of the available capacity level on the voltage, as well as the batteries’ discharge on the time at various load currents. The authors carried out two experimental studies on storage batteries’ charging from alternating voltage with the current of 2 and 3 amperes: in the first case, the charging time was 350 minutes, in the second – 310 minutes. It was found out that when using the developed scheme, the batteries are charged evenly.

электромобильэлектроприводтранспортное средство с электроприводомэнергетическое оборудованиеасинхронный электродвигательаккумуляторыelectromobileelectric driveelectric vehiclepower equipmentasynchronous electric motorbatteriesReferencesFriedrischkova K., Vala D. Development of the Methodology for the Management of the Electromobile System and the Family House System. Photonics Applications in Astronomy, Communications, Industry, and High-Energy Physics Experiments. 2018. Vol. 10808.Friedrischkova K., Vala D. Development of the Methodology for the Management of the Electromobile System and the Family House System. Photonics Applications in Astronomy, Communications, Industry, and High-Energy Physics Experiments. 2018. Vol. 10808 (In English).Семин А.Н., Иовлев Г.А. К вопросу о создании нормативов для формирования оптимального состава машинно-тракторного парка // Экономика сельскохозяйственных и перерабатывающих предприятий. 2019. N7. С. 8-12.Semin A.N., Iovlev G.A. K voprosu o sozdanii normativov dlya formirovaniya optimal’nogo sostava mashinno-traktornogo parka [On the issue of creating standards for the formation of the optimal composition of the machine-tractor park]. Ekonomika sel’skokhozyaystvennykh i pererabatyvayushchikh predpriyatiy. 2019. N7. 8-12 (In Russian).Габитов И.И., Мударисов С.Г., Иофинов П.А. Региональные меры государственной поддержки повышения уровня технической оснащенности машинотракторного парка предприятий АПК // Технический сервис машин. 2020. N2(139). С. 83-95.Gabitov I.I., Mudarisov S.G., Iofinov P.A. Regional’nye mery gosudarstvennoy podderzhki povysheniya urovnya tekhnicheskoy osnashchennosti predpriyatiy agropromyshlennogo kompleksa [Regional measures of state support for increasing the technical equipment of machine and tractor fleet of agricultural enterprises]. Tekhnicheskiy servis mashin. 2020. Vol. 58. N2(139). 83-95 (In Russian).Трескова Ю. В. Электромобили и экология. Перспективы использования электромобилей // Молодой ученый. 2016. N12. С. 563-565.Treskova Yu.V. Elektromobili i ekologiya. Perspektivy ispol’zovaniya elektromobiley [Electric vehicles and ecology. Prospects of electric vehicles]. Molodoy uchenyy. 2016. N12. 563565 (In Russian).Kim S.Y., Cho J.H., Murray E. Stochastic electrotransport selectively enhances the transport of highly electromobile molecules. 2015. 10.Kim S.Y., Cho J.H., Murray E. Stochastic electrotransport selectively enhances the transport of highly electromobile molecules. 2015. 10 (In English).Гаджилы Б.Э. Исследование аккумуляторных батарей электромобилей // Автомобиль. Дорога. Инфраструктура (электронный научный журнал). 2014. N2(2). М.: МАДИ. 2014.Gadzhily B.E. Issledovanie akkumulyatornykh batarey elektromobiley [The study of the batteries of electric vehicles]. Avtomobil’. Doroga. Infrastruktura (elektronnyy nauchnyy zhurnal). Moscow: MADI. 2014. N2(2) (In Russian).Huang X., Lin Y., Lim Ming K., et al. The influence of knowledge management on adoption intention of electric vehicles: perspective on technological knowledge. Industrial management and data systems. 2021. April.Huang X., Lin Y., Lim Ming K., et al. The influence of knowledge management on adoption intention of electric vehicles: perspective on technological knowledge. Industrial management and data systems. 2021. April (In English).Александров И.К., Раков В.А., Щербакова А.А. Перспективы развития транспортных средств с электроприводом // Транспорт на альтернативном топливе. 2011. N4. С. 65-68.Aleksandrov I.K., Rakov V.A., Shcherbakova A.A. Perspektivy razvitiya transportnykh sredstv s elektroprivodom [Prospects of development of vehicles with the electric drive]. Transport na al’ternativnom toplive. 2011. N4. 65-68 (In Russian).Гусаров В.А., Юферев Л.Ю., Рощин О.А., Споров А.П. Модернизация автомобиля «Ока» в электромобиль «Ока-Э» для нужд фермера по организации и контролю технологических процессов // Электротехнологии и электрооборудование в АПК. 2020. N3(40). С. 37-44.Gusarov V.A., Yuferev L.Yu., Roshchin O.A., Sporov A.P. Modernizatsiya avtomobilya «Oka» v elektromobil’ «Oka-E» dlya nuzhd fermera po organizatsii i kontrolyu tekhnologicheskikh protsessov [Modernization of «Oka» Vehicle into «Oka-E» Electric Vehicle for Needs of Farmer on Organization and Control of Technological Processes]. Elektrotekhnologii i elektrooborudovanie v APK. 2020. N3(40). 37-44 (In Russian).Riedner L., Mair C., Zimek M., et al. E-mobility in agriculture: differences in perception between experienced and non-experienced electric vehicle users. Clean technologies and environmental policy. 2019. Vol. 21. N1. 55-67.Riedner L., Mair C., Zimek M., et al. E-mobility in agriculture: differences in perception between experienced and non-experienced electric vehicle users. Clean technologies and environmental policy. 2019. Vol. 21. N1. 55-67 (In English).Кабдин Н.Е., Сетевой электронный учебно-методический комплекс «Основы электропривода» // Хроники объединенного фонда электронных ресурсов. Наука и образование. 2014. N6(61). С. 27.Kabdin N.E., Setevoy elektronnyy uchebno-metodicheskiy kompleks «Osnovy elektroprivoda» [Network-based electronic learning and methodological complex “Fundamentals of electric drive”]. Khroniki obedinennogo fonda elektronnykh resursov. Nauka i obrazovanie. 2014. N6 (61). 27 (In Russian).Баширин А.В., Новиков В.А., Соколовский Г.Г. Управление электроприводами. Л.: Энергоиздат. 1982. 392с.Bashirin A.V., Novikov V.A., Sokolovskiy G.G. Upravlenie elektroprivodami [Electric drive control]. Leningrad: Energoizdat. 1982. 392 (In Russian).Kougias I., Nikitas A., Thiel C. Clean energy and transport pathways for islands: A stakeholder analysis using Q method. Transportation research part d-transport and environment. 2020. 78. 1021802020.Kougias I., Nikitas A., Thiel C. Clean energy and transport pathways for islands: A stakeholder analysis using Q method. Transportation research part d-transport and environment. 2020. 78. 1021802020 (In English).Бузун С.А., Лебедев К.Н. Адаптивный плавный пуск погружных электронасосных агрегатов // Механизация и электрификация сельского хозяйства. 2008. N8. С. 6-7.Buzun S.A., Lebedev K.N. Adaptivnyy plavnyy pusk pogruzhnykh elektronasosnykh agregatov [Adaptive soft starters for submersible electric pumping units]. Mekhanizatsiya i elektrifikatsiya sel’skogo khozyaystva. 2008. N8. 6-7 (In Russian)Гречушников Е.А., Прокофьев Д.В., Салюк Е.В., Набатчиков А.В. Испытания свинцовых аккумуляторных батарей в условиях контрольно-испытательных станций // Вестник Рязанского государственного радиотехнического университета. 2020. N71. С. 188-195.Grechushnikov E.A., Prokof’ev D.V., Salyuk E.V., Nabatchikov A.V. Ispytaniya svintsovykh akkumulyatornykh batarey v usloviyakh kontrol’no-ispytatel’nyh stantsiy [Test lead storage batteries in the conditions of control and test stations]. Vestnik Ryazanskogo gosudarstvennogo radiotekhnicheskogo universiteta. 2020. N71. 188-195 (In Russian).Волокитина Е.В., Ерохин Д.В., Москвин Е.В., Вшивцев М.Н. Испытательный комплекс для высокоскоростного электропривода компрессора системы кондиционирования воздуха // Электроника и электрооборудование транспорта. 2013. N3. С. 40-43.Volokitina E.V., Erokhin D.V., Moskvin E.V., Vshivtsev M.N. Ispytatel’nyy kompleks dlya vysokoskorostnogo elektroprivoda kompressora sistemy konditsionirovaniya vozdukha [Test system for the high-speed electric drive of an air conditioning compressor]. Elektronika i elektrooborudovanie transporta. 2013. N3. 40-43 (In Russian).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.