ЕФЕКТИВНІСТЬ ЗАСТОСУВАННЯ АСИНХРОННОГО ДВИГУНА З СУЦІЛЬНИМ ОСЕРДЯМ ЗАНУРЕНОГО СВЕРДЛОВИННОГО НАСОСУ ЗА ЗБІЛЬШЕНОЇ ЧАСТОТИ ЖИВЛЕННЯ
The article presents the results of the optimization-based parametric synthesis of an induction motor with a solid core for a submersible borehole pump operating at doubled supply frequency. The proposed synthesis methodology is based on a weakly coupled circuit-field mathematical model with iterati...
Gespeichert in:
| Datum: | 2026 |
|---|---|
| Hauptverfasser: | , , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Ukrainisch |
| Veröffentlicht: |
Інститут електродинаміки НАН України, Київ
2026
|
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | https://techned.org.ua/index.php/techned/article/view/1754 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Technical Electrodynamics |
Institution
Technical Electrodynamics| _version_ | 1856544137938993153 |
|---|---|
| author | Головань, І.В. Попович, О.М. Шевчук, С.П. |
| author_facet | Головань, І.В. Попович, О.М. Шевчук, С.П. |
| author_sort | Головань, І.В. |
| baseUrl_str | |
| collection | OJS |
| datestamp_date | 2026-01-13T13:03:40Z |
| description | The article presents the results of the optimization-based parametric synthesis of an induction motor with a solid core for a submersible borehole pump operating at doubled supply frequency. The proposed synthesis methodology is based on a weakly coupled circuit-field mathematical model with iterative parameterization of field analysis results. This approach makes it possible to account for nonlinear magnetic properties, rotor-induced currents, additional losses in the solid ferromagnetic rotor, and the interaction of all elements of the electromechanical system. According to the criterion of maximum efficiency, the optimal values of the variable design parameters of the induction motor with a solid core for the submersible borehole pump were determined, taking into account the load magnitude at supply frequencies of 50 and 100 Hz. The results demonstrate a significant improvement in system performance: a 2.2-fold increase in water lifting capacity, a 4% increase in motor efficiency, a 1.9-fold reduction in the payback period of the borehole, and a threefold reduction in the number of impellers in the pump. Design solutions are substantiated for the induction motor with a solid rotor-shaft and a dismountable stator made of powder material with closed slots, which contribute to reducing copper, steel, and fluid losses. The proposed technical solutions lay the groundwork for designing optimized electromechanical systems for submersible borehole pumps with improved capital and operational cost indicators. References 20, figures 3, tables 2. |
| first_indexed | 2026-02-08T08:14:21Z |
| format | Article |
| id | oai:ojs2.ted.new-point.com.ua:article-1754 |
| institution | Technical Electrodynamics |
| language | Ukrainian |
| last_indexed | 2026-02-08T08:14:21Z |
| publishDate | 2026 |
| publisher | Інститут електродинаміки НАН України, Київ |
| record_format | ojs |
| spelling | oai:ojs2.ted.new-point.com.ua:article-17542026-01-13T13:03:40Z EFFECTIVENESS OF USING A SOLID-CORE INDUCTION MOTOR IN A SUBMERSIBLE BOREHOLE PUMP UNDER INCREASED SUPPLY FREQUENCY ЕФЕКТИВНІСТЬ ЗАСТОСУВАННЯ АСИНХРОННОГО ДВИГУНА З СУЦІЛЬНИМ ОСЕРДЯМ ЗАНУРЕНОГО СВЕРДЛОВИННОГО НАСОСУ ЗА ЗБІЛЬШЕНОЇ ЧАСТОТИ ЖИВЛЕННЯ Головань, І.В. Попович, О.М. Шевчук, С.П. induction motor borehole pump solid core weakly coupled circuit-field mathematical model асинхронний двигун свердловинний насос суцільне осердя слабкозв’язана коло польова математична модель The article presents the results of the optimization-based parametric synthesis of an induction motor with a solid core for a submersible borehole pump operating at doubled supply frequency. The proposed synthesis methodology is based on a weakly coupled circuit-field mathematical model with iterative parameterization of field analysis results. This approach makes it possible to account for nonlinear magnetic properties, rotor-induced currents, additional losses in the solid ferromagnetic rotor, and the interaction of all elements of the electromechanical system. According to the criterion of maximum efficiency, the optimal values of the variable design parameters of the induction motor with a solid core for the submersible borehole pump were determined, taking into account the load magnitude at supply frequencies of 50 and 100 Hz. The results demonstrate a significant improvement in system performance: a 2.2-fold increase in water lifting capacity, a 4% increase in motor efficiency, a 1.9-fold reduction in the payback period of the borehole, and a threefold reduction in the number of impellers in the pump. Design solutions are substantiated for the induction motor with a solid rotor-shaft and a dismountable stator made of powder material with closed slots, which contribute to reducing copper, steel, and fluid losses. The proposed technical solutions lay the groundwork for designing optimized electromechanical systems for submersible borehole pumps with improved capital and operational cost indicators. References 20, figures 3, tables 2. Представлено результати оптимізаційного параметричного синтезу асинхронного двигуна з суцільним осердям зануреного свердловинного насосу за подвоєної частоти живлення. Запропонована методологія синтезу, що базується на слабкозв’язаній коло‑польовій математичній моделі з ітераційною параметризацією результатів польового аналізу, яка дає змогу врахувати нелінійні магнітні властивості, наведені струми в роторі, додаткові втрати в масивному ферромагнітному роторі, взаємодію усіх елементів електромеханічної системи. За критерієм максимуму ККД асинхронного двигуна з суцільним осердям зануреного свердловинного насосу визначено оптимальні значення варіюємих конструктивних параметрів з урахуванням величини навантаження за частоти живлення 50 і 100 Гц. Результати дослідження свідчать про суттєве покращення ефективності системи: збільшення продуктивності водопідйому у 2,2 раза, підвищення ККД двигуна на 4 %, скорочення терміну окупності свердловини у 1,9 раза та зменшення кількості робочих коліс насоса у 3 рази. Обґрунтовано конструктивні рішення для АД із суцільним масивним ротором‑валом та розбірним статором з порошкового матеріалу і закритими пазами, що сприяють зниженню втрат у міді, сталі та рідині. Запропоновані технічні рішення створюють передумови для проєктування оптимізованих ЕМС занурених свердловинних насосів із покращеними показниками капітальних та експлуатаційних витрат. Бібл. 20, рис. 3, табл. 2. Інститут електродинаміки НАН України, Київ 2026-01-09 Article Article application/pdf https://techned.org.ua/index.php/techned/article/view/1754 10.15407/techned2026.01.039 Tekhnichna Elektrodynamika; No. 1 (2026): TEKHNICHNA ELEKTRODYNAMIKA; 039 ТЕХНІЧНА ЕЛЕКТРОДИНАМІКА; № 1 (2026): ТЕХНІЧНА ЕЛЕКТРОДИНАМІКА; 039 2218-1903 1607-7970 10.15407/techned2026.01 uk https://techned.org.ua/index.php/techned/article/view/1754/1576 Авторське право (c) 2026 ТЕХНІЧНА ЕЛЕКТРОДИНАМІКА https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0 |
| spellingShingle | асинхронний двигун свердловинний насос суцільне осердя слабкозв’язана коло польова математична модель Головань, І.В. Попович, О.М. Шевчук, С.П. ЕФЕКТИВНІСТЬ ЗАСТОСУВАННЯ АСИНХРОННОГО ДВИГУНА З СУЦІЛЬНИМ ОСЕРДЯМ ЗАНУРЕНОГО СВЕРДЛОВИННОГО НАСОСУ ЗА ЗБІЛЬШЕНОЇ ЧАСТОТИ ЖИВЛЕННЯ |
| title | ЕФЕКТИВНІСТЬ ЗАСТОСУВАННЯ АСИНХРОННОГО ДВИГУНА З СУЦІЛЬНИМ ОСЕРДЯМ ЗАНУРЕНОГО СВЕРДЛОВИННОГО НАСОСУ ЗА ЗБІЛЬШЕНОЇ ЧАСТОТИ ЖИВЛЕННЯ |
| title_alt | EFFECTIVENESS OF USING A SOLID-CORE INDUCTION MOTOR IN A SUBMERSIBLE BOREHOLE PUMP UNDER INCREASED SUPPLY FREQUENCY |
| title_full | ЕФЕКТИВНІСТЬ ЗАСТОСУВАННЯ АСИНХРОННОГО ДВИГУНА З СУЦІЛЬНИМ ОСЕРДЯМ ЗАНУРЕНОГО СВЕРДЛОВИННОГО НАСОСУ ЗА ЗБІЛЬШЕНОЇ ЧАСТОТИ ЖИВЛЕННЯ |
| title_fullStr | ЕФЕКТИВНІСТЬ ЗАСТОСУВАННЯ АСИНХРОННОГО ДВИГУНА З СУЦІЛЬНИМ ОСЕРДЯМ ЗАНУРЕНОГО СВЕРДЛОВИННОГО НАСОСУ ЗА ЗБІЛЬШЕНОЇ ЧАСТОТИ ЖИВЛЕННЯ |
| title_full_unstemmed | ЕФЕКТИВНІСТЬ ЗАСТОСУВАННЯ АСИНХРОННОГО ДВИГУНА З СУЦІЛЬНИМ ОСЕРДЯМ ЗАНУРЕНОГО СВЕРДЛОВИННОГО НАСОСУ ЗА ЗБІЛЬШЕНОЇ ЧАСТОТИ ЖИВЛЕННЯ |
| title_short | ЕФЕКТИВНІСТЬ ЗАСТОСУВАННЯ АСИНХРОННОГО ДВИГУНА З СУЦІЛЬНИМ ОСЕРДЯМ ЗАНУРЕНОГО СВЕРДЛОВИННОГО НАСОСУ ЗА ЗБІЛЬШЕНОЇ ЧАСТОТИ ЖИВЛЕННЯ |
| title_sort | ефективність застосування асинхронного двигуна з суцільним осердям зануреного свердловинного насосу за збільшеної частоти живлення |
| topic | асинхронний двигун свердловинний насос суцільне осердя слабкозв’язана коло польова математична модель |
| topic_facet | induction motor borehole pump solid core weakly coupled circuit-field mathematical model асинхронний двигун свердловинний насос суцільне осердя слабкозв’язана коло польова математична модель |
| url | https://techned.org.ua/index.php/techned/article/view/1754 |
| work_keys_str_mv | AT golovanʹív effectivenessofusingasolidcoreinductionmotorinasubmersibleboreholepumpunderincreasedsupplyfrequency AT popovičom effectivenessofusingasolidcoreinductionmotorinasubmersibleboreholepumpunderincreasedsupplyfrequency AT ševčuksp effectivenessofusingasolidcoreinductionmotorinasubmersibleboreholepumpunderincreasedsupplyfrequency AT golovanʹív efektivnístʹzastosuvannâasinhronnogodvigunazsucílʹnimoserdâmzanurenogosverdlovinnogonasosuzazbílʹšenoíčastotiživlennâ AT popovičom efektivnístʹzastosuvannâasinhronnogodvigunazsucílʹnimoserdâmzanurenogosverdlovinnogonasosuzazbílʹšenoíčastotiživlennâ AT ševčuksp efektivnístʹzastosuvannâasinhronnogodvigunazsucílʹnimoserdâmzanurenogosverdlovinnogonasosuzazbílʹšenoíčastotiživlennâ |