RUDN Journal of Engineering ResearchRUDN Journal of Engineering ResearchВестник Российского университета дружбы народов. Серия: Инженерные исследования2312-81432312-8151Peoples’ Friendship University of Russia named after Patrice Lumumba (RUDN University)2673210.22363/2312-8143-2020-21-4-260-270ArticlesСтатьиResearch ArticleElectrification of agricultural mobile power facilities based on the traction and energy concept of technology developmentЭлектрификация сельскохозяйственных мобильных энергосредств на основе тягово-энергетической концепции развития техники1128-3299LachugaYurii F.ЛачугаЮрий Федорович

Academician-Secretary of the DAS of the RAS, Academician of the Russian Academy of Sciences, member of the Presidium of the Russian Academy of Sciences, Doctor of Technical Sciences, Professor

академик-секретарь ОСХН РАН, академик РАН, член Президиума РАН, д. т. н., профессор

fic51@mail.ru2864-5630StrebkovDmitry S.СтребковДмитрий Семенович

chief research officer of the FSAC VIM, Academician of the Russian Academy of Sciences, Doctor of Technical Sciences, Professor

главный научный сотрудник ФНАЦ ВИМ, академик РАН, д. т. н., профессор

fic51@mail.ru1892-8405GodzhaevZakhid A.ГоджаевЗахид Адыгезалович

Deputy Director of the FSAC VIM, corresponding member of the Russian Academy of Sciences, Doctor of Technical Sciences, Professor

заместитель директора ФНАЦ ВИМ, член-корреспондент РАН, д. т. н., профессор

fic51@mail.ruRedkoIvan Ya.РедькоИван Яковлевич

Deputy General Director of JSC “ENIN”, Doctor of Technical Sciences, Professor

заместитель генерального директора АО «ЭНИН», д. т. н., профессор

fic51@mail.ruDepartment of Agricultural Sciences of the Russian Academy of SciencesОтделение сельскохозяйственных наук РАНFederal Scientific Agroengineering Center VIMФедеральный научный агроинженерный центр ВИМEnergy Institute of G.M. KrzhizhanovskyАО «Энергетический институт имени Г.М. Кржижановского»15122020214100th anniversary of the GOELRO plan100-летие плана ГОЭЛРО26027019062021Copyright ©; 2020, Lachuga Y.F., Strebkov D.S., Godzhaev Z.A., Redko I.Y.Copyright ©; 2020, Лачуга Ю.Ф., Стребков Д.С., Годжаев З.А., Редько И.Я.2020Lachuga Y.F., Strebkov D.S., Godzhaev Z.A., Redko I.Y.Лачуга Ю.Ф., Стребков Д.С., Годжаев З.А., Редько И.Я.http://creativecommons.org/licenses/by/4.0https://journals.rudn.ru/engineering-researches/article/view/26732

An important component of complex integrated energy supply systems is the electrification of mobile power facilities of the agro-industrial complex, which will significantly affect the synthesis of energy systems. The basis of mobile energy facilities are multifunctional energy technology complexes (MEC) of the traction-energy concept with multi-channel distribution of energy flows of different physical nature. Based on the logical analysis of the mobile MEC, a technological scheme consisting of three subsystems is constructed: 1) factors of external conditions; 2) general design and layout solutions; 3) energy and operational properties of the mobile MEC. Energy connections are established between these subsystems and the system elements. A differentiated method for evaluating the energy efficiency of using alternative fuels and an original mathematical model of the generalized mobile MEC have been developed, which will allow determining the type of MEC, optimal design and layout solutions, operating modes and parameters at the design stage.

Важной составляющей комплексных интегрированных систем энергоснабжения является электрификация мобильных энергосредств АПК, которая в значительной мере будет влиять на синтез энергетических систем. Основой мобильных энергосредств выступают много-функциональные энерготехнологические комплексы (МЭК) тягово-энергетической концепции с многоканальным распределением энергетических потоков различной физической природы. На основе логического анализа мобильного МЭК построена технологическая схема, состоящая из трех подсистем: 1) факторов внешних условий; 2) общих конструктивно-компоновочных решений; 3) энергетических и эксплуатационных свойств мобильного МЭК. Между этими подсистемами и элементами системы установлены энергетические связи. Разработаны дифференцированный метод оценки энергетической эффективности использования альтернативных топлив и оригинальная математическая модель обобщенного мобильного МЭК, которые позволят уже на этапе проектирования определить тип МЭК, оптимальные конструктивно-компоновочные решения, режимы работы и параметры.

multifunctional energy technology complexesMECtraction and energy conceptsdifferentiated methodassessing the energy efficiencyusing of alternative fuelsdesign and layout solutions of mobile MECelectric drive of working bodieselectric transmission of the running systemmobile energy devicesмногофункциональные энерготехнологические комплексыМЭКтягово-энергетическая концепциядифференцированный методоценка энергетической эффективностииспользование альтернативных топливконструктивно-компоновочные решениямобильные МЭКэлектропривод рабочих органовэлектротрансмиссия ходовой системымобильные энергетические средстваМЭСStrebkov DS. History of rural electrification. History of Science and Engineering. 2019;(12):20–30. (In Russ.) http://dx.doi.org/10.25791/intstg.12.2019.1078.Стребков Д.С. История сельской электрификации // История науки и техники. 2019. № 12. С. 20-30.Samsonov VA, Lachuga YuF. Calculation of optimal power and energy saturation of an agricultural tractor. Tractors and Agricultural Machinery. 2017;(7): 25–31. (In Russ.)Самсонов В.А., Лачуга Ю.Ф. Расчет оптимальных значений мощности и энергонасыщенности сельскохозяйственного трактора // Тракторы и сельхозмашины. 2017. № 7. С. 25-31.Smirnov AA, Pikalov NA. Opredelenie potrebnoj energoemkosti nakopitelej elektrobusa metodami imitacionnogo modelirovaniya [Determination of the required energy consumption of electric bus storage devices by simulation methods]. Engineering Bulletin. 2016;(12):5. (In Russ.)Смирнов А.А., Пикалов Н.А. Определение потребной энергоемкости накопителей электробуса методами имитационного моделирования // Инженерный вестник. 2016. № 12. С. 5.Razuvaev AV, Redko IYa. Energeticheskaya bezopasnost' ob"ektov [Energy security of facilities]. Molodoj Uchenyj [Young Scientist]. 2015;23(103):37–39. (In Russ.)Разуваев А.В., Редько И.Я. Энергетическая безопасность объектов // Молодой ученый. 2015. № 23 (103). С. 37-39.Godzhaev ZA, Kryukovskaya NS, Senkevich SE. Unmanned combine harvester control system test stand development. Bulletin of the South Ural State University. Series: Mechanical Engineering Industry. 2020;20(3):5–14. (In Russ.) http://dx.doi.org/10.14529/engin200301.Годжаев З.А., Крюковская Н.С., Сенькевич С.Е. Разработка стенда для испытания системы управления беспилотным зерноуборочным комбайном // Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Машиностроение. 2020. Т. 20. № 3. С. 5-14. http://dx.doi.org/10.14529/engin200301.Gojaev ZA, Senkevich SE, Alekseev IS, Lonin SE, Ilchenko EN. Development of a mathematical model of wheeled MES traction class 0.6–0.9 for studies of longitudinal vibrations when aggregated with a sprayer. Innovacii v Sel'skom Hozyajstve [Innovations in Agriculture]. 2019;4(33):162–169. (In Russ.)Годжаев З.А., Сенькевич С.Е., Алексеев И.С., Лонин С.Э., Ильченко Е.Н. Разработка математической модели колесного МЭС тягового класса 0,6-0,9 для исследований продольных колебаний при агрегатировании с опрыскивателем // Инновации в сельском хозяйстве. 2019. № 4 (33). С. 162-169.Kotiev GO, Gorelov VA, Beketov AA. Matematicheskaya model' dvizheniya vezdekhodnogo transportnogo sredstva [Mathematical model of all-terrain vehicle movement]. Zhurnal Avtomobil'nyh Inzhenerov [Journal of Automotive Engineers]. 2008;1(48):50–54. (In Russ.)Котиев Г.О., Горелов В.А., Бекетов А.А. Математическая модель движения вездеходного транспортного средства // Журнал автомобильных инженеров. 2008. № 1 (48). С. 50-54.Gorelov VA, Komissarov AI. Mathematical model of the straight-line rolling tire – rigid terrain irregularities interaction. Procedia Engineering. 2016;150:1322–1328. https://doi.org/10.1016/j.proeng.2016.07.309Gorelov V.A., Komissarov A.I. Mathematical model of the straight-line rolling tire - rigid terrain irregularities interaction // Procedia Engineering. 2016. Vol. 150. Pp. 1322-1328. https://doi.org/10.1016/j.proeng.2016.07.309Volskaia NS, Zhileykin MM, Zakharov AY. Mathematical model of rolling an elastic wheel over deformable support base. IOP Conf. Ser.: Mater. Sci. Eng. 2018;315:012028. https://doi.org/10.1088/1757-899X/315/ 1/012028Volskaia N.S., Zhileykin M.M., Zakharov A.Y. Mathematical model of rolling an elastic wheel over deformable support base // IOP Conf. Ser.: Mater. Sci. Eng. 2018. Vol. 315. Article number 012028. https://doi.org/ 10.1088/1757-899X/315/1/012028Strebkov DS, Shogenov AKh, Shogenov YuKh, Moiseev MV. Prospects for the development of single-wire power transmission. Tekhnika i Oborudovanie dlya Sela [Machinery and Equipment for the Village]. 2019; 4(262):33–38. (In Russ.) http://dx.doi.org/10.33267/2072- 9642-2019-4-33-38.Стребков Д.С., Шогенов А.Х., Шогенов Ю.Х., Моисеев М.В. Перспективы развития передачи электроэнергии по однопроводной линии // Техника и оборудование для села. 2019. № 4 (262). С. 33-38. http://dx.doi.org/10.33267/2072-9642-2019-4-33-38.Strebkov DS. Rezonansnye metody elektrosnabzheniya beskontaktnogo vysokochastotnogo elektricheskogo transporta [Resonant methods of power supply of contactless high-frequency electric transport]. Energeticheskij Vestnik [Energy Bulletin]. 2018;(24): 46–63. (In Russ.)Стребков Д.С. Резонансные методы электроснабжения бесконтактного высокочастотного электрического транспорта // Энергетический вестник. 2018. № 24. С. 46-63.Lachuga YuF, Izmailov AYu, Lobachevsky YP, Shogenov YuH. Development of intensive machine technologies, robotic technology, efficient energy supply and digital systems in the agribusiness. Tekhnika i Oborudovanie dlya Sela [Machinery and Equipment for the Village]. 2019;6(264):2–9. (In Russ.) http://dx.doi.org/10. 33267/2072-9642-2019-6-2-8.Лачуга Ю.Ф., Измайлов А.Ю., Лобачевский Я.П., Шогенов Ю.Х. Развитие интенсивных машинных технологий, роботизированной техники, эффективного энергообеспечения и цифровых систем в агропромышленном комплексе // Техника и оборудование для села. 2019. № 6 (264). С. 2-9. http://dx. doi.org/10.33267/2072-9642-2019-6-2-8.Godzhaev ZA, Izmajlov AYu, Lachuga YuF, Shogenov YuH. Prospects for the use of automated and robotized electric drives on mobile energy equipment and agricultural machinery working bodies. Izvestiya MGTU MAMI. 2018;2(36):41–47.Годжаев З.А., Измайлов А.Ю., Лачуга Ю.Ф., Шогенов Ю.Х. Перспективы применения автоматизированных и роботизированных электроприводов на мобильных энергосредствах и рабочих органах сельхозмашин // Известия МГТУ МАМИ. 2018. № 2 (36). С. 41-47.