Comparison of Methods for Calculating the Induction Motor Equivalent Circuit Parameters
DOI:
https://doi.org/10.24160/1993-6982-2025-1-19-27Keywords:
induction motor, induction motor equivalent circuit, induction machine, identification of induction motor equivalent circuit parameters based on the catalog dataAbstract
Induction motors (IM) have found widespread applications; the knowledge their equivalent circuit (EC) parameters is important for dealing with frequency converters, electric motor control systems, and for mathematical modeling. There are different techniques for calculating these parameters. The accuracy of calculations is extremely important, because even the slightest deviations in parameter values can lead to incorrect operation of the control system or large errors in modeling.
The article discusses and compares techniques for calculating the equivalent circuit parameters of serially produced induction motors using catalog (or technical) data to identify the most accurate, simple, but at the same time holistic and practically accessible techniques, as well as to determine how convenient the specific techniques are for calculating the IM parameters. Six techniques having different calculation procedures are compared with one another. The values of the calculated equivalent circuit parameters are compared with the reference values, and the accuracy of calculations is evaluated based on the obtained average deviation of the parameters calculated according to each technique.
References
1. Кравчик А.Э., Шлаф М.М., Афонин В.И., Соболевская Е.А. Асинхронные двигатели серии 4А. М.: Энергоатомиздат, 1982.
2. Мощинский Ю.А., Беспалов В.Я., Кирякин А.А. Определение параметров схемы замещения асинхронной машины по каталожным данным // Электричество. 1998. № 4. С. 39—42.
3. Гридин В.М. Расчет характеристик асинхронных двигателей по каталожным данным // Электричество. 2018. № 9. С. 44—48.
4. Качин С.И., Чернышев А.Ю., Качин О.С. Электрический привод. Томск: Изд-во Томского политехн. ун-та, 2009. С. 17—29.
5. Макеев М.С., Кувшинов А.А. Алгоритм расчета параметров схемы замещения асинхронного двигателя по каталожным данным // Вектор науки Тольяттинского гос. ун-та. 2013. № 1(23). С. 108—112.
6. Прищепов М.А. К вопросу о расчете параметров схемы замещения асинхронных двигателей по каталожным данным // Агропанорама. 2021. № 3(145). С. 23—27.
7. Кувшинов А.И., Муха Н.И., Онищенко О.А. Идентификация параметров схемы замещения асинхронного электродвигателя на основе экспертных оценок // Автоматизация судовых технических средств. Одесса. 2007. Вып. 12. С. 78—85.
8. Буньков Д.С. Обзор методов оценивания параметров схемы замещения асинхронной электрической машины для организации векторной системы управления // Электротехнические и информационные комплексы и системы. 2021. Т. 17. № 3—4. С. 5—20.
9. Wengerkievicz C.A.C. e. a. Estimation of Three Phase Induction Motor Equivalent Circuit Parameters from Manufacturer Catalog Data // J. Microwaves, Optoelectronics and Electromagnetic Applications. 2017. V. 16(1). Pp. 90—107.
10. Haque M.H. Determination of NEMA Design Induction Motor Parameters from Manufacturer Data // IEEE Trans. Energy Conversion. 2008. V. 23(4). С. 997—1004.
11. Lee K. e. a. Clarence Waters Estimation of Induction Motor Equivalent Circuit Parameters from Nameplate Data // Proc. North American Power Symp. Champaign, 2012. Pp. 1—6.
12. Guimarães J.M.C., Bernardes Jr. J.V., Hermeto A.E., Bortoni E.C. Determination of Three-phase Induction Motors Model Parameters from Catalog Information // Proc. IEEE PES General Meeting Conf. 2014. Pp. 1—5.
---
Для цитирования: Ворочалков А.Н., Иванов А.С. Сравнение методов расчёта параметров схемы замещения асинхронных двигателей // Вестник МЭИ. 2025. № 1. С. 19—27. DOI: 10.24160/1993-6982-2025-1-19-27
---
Конфликт интересов: авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов
#
1. Kravchik A.E., Shlaf M.M., Afonin V.I., Sobolevskaya E.A. Asinkhronnye Dvigateli Serii 4A. M.: Energoatomizdat, 1982. (in Russian).
2. Moshchinskiy Yu.A., Bespalov V.Ya., Kiryakin A.A. Opredelenie Parametrov Skhemy Zameshcheniya Asinkhronnoy Mashiny po Katalozhnym Dannym. Elektrichestvo. 1998;4:39—42. (in Russian).
3. Gridin V.M. Raschet Kharakteristik Asinkhronnykh Dvigateley po Katalozhnym Dannym. Elektrichestvo. 2018;9:44—48. (in Russian).
4. Kachin S.I., Chernyshev A.Yu., Kachin O.S. Elektricheskiy Privod. Tomsk: Izd-vo Tomskogo Politekhn. Un-ta, 2009:17—29. (in Russian).
5. Makeev M.S., Kuvshinov A.A. Algoritm Rascheta Parametrov Skhemy Zameshcheniya Asinkhronnogo Dvigatelya po Katalozhnym Dannym. Vektor Nauki Tol'yattinskogo Gos. Un-ta. 2013;1(23):108—112. (in Russian).
6. Prishchepov M.A. K Voprosu o Raschete Parametrov Skhemy Zameshcheniya Asinkhronnykh Dvigateley po Katalozhnym Dannym. Agropanorama. 2021;3(145):23—27. (in Russian).
7. Kuvshinov A.I., Mukha N.I., Onishchenko O.A. Identifikaciya Parametrov Skhemy Zameshcheniya Asinkhronnogo Elektrodvigatelya na Osnove Ekspertnykh Ocenok. Avtomatizaciya Sudovykh Tekhnicheskikh Sredstv. Odessa. 2007;12:78—85. (in Russian).
8. Bun'kov D.S. Obzor Metodov Ocenivaniya Parametrov Skhemy Zameshcheniya Asinkhronnoy Elektricheskoy Mashiny dlya Organizacii Vektornoy Sistemy Upravleniya. Elektrotekhnicheskie i Informacionnye Kompleksy i Sistemy. 2021;17;3—4:5—20. (in Russian).
9. Wengerkievicz C.A.C. e. a. Estimation of Three Phase Induction Motor Equivalent Circuit Parameters from Manufacturer Catalog Data. J. Microwaves, Optoelectronics and Electromagnetic Applications. 2017;16(1):90—107.
10. Haque M.H. Determination of NEMA Design Induction Motor Parameters from Manufacturer Data. IEEE Trans. Energy Conversion. 2008;23(4):997—1004.
11. Lee K. e. a. Clarence Waters Estimation of Induction Motor Equivalent Circuit Parameters from Nameplate Data. Proc. North American Power Symp. Champaign, 2012:1—6.
12. Guimarães J.M.C., Bernardes Jr. J.V., Hermeto A.E., Bortoni E.C. Determination of Three-phase Induction Motors Model Parameters from Catalog Information. Proc. IEEE PES General Meeting Conf. 2014:1—5
---
For citation: Vorochakov A.N., Ivanov A.S. Comparison of Methods for Calculating the Induction Motor Equivalent Circuit Parameters. Bulletin of MPEI. 2025;1:19—27. (in Russian). DOI: 10.24160/1993-6982-2025-1-19-27
---
Conflict of interests: the authors declare no conflict of interest
2. Мощинский Ю.А., Беспалов В.Я., Кирякин А.А. Определение параметров схемы замещения асинхронной машины по каталожным данным // Электричество. 1998. № 4. С. 39—42.
3. Гридин В.М. Расчет характеристик асинхронных двигателей по каталожным данным // Электричество. 2018. № 9. С. 44—48.
4. Качин С.И., Чернышев А.Ю., Качин О.С. Электрический привод. Томск: Изд-во Томского политехн. ун-та, 2009. С. 17—29.
5. Макеев М.С., Кувшинов А.А. Алгоритм расчета параметров схемы замещения асинхронного двигателя по каталожным данным // Вектор науки Тольяттинского гос. ун-та. 2013. № 1(23). С. 108—112.
6. Прищепов М.А. К вопросу о расчете параметров схемы замещения асинхронных двигателей по каталожным данным // Агропанорама. 2021. № 3(145). С. 23—27.
7. Кувшинов А.И., Муха Н.И., Онищенко О.А. Идентификация параметров схемы замещения асинхронного электродвигателя на основе экспертных оценок // Автоматизация судовых технических средств. Одесса. 2007. Вып. 12. С. 78—85.
8. Буньков Д.С. Обзор методов оценивания параметров схемы замещения асинхронной электрической машины для организации векторной системы управления // Электротехнические и информационные комплексы и системы. 2021. Т. 17. № 3—4. С. 5—20.
9. Wengerkievicz C.A.C. e. a. Estimation of Three Phase Induction Motor Equivalent Circuit Parameters from Manufacturer Catalog Data // J. Microwaves, Optoelectronics and Electromagnetic Applications. 2017. V. 16(1). Pp. 90—107.
10. Haque M.H. Determination of NEMA Design Induction Motor Parameters from Manufacturer Data // IEEE Trans. Energy Conversion. 2008. V. 23(4). С. 997—1004.
11. Lee K. e. a. Clarence Waters Estimation of Induction Motor Equivalent Circuit Parameters from Nameplate Data // Proc. North American Power Symp. Champaign, 2012. Pp. 1—6.
12. Guimarães J.M.C., Bernardes Jr. J.V., Hermeto A.E., Bortoni E.C. Determination of Three-phase Induction Motors Model Parameters from Catalog Information // Proc. IEEE PES General Meeting Conf. 2014. Pp. 1—5.
---
Для цитирования: Ворочалков А.Н., Иванов А.С. Сравнение методов расчёта параметров схемы замещения асинхронных двигателей // Вестник МЭИ. 2025. № 1. С. 19—27. DOI: 10.24160/1993-6982-2025-1-19-27
---
Конфликт интересов: авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов
#
1. Kravchik A.E., Shlaf M.M., Afonin V.I., Sobolevskaya E.A. Asinkhronnye Dvigateli Serii 4A. M.: Energoatomizdat, 1982. (in Russian).
2. Moshchinskiy Yu.A., Bespalov V.Ya., Kiryakin A.A. Opredelenie Parametrov Skhemy Zameshcheniya Asinkhronnoy Mashiny po Katalozhnym Dannym. Elektrichestvo. 1998;4:39—42. (in Russian).
3. Gridin V.M. Raschet Kharakteristik Asinkhronnykh Dvigateley po Katalozhnym Dannym. Elektrichestvo. 2018;9:44—48. (in Russian).
4. Kachin S.I., Chernyshev A.Yu., Kachin O.S. Elektricheskiy Privod. Tomsk: Izd-vo Tomskogo Politekhn. Un-ta, 2009:17—29. (in Russian).
5. Makeev M.S., Kuvshinov A.A. Algoritm Rascheta Parametrov Skhemy Zameshcheniya Asinkhronnogo Dvigatelya po Katalozhnym Dannym. Vektor Nauki Tol'yattinskogo Gos. Un-ta. 2013;1(23):108—112. (in Russian).
6. Prishchepov M.A. K Voprosu o Raschete Parametrov Skhemy Zameshcheniya Asinkhronnykh Dvigateley po Katalozhnym Dannym. Agropanorama. 2021;3(145):23—27. (in Russian).
7. Kuvshinov A.I., Mukha N.I., Onishchenko O.A. Identifikaciya Parametrov Skhemy Zameshcheniya Asinkhronnogo Elektrodvigatelya na Osnove Ekspertnykh Ocenok. Avtomatizaciya Sudovykh Tekhnicheskikh Sredstv. Odessa. 2007;12:78—85. (in Russian).
8. Bun'kov D.S. Obzor Metodov Ocenivaniya Parametrov Skhemy Zameshcheniya Asinkhronnoy Elektricheskoy Mashiny dlya Organizacii Vektornoy Sistemy Upravleniya. Elektrotekhnicheskie i Informacionnye Kompleksy i Sistemy. 2021;17;3—4:5—20. (in Russian).
9. Wengerkievicz C.A.C. e. a. Estimation of Three Phase Induction Motor Equivalent Circuit Parameters from Manufacturer Catalog Data. J. Microwaves, Optoelectronics and Electromagnetic Applications. 2017;16(1):90—107.
10. Haque M.H. Determination of NEMA Design Induction Motor Parameters from Manufacturer Data. IEEE Trans. Energy Conversion. 2008;23(4):997—1004.
11. Lee K. e. a. Clarence Waters Estimation of Induction Motor Equivalent Circuit Parameters from Nameplate Data. Proc. North American Power Symp. Champaign, 2012:1—6.
12. Guimarães J.M.C., Bernardes Jr. J.V., Hermeto A.E., Bortoni E.C. Determination of Three-phase Induction Motors Model Parameters from Catalog Information. Proc. IEEE PES General Meeting Conf. 2014:1—5
---
For citation: Vorochakov A.N., Ivanov A.S. Comparison of Methods for Calculating the Induction Motor Equivalent Circuit Parameters. Bulletin of MPEI. 2025;1:19—27. (in Russian). DOI: 10.24160/1993-6982-2025-1-19-27
---
Conflict of interests: the authors declare no conflict of interest
Downloads
Published
2024-10-24
Issue
Section
Electrical Complexes and Systems (2.4.2)
