alternativeАльтернативная энергетика и экология (ISJAEE)Alternative Energy and Ecology (ISJAEE)1608-8298Международный издательский дом научной периодики "Спейс10.15518/isjaee.2025.04.134-144alternative-2644Research ArticleI. ВОЗОБНОВЛЯЕМАЯ ЭНЕРГЕТИКА. 2. Ветроэнергетика. 2-7-0-0 Ветро-водородная энергетика1. SOLAR ENERGY. 2. Wind energy. 2-7-0-0 Combined Wind and Hydrogen EnergyМетоды исследования линейных двигателей, используемых в системах резанияMethods of research of linear motors used in cutting systemshttps://orcid.org/0000-0001-7042-0324КеримзадеГ. С.KerimzadeG. S.

Керимзаде Гюльшен Санан - канд. техн. наук, доцент, кафедра электромеханики АГУНП.

Аз 1010, Баку пр. Азадлыг 16/21

Web of Science (Researcher ID) GWV-3947-2022, SCOPUS ID 6504079314

Gulsсhen S. Kerimzade - PhD in Engineering, Associate Professor, Department of Electromechanics

Az 1010, Baku, Azadlig Ave., 16/21

Web of Science (Researcher ID) GWV-3947-2022, SCOPUS ID 6504079314

gulschen98@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0001-7086-9519РзаеваС. В.RzayevaS. V.

Рзаева Сона Вагиф - зав. лабораторией кафедры электромеханики АГУНП.

Аз 1010, Баку пр. Азадлыг 16/21

Web of Science (Researcher ID) GWV-1048-2022; KDX-6073-2024, SCOPUS ID 58524148100

Sona V. Rzayeva - head of the laboratory of the Department of Electromechanics.

Az 1010, Baku, Azadlig Ave., 16/21

Web of Science (Researcher ID) GWV-1048-2022; KDX-6073-2024, SCOPUS ID 58524148100

Азербайджанский Государственный Университет Нефти и ПромышленностиАзербайджанAzerbaijan State Oil and İndustry UniversityAzerbaijan20250807202504134144Copyright © Международный издательский дом научной периодики "Спейс, 20252025Международный издательский дом научной периодики "СпейсМеждународный издательский дом научной периодики "Спейсhttps://www.isjaee.com/jour/about/submissions#copyrightNoticehttps://www.isjaee.com/jour/article/view/2644

В данной статье представлен комплексный анализ методов исследования и моделирования линейных асинхронных двигателей, применяемых в современных режущих установках. Особое внимание уделено цилиндрическим линейным двигателям, обладающим преимуществами в виде высокой точности позиционирования, низких потерь энергии и отсутствия преобразующих механических элементов. Рассматриваются аналитические, численные методы, а также моделирование с использованием магнитных эквивалентных схем. Для верификации моделей использованы программные средства MATLAB/Simulink, FEMLAB и ELCUT, позволяющие оценить динамические, электромеханические и переходные характеристики электропривода. Разработаны функциональные схемы ПЛК, силовой части и алгоритмы управления режущей установкой. Полученные результаты демонстрируют эффективность линейных двигателей в задачах автоматизации технологических процессов и подчеркивают их потенциал для повышения надежности и энергоэффективности промышленных электроприводов. Работа имеет практическое значение для проектирования интеллектуальных систем управления в мехатронных и робототехнических приложениях.

This paper presents a comprehensive analysis of the research methods and modeling techniques for linear induction motors (LIMs) used in modern cutting systems. Special attention is given to cylindrical LIMs, which offer significant advantages such as high positioning accuracy, reduced energy losses, and the elimination of mechanical conversion components. The study considers analytical and numerical approaches, as well as modeling based on magnetic equivalent circuits. For model validation, software tools such as MATLAB/Simulink, FEMLAB, and ELCUT were employed to evaluate the drive’s dynamic, electromechanical, and transient characteristics. Functional schemes for the programmable logic controller (PLC), power section, and control algorithms of the cutting system are developed. The results demonstrate the efficiency of LIMs in industrial automation tasks and highlight their potential to improve the reliability and energy efficiency of electromechanical drives. The findings have practical relevance for the design of intelligent control systems in mechatronics and robotics applications.

линейный асинхронный двигательрежущая установкаэлектроприводчисленное моделированиеSimulinkFEMLABELCUTПЛКдинамические характеристикиинтеллектуальное управлениеlinear induction motorcutting systemelectric drivenumerical modelingSimulinkFEMLABELCUTPLCdynamic characteristicsintelligent controlReferencesАбдуллаев Я. Р., Керимзаде Г. С., Мамедова Г. В., Пириева Н. М. Обобщенные показатели электромагнитных устройств с левитационными элементами // Известия высших учебных заведений. Приборостроение. – 2017; 60 (5):447-453.Abdullaev Ya. R., Kerimzade G. S., Mamedova G. V., Piriyeva N. M. Generalized indicators of electromagnetic devices with levitation elements // News of higher educational institutions. Instrumentation. – 2017; 60 (5):447-453.Абдуллаев Я. Р., Керимзаде Г. С., Мамедова Г. В., Пириева Н. М. (2018). Проблемы проектирования электромеханических преобразователей с элементами левитации // Научно-технический журнал «Электромеханика». – 2018; 61 (2):47-52.Abdullayev Yа. R., Kerimzade G. S., Mamеdova G. V., Piriyeva N. M. (2018). Design issues of electromechanical converters with levitation elements // Elektromekhanika Scientific and Technical Journal. – 2018; 61 (2):47-52.В. А. Иванушкин, Ф. Н. Сарапулов, П. Шымчак-Щепин. Структурное моделирование электромеханических систем и их элеметов. – 2000. – 310 с.V. A. Ivanushkin, F. N. Sarapulov, P. Shymchak-Shchеpin. Structural modeling of electromechanical systems and their elements. – 2000. – 310 р.Система линейного прецизионного электропривода малых перемещений. – 2017.The system of linear precision electric drive of small movements. – 2017.Исследование статических режимов стенда «Линейный двигатель». – 2016.Study of static modes of the stand «Linear engine». – 2016.https://ru.wikipedia.orq/wiki / Линейный двигатель. – 2017https://ru.wikipedia.orq / wiki / Linear engine. – 2017.https: //www.electromechanics.ru. – 2016https://www.electromechanics.ru. – 2016.https://ru.abamet.ru/ Цилиндрический линейный двигатель – эволюция в движении. – 2015.https://ru.abamet.ru / Cylindrical linear engine – evolution in motion. – 2015.Мамедова Г. В., Керимзаде Г. С., Пириева Н. М. Электромагнитный расчет натяжных устройств для намотки проводов малого сечения // Международный журнал «Технические и физические проблемы инженерии» (IJTPE). – 2022; 14 (4):80-85.Mamedova G. V., Kerimzade G. S., Piriyeva N. M. Electromagnetic calculation of tension devices for winding wires of small cross-sections // IJTPE Journal. – 2022; 14 (4):80-85.Пириева Н. М. Проектирование электрических устройств с индукционно-левитационными элементами // Международный журнал «Технические и физические проблемы инженерии» (IJTPE), издаваемый Международной организацией IOTPE. – 2022. – Т. 14, № 1, с. 124-129.Piriyeva N. M. Design of electric devices with induction levitation elements // International Journal on «Technical and Physical Problems of Engineering» (IJTPE) Published by International Organization of IOTPE. – 2022. – Vol. 14, No. 1, pp. 124-129.Керимзаде Г. С. Структура электромеханической системы контроля и слежения // PRZEGLĄD Elektrotechniczny. – 2024; 100 (7):295-297.Kerimzade G. S. Structure of the monitoring and tracking electromechanical control system // PRZEGLĄD Elektrotechniczny. – 2024; 100 (7):295-297.Керимзаде Г. С., Мамедова Г. В. Исследование электромеханических устройств с левитационными элементами в системах управления // Надежность: теория и приложения. – 2024; 19 (2):85-90.Kerimzade G. S., Mamedova, G. V. Research of electromechanical devices with levitation elements in control systems // Reliability: Theory & Applications. – 2024; 19 (2):85-90.Мамедова Г. В., Керимзаде Г. С. Конструктивные параметры электромеханических устройств с левитационным элементом // PRZEGLĄD Elektrotechniczny. – 2024; 100 (9):111-113.Mamedova G. V., Kerimzade, G. S. Design parameters for electromechanical devices with a levitation element // PRZEGLĄD Elektrotechniczny. – 2024; 100 (9):111-113.Пириева Н. М., Керимзаде Г. С., Мамедова Г. В. Вопросы проектирования электрических устройств с левитационными элементами // Международный журнал по техническим и физическим проблемам инженерии. (IJTPE). – 2024; 15 (3):120-125.Piriyeva N. M., Kerimzade G. S., Mamedova G. V. Issues of design of electrical devices with levitation elements. International Journal on Technical and Physical Problems of Engineering (IJTPE). – 2024; 15 (3): 120-125.Пириева Н. М., Керимзаде Г. С. Систематизация уравнений левитации для электрических устройств с левитационными элементами // Журнал электротехники. R. 100 NR 08/2024. Варшавa. – С. 175-177.Piriyeva N. M., Kerimzade G. S. Systematization of levitation equations for electrical devices with levitation elements // PRZEGLAD Elektrotechniczny. R. 100 NR 08/2024. Warszawa. – Pp. 175-177.Пириева Н. М., Керимзаде Г. С. Методы повышения электромагнитной эффективности индукционного левитатора // Издательство журналов и технической литературы «PRZEGLAD Elektrotechniczny». – Варшава. – 2023. – № 10, с. 192-196.Piriyeva N. M., Kerimzade G. S. Methods for increasing electromagnetic efficiency in induction levitator // PRZEGLAD Elektrotechniczny Publishing house of magazines and technical literature. – Warszawa. – 2023. – № 10, pp.192-196.Керимзаде Г. С., Мамедова Г. В. Релейно-контакторная система как средство управления линейным электроприводом // Надежность: теория и приложения. – 2025. – Т. 20, № 1 (82). – С. 388-396.Kerimzade G. S., Mamedova G. V. Relay contactor system as a means of controlling a linear electric drive // Reliability: Theory & Applications. – 2025. – V. 20, № 1 (82). – Рp. 388-396.Керимзаде Г. С., Мамедова Г. В. Применение технологий магнитной левитации для повышения эффективности ветроэнергетических систем // Альтернативная энергетика и экология (ISJAEE). – 2025. – № 01 (430), с. 90-104.Kerimzade G. S., Mamedova G. V. Application of magnetic levitation technologies to enhance the efficiency of wind energy systems // Alternative Energy and Ecology (ISJAEE). – 2025. – № 01 (430), pp. 90-104.Керимзаде Г. С. Особенности зависания параметров индукционной опоры управления // Международный журнал по техническим и физическим проблемам машиностроения (IJTPE). – 2025. Т. 17. – № 1. – Выпуск 62. – С. 69-80.Kerimzade G. S. Features of hanging the parameters of induction control support // International Journal on Technical and Physical Problems of Engineering (IJTPE). – 2025. V. 17. – № 1. – ISSUE 62. – Pp. 69-80.Керимзаде Г. С. Электромеханические устройства с левитационными элементами для контроля неэлектрических параметров // Надежность: теория и приложения. – 2025. – Т. 20. – № 2 (83).Kerimzade G. S. Electromechanical devices with levitation elements for control of non-electrical parameters // Reliability: Theory & Applications. – 2025. – V. 20. – № 2 (83).Мамедова Г. В. Особенности методов управления в электромеханических устройствах // Надежность: теория и приложения. – 2025. – № 20 (3).Mamedova G. V. Characteristic features of control methods in electromechanical devices // Reliability: Theory & Applications. – 2025. – № 20 (3).А. Т. Ключников и др. Цилиндрический линейный вентильный электродвигатель для погружного бесштангового насоса // Автоматизация в электроэнергетике и электротехнике: материалы МНТК. – Пермь, 2015. – С. 158-162.A. T. Klyuchnikov and others. A cylindrical linear valve electric motor for submissive Sincanthous pump // Automation in the electric power industry and electrical engineering: MNTK materials. – Perm, 2015. – Pp. 158-162.Шулаков Н. В., Шутёмов С. В. Применение цилиндрического линейного вентильного двигателя в качестве привода плунжерных нефтедобывающих агрегатов // Автоматизация в электроэнергетике и электротехнике: материалы МНТК. – Пермь, 2016. – С. 161-167.Shulakov N. V., Shuzhemov S. V. The use of a cylindrical linear valve engine as a drive of plunger oil producing units // Automation in electric power industry and electrical engineering: MNTK materials. – Perm, 2016. – Pp. 161-167.Шутёмов С. В. Исследование цилиндрического линейного вентильного электродвигателя для погружного бесштангового насоса // Фундаментальные исследования. – Пенза: Изд-во Акад. естествознания, 2016. – № 12-4. – С. 800-805.S. V. Jokes Study of a cylindrical linear valve electric motor for submersible Srinstande pump // Fundamental Research. – Penza: Publishing House Acad. natural science, 2016. – № 12-4. – Pp. 800-805.Огарков Е. М., Шутёмов С. В., Бурмакин А. М. Определение главных размеров линейных асинхронных электродвигателей с односторонним индуктором // Известия вузов. Электромеханика. – 2014. – № 4. – С. 97-100.Ogarkov E. M., Shutyomov S. V., A. Burmakin, determination of the main sizes of linear asynchronous electric motors with a one-sided inducer // News of universities. Electromechanics. – 2014. – № 4. – Pp. 97-100.Новые технологии эксплуатации малодебитного и периодического фонда / Э. Ю. Вдовин, Л. И. Локшин, М. А. Лурье [и др.]. – Сургут, 2017. – С. 40-43.New technologies for the operation of a low-cost and periodical fund / E. Yu. Vdovin, L. I. Lokshin, M. A. Lurie [et al.]. – Surgut, 2017. – Pp. 40-43.Артыкаева Э. М., Романов Р. А. Выбор главных размеров линейного цилиндрического вентильного двигателя // Ученые записки Альметьевского государственного нефтяного института. – Альметьевск, 2017. – Т. 16. – С. 160-162.Artykaeva E. M., Romanov R. A. Choosing the main size of a linear cylindrical valve engine // Scientific notes of the Almetyevsky State Oil Institute. – Almetyevsk, 2017. – V. 16. – Pp. 160-162.Аипов Р. С., Валишин Д. Е., Леонтьев Д. С. Математическая модель плунжерного насоса с цилиндрическим линейным асинхронным двигателем в приводе // Научный журнал КубГАУ. – 2014. – № 96 (02). – С. 573-583.Aipov R. S., Valishin D. E., Leontiev D. S. Mathematical model of a plunger pump with a cylindrical linear asynchronous engine in the drive // Scientific Journal of KubGAU. – 2014. – № 96 (02). – Pp. 573-583.Медведев В. В. Проектирование и оптимизация линейного цилиндрического индукторного двигателя // Известия вузов. Северо-Кавказский регион. Технические науки. – Ростов-на-Дону: Изд-во Южного федерального ун-та, 2017. – № 2. – С. 10-17.Medvedev V. V. Design and optimization of a linear cylindrical inductor engine // Izvestia of universities. North Caucasus region. Technical sciences. – Rostov-on-Don: Publishing House of the Southern Federal University, 2017. – № 2. – Pp. 10-17.Система управления цилиндрическим линейным вентильным двигателем возвратно-поступательного движения / С. В. Шутёмов, М. С. Байбаков, А. Д. Коротаев, А. Т. Ключников // Информационно-измерительные и управляющие системы. – М: Знак, 2015. –Т. 13, № 9. – С. 64-69.The control system of the cylindrical linear valve engine of the reciprocating movement / S. V. Shutyomov, M. S. Baibakov, A. D. Korotaev, A. T. Klyuchnikov // Information-measuring and control systems. – M: Sign, 2015. – V. 13, № 9. – Pp. 64-69.Ключников А. Т. Вычислитель скорости для бездатчикового управления асинхронным двигателем // Электричество. – 2021. – № 2. – C. 54-59.Klyuchnikov A. T. Calculture of speed for the underlying control of the asynchronous engine // Electricity. – 2021. – № 2. – Pp. 54-59.Влияние активного сопротивления в частотно-управляемом ЦЛВД / Д. А. Чирков, А. Т. Ключников, А. Д. Коротаев, Э. О. Тимашев // Автоматизированные системы управления и информационные технологии: материалы НТК. – Пермь, 2018. – С. 133-138.The impact of active resistance in the frequency-controlled Central Department of Internal Affairs / D. A. Chirkov, A. T. Klyuchnikov, A. D. Korotaev, E. O. Timashev // Automated management systems and information technologies: Materials of the NTK. – Perm, 2018. – Pp. 133-138.Тимашев Э. О., Чирков Д. А., Коротаев А. Д. Рабочие характеристики цилиндрического линейного вентильного двигателя // Электротехника. – М.: Знак, 2018. – № 11. – C. 27-31.Timashev E. O., Chirkov D. A., Korotaev A. D. The working characteristics of a cylindrical linear valve engine // Electrical Engineering. – M.: Sign, 2018. – № 11. – Pp. 27-31.Тимашев Э. О., Чирков Д. А., Коротаев А. Д. Режим работы цилиндрического линейного вентильного двигателя при добыче нефти // Высокие технологии и инновации в науке: материалы МНТК-2019. – С. 76-81.Timashev E. O., Chirkov D. A., Korotaev A. D. The operating mode of a cylindrical linear valve engine during oil production // High technologies and innovation in science: MNTK materials-2019. – Pp. 76-81.Чирков Д. А., Шулаков Н. В., Коротаев А. Д. Рационализация конструкции цилиндрического линейного вентильного двигателя // Радуга знаний: Теоретические и практические аспекты наук: материалы МНТК. – Ростов, 2019. – С. 101-109.Chirkov D. A., Shulakov N. V., Korotaev A. D. Rationalization of the design of a cylindrical linear valve engine // Rainbow of Knowledge: Theoretical and practical aspects of sciences: MNTK materials. – Rostov, 2019. – Pp. 101-109.

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