Сайт ВКТУ им. Д. Серикбаева

ОБЗОР НОВЫХ ПОДХОДОВ К ПРОЕКТИРОВАНИЮ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН, ОСНОВАННЫХ НА АДДИТИВНЫХ ТЕХНОЛОГИЯХ

Авторы

Name Affiliation
Алтынбек Усеров

НАО «Южно-Казахстанский исследовательский университет им.М.Ауэзова»

Дархан Мырзалиев

НАО «Южно-Казахстанский исследовательский университет им.М.Ауэзова»

Владимир Печерский

НАО «Южно-Казахстанский исследовательский университет им.М.Ауэзова»

Орынгүл Сейдуллаева

НАО «Южно-Казахстанский исследовательский университет им.М.Ауэзова»

Нұрсая Рахымтай

НАО «Южно-Казахстанский исследовательский университет им.М.Ауэзова»

Выпуск:

Том 1, № 2, 2026

Страницы:

218-236

Просмотров:

4

Ключевые слова:

аддитивны, аддитивные технологии, аддитивное производство, 3D-печать, электрические машины, магнитная цепь, ротор, энергоэффективность

Аннотация

Данная статья посвящена анализу современного состояния и перспектив развития применения аддитивных технологий в области проектирования и производства электрических машин. Актуальность темы исследования определяется необходимостью создания электрических машин с высокой энергоэффективностью, малой массой и сложными геометрическими формами. Целью работы является систематизация последних научных достижений по применению методов аддитивного производства в конструкциях электрических машин различных типов и оценка их технических преимуществ. Методология исследования основана на анализе рецензируемых научных статей и конференц-работ, опубликованных за последние три года. Результаты показали, что аддитивные технологии позволяют оптимизировать катушки, магнитные цепи и элементы ротора, а также повышают энергоэффективность и удельную мощность электрических машин. Научная новизна исследования обосновывается комплексным анализом потенциала аддитивного производства в совершенствовании конструкций электрических машин. Полученные выводы имеют практическое значение в практике проектирования современных электрических машин.

License

Creative Commons License

This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Использованные источники

  1. Industrie 4.0 Working Group. (2013). Securing the future of German manufacturing industry: Recommendations for implementing the strategic initiative Industrie 4.0. acatech. http://www.acatech.de/fileadmin/user_upload/Baumstruktur_nach_Website/Acatech/root/de/Material_fuer_Sonderseiten/Industrie_4.0/Final_report__Industrie_4.0_accessible.pdf
  2. Шваб К. (2016). Четвертая промышленная революция. Эксмо. // Shvab, K. (2016). Chetvertaya promyshlennaya revolyutsiya [The Fourth Industrial Revolution]. Eksmo. (In Russ.)
  3. Myrzaliyev, D. S., Cieslik, J., Seidullayeva, O. B., & Amanov, A. (2025). Analysis of the stress-strain state of gears by the finite element method in SolidWorks. Л.Н. Гумилев атындағы Еуразия ұлттық университетінің хабаршысы. Техникалық ғылымдар және технологиялар сериясы, 153(4), 152–167. https://doi.org/10.32523/2616-7263-2025-153-4-152-166 // Myrzaliyev, D. S., Cieslik, J., Seidullayeva, O. B., & Amanov, A. (2025). Analysis of the stress-strain state of gears by the finite element method in SolidWorks. L.N. Gumilev atyndaǵy Euraziia ulttyq universitetiniń khabarshysy. Tekhnikalyq ǵylymdar jáne tekhnologiialar seriiasy [Bulletin of L.N. Gumilyov Eurasian National University. Technical Science and Technology Series], 153(4), 152–167. https://doi.org/10.32523/2616-7263-2025-153-4-152-166 (In Eng.)
  4. Мырзалиев Д.С., Цеслик Яцек, Сейдуллаева О.Б., & Усеров А.Б. (2025). Мойынтірек құрылымының статикалық жүктеме кезіндегі кернеу және деформация сипаттамалары. Вестник Восточно-Казахстанского технического университета им. Д. Серикбаева, 4, 97–105. https://doi.org/10.51885/1561-4212_2025_4_97 // Myrzaliev, D. S., Tseslik, Yatsek, Seidullayeva, O. B., & Userov, A. B. (2025). Moyyntirek qurylymynyn statikalyq zhukteme kezindegi kerneu zhane deformatsiya sipattamalary [Stress and deformation characteristics of bearing structure under static loading]. Vestnik Vostochno-Kazakhstanskogo tekhnicheskogo universiteta im. D. Serikbaeva [Bulletin of D. Serikbayev East Kazakhstan Technical University], 4, 97–105. https://doi.org/10.51885/1561-4212_2025_4_97 (In Kazakh)
  5. Zawadzki, P., & Żywicki, K. (2016). Smart product design and production control for effective mass customization in the Industry 4.0 concept. Management and Production Engineering Review, 7(3), 105–112.
  6. Singh, S., Ramakrishna, S., & Singh, R. (2017). Material issues in additive manufacturing: A review. Journal of Manufacturing Processes, 25(1), 185–200. https://doi.org/10.1016/j.jmapro.2016.11.006
  7. Herzog, D., Seyda, V., Wycisk, E., & Emmelmann, C. (2016). Additive manufacturing of metals. Acta Materialia, 117, 371–392. https://doi.org/10.1016/j.actamat.2016.07.019
  8. Körner, C. (2016). Additive manufacturing of metallic components by selective electron beam melting: A review. International Materials Reviews, 61(5), 361–377. https://doi.org/10.1080/09506608.2016.1176289
  9. Rayna, T., & Striukova, L. (2015). From rapid prototyping to home fabrication: How 3D printing is changing business model innovation. Technological Forecasting and Social Change, 102, 214–224. https://doi.org/10.1016/j.techfore.2015.07.023
  10. Gao, W., Zhang, Y., Ramanujan, D., Ramani, K., Chen, Y., Williams, C. B., Wang, C. C. L., Shin, Y. C., Zhang, S., & Zavattieri, P. D. (2015). The status, challenges, and future of additive manufacturing in engineering. Computer-Aided Design, 69, 65–89. http://dx.doi.org/10.1016/j.cad.2015.04.001
  11. Spoerk, M., Savandaiah, C., Arbeiter, F., Sapkota, J., & Holzer, C. (2019). Optimization of mechanical properties of glass-spheres-filled polypropylene composites for extrusion-based additive manufacturing. Polymer Composites, 40(2), 638–651. https://doi.org/10.1002/pc.24701
  12. Ngo, T.D., Kashani, A., Imbalzano, G., Nguyen, K.T. Q., & Hui, D. (2018). Additive manufacturing (3D printing): A review of materials, methods, applications and challenges. Composites Part B: Engineering, 143, 172–196. https://doi.org/10.1016/j.compositesb.2018.02.012
  13. Carneiro, O. S., Silva, A. F., & Gomes, R. (2015). Fused deposition modeling with polypropylene. Materials & Design, 83.
  14. Grigoriev, A., Polozov, I., Sufiiarov, V., & Popovich, A. (2017). In-situ synthesis of Ti2AlNb-based intermetallic alloy by selective laser melting. Journal of Alloys and Compounds, 704, 434–442.
  15. Selema, A., Van Den Abbeele, J., Ibrahim, M. N., & Sergeant, P. (2023). Novel 3D printed coils for high power density electrical machine and traction applications. In IEEE International Electric Machines & Drives Conference (IEMDC) (pp. 1–5). IEEE. https://doi.org/10.1109/IEMDC55163.2023.10239022
  16. Singh, S., Payarou, T., Boby, M., Lamarre, J. M., Bernier, F., Ibrahim, M., & Pillay, P. (2023). Cold-spray additive manufacturing of a petal-shaped surface permanent magnet traction motor. IEEE Transactions on Transportation Electrification, 9(3), 3636–3648. https://doi.org/10.1109/TTE.2022.3233779
  17. Ajamloo, A. M., Ibrahim, M. N., & Sergeant, P. (2024). Design considerations of a new IPM rotor with efficient utilization of PMs enabled by additive manufacturing. IEEE Access, 12, 61036–61048. https://doi.org/10.1109/ACCESS.2024.3394739
  18. Sethuraman, L., & Vijayakumar, G. (2022). A new shape optimization approach for lightweighting electric machines inspired by additive manufacturing. In Joint MMM-Intermag Conference (INTERMAG) (pp. 1–7). IEEE. https://doi.org/10.1109/INTERMAG-39746.2022.9827714
  19. Selema, A., Van Den Abbeele, J., Ibrahim, M. N., & Sergeant, P. (2023). Innovative 3D printed coil and cooling designs for weight-sensitive energy-saving electrical machine. IEEE Transactions on Transportation Electrification, 1–12. https://doi.org/10.1109/TTE.2023.3322522
  20. Selema, A., Beretta, M., Van Coppenolle, M., Tiismus, H., Kallaste, A., Ibrahim, M.N., Rombouts, M., Vleugels, J., Kestens, L. A. I., & Sergeant, P. (2023). Evaluation of 3D-printed magnetic materials for additively manufactured electrical machines. Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 569, Article 170426. https://doi.org/10.1016/j.jmmm.2023.170426
  21. Рахымтай Н. Н., Мырзалиев Д. С., Сейтказенова К. К., Кадиров Н. А., & Сейдуллаева О. Б. (2025). Исследование температуры в зоне резания методом конечных элементов при токарной обработке. Вестник Восточно-Казахстанского технического университета им. Д. Серикбаева, 2, 61–70. https://doi.org/10.51885/1561-4212_2025_2_61 // Rakhymtai, N. N., Myrzaliev, D. S., Seitkazenova, K. K., Kadirov, N. A., & Seidullayeva, O. B. (2025). Issledovanie temperatury v zone rezaniya metodom konechnykh elementov pri tokarnoy obrabotke [Study of temperature in the cutting zone by the finite element method during turning]. Vestnik Vostochno-Kazakhstanskogo tekhnicheskogo universiteta im. D. Serikbaeva [Bulletin of D. Serikbayev East Kazakhstan Technical University], 2, 61–70. https://doi.org/10.51885/1561-4212_2025_2_61 (In Russ.) 

Том 1, № 2, 2026

Usserov, А., Myrzaliyev, D., Pecherskiy, V., Seidullayeva, О., & Rakhymtay, N. (2026). AN OVERVIEW OF NEW APPROACHES TO THE DESIGN OF ELECTRIC MACHINES BASED ON ADDITIVE TECHNOLOGIES. EKTU Journal of Engineering Sciences, 1(2), 218-236. https://doi.org/10.51885/3134-8009_JES_2026_2_6