Исследователи Национальной лаборатории Ок-Ридж (ORNL) в США разработали новую архитектуру электрического привода, которая может сделать мощные электродвигатели надежнее и долговечнее. Согласно результатам компьютерного моделирования, технология позволяет снизить колебания напряжения и уменьшить нагрузку на конденсаторы силовой электроники.
Разработка рассчитана прежде всего на транспорт, где электроприводы работают в условиях высокой мощности и постоянных нагрузок: электрические самолеты, морские суда и тяжелые грузовые автомобили.
Инженеры ORNL решили не добавлять новые элементы в силовую установку, а изменить сам принцип ее построения. Новая архитектура использует два синхронно работающих инвертора с противоположной полярностью и две группы обмоток двигателя, намотанных в разных направлениях.
Такая схема позволяет магнитным полям складываться и сохранять необходимый крутящий момент, одновременно компенсируя нежелательные токи и паразитные напряжения. В результате снижается нагрузка на электронные компоненты без потери эффективности работы двигателя.
Для управления новой системой исследователи также разработали специальный алгоритм модуляции сигналов. Он не требует увеличения вычислительной мощности и может работать с уже существующими промышленными системами управления.
Одним из главных преимуществ технологии является простота внедрения. По словам разработчиков, для ее использования не потребуется устанавливать дополнительное оборудование или менять производственные процессы. Основное отличие заключается в изменении направления намотки части обмоток двигателя на этапе производства.
Во время моделирования новая архитектура показала следующие результаты:
- колебания напряжения снизились примерно на 90%;
- нагрузка на конденсаторы уменьшилась со 124,1 до 70,3 А, то есть примерно на 43%.
Исследователи считают, что такой подход может помочь создавать более надежные электрические силовые установки для транспорта нового поколения, где увеличение мощности двигателей требует одновременно повышать их эффективность и ресурс.