В США разработали инновацию для электромоторов: меньше износа и больше мощности

Ученые разработали архитектуру электродвигателей, которая уменьшает нагрузки и увеличивает срок службы силовых установок

Наука и космос051 минуту назад

Исследователи из Национальной лаборатории Ок-Ридж (ORNL) в США создали новую архитектуру электрического привода, которая имеет потенциал сделать мощные электродвигатели более надежными и долговечными. По данным компьютерного моделирования, данная технология позволяет снизить колебания напряжения и уменьшить нагрузку на конденсаторы в силовой электронике.

Эта разработка в первую очередь ориентирована на транспорт, где электроприводы функционируют в условиях высокой мощности и постоянных нагрузок: электрические самолеты, морские суда и тяжелые грузовые автомобили.

Инженеры ORNL выбрали не добавлять новые элементы в силовую установку, а изменить саму концепцию ее конструкции. Новая архитектура включает два инвертора, работающих синхронно с противоположной полярностью, и две группы обмоток двигателя, намотанных в разных направлениях.

Такое устройство позволяет магнитным полям объединяться и поддерживать нужный крутящий момент, одновременно компенсируя нежелательные токи и паразитные напряжения. В результате нагрузка на электронные компоненты снижается без снижения эффективности работы двигателя.

Для управления новой системой исследователи также создали специальный алгоритм модуляции сигналов. Он не требует увеличения вычислительных ресурсов и может функционировать с уже существующими промышленными системами управления.

Одним из основных преимуществ этой технологии является простота ее внедрения. По словам разработчиков, для ее реализации не потребуется установка дополнительного оборудования или изменение производственных процессов. Главное отличие заключается в изменении направления намотки части обмоток двигателя на этапе производства.

В ходе моделирования новая архитектура продемонстрировала следующие результаты:

• колебания напряжения снизились примерно на 90%;
• нагрузка на конденсаторы уменьшилась с 124,1 до 70,3 А, то есть примерно на 43%.

Исследователи полагают, что подобный подход может помочь в разработке более надежных электрических силовых установок для нового поколения транспорта, где увеличение мощности двигателей требует одновременного повышения их эффективности и ресурса.

DexterИсточники:Interesting EngineeringНаука и космос0Наука51 минуту назад