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.Изображение: ORNLРазработка 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.