Ученые из Челябинска нашли способ повысить эффективность электродвигателей

Ученые Южно-Уральского государственного университета (ЮУрГУ) разработали новый метод улучшения динамических характеристик асинхронных электродвигателей с частотным управлением.


Значимость этой разработки высока, потому что асинхронные двигатели встроены в большую часть промышленного оборудования (около 80% всех электродвигателей).

Однако у традиционных асинхронных двигателей есть недостатки. Регулирование скорости вращения и поддержание стабильной работы, особенно при низких оборотах – сложная задача, которая требует существенных энергозатрат. Главный недостаток – это высокий уровень реактивной мощности, при которой значительная часть потребляемой энергии не используется для полезной работы, а рассеивается. Это снижает общую эффективность работы двигателя и может приводить к перегрузкам энергосистемы. А в случае применения в электромобилях и других автономных системах – к быстрому разряду батареи.

Ученые ЮУрГУ в сотрудничестве с «Копейским машиностроительным заводом» (Челябинская область) несколько лет искали решение этой задачи. Специалисты работали над оптимизацией тяговых приводов для самоходных вагонов, которые используются в угольных шахтах.

По словам профессора Владимира Кодкина, одного из участников проекта и ведущего специалиста кафедры «Автоматизированный электропривод» ЮУрГУ, проведение испытаний в реальных условиях шахты сыграло решающую роль в успехе проекта.


– поясняет профессор Кодкин.

Разработка российских ученых позволяет динамически изменять характеристики магнитного поля в зависимости от текущей нагрузки и требуемой скорости вращения. Это достигается за счет использования сложных алгоритмов управления, которые в режиме реального времени анализируют работу двигателя и корректируют параметры магнитного поля для оптимизации энергопотребления и повышения динамических характеристик.

Благодаря такому подходу, удалось существенно снизить уровень реактивных токов, увеличить скорость отклика двигателя на изменение нагрузки и повысить точность поддержания заданной скорости вращения.

Улучшение динамических характеристик позволило снизить механическую нагрузку на двигатель и продлить потенциальный срок его службы. Как сообщили ТАСС в пресс-службе Министерства науки и высшего образования Российской Федерации, эффективность электродвигателя повышается минимум на 50%, а общие потери электроэнергии удается снизить примерно в два раза.

Разработка в будущем может найти применение в таких сферах как промышленность, энергетика и транспорте. Особенно перспективно использование новой технологии в электромобилях, промышленных роботах, лифтах и другом оборудовании.