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.
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.
Лабораторные стенды не способны в полной мере воспроизвести динамически меняющуюся нагрузку, характерную для работы самоходных вагонов в шахте. Испытания на полигоне завода и под землей позволили получить бесценные данные о поведении асинхронного электропривода в широком диапазоне нагрузок, что существенно повлияло на разработку и настройку нашей системы управления
– 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.
- Роман Земляков
- pxhere.com
Наши новостные каналы
Подписывайтесь и будьте в курсе свежих новостей и важнейших событиях дня.
Рекомендуем для вас
Такого не было со времён СССР: что обнаружили за ударами по российским НПЗ
Удары по российским НПЗ создают риски для топливного рынка. Эксперт объяснил стратегию Киева и экономические последствия...
Советская легенда изменилась до неузнаваемости: чем удивил новый «Урал»
Советский «Урал» изменился до неузнаваемости. Новый Neo 500 получил китайский мотор, тормоза Brembo и современную электронику...
Россия восстановила невозможное: что скрывается за возрождением Ту-160М
«Белый лебедь» возвращается на новой технологической базе. Разбираем, как Россия восстановила производство Ту-160М...
Такого не было с начала 2000-х: алкогольный рынок России трещит по швам
Алкомаркеты в России впервые за годы начали сокращать сети. Почему закрываются магазины, дорожает водка и меняется рынок алкоголя?...
«Мы замерзаем. Мэр, ау!»: Город атомщиков на грани социального взрыва
Коммунальный коллапс может настичь жителей Озёрска, имеющего стратегическое значение для страны...
«Страна забрала своё»: всплыли новые подробности дела бывшего замглавы МО
Конфискованная квартира в центре Москвы, приговор на 13 лет и новое дело о взятках. Что известно о ситуации вокруг Тимура Иванова...
Двигатель ПД-14 на складе, а самолёт не дозрел: что тормозит выпуск МС-21
Эксперт раскрыл, почему двигатели ПД‑14 приходят на Иркутский авиазавод раньше, чем самолёты МС‑21 доходят до этапа их установки...
Чем грозит Узбекистану массовое возвращение трудовых мигрантов
Массовое возвращение трудовых мигрантов из России грозит Узбекистану ростом безработицы и социальной напряжённости. Готова ли экономика страны к такому...
Российский дизель не дошел до США: танкер из России привез «старый» груз
Дональд Трамп объявил о согласии Владимира Путина начать поставки дизельного топлива на американский и мировой рынки, и сразу после этого информационное...
Сеул рвется в Северный морской путь, но в обход России
Как страны Запада планируют осваивать СМП, соблюдая антироссийские санкции?...
Новый экспортный маршрут: Финляндия взорвала топливный рынок Европы
Финляндия запустила экспорт синтетического топлива: Европа следит за новым поворотом в сфере «чистой» энергетики...
Восстановить дата-центры «Яндекса» будет очень сложно
В Ассоциации цифровых платформ резонно замечают по поводу сбоя сервисов «Яндекса»: «Для цифрового бизнеса это существенно сложнее обычного сбоя, который...
Российские турбины остались без заказов: производству грозит серьезный спад
Производителям отечественных газовых турбин необходим отраслевой заказ и гарантированный спрос на 10 лет. Правительство, в свою очередь, говорит о параметрах —...
Ту-214 назвали недоделком: почему легендарный самолёт снова оказался лишним
Ту-214 снова готовят к массовому производству. Почему сроки срывались, авиакомпании требовали переделок и есть ли будущее у лайнера?...
Зачем модернизируют российского конкурента МС-21
В Ту-214 хотят упразднить функцию бортинженера в кабине пилота и оставить вместо трех – двух человек, командира и второго пилота. Этого просит главный заказчик...
Ил-96 против западных гигантов: авиаэксперт выдвинул дерзкий план
Российский Ил-96 может получить альтернативный путь развития: получится ли совместить четыре ПД-14, надёжность и экономичность...