Создание основ теории новых типов электроприводов с улучшенными технико-экономическими, энергетическими и надежностными показателями, и синтез методов проектирования этих систем

На сегодня многие фундаментальные задачи основ электромеханического преобразования энергии считаются решеными и все эти решения находятся либо в области классических подходов (оптимизация современных систем электроприводов переменного тока на основе питания от трехфазных систем с синусоидальным возбуждением – те технические решения, которые повсеместно внедрены в отечественной и западной промышленности на всех ответственных технологических механизмах), либо специальные электромеханических преобразователей для приводов относительно небольшой мощности (до 1 МВт), но в которых указанная проблема решается только с создания основ теории и оптимизации этих устройств с позиции лишь одного электромеханического преобразователя без учета теории и принципов построения новых структуры импульсных источников энергии (полупроводниковых преобразователей частоты). Поставленная в проекте задача и комплекс связанных с ней исследований не имеют аналогов в мировой практике. Впервые будут выявлены и охарактеризованы зависимости фазовых переменных (ток, напряжения, частота питания, электромагнитный момент) систем электроприводов от геометрии активных частей электромеханического преобразователя, формы управляющих воздействий фазных токов (отказ от ограничений на эту форуму – не только синусоидальная), конфигурации схем силовых цепей (по количеству фаз, структуре полупроводникового преобразователя (количество уровней преобразователя) на примере крупных электроприводов переменного тока объектов металлургического производства и нефтегазового комплекса, показаны семейства энергетических состояний в этих точках, оценены удельные массогабаритные показатели систем электропривода. Однако на сегодня вышеобозначенный подход, в котором указана научная новизна данного предлагаемого проекта, не предлагался в комплексе и объясняется это двумя обстоятельствами: требованием применения высокопроизводительных расчетных кластеров (супрекомпьютерного центра); низкой мотивацией ведущих инжиниринговых компаний, реализующих крупные проекты с большой установленной мощностью до 10 МВт, когда на сегодня существуют давно отработанные и, по собственному мнению этих компаний, надежные технические решения. Между тем, именно решение комплексной задачи, сформулированной в данном проекте, позволит предложить методику оптимизации систем электроприводов и тем самым увеличить КПД. А незначительное увеличение этого показателя на единицы процентов от 97 до 99% позволяет значительно в несколько раз снизить потери в системе.