Испытан «первый в России» тяговый синхронный двигатель с постоянными магнитами

На Тульском заводе горно-шахтного оборудования начались испытания электровоза с новым энергоэффективным тяговым электродвигателем, созданным учеными Новосибирского государственного технического университета. По словам специалистов НГТУ, «первый в России» синхронный двигатель с постоянными магнитами для рудничного электровоза в сочетании с энергоэффективной литий-ионной батареей до 50 % увеличил производительность новой машины по сравнению с электровозами предыдущих поколений.

Новые технологии, ставшие основой конструкции магнитной системы электромашины, и специальные обмоточные структуры внутри неё, позволили в два-три раза снизить массу активных материалов и повысить КПД двигателя 10—20 % по сравнению с классическими асинхронными двигателями и двигателями постоянного тока.

Помимо нового энергоэффективного двигателя, в машине вместо применявшихся ранее свинцово-кислотных или щелочных батарей, будут использоваться литий-ионные аккумуляторы от компании «Лиотех».

Первые испытания показали, что новая технология позволила не только сократить массу и габариты тягового двигателя, но и, благодаря повышенному вращающему моменту, увеличить его грузоподъемность. Также из-за уменьшения потерь в двигателе и роста КПД до 90%, значительно возросла и энергоэффективность электровоза. При этом уменьшился разряд аккумуляторной батареи, и возросло время работы электровоза.

Разработчики предполагают, что эти электрические машины найдут использование как в составе общепромышленного электропривода (станки, вентиляционные системы), так и в специализированных применениях - автомобильной промышленности, авиации, в электроприводе погружных насосов и т. п.), а также в качестве инверторных генераторов.

Разработка синхронный двигатель с постоянными магнитами для рудничного электровоза началась в феврале 2018 года в ответ на запрос Тульского завода горно-шахтного оборудования. К концу лета новосибирские инженеры подготовили конструкторскую документацию и смогли выпустить в производство первый макетный образец на базе компании ООО «РЭМ». По словам авторов разработки, первые испытания разработки прошли в НГТУ и показали, что мощность получилось развить больше заявленной.

Второй этап испытаний разработки прошел в Томске, где инженеры компании ООО «НФП Мехатроника-Про» занимались созданием системы управления для двигателя. В заводских условиях электродвигатель подтвердил свои улучшенные показатели мощности в сравнении с двигателями предыдущих поколений.

В настоящее время новый электровоз проходит приемо-сдаточные испытания в реальных условиях работы в шахтах. Электродвигатель имеет свою особенность: он должен быть взрывозащищенным, что требуется для обеспечения безопасности проведения работ в шахтах. Специальная оболочка не позволяет взрыву выйти за пределы двигателя. Если испытания пройдут успешно, начнется запуск производства новых электродвигателей.

«Аналогичную технологию мы уже использовали во многих решениях, - сообщил к. т. н., доцент НГТУ и один из авторов разработки Дмитрий Топорков, - в электромеханическом усилителе руля для автомобиля семейства «Лада» (калужским ОАО «Автоэлектроника» было выпущено более 1,5 млн комплектов), в двигателях погружных насосов для добычи нефти, в отрезке серии общепромышленных двигателей, ветрогенераторах, прецизионных следящих приводах и других разработках. Главный идеолог машин нового поколения — заведующий кафедрой электромеханики профессор Александр Шевченко. Он внес большой вклад в развитие теории, внедрил на практике эти электрические машины и сегодня считается ведущим специалистом в стране».