Двухисточниковый преобразователь для SRM: пульсации момента ниже на 89%

Учёные Высшей школы высоковольтной энергетики Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого вместе с коллегами из Китая и Великобритании предложили силовой преобразователь для вентильно-реактивных двигателей (SRM) с питанием от двух источников — низкого и высокого напряжения. Об этом 21 сентября 2026 года сообщила пресс-служба СПбПУ. Работа опубликована в IEEE Transactions on Transportation Electrification (vol. 12, no. 1, 2026; DOI: 10.1109/TTE.2025.3624944).

Вентильно-реактивные двигатели ценят за простую и дешёвую конструкцию и высокую отказоустойчивость, но у них есть известный недостаток — заметная пульсация момента. Традиционный асимметричный полумостовой преобразователь не всегда даёт нужное сочетание быстрого намагничивания и размагничивания обмоток, особенно на высоких скоростях.

Предложенная топология формирует пять уровней напряжения: высокое и низкое для возбуждения, нулевой, а также два уровня для размагничивания. Преобразователь поддерживает четыре режима: привод от низковольтного источника, привод от высоковольтного, размагничивание от высоковольтного источника при питании от низковольтного и гибридный режим. По данным пресс-релиза, такая схема ускоряет размагничивание на высоких скоростях, создаёт условия для возврата энергии размагничивания и позволяет переключиться на резервный источник при отказе одного из них.

Алгоритм управления распределяет момент между фазами и оптимизирует сразу два критерия — минимизацию пульсаций момента и повышение КПД. Динамические весовые коэффициенты дают системе возможность в реальном времени менять приоритет: выбирать режим с наименьшими пульсациями для точного управления или режим с повышенной энергоэффективностью для длительной работы. Переключение идёт в замкнутом контуре по данным о скорости, положении ротора и моменте.

Как проверяли

Работоспособность решения проверили на экспериментальной установке с трёхфазным вентильно-реактивным двигателем 12/8, двухисточниковым преобразователем и аппаратным контроллером реального времени. Испытания провели при скоростях от 500 до 1600 об/мин и различных нагрузках. В наиболее эффективном многорежимном варианте пульсации момента удалось снизить максимум на 89,48% по сравнению с традиционным асимметричным полумостовым преобразователем. Результаты также показали возможность повышения КПД системы до 10% в широком диапазоне скоростей.

Что это значит на практике: меньше пульсаций момента — ровнее вращение и меньше вибраций, а прирост КПД — меньше потерь энергии в тех же режимах. Представим, что такой привод стоит в мотор-колесе небольшого электротранспорта: при движении с постоянной скоростью система может уйти в режим с приоритетом энергоэффективности, а при резком изменении нагрузки — переключиться на режим с минимальными пульсациями, чтобы сохранить плавность хода. Это условный пример, а не описание конкретного испытания.

Важное ограничение: доступен только пресс-релиз СПбПУ, полный текст статьи в IEEE по указанному DOI получить не удалось. Поэтому методика измерений, число точек, погрешности и условия, при которых достигнуты максимальные 89,48% и 10%, по первоисточнику не проверены. Формулировка «максимум на 89,48%» не говорит о типичном улучшении, а воспроизводимость на других двигателях и режимах, кроме 12/8 и диапазона 500–1600 об/мин, не подтверждена. Пресс-релиз — не то же самое, что рецензированная публикация, и приведённые цифры стоит воспринимать как заявленные авторами, а не как независимо перепроверенный результат.

Если вы сами готовите статью или диссертацию по электроприводу и хотите разобраться, как корректно описать методику и результаты эксперимента, можно посмотреть помощь в написании научной статьи — там разбирают структуру, оформление и работу с источниками.