Un nou concept de motor electric, dezvoltat de Oak Ridge National Laboratory (ORNL) și aflat în stadiu de simulare, ar putea reduce semnificativ stresul electric și costurile de întreținere pentru vehicule electrice grele, nave maritime și aeronave, fără să fie nevoie de hardware suplimentar. Producătorii din Europa și România pot beneficia de această soluție pentru a respecta reglementările tot mai stricte privind eficiența și fiabilitatea sistemelor de propulsie electrică.
Cercetătorii de la Oak Ridge National Laboratory (ORNL) au prezentat recent un design de acționare electrică denumit „inverse segmented motor drive”, capabil să anuleze două surse principale de stres electric în sisteme multi-fazate: curentul de la punctul neutru și tensiunea de mod comun. Tehnologia vizează aplicații în sectorul vehiculelor comerciale grele, transportului maritim și aviației, domenii strategice aflate în plină tranziție spre electrificare în Uniunea Europeană.
Abordarea ORNL se bazează pe utilizarea a două invertoare ANPC (active neutral point clamped) sincronizate invers, împreună cu o modificare simplă a configurației înfășurărilor motorului. Simulările indică o reducere de aproximativ 90% a fluctuației tensiunii la punctul neutru și o scădere cu 43% a stresului de curent RMS în condensatorii de pe legătura DC, în comparație cu sistemele segmentate convenționale. Acest lucru este deosebit de relevant pentru flotele electrice europene care trebuie să își optimizeze rezistența la solicitări electrice, fiabilitatea la scară industrială și costurile legate de componenta electronică pasivă.
Tehnologia ORNL nu necesită hardware suplimentar, diferențiindu-se astfel de metodele clasice care impun adesea costuri suplimentare, masă mărită sau modificări complexe de control. Modificarea propusă presupune adaptări minore la înfășurările motorului, ceea ce facilitează integrarea rapidă chiar și în motoarele construite după standarde europene, cu impact pozitiv asupra eforturilor de retrofit în industrie. Aceasta ar putea interesa direct producătorii români și europeni de autocamioane, nave electrice sau sisteme de acționare industrială, în contextul normelor europene privind reducerea emisiilor și creșterea fiabilității echipamentelor electrice.
Din punct de vedere tehnic, noul design reduce încălzirea internă și riscul de defectare a componentelor electronice: curentul la punctul neutru generează de obicei căldură suplimentară, iar tensiunea de mod comun determină interferențe și poate degrada componentele, inclusiv rulmenții. Suprimarea acestor fenomene permite restrângerea cerințelor de filtrare, dimensiuni mai compacte și prelungirea duratei de viață a sistemelor de acționare.
În Uniunea Europeană, legislația privind transportul ecologic și autonomia flotelor comerciale – stipulată, de exemplu, în Regulamentul 2019/1242 și pachetele ECAC pentru aviație – subliniază nevoia adoptării unor soluții flexibile, scalabile și eficiente. Soluția ORNL, aflată însă la nivel de simulare și nereprodusă încă pe hardware, poate reprezenta un câștig major pentru industria locală. Competiția de pe piața europeană este asigurată de tehnologii similare, precum invertoarele multi-nivel sau soluțiile SiC promovate de companii precum Siemens și ABB, dar acestea presupun adesea creșteri semnificative de preț și cerințe stricte de răcire.
Dezvoltarea de la ORNL a fost recunoscută în cadrul unor conferințe internaționale de prestigiu și a fost depusă pentru licențiere, ceea ce ar putea accelera transferul tehnologic și către actorii europeni. Rămâne esențial, însă, ca rezultatele experimentale să confirme promisiunile simulărilor, un pas important pentru adoptarea la scară largă în sistemele comerciale sau industriale din Europa și România.