Известно, что ряд судовых электроприводов (ЭП) значительную часть времени работает с существенной недогрузкой по моменту и, соответственно, мощности (рулевые, отдельных судовых нагнетателей и др.). Работа ЭП с пониженными коэффициентами загрузок приводит к ряду отрицательных эффектов: снижению КПД ЭП и коэффициента мощности (cosφ), повышению загрузок источников электрической энергии (ЭЭ), преобразовательных устройств и судовых сетей в целом реактивными токами.
В общем случае современные проблемы энергоэффективности морского транспорта и транспортной инфраструктуры рассмотрены в [1].
Существующие мероприятия (способы и устройства), направленные на устранение обозначенных выше недостатков, являются недостаточно эффективными или дорогостоящими [2].
Например, применение частотно-регулируемого ЭП с использованием полупроводниковых частотных преобразователей (ППЧ) не всегда целесообразно по ряду причин, включающих: относительно высокую стоимость ППЧ; пониженное значение общего КПД ЭП, т. к. дополнительно к потерям в электродвигателе (ЭД) добавляются потери в ППЧ; относительно невысокую надежность ЭП в целом; необходимость высококвалифицированного персонала для обслуживания таких ЭП.
Замена асинхронных ЭД на синхронные и/или синхронно-подобные двигатели, работающие со скольжением, равным нулю и практически при отсутствии реактивной мощности, в силу ряда вышеперечисленных причин, представляется также нецелесообразной.
Возможно применение энергосберегающих ЭД, в которых снижение потерь мощности достигается преимущественно за счет увеличения объемов активных электротехнических материалов (меди и стали) в конструкции статора и ротора ЭД. Такие энергосберегающие ЭД имеют несколько лучшие показатели энергоэффективности по сравнению с обычными ЭД. Однако при малом коэффициенте загрузки КПД и cosφ таких ЭД имеют достаточно низкие значения. Кроме того, энергосберегающие ЭД имеют существенно бόльшую стоимость по сравнению с обычными ЭД. Поэтому остается открытым вопрос поиска такого решения, результаты которого могли бы быть широко использованы.