Motori Superconduttori

I Motori sono commputer che convertono l'energia elettrica in forze magnetiche consumarici d'energia meccaniche. Quando la corrente è passata attraverso un anello di filo che si trova in un campo magnetico, in una forza di tornitura, o nella coppia di torsione, è creato che induce il ciclo a girare. In motori, questo moto girante è trasmesso ad un'asta cilindrica. Questa energia rotazionale poi è utilizzata per lavoro utile sotto forma di alimentazione mecanica. I motori Industriali sono utilizzati per le pompe, i ventilatori ed i compressori correnti come pure in strumentazione in questione nella manipolazione e nell'elaborare dei materiali fabbricati. I motori di propulsione Navale sono utilizzati per azionare le imbarcazioni e le navi da guerra commerciali.

Le funzionalità di base dei motori elettrici convenzionali moderni di CA (corrente alternata) e di CC (corrente continua) in primo luogo sono state progettate nei 1890s e la tecnologia di fondo non è cambiato significativamente durante i cinquanta anni scorsi. Malgrado il lungo periodo in cui i motori sono stati in via di sviluppo, i motori sono ancora lontano da essere moltiplicatori di focale perfettamente efficienti di elettrico ad energia meccanica. Le cause principali di potenza persa in motori vengono dalla resistenza elettrica del collegare e da attrito meccanico.

Secondo il Dipartimento Per L'Energia di Stati Uniti, I motori rappresentano 70% di tutta l'energia consumata dal settore manifatturiero nazionale ed utilizzano più di 55% dell'energia elettrica totale generata in America. I Grandi motori elettrici, quelli più maggior di 1000 cavalli vapore, consumano più di 25% dell'energia elettrica generata totale. Con alcune eccezioni secondarie, quasi tutte le navi da crociera oggi stanno costruende con propulsione elettrica e molti altri tipi di imbarcazioni e di navi da guerra commerciali ora egualmente stanno adottando i motori marini come loro fonte primaria di forza motrice.

I motori Superconduttori sono nuovi tipi di motori sincroni di CA che impiegano le bobine della NTA (superconduttore ad alta temperatura) invece delle spirali di rame convenzionali. Poiché il collegare della NTA può portare le correnti significativamente più grandi del filo di rame, queste bobine sono capaci della generazione dei campi magnetici molto più potenti in un volume dato di spazio.

Gli Avanzamenti nella progettazione della spirale permettono affinchè un commputer superconduttore abbinino l'output di forza motrice di un motore convenzionale ugualmente stimato con il poco quanto un terzo della dimensione ed il peso. La natura più di piccola dimensione e compatta dei motori superconduttori li permette di essere fabbricati più a basso costo ai motori convenzionali equivalenti.

Ulteriormente, la sostituzione delle bobine di rame convenzionali del rotore con NTA non resistente arrotola i risultati nelle perdite elettriche marcato diminuite nel rotore. La corrente elettrica aumentata nel rotore del motore provoca infine la densità di potenza aumentata (e quindi più di piccola dimensione). I mezzi che più di piccola dimensione del motore della NTA è significativamente più leggera e quindi che possono essere utilizzati nei nuovi e modi innovatori. Inoltre, il risparmio di temi aumentato del motore provoca i costi di gestione più bassi che i motori convenzionali.

I motori sincroni di CA della NTA egualmente non hanno denti del ferro nell'armatura (bobine dello statore), non solo contribuendo al loro peso più di piccola dimensione e più leggero, ma anche rimuovendo una sorgente significativa di disturbo del motore.

Come esempio del risparmio che può derivare dall'uso di grandi motori elettrici della NTA, un aumento di 1% nel risparmio di temi di un motore elettrico da 5 megawatt (circa 6.500 cavalli vapore), esegue 7 x 24, provocherà il risparmio oltre di 430.000 kilowattora dell'elettricità all'anno.

I motori della NTA faranno concorrenza nel grande (1.000 cavalli vapore e sopra) servizio commerciale del motore. Questi motori sono ideali per uso in pompe, in ventilatori, in compressori, in ventilatori e nelle trasmissioni a cinghia spiegate dai clienti pratici ed industriali, specialmente quelli che richiedono il servizio continuo. Saranno adatti a grandi industrie di trasformazione quali acciaieria, trattamento della carta e della pasta-carta, raffinamento del prodotto chimico, del petrolio e del gas, estrazione mineraria ed altre applicazioni resistenti. Un'utilizzazione crescente importante e rapido per i motori della NTA sarà nelle applicazioni del trasporto, nella propulsione particolarmente navale e commerciale della nave, dove il risparmio del peso e di dimensione fornirà un vantaggio chiave aumentando la flessibilità di progettazione ed aprendo lo spazio limitato per altro usi. Un'ingegneria navale “giro di motore„ sta avendo luogo oggi nell'industria marittima e sempre più le navi stanno costruende con i motori elettrici mentre i loro mezzi primari di propulsione come i vantaggi di propulsione elettrica stanno verificandi ed i nuovi tipi di progettazioni di nave innovarici che comprendono la propulsione elettrica sono introdotti.

È stimato che il servizio indirizzabile mondiale per i grandi motori industriali sia annualmente oltre $1,2 miliardo. I motori della NTA offriranno un'alternativa economica attraente ai motori convenzionali in virtù del loro primo (acquisizione) in corso costato e loro diminuito più basso (funzionando) costato. La propulsione navale Elettrica è un servizio di circa $250 milioni che sta sviluppandosi forte. Alcuni studi indicano che questo servizio quadruplicherà durante la decade prossima. I motori Superconduttori di specialità saranno particolarmente attraenti per le applicazioni del posto adatto in cui le considerazioni del peso e di dimensione entrano in gioco.

•         Abbassi il primo costo - A causa del risparmio nei materiali e nel lavoro, i motori della NTA costeranno di meno alla lavorazione che le loro controparti convenzionali.

•         Costi di gestione Più Bassi - Un motore sincrono della NTA ha diminuito considerevolmente le perdite, rendenti il risparmio annuale significativo nel consumo di elettricità. Per i motori continui del duty cycle, un aumento di un per cento nel risparmio di temi può provocare migliaia di dollari nei risparmi energetici annuali.

•         Meno vibrazione e disturbo - l'Eliminazione dei denti del ferro nello statore provoca un motore leggero che si vanta le quiete ed il buon funzionamento.

•         Più di piccola dimensione e peso - La progettazione compatta dei motori della NTA faciliterà il collocamento nelle applicazioni del trasporto dove lo spazio e/o il peso è ad un premio come pure negli aggiornamenti degli impianti industriali in cui i requisiti di potenza aumentati sono in conflitto con disponibilità limitata dello spazio.

•         Stabilità Aumentata - i motori Superconduttori sono inerentemente più elettricamente stalla durante i passeggeri che i motori convenzionali perché funzionano ai piccoli angoli del caricamento (15 gradi contro 70 gradi per un motore convenzionale) ed hanno una capacità di coppia di torsione del picco molto più alto (~300%). Di conseguenza, il motore può resistere ai grandi passeggeri o alle coppie di torsione oscillatorie senza velocità sincrona perdente. I commputer della NTA non richiedono il campo rapido che forza durante le variazioni del carico o i passeggeri veloci come è spesso il caso con i commputer convenzionali.

•         Consegna ed impianto Più Veloci - Il più di piccola dimensione dei motori superconduttori permetterà loro di essere fabbricati e spediti direttamente al cliente senza smontaggio costoso e rimontaggio in loco successivo e prova. Egualmente sarebbe possibile costruire i motori fino a 5000 cavalli vapore, 1800 giri/min. nelle dimensioni del NEMA (Associazione dei Produttori Di Macchinari Nazionali') su una catena di montaggio continua. I motori di propulsione Navale possono essere esterno installato allo scafo delle navi in “propulsori di propulsione„ (o baccelli, figura 1), che hanno drammaticamente il potenziale abbassa i costi della costruzione navale ed accorcia i programmi della costruzione. Questi vantaggi diminuiranno i termini di consegna e diminuiranno i costi fissi. Le applicazioni Loricate di propulsione forniscono il maggior risparmio di temi idrodinamico e diminuiscono le spese d'esercizio.

La tecnologia Superconduttrice sarà impiegata in varie progettazioni del motore. I motori Industriali della NTA sono progettati per l'applicazione della velocità costante. Saranno gestiti a 1800 o 3600 giri/min.

Per propulsione navale, una alto-coppia di torsione, progettazione a bassa velocità è favorita. Questi motori saranno destinati per funzionare alle velocità variabili inferiore a 200 giri/min.

Gli Odierni motori sono fondamentalmente simili ai motori elettrici progettati durante un secolo fa e l'industria manufatturiera del motore ha veduto soltanto il miglioramento incrementale nella progettazione in questi ultimi cinquanta anni. L'arrivo della superconduttività ad alta temperatura ha creato l'opportunità per un salto quantico nella tecnologia di grandi motori. I vantaggi tremendi di costo, di dimensione, del peso e di risparmio di temi dei commputer superconduttori cambieranno significativamente la dinamica dell'industria manufatturiera del motore e del servizio dell'utilizzatore finale del motore.