超导的马达

包括的事宜

背景

马达如何运转?

由电动机的能源消耗

超导的马达如何与常规马达有所不同?

超导的马达的好处

袖珍型

噪声降低

潜在的节能

在哪里和怎样将使用超导的马达?

什么是市场潜力?

有何福利?

超导的马达类型

汇总

背景

马达如何运转?

马达是转换电能成机械能源利用的磁力的设备。 当当前通过在一个磁场、启用的造成这个循环转动。的强制或者扭矩在的线环时,被创建 在马达,此转动的行动被传达给轴。 以机械动力的形式,此转动能为有用的工作然后使用。 行业马达使用为连续泵、风扇和压缩机以及在处理和处理介入的设备制作的材料。 海洋推进力马达用于推进商业船和军舰。

现代常规 AC (交变电流) 和 DC (直流电流) 电动机基本的功能在 19 世纪 90 年代首先被设计了,并且基础技术未在过去五十年显著更改。 尽管马达在开发中的较的时期,马达仍然是远离是完全高效的交换器电对机械能。 失去的功率的主要原因在马达的来自自这个电汇的电阻和机械摩擦。

由电动机的能源消耗

根据美国能源部,马达占国内制造业消耗的 70% 所有能源并且使用被生成的 55% 总电能在美国。 大电动机,那些非常地比 1000 马力,消耗 25% 总额被生成的电能。 有那些少数例外,接近所有巡航舰用电子推进力今天编译,并且商业船和军舰的许多其他类型也现在采用海洋马达作为他们的驱动力的主源。

超导的马达如何与常规马达有所不同?

超导的马达是的 AC 同步电动机的新类型在常规铜卷位置使用 HTS (高温超导体) 绕。 由于 HTS 电汇比能铜丝可能运载显着更大的当前,这些绕能够生成在空间的一个特定数量的更加强大的磁场。

超导的马达的好处

袖珍型

在卷设计的预付款使成为可能为了一个超导的设备能匹配一个相等地额定的常规马达的功率输出以一样一点象三分之一这个范围和重量。 超导的马达的更加小型和紧凑本质给他们被制造在更加低价比等同的常规马达。

另外,常规铜电动子绕的替换与非抗性 HTS 的盘绕在急剧减少的电子损失的结果在电动子。 在马达的电动子的增加的电流根本地导致增加的功率密度 (并且更加小型)。 它是显着更轻的 HTS 马达的更加小型的平均值,并且可以使用用新和创新方式。 另外,马达的增加的效率比常规马达导致更低的运作成本。

噪声降低

HTS AC 同步电动机也没有铁齿在电枢 (定子绕),不仅造成他们的更加小型和更轻的重量,而且去除马达噪声的一个重大的来源。

潜在的节能

例如可能起因于使用大 HTS 电动机的储蓄,在一台 5 兆瓦 (大约 6,500 马力) 电动机的效率的一个 1% 增量,运行 7 x 24,导致 430,000 千瓦小时节省额电每年。

在哪里和怎样将使用超导的马达?

HTS 马达在大 (1,000 马力以上) 商业马达市场上将竞争。 这些马达是理想的用于泵、风扇、压缩机、吹风机和公共和行业客户部署的皮带传动,需要连续作业的特殊那些。 他们适用于大加工业例如钢碾碎,黏浆状物质和纸处理,化学制品、油和煤气精炼、开采和其他耐用应用。 重要和迅速地 HTS 马达的使用增长在运输应用,特别海军和商业船推进力,范围和重量储蓄将通过增加设计灵活性和打开有限空间提供关键利益其他的用途。 船舶工程学 “革命”在海运业今天进行,并且船用电子马达越来越制造,当推进力他们的主要平均值作为电推进力的福利被验证,并且引入合并电推进力的创新船舶设计的新类型。

什么 是市场潜力?

预计大行业马达的全世界可寻址的市场每年 $1.2 十亿。 HTS 马达为常规马达将提供有吸引力的经济替代由于他们 (运行) 花费的更低第一 (购买) 花费的和他们减少的持续。 电海洋推进力是严格增长的市场大约 $250 百万。 有些研究表明此市场在下十年期间将变成四倍。 超导的专业马达为范围和重量对价开始活动的适当位置应用将是特别有吸引力的。

有何福利?

         降低原始成本 - 由于在材料和人工的储蓄, HTS 马达比他们的常规副本将花费较少对制造。

         更低的运作成本 - HTS 同步电动机显著地减少了损失,产生在用电量的重大的每年储蓄。 对连续使用循环马达,在效率的一个百分之一增量可能导致千位在每年节能的美元。

         较少振动和噪声 - 铁齿的清除在定子的导致安静地吹嘘和平稳运转的一个轻量级马达。

         更加小型和重量 - HTS 马达紧缩设计将实现位置在空间和重量在溢价的运输应用,以及在增加的功率需要量相冲突与有限空间可用性的升级行业设施。

         增加的稳定性 - 超导的马达比常规马达固有地更加电子是稳定在临时期间,因为他们运行在小的负荷角度 (15 度与一个常规马达的 70 度) 并且有一个高山扭矩功能 (~300%)。 结果,马达可能承受大临时或振动扭矩,不用丢失的同步转速。 HTS 设备不要求强制在快速负载变动或临时期间的迅速域这一点经常是案件伴随着常规设备。

         更加快速的发运和安装 - 小型超导的马达将使他们被制造和被发运直接地对这个客户,不用昂贵的反汇编和随后的现场的重新组装和测试。 编译马达 5000 马力,在 NEMA (国家设备制造商’关联) 也是可能的范围的 1800 个转每分钟在一团持续装配线。 海洋推进力马达可以是安装的外部到船船身在 “推进力起飞加速器” (或荚的,图 1),显著有潜在降低造船费用并且缩短建筑计划。 这些好处将减少发运提前期并且减少间接费用。 有荚推进力应用提供更加了不起的水力效率并且减少营业费用。

图 1. 海洋船的荚型的马达。

超导的马达类型

超导的技术在各种各样的马达设计将被使用。 行业 HTS 马达为匀速应用设计。 他们将被管理在 1800 或 3600 个转每分钟。

对于海洋推进力,高扭矩,低速设计支持。 这些马达将被设计运行以可变的速度在 200 个转每分钟以下。

汇总

今天马达基本上类似于电动机被设计在一个世纪前,并且马达制造工业看到了在产品设计的仅递增改善在过去五十年。 高温超导性出现在大马达技术创建了突飞猛进的机会。 超导的设备的极大的费用、范围、重量和效率福利将极大更改马达制造工业和马达最终用户市场的动力。

 

来源: 美国超导体

关于此来源的更多信息请参观美国超导体

 

Date Added: Oct 15, 2001

Last Update: 5. January 2012 19:49

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