Language
Country/Area
No result found
Удивительное будущее сверхпроводящих двигателей: как они изменят наш энергетический мир?
Поскольку глобальный спрос на возобновляемые источники энергии продолжает расти, сверхпроводящие двигатели стали восходящей звездой в энергетических технологиях благодаря своей выдающейся эффективности и производительности. В основе этой двигательной системы лежат свойства сверхпроводящих материалов, исключающие возникновение сопротивления, что дает ей явные эксплуатационные преимущества по сравнению с традиционными двигателями. В этой статье мы рассмотрим историю развития, современные тенденции и возможные будущие изменения в области сверхпроводящих двигателей.
Основные принципы сверхпроводящих двигателей
Сверхпроводящий двигатель — это электрическая система, в которой используется один или несколько сверхпроводящих элементов. Благодаря нулевому сопротивлению сверхпроводящих материалов постоянному току сверхпроводящие двигатели, как правило, демонстрируют более высокую эффективность. Одним из важнейших параметров является их способность генерировать чрезвычайно сильные магнитные поля, что невозможно с помощью обычных двигателей. Эта особенность приводит к значительному уменьшению размера двигателя, а значит, его удельная мощность значительно повышается.
Обзор истории
В 1831 году Майкл Фарадей изобрел униполярный двигатель, что ознаменовало начало истории электродвигателей. В 2005 году компания General Atomics получила контракт на разработку большого низкоскоростного сверхпроводящего униполярного двигателя для использования в судовых двигателях.
Сверхпроводящие униполярные генераторы рассматриваются в качестве импульсных источников питания для систем лазерного оружия. Однако униполярные двигатели прошлого были сложны для большинства применений. В последние годы синхронные сверхпроводящие двигатели переменного тока, использующие высокотемпературные сверхпроводники, постепенно привлекают внимание отрасли.
Текущий фокус
В настоящее время интерес к синхронным керамическим сверхпроводящим машинам переменного тока сосредоточен на крупных машинах, таких как генераторы для коммунальных и морских электростанций, а также двигатели для судовых двигателей. Компании American Superconductor и Northrop Grumman продемонстрировали керамический сверхпроводящий судовой двигатель мощностью 36,5 мегаватт, продемонстрировав потенциал сверхпроводящих двигателей.
«Появление сверхпроводящих генераторов позволило значительно снизить вес и объем генераторов по сравнению с синхронными генераторами с прямым приводом, что может повлиять на стоимость всей ветряной турбины».
Преимущества и недостатки сверхпроводящих двигателей
Сравнение с традиционными кондукторными двигателями
Сверхпроводящие двигатели обычно имеют следующие преимущества по сравнению с обычными двигателями:
<ул>Однако они также сталкиваются со следующими проблемами:
<ул>Высокотемпературные сверхпроводники и низкотемпературные сверхпроводники
Высокотемпературные сверхпроводники сверхпроводят при относительно доступных температурах жидкого азота, что более экономически эффективно, чем обычно используемый жидкий гелий. Однако керамические сверхпроводники более хрупкие, чем традиционные сверхпроводники из металлических сплавов, такие как сплавы ниобия и титана, и не могут быть сформированы в сверхпроводящие соединения с помощью болтов или сварки, что может привести к увеличению производственных затрат. Тем не менее, керамические сверхпроводники легче вывести из состояния сверхпроводимости под воздействием пульсирующих магнитных полей, что может вызвать проблемы при резких изменениях нагрузки или питания.
По мере развития технологии сверхпроводящих двигателей сможем ли мы в ближайшем будущем стать свидетелями их широкого использования в повседневной жизни?
