Toshiba разрабатывает новый магнитный материал, обеспечивающий повышенную эффективность преобразования энергии двигателя

-
18:25
77
Toshiba разрабатывает новый магнитный материал, обеспечивающий повышенную эффективность преобразования энергии двигателя

Корпорация Toshiba разработала новый магнитный материал с характеристиками, которые обеспечивают значительное повышение КПД двигателя при минимальных затратах и могут привести к значительному снижению энергопотребления. Компания утверждает, что материал подходит для применения в системах привода поездов, автомобилях, роботах и других областях, где требуется высокая надежность.

На двигатели приходится примерно половина мирового потребления электроэнергии. Любой прогресс, способный повысить их эффективность, обещает большие преимущества. Новый материал Toshiba значительно повышает эффективность преобразования энергии двигателя, когда он используется в качестве клина в двигателе, особенно в средне и крупногабаритных асинхронных двигателях.

В асинхронных двигателях вращающееся магнитное поле статора индуцирует ток в роторе, а ротор вращается под действием электромагнитной силы наведенного тока. Такая конфигурация системы проста и недорога, а также обеспечивает отличную ремонтопригодность. Напротив, синхронный двигатель с постоянным магнитом вращается за счет привлекательной магнитной силы между вращающимся магнитным полем статора и постоянным магнитом ротора. Как правило, он дороже, чем асинхронный двигатель, но обладает лучшей управляемостью и эффективностью.

Компания Toshiba говорит, что его материал может быть установлен с минимальными затратами без необходимости внесения изменений в конструкцию.

Проведя испытания в асинхронных двигателях в системах привода железнодорожного подвижного состава, компания Toshiba подтвердила повышение эффективности на 0,9 пт (мера для сравнения эффективности двигателя, указывает на разницу в значениях КПД двигателя), при этом улучшение приближается к повышению КПД синхронных двигателей с постоянными магнитами. Toshiba говорит, что материал также может быть установлен в синхронные двигатели с постоянными магнитами для достижения гораздо более высокой эффективности.

Материал также обладает отличной термостойкостью, подходящей для использования в железнодорожном подвижном составе, автомобилях, роботах, промышленном и медицинском оборудовании. Если бы этот материал использовался во всех двигателях, работающих сегодня по всему миру, при том же уровне повышения эффективности, зафиксированном компанией Toshiba, он позволил бы отказаться от десяти электростанций мощностью 1 ГВт. (Рассчитано с учетом того, что на долю двигателей приходится около 45% от 22 триллионов кВт/ч годового потребления электроэнергии во всем мире, и что средний КПД увеличивается на 0,9 пт по всем двигателям).

Клинья в моторе предотвращают выпадение катушек моторов из их щелей. Обычно они изготавливаются из немагнитного материала, но было установлено, что использование магнитного материала направляет магнитный поток в направлении клиньев, повышая эффективность преобразования энергии.

Однако обычный магнитный материал, используемый в качестве клиньев, состоит из сферических частиц магнитного металла с недостаточным контролем магнитного потока, что приводит к утечкам в нежелательные направления. Магнитный клиновой материал сам по себе также имеет высокие магнитные потери. Он также имеет низкое тепловое сопротивление, что делает его непригодным для железнодорожного подвижного состава и других применений, требующих высокого теплового сопротивления.

Уникальные характеристики нового магнитного материала Toshiba обеспечивают превосходный контроль магнитного потока, сверхнизкие магнитные потери и высокую термостойкость. Материал состоит из чешуйчатых магнитных металлических частиц, обладающих различными магнитными свойствами в зависимости от направления, и ультранизкими магнитными потерями.

Используемый в качестве магнитного клина, магнитный поток может эффективно направляться в желаемом направлении, снижая потери энергии и значительно повышая эффективность преобразования энергии.

Компания Toshiba также обнаружила, что уплотнение чешуйчатых магнитных частиц термостойким связующим повышает термическую стабильность, практически не снижая вес, даже при длительном содержании в горячей среде при температуре 220 °C. Такая высокая термостойкость открывает путь к широкому спектру применения магнитного клина.

Просто заменив клиновой материал в двигателе, компания Toshiba значительно повысила эффективность преобразования энергии без необходимости изменения конструкции двигателя, тем самым сводя к минимуму затраты.

RSS
Нет комментариев. Ваш будет первым!
Загрузка...