常温超导体!将给电机带来怎样的革新?
电机作为电器或各种机械的动力源,对人类的发展起到了重要的作用。如果常温超导技术得以实现,将直接促进电机技术的进步,有助于提高电机效率,实现更大的功率以及降低电机成本。
目前,电机的损耗主要由定子铜耗、转子铜耗、铁损耗、风摩损耗和杂散损耗组成。定子铜耗是指流过定子绕组的电流在导线电阻上产生的损耗。转子铜耗是指流过转子绕组的电流在导线电阻上产生的损耗,通俗的说,就是转子电阻的热损耗。铁损耗是指在发电机中电枢铁心在磁场中旋转时,硅钢片中的涡流与磁滞损耗。风摩损耗主要指转子和空气接触摩擦,轴承摩擦等损耗。杂散损耗包括空载和负载杂散损耗。
常温超导技术可以实现电机零损耗,从而提高电机效率。据了解,超导线材具有抗磁性特点,定子采用去铁芯设计,并在超导线上外镀17种微量元素合金膜,以实现高频电流通过时形成的集肤效应,呈现高频超导特性。因此,定子没有铜损耗、涡流损耗、磁滞损耗和磁饱和损耗。
而转子采用高内阻的超强永磁体,以保持不失磁状态,因此也没有转子的涡流损耗、谐波损耗和励磁损耗。有关数据表明,电机损耗占比大概为铁耗为26%,定子I^2R损耗为33%,转子I^2R损耗为16%,风摩耗为15%,杂散耗为10%。
如果常温超导技术应用到电机上,可以轻松做到温升低、噪音小、扭矩比同功率电机大,效率曲线近似于水平直线,效率值可稳定在97%-99%以上——也就是说超强性能的磁悬浮列车和宇宙飞船不再是梦想。
常温超导技术怎么使电机效率提高到99%?猎迅电机直流无刷技术研发创始人常桂春表示:“超导材料可以实现零损耗,室温超导体实现了在室温下导电材料的阻抗为0,不受磁场影响。常温超导如应用在电机上,可以将效率提高到99.9%及以上。带来的效益是电机体积小了、功率比大大提高、热量小了、更省电了等等。常温超导材料替代电机中的线圈将会给电机效率带来极大优势。”
通过随后采访德昌电机等行业人士,也得到了同样的答案。多位业内权威人士多表明,常温超导材料要是实现了,常温超导材料会在电机绕组产生替代。