Новая технология САФУ исключит потери энергии в сверхпроводящих обмотках
Архангельск, 11 мар - ИА Neftegaz.RU. Специалисты Северного Арктического федерального университета (САФУ) в Архангельске представили инновационную разработку, способную исключить потери энергии в обмотках электрических двигателей.
Об этом сообщила пресс-служба университета.
Патент на новую технологию уже получен.
Основная цель разработки - продлить время работы сверхпроводящей обмотки без необходимости подключения к внешним источникам питания.
С помощью новой конфигурации сверхпроводящих обмоток, разработанной и запатентованной САФУ, удалось избежать потерь энергии в местах спаев.
Эта разработка сможет существенно изменить различные сферы, где применяются сверхпроводящие обмотки, - электромагниты в крупных научных установках, накопители энергии для стабилизации энергосетей, магнитно-резонансная томография, скоростные поезда на магнитной подушке, а также сверхпроводниковые электрические машины для авиации, судов и ветроэнергетических установок.
Ранее использовавшиеся технологии создания замкнутых магнитных обмоток имели существенный недостаток: в местах контактных соединений происходили потери энергии.
Разработка САФУ исключает необходимость контактных соединений, что позволяет полностью устранить активное сопротивление обмотки и затухание тока.
В данной технологии ток подается в обмотку без физического контакта, с использованием метода магнитной индукции, путем создания магнитного поля.
Для этого катушка помещается в охлаждающую среду из жидкого азота или гелия, температура которой ниже -180.
В отличие от традиционных методов подачи тока, где мощность ограничена возможностями источника, с помощью специального магнитного поля можно накачивать ток до критического значения.
Для сверхпроводников это значение может быть в сотни раз выше, чем у медных проводников.
Ток, введенный в обмотку один раз, способен бесконечно долго циркулировать в ней, превращая обмотку в мощный электромагнит или накопитель магнитной энергии, - пояснил Б. Кузнецов, ассистент кафедры электроэнергетики и электротехники Высшей школы энергетики нефти и газа САФУ и автор патента.
Новая технология может быть применена при создании генераторов для ветроэнергетических установок или двигателей для самолетов с использованием сверхпроводниковых роторов.
Сверхпроводниковые электрические машины значительно легче и компактнее традиционных аналогов с медными обмотками при сопоставимой мощности.
Они не требуют использования стали в роторе для создания магнитной силы, а интенсивность магнитного поля может быть выше, чем при применении тяжелых постоянных магнитов.
Обмотки, в которых отсутствуют потери тока, позволяют отказаться от контактных колец и щеток для подпитки, что повышает надежность, уменьшает потери энергии и увеличивает срок работы таких машин, что положительно сказывается на экологии.
Сверхпроводниковые двигатели и генераторы особенно востребованы в отраслях, где требуется больше энергии, чем могут обеспечить традиционные электрические машины с медными обмотками или постоянными магнитами, при ограниченных размерах и массе.
Разработка САФУ, будет иметь большое значение для освоения Арктики, использования Северного морского пути, работы космических аппаратов и других сфер, где необходимы интенсивное магнитное поле или накопление энергии.
Об этом сообщила пресс-служба университета.
Патент на новую технологию уже получен.
Основная цель разработки - продлить время работы сверхпроводящей обмотки без необходимости подключения к внешним источникам питания.
С помощью новой конфигурации сверхпроводящих обмоток, разработанной и запатентованной САФУ, удалось избежать потерь энергии в местах спаев.
Эта разработка сможет существенно изменить различные сферы, где применяются сверхпроводящие обмотки, - электромагниты в крупных научных установках, накопители энергии для стабилизации энергосетей, магнитно-резонансная томография, скоростные поезда на магнитной подушке, а также сверхпроводниковые электрические машины для авиации, судов и ветроэнергетических установок.
Ранее использовавшиеся технологии создания замкнутых магнитных обмоток имели существенный недостаток: в местах контактных соединений происходили потери энергии.
Разработка САФУ исключает необходимость контактных соединений, что позволяет полностью устранить активное сопротивление обмотки и затухание тока.
В данной технологии ток подается в обмотку без физического контакта, с использованием метода магнитной индукции, путем создания магнитного поля.
Для этого катушка помещается в охлаждающую среду из жидкого азота или гелия, температура которой ниже -180.
В отличие от традиционных методов подачи тока, где мощность ограничена возможностями источника, с помощью специального магнитного поля можно накачивать ток до критического значения.
Для сверхпроводников это значение может быть в сотни раз выше, чем у медных проводников.
Ток, введенный в обмотку один раз, способен бесконечно долго циркулировать в ней, превращая обмотку в мощный электромагнит или накопитель магнитной энергии, - пояснил Б. Кузнецов, ассистент кафедры электроэнергетики и электротехники Высшей школы энергетики нефти и газа САФУ и автор патента.
Новая технология может быть применена при создании генераторов для ветроэнергетических установок или двигателей для самолетов с использованием сверхпроводниковых роторов.
Сверхпроводниковые электрические машины значительно легче и компактнее традиционных аналогов с медными обмотками при сопоставимой мощности.
Они не требуют использования стали в роторе для создания магнитной силы, а интенсивность магнитного поля может быть выше, чем при применении тяжелых постоянных магнитов.
Обмотки, в которых отсутствуют потери тока, позволяют отказаться от контактных колец и щеток для подпитки, что повышает надежность, уменьшает потери энергии и увеличивает срок работы таких машин, что положительно сказывается на экологии.
Сверхпроводниковые двигатели и генераторы особенно востребованы в отраслях, где требуется больше энергии, чем могут обеспечить традиционные электрические машины с медными обмотками или постоянными магнитами, при ограниченных размерах и массе.
Разработка САФУ, будет иметь большое значение для освоения Арктики, использования Северного морского пути, работы космических аппаратов и других сфер, где необходимы интенсивное магнитное поле или накопление энергии.