Создана технология для исключения потерь в электродвигателях
АРХАНГЕЛЬСК, 6 марта. /ТАСС/. Специалисты Северного Арктического федерального университета (САФУ) в Архангельске разработали и запатентовали технологию, исключающую потери в обмотках электрических двигателей, сообщает пресс-служба университета. Разработка необходима, чтобы продлить время работы сверхпроводящей обмотки без необходимости подзарядки от внешних источников питания.
"Сотрудники САФУ разработали и запатентовали конфигурацию сверхпроводящих обмоток, позволяющую избежать потери энергии в местах спаев. Разработка САФУ коренным образом изменит энергосистемы во всех областях, где применяются сверхпроводящие обмотки: электромагниты в крупных научных установках, накопители энергии для стабилизации энергосети, магнитно-резонансная томография, скоростные поезда на магнитной подушке, сверхпроводниковые электрические машины для авиации, судов и ветроэнергетических установок", - указано в сообщении.
Известные ранее способы создания сверхпроводящих замкнутых магнитных обмоток имеют недостаток: в контактных соединениях происходят потери энергии. Разработка САФУ выполнена без контактных соединений, что позволяет полностью исключить активное сопротивление обмотки и затухание тока. Ток в обмотку вводят без физического контакта методом магнитной индукции, подавая на нее магнитное поле. Для этого катушку помещают в охлаждающую среду жидкого азота или гелия с температурой ниже 180 градусов.
"В отличие от обычных способов подачи тока, где можно передать только ту мощность, которая есть в источнике, с помощью особого магнитного поля можно "накачивать" ток до достижения критического значения (у сверхпроводника это значение в сотни раз превышает номинальный ток медных проводников). Можно ввести ток в обмотку один раз, и он будет бесконечно долго циркулировать в ней, превращая обмотку в сверхмощный электромагнит или накопитель магнитной энергии", - цитирует пресс-служба автора патента, ассистента кафедры электроэнергетики и электротехники Высшей школы энергетики нефти и газа САФУ Бориса Кузнецова.
Технология может быть использована при создании генератора для ветроэнергетической установки или двигателя для самолета со сверхпроводниковым ротором. "Сверхпроводниковые электрические машины гораздо меньше и легче традиционных аналогов с медными обмотками с сопоставимой мощностью. Машина получается легче и мощнее, так как для создания магнитной силы не требуется сталь в роторе, а интенсивность магнитного поля может получиться выше, чем при использовании тяжелых постоянных магнитов. Обмотки возбуждения, в которых не происходят потери тока, позволят избавиться от контактных колец и щеток для подпитки, что существенно повысит надежность и уменьшит потери, а главное, позволит машинам дольше работать, что благоприятно скажется на экологии", - объяснил Кузнецов.
Практическое применение
Сверхпроводниковые двигатели и генераторы нужны в отраслях, где требуется больше энергии, чем способны производить или передавать традиционные электрические машины с медными обмотками или постоянными магнитами при ограниченных габаритах и массе машины. Появление обмотки с нулевыми потерями тока будет важно при освоении Арктики, на Северном морском пути, для работы космических аппаратов и в других отраслях, где требуется интенсивное магнитное поле или накопление энергии.