汽车是如何工作的?电动机是将电能转换成机械能的机器使用磁力。当电流通过线圈是一个磁场,将力量,创建或转矩,使循环旋转。在汽车,这是传输到轴旋转运动。这旋转能量然后用于有用的工作形式的机械功率。工业汽车用于运行泵、粉丝、压缩机以及设备制造材料的处理和加工。app亚博体育亚博网站下载船用推进发动机用于推动商船和战舰。 现代传统交流的基本特征(交流电)和直流(直流)电动马达设计首先在1890年代,和底层技术在过去的五十年里没有发生重大的改变。尽管经历长时间的汽车一直在发展,汽车仍远非完美高效的电气机械能量转换器。失去动力的主要原因在汽车来自导线的电阻和机械摩擦。 由电动机能耗据美国能源部,汽车占所有的70%由国内制造业能源消耗和使用超过55%的总电能产生在美国。大型电动机,那些超过1000马力,消耗超过25%的总生成的电能。今天除了一些微小的例外,几乎所有游轮了电推进,和许多其他类型的商船和战舰也采用海洋汽车作为主要的动力来源。 超导电机与传统电机吗?超导电机是新类型的交流同步电机,采用高温超导线圈(高温超导体)代替传统的铜线圈。因为高温超导线可以携带电流显著高于铜线,这些线圈能产生更强大的磁场在给定体积的空间。 超导电机的优点更紧凑的尺寸线圈设计的进步使超导机匹配同样额定传统电动机的输出功率大小和重量的三分之一。超导电机的紧凑、体积小、性质允许他们以较低的成本生产比传统的汽车。 此外,替代传统的铜转子绕组与非耐药结核杆菌高温超导线圈导致大幅减少电力损失转子。电动机的转子电流增加的结果最终增加功率密度(因此较小的大小)。高温超导电动机的明显更轻,尺寸更小,因此可以利用新的和创新的方法。此外,电动机的效率提高导致较低的运营成本比传统汽车。 降噪高温超导交流同步电机也没有铁牙的电枢(定子绕组),不仅贡献较小、重量轻,而且消除电机噪声的重要来源。 潜在的节省能源作为一个例子的储蓄会导致大型高温超导电机的使用,一个5兆瓦的效率增加了1%(约6500马力)电机,运行7 x 24,将导致每年将节省超过430000千瓦时的电力。 在哪里以及如何将超导汽车被使用?高温超导电动机将参加大型商用汽车市场(1000马力以上)。这些汽车是理想用于泵、风扇、压缩机、鼓风机、皮带传动,公用事业和工业客户,尤其是那些需要连续操作。他们将适合大型流程工业如钢铁铣、纸浆和纸张加工、化工、石油和天然气精炼、采矿和其他重型应用程序。高温超导电机的一个重要和快速增长的使用将在交通应用中,尤其是海军和商船推进,大小和重量储蓄将提供一个关键好处通过提高设计的灵活性和开放为其他使用有限的空间。海洋工程“革命”发生海事行业的今天,越来越多的船只正在建设与推进电机作为他们的主要联系方式是电力推进的好处被验证和新类型的创新将介绍了电力推进船舶设计。 什么市场潜力?据估计,全球可寻址的大型工业汽车市场每年超过12亿美元。高温超导电机将提供一个有吸引力的经济替代传统汽车由于其较低的第一(收购)成本和正在进行的(操作)降低成本。电动船用推进市场的强劲增长约2.5亿美元。一些研究表明,这个市场将在未来十年翻两番。超导专业汽车将成为利基应用特别有吸引力大小和重量因素发挥作用。 的好处是什么?
•低首——因为节省材料和劳动力成本,超导电机制造成本低于传统的同行。亚博网站下载 •低运营成本——一个高温超导同步电机已大大减少损失,产生显著每年节省电力消耗。连续工作循环马达,效率增加百分之十一会导致数千美元每年节省能源。 •减少振动和噪声,消除定子铁齿的结果在一个轻量级的电动机,拥有安静和平稳操作。 •更小的尺寸和重量,超导电机的紧凑设计将促进放置在交通应用程序空间和/或重量是溢价,以及工业设施的升级,增加了电力需求与有限的空间可用性冲突。 •增加稳定——超导汽车更加电稳定在比传统汽车,因为他们在小负载瞬变角度(15度与70度的常规电动机)和有一个更高的峰值扭矩能力(~ 300%)。因此,电动机可以承受大瞬变或振荡力矩没有失去同步转速。高温超导的机器不需要快速场强迫在快速负载变化或瞬变与传统机器这是常有的事。 •更快的交付和安装——超导电机的较小规模将使他们能够生产并直接运往客户没有昂贵的拆卸和随后的现场维护和测试。也可以建立汽车5000马力,1800 rpm NEMA(国家设备制造商协会)尺寸的连续生产线。app亚博体育船用推进发动机可以安装船的船体外部“推进推进器”(或豆荚,图1),这可能会大大降低造船成本,缩短施工时间。这些优势将会减少交货交货期和降低管理费用。吊舱式推进的应用提供更大的水力效率,减少运营费用。
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图1所示。Pod-type汽车海洋船只。 |
超导电机类型超导技术将被用于各种电机的设计。工业高温超导电机为恒速应用程序设计。他们将在1800或3600 rpm。 船用推进,高扭矩,低速设计是青睐。这些汽车将被设计运行变量速度低于200 rpm。 总结今天的汽车基本上类似于电机设计在一个世纪以前,和汽车制造业只有增量改善产品设计在过去的五十年。高温超导的出现创造了机会,在大型汽车的技术飞跃。的巨大成本,尺寸、重量和效率的好处超导机器将显著改变的动力汽车制造业和汽车终端用户市场。 |