常溫超導!科幻片里面的場景要實現了?看電機行業人士如何說?
如果你需要從廣州乘坐綠皮火車前往西藏,那么便會經歷一段長達52個小時的旅途。我們時常想象,如果火車能變得像飛機一樣快,那將是多么理想的狀態。
而現在,這不僅有可能實現,甚至有機會達到比更快的速度。
最近,中美俄的實驗室同日復現出了LK-99超導晶體。這意味著,未來一小時飛行兩千公里的磁懸浮列車不再是遙不可及的夢想。這項技術甚至可以用于制造宇宙飛船,加速我們對宇宙的探索速度。
超導體與普通導電體材料相比最大的不同就是具有“零電阻”和“完全抗磁性”兩個特性,當電流通過它,無論超導材料有多長,都不會在超導材料內發生任何損耗,實際應用的潛力非常可觀。
如果常溫超導技術能夠得以廣泛應用,所有電氣化的設備和工藝都將迎來一次爆炸性的革命,意義堪稱第四次工業革命——電動機、發電機、變壓器等設備都將由此產生深刻的變革。
常溫超導技術的實現將會對電機技術帶來怎樣的革新?
電機作為電器或各種機械的動力源,對人類的發展起到了重要的作用。如果常溫超導技術得以實現,將直接促進電機技術的進步,有助于提高電機效率,實現更大的功率以及降低電機成本。
目前,電機的損耗主要由定子銅耗、轉子銅耗、鐵損耗、風摩損耗和雜散損耗組成。定子銅耗是指流過定子繞組的電流在導線電阻上產生的損耗。轉子銅耗是指流過轉子繞組的電流在導線電阻上產生的損耗,通俗的說,就是轉子電阻的熱損耗。鐵損耗是指在發電機中電樞鐵心在磁場中旋轉時,硅鋼片中的渦流與磁滯損耗。風摩損耗主要指轉子和空氣接觸摩擦,軸承摩擦等損耗。雜散損耗包括空載和負載雜散損耗。
常溫超導技術可以實現電機零損耗,從而提高電機效率。據了解,超導線材具有抗磁性特點,定子采用去鐵芯設計,并在超導線上外鍍17種微量元素合金膜,以實現高頻電流通過時形成的集膚效應,呈現高頻超導特性。因此,定子沒有銅損耗、渦流損耗、磁滯損耗和磁飽和損耗。而轉子采用高內阻的超強永磁體,以保持不失磁狀態,因此也沒有轉子的渦流損耗、諧波損耗和勵磁損耗。有關數據表明,電機損耗占比大概為鐵耗為26%,定子I^2R損耗為33%,轉子I^2R損耗為16%,風摩耗為15%,雜散耗為10%。
如果常溫超導技術應用到電機上,可以輕松做到溫升低、噪音小、扭矩比同功率電機大,效率曲線近似于水平直線,效率值可穩定在97%-99%以上——也就是說超強性能的磁懸浮列車和宇宙飛船不再是夢想。
常溫超導技術怎么使電機效率提高到99%?大洋電機直流無刷技術部經理朱小康表示:“超導材料可以實現零損耗,室溫超導體實現了在室溫下導電材料的阻抗為0,不受磁場影響。常溫超導如應用在電機上,可以將效率提高到99.9%及以上。帶來的效益是電機體積小了、功率比大大提高、熱量小了、更省電了等等。常溫超導材料替代電機中的線圈將會給電機效率帶來極大優勢。”
記者通過隨后通過采訪德昌電機等行業人士,也得到了同樣的答案。多位業內權威人士多表明,常溫超導材料要是實現了,常溫超導材料會在電機繞組產生替代。
常溫超導能否實現?行業教授與業內人這么說
關于常溫超導體材料能否實現,浙江大學教授、博導盧琴芬表示:“目前,這個常溫超導材料還未被完全驗證。就算某些實驗,常溫超導材料的樣本量也很小,從理論上來講,常溫超導這個實驗是片面的,所以還是存在很多的不確定性。對于這個技術還是處于觀望狀態。”
臥龍電氣電機本體及配件研發工程師楊品也表示:”如果說這個超導技術實現了的話,肯定是具有時代意義的,因為常溫超導技術不止應用在電機上,在其他傳導方面都將會有一個很大的變革。作為應用端的話,常溫超導技術要是能實現,那就是希望可以用。但是現階段的話,這個常溫超導技術還存在未知。”
總的來說,常溫超導技術有可能引發電動機和磁懸浮列車等領域的革命性變化,但常溫超導技術目前還屬于一個實驗階段,需要經過更多的研究和驗證才能普及。我們對未來充滿信心,同時也需要警惕科技進步可能帶來的挑戰。讓我們期待科學家們在這方面取得更多突破,為我們的生活帶來更大的便利和效率。
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審核編輯:湯梓紅
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