Sumitomo Electric разрабатывает электродвигатели со сверхпроводящей обмоткой с охлаждением жидким азотом для электромобилей

Компания Sumitomo Electric Industries Ltd. (SEI) недавно представила электромобиль, оборудованный экспериментальной моделью двигателя со сверхпроводящей обмоткой, охлаждаемой жидким азотом и основанной на высокотемпературных сверхпроводниках (ВТСП) собственного производства. Высокотемпературные сверхпроводники, охлаждаемые до температуры примерно - 200° C, могут обеспечить снижение электрического сопротивления почти до нуля. По утверждению представителей компании Sumitomo Electric, электромобили, оборудованные двигателями со сверхпроводящей обмоткой, охлаждаемой жидким азотом, могут служить на 13% дольше, чем электромобили с традиционными двигателями с обмоткой из медных проводов. В сентябре 2007 года японская исследовательская группа, в которую входили также специалисты компании Sumitomo Electric Industries и деятельность которой координировалась корпорацией IHI Corporation, представила новое изделие – двигатель мощностью 365 кВт со сверхпроводящей обмоткой, охлаждаемой жидким азотом, изготовленный с использованием высокотемпературных сверхпроводников типа DI-BSCCO на основе висмута производства компании Sumitomo Electric. Материал этих сверхпроводников: висмут – стронций – кальций – медь – кислород (Bi-Sr-Ca-Cu-O). Созданию этого двигателя предшествовала длительные исследования и напряжённая работа. В 2005 году японская исследовательская группа разработала магнитный токоприёмник (flux collector), основанный на идее приложения большого тока к обмотке при одновременном сокращении магнитного потока, и реализовала на практическом уровне первый в мире проект создания двигателя на основе ВТСП с охлаждением жидким азотом с использованием этого магнитного токоприёмника и сверхпроводников типа DI-BSCCO производства компании Sumitomo Electric. Затем группа работала над усовершенствованием двигателя с целью увеличения его мощности, и в результате этой работы был создан готовый к практическому применению двигатель мощностью 365 кВт на основе ВТСП. Основные отличительные характеристики 365-кВт ВТСП двигателя заключаются в следующем: - В других двигателях на основе ВТСП только катушка возбуждения (постоянного тока) представляет собой обмотку из высокотемпературных сверхпроводников. Команда специалистов японской исследовательской группы разработала вариант конструкции обмотки якоря с низкими потерями (переменного тока), применив магнитный токоприёмник. - При конфигурации с параллельным расположением ВТСП - катушек в них возникают неравномерные распределения токов. - В конструкциях ВТСП - двигателей более ранних разработок был необходим механизм, обеспечивающий циркуляцию охлаждающего средства через вал электродвигателя. А в ВТСП - двигателе, разработанном японской исследовательской группой, имеются стационарные сверхпроводящие якорные обмотки, и в системе охлаждения не задействован вал. Новая конструкция позволяет последовательно соединить два двигателя с использованием обоих концов вала, что обеспечивает повышение мощности двигателя. В настоящее время группа японских специалистов работает над созданием сверхпроводящей силовой установки для непосредственного привода воздушных / гребных винтов противоположного вращения, которая представляет собой последовательное соединение недавно созданного 365-кВт ВТСП - двигателя с разработанным в 2006 году 50-кВт ВТСП - двигателем. Представители компании Sumitomo Electric Industries считают, что в ближайшее время будут разработаны более мощные установки (до 2 500 кВт) на основе этой ВТСП - системы, которые найдут применение в секторе оборудования для морских судов (двигатели для морских судов). Японская группа включала следующие компании (в алфавитном порядке): Fuji Electric Systems Co., Ltd.; Hitachi, Ltd.; IHI Corporation; Nakashima Propeller Co., Ltd.; Niigata Power Systems Co., Ltd.; Sumitomo Electric Industries, Ltd.; Taiyo Nippon Sanso Corporation; и Университет Фукуи - University of Fukui (профессор Хидехико Сугимото - Prof. Hidehiko Sugimoto). В настоящее время компания Sumitomo Electric также разрабатывает системы ВТСП – двигателей для применения в лёгких транспортных средствах. Будет также продолжена работа над усовершенствованием экспериментального двигателя для электромобилей, предназначенного для применения в пассажирском транспорте облегчённого типа. Ведутся исследования и разработки в области электродвигателей со сверхпроводящей обмоткой для автобусов и большегрузных самосвалов и грузовых машин. По прогнозам представителей компании, такие двигатели будут созданы и готовы к практическому использованию в течение ближайших десяти лет.