На Ашинском металлургическом заводе открыли способ увеличить эффективность электродвигателей, который может изменить всю отрасль. Секрет в том, чтобы производить магнитопроводы для двигателей не из стали, как это принято сейчас, а из аморфной ленты. Эксперты уверены, что новая технология может стать по-настоящему прорывной и сэкономить человечеству миллиарды киловатт-часов.
Именно электродвигатели «съедают» почти половину мировой электроэнергии, и даже небольшое повышение их эффективности дает потрясающий результат. По сравнению с магнитопроводами из традиционной стали аналоги из ашинской аморфной ленты имеют меньше электромагнитных потерь, они легче и компактнее, что делает их более предпочтительными для авиации и портативной электроники. При этом они производят меньше шума и вибраций, что крайне важно для медицинских приборов и высокоточной аппаратуры. Кроме того, энергоэффективные двигатели из-за относительно низкой рабочей температуры служат гораздо дольше и реже ломаются.
Над тем, как повысить КПД серийных электродвигателей, специалисты «Ашинского метзавода» задумались два года назад, а разрабатывать технологию начали вместе с командой ученых из передовой инженерной школы «Моторы будущего» Уфимского университета науки и технологий.
Сначала инженеры испытали прототипы, заменив стальные детали в двигателях беспилотников и газотурбинных установок на аморфные. Испытания подтвердили: двигатель запускается, работает под нагрузкой и не перегревается – все как с обычной сталью. Но при этом теряет меньше энергии, более легкий по весу и работает практически бесшумно.
Тогда разработчики решили оптимизировать конструкцию электродвигателей, создав опытные образцы из аморфной ленты. Затем по уникальной технологии, разработанной университетом, собрали опытную электромашину и провели стендовые испытания.
Оказалось, что в сравнении с прототипом в опытных двигателях достигнута большая скорость вращения вала, за счет чего мощность двигателя увеличилась на 25 процентов. Из-за меньшей индуктивности и сопротивления сократились потери на обмотке, в том числе в режиме холостого хода, что увеличило КПД на 4 процента. Опытные двигатели проще по конструкции и не имеют датчиков положения ротора, поэтому ожидаемая длительность безотказной работы у них больше. А упрощенная форма деталей требует меньше операций при изготовлении, сокращает время сборки и снижает расход материалов, что уменьшает себестоимость изделия в целом.
– Наша разработка, основанная на общемировом тренде на развитие энергосберегающих технологий, открывает дорогу целому ряду новых эффективных решений для самых разных отраслей промышленности. И мы всерьез рассчитываем, что это только начало. Наш проект – пример успешного сотрудничества науки и производства, когда специалистам удалось не просто улучшить существующие технологии, а создать принципиально новый подход, способный изменить всю отрасль электротехники, – считает генеральный директор «Ашинского метзавода» Константин Бакин.
Южноуральским проектом уже заинтересовалось одно из предприятий концерна «Радиоэлектронные технологии». Сейчас решается вопрос о запуске серийного производства.