Rewelacyjne przekładnie magnetyczne

Rewelacyjne przekładnie magnetyczne

Magnomatics, związana z Sheffield University firma oferująca nowatorskie przekładnie dla dużych momentów, silniki i generatory, jest lideruje konsorcjum, które buduje napędy elektryczne o dużym, zwartym momencie dla pojazdów komercyjnych.

Firma przekonuje, że jej technologia jest stworzona dla takich aplikacji, jak turbiny wiatrowe, samochody hybrydowe, jednostki powietrzne, czy agd i znalazła zastosowanie we wspieranym przez rząd programie ‘Low Carbon Vehicles Integrated Delivery Programme’.

Celem tego projektu jest zbudowanie nowego bezszczotkowego silnika elektrycznego z magnesami trwałymi, który wraz ze zintegrowaną magnetyczną przekładnią stanowić ma napęd silników hybrydowych, autobusów i pojazdów budowlanych.

Konsorcjum, w skład którego wchodzą również Kollmorgan Corporation, Magnet Applications oraz Volvo Group, zbuduje dwa pojazdy demonstracyjne.

Magnomatics twierdzi, że jego pseudo bezpośredni napęd (PDD) może przezwyciężyć wreszcie wady mechanicznych przekładni w silnikach elektrycznych. W silnikach konwencjonalnych, względnie mały moment ograniczony jest przez obciążenie elektryczne i magnetyczne. Technologia Magnomatics łączy duży moment z magnetyczną przekładnią w jednej zintegrowanej maszynie oferującej duży, zwarty moment. według zapewnień firmy, technologia ta pozwala osiągnąć największy zwarty moment spośród maszyn elektrycznych, nawet 120 kiloniutonów na metr sześcienny. Możliwy jest zarówno pseudo bezpośredni napęd o niskiej prędkości i dużym momencie, jak i wysokiej prędkości i małym momencie.

Kolejna zaletą nad konwencjonalnymi silnikami jest mniejszy rozmiar, tańsza eksploatacja, większa niezawodność i efektywność. Niewielkie obciążenie elektryczne likwiduje do tego konieczność dodatkowego chłodzenia. Technologia napędu Magnomatics dysponuje również samoistną ochronę przed przeciążeniem momentem, wysokim współczynnikiem mocy oraz możliwością napędzania dwóch wałków wyjściowych z różną prędkością. Silnik wykorzystuje magnesy z pierwiastków ziem rzadkich o dużej energii. Przekładnia magnetyczna przenosi moment pomiędzy dwom obracającymi się wałkami poprzez szczelinę. Taka fizyczna szczelina pomiędzy wałkiem wejściowym i wyjściowym tworzy wiele zalet w porównaniu z klasycznymi, mechanicznymi przekładniami. Nie wymagają one smarowania, ani chłodzenia elementów przenoszących moment. Nie generują one wibracji, ani hałasu i są względnie odporne na uszkodzenia pochodzące z przeciążenia, czy zanieczyszczeń, które dostają się w tryby.

Magnomatics wykorzystuje układ trzech koncentrycznie ułożonych cylindrycznych elementów: dwóch wirników o różnej liczbie biegunów oraz pierścienia pośredniego o stałych biegunach magnetycznych, modulujących pole magnetyczne. Stałe magnesy są w magnetycznej przekładni wykorzystywane właśnie do przenoszenia momentu pomiędzy wałkiem wejściowym i wyjściowym.

Przełożenie przekładni zależy od budowy obwodu magnetycznego. Typowe przekładnie magnetyczne mają efektywność na poziomie 99 procent, przy zwartym momencie na poziomie 150 kiloniutonów na metr sześcienny, co czyni jej porównywalnymi z dwu- i trzy-stopniowymi przekładniami ślimakowymi.

Twórcy przekonują, że ich magnetyczne przekładnie mają ogromy potencjał w wielu dziedzinach, począwszy od lekkich komponentów do samochodów F1, po elementy turbin wiatrowych.

(lk)