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     高溫磁性材料-磁力軸承的關鍵
    雙擊自動滾屏 發布者:yhw 發布時間:2011-10-25 閱讀:78112

      高溫磁性材料,是開發各種新式武器裝備成功的關鍵。實現新動力系統(電動系統)的核心技術,包括高能量集成電源、起動器/發電機組內置的主推進發動機和非接觸磁力軸承。集成電源裝置的工作溫度,目前僅限于300℃/左右,但是,第二代電動航天飛機(MEAⅡ)到2005年打算工作在500~600℃內。德克薩斯大學奧斯汀機電中心(UT-CEM)正在為美國國防部的新型混合式電力作戰車輛研制武器系統脈沖電源用的飛輪交流發電機,以及電力投彈裝置用的裝置調整電源。這種交流發電機也是推進和全有源電磁懸浮系統用感應牽引電動機的電源,它們貯藏的能量每20000rpm達25MJ;間歇式工作的武器系統,須提供峰值功率5MW,連續功率達350kW,用于推進相關的負荷。高速發動機工作,可將起動器/發電機磁性材料的溫度推到400℃以上,并要求能承受825MPa應力。由于磁芯損耗和氣泵損耗,轉子材料的實際工作溫度還會受到自旋接入轉子產生的熱影響。高應力和高工作溫度,將會使機電元件產生蠕變變形。因此,電動系統要求高速起動器/發電機組并入主推動發動機內,并能夠在大應力、高溫、只有空氣冷卻的環境中工作, 還要用先進的磁力軸承,從總體上取得無潤滑無摩擦發動機的優點。

            美國三軍業務部門、NASA和航空工業部門都對磁力軸承很感興趣,特別強調高溫應用,因為他們打算把它作為未來氣輪發動機的部件(主軸);集成電源和較大型主推進發電機的轉子,都用磁力支撐,以消除摩擦和相應的磨損。用永磁體設計的軸承比只用軟磁材料的軸承體積小,重量輕,運轉功耗低。但是,現在永磁材料的工作溫度比軟磁材料低得多。而大型渦輪風扇發動機用后部徑向軸承要求最高工作溫度超過550℃,宇航動力系統中的旋轉貯能裝置,可能會始終在宇宙極端溫度下工作。

            此外,飛行控制用機電操縱系統和二次電源,也需要開發高溫磁性體,以優化飛行系統設計。美軍正積極開發高能武器。計劃到2030年消除對傳統軍火的需要。無論平臺是建在陸地還是建在海上或空中,這些武器都需要高功率、輕能源。隨著功率發生和貯能技術的進步,繼續改善日益增長的電功率發生、自起動能力、高速磁軸承運轉和機電元件的空氣冷卻,這些就成了關鍵問題。

            工作溫度較高的磁性材料,則有助于所有這一切的設計和改善。隨著軍事和民品機電應力的繼續發展,為了提高總體性能,對電力系統的要求還要提高。開發以更高速度和溫度的發電、配電和用電系統,這是一種十分明顯的發展趨勢。新的磁性材料系列,是能夠實現高檔應用的關鍵。

     
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