Специалисты Ашинского металлургического завода совместно с командой разработчиков Передовой инженерной школы «Моторы будущего» (ПИШ) Уфимского университета науки и технологий создали решение, которое позволит повысить коэффициент полезного действия (КПД) серийных электродвигателей. Исследователи успешно завершили начатую два года назад разработку технологии применения аморфной ленты в производстве магнитопроводов для них. По мнению экспертов, она может стать прорывной и изменить всю отрасль.
Электродвигатели «съедают» почти половину мировой электроэнергии. Даже небольшое повышение их эффективности сэкономит миллиарды киловатт-часов. Магнитопроводы из аморфной ленты Ашинского завода превосходят изделия из традиционной стали по трем ключевым параметрам. Они имеют меньше электромагнитных потерь, легче и компактнее, что делает их более предпочтительными для авиации и портативной электроники, а также производят меньше шума и вибраций, что крайне важно для медицинских приборов и высокоточной аппаратуры. При этом энергоэффективные двигатели имеют более длительный срок службы из-за относительно низкой рабочей температуры.
«Данная разработка, основанная на общемировом тренде на энергосбережение и развитие энергосберегающих технологий, открывает дорогу целому ряду новых энергоэффективных 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 новое решение, способное изменить всю отрасль электротехники», - подчеркивает генеральный директор Ашинского метзавода Константин Бакин.
На первом этапе работы 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, весит легче и работает практически бесшумно. Эти выводы подтвердили целесообразность и перспективность дальнейших разработок.
Далее испытатели оптимизировали конструкцию электродвигателей. По чертежам ПИШ, разработанным под руководством доктора технических наук, профессора Вячеслава Вавилова, специалисты завода создали опытные магнитопроводы из аморфной ленты. Затем по уникальной технологии, созданной университетом, была выполнена сборка опытной электрической машины и проведены стендовые испытания.
Оказалось, что в сравнении с прототипом в опытных двигателях достигнута большая скорость вращения вала, за счет чего мощность двигателя увеличилась на 25%. Вследствие меньшей индуктивности и сопротивления сократились потери на обмотке, в том числе в режиме холостого хода – это увеличило КПД на 4%. 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.
Южнуральским проектом уже заинтересовалось одно из предприятий Концерна «Радиоэлектронные технологии». На переговорах на уровне руководителей предприятий обсуждались шаги, которые необходимо предпринять для достижения практически значимых результатов. Совместная работа ученых, производителя и потребителя позволит создать полноценную технологическую цепочку и быстро внедрить разработку в реальное производство.
Массовый выпуск магнитопроводов из аморфных материалов для электродвигателей расширит ассортимент продукции Ашинского металлургического завода и приблизит Россию к лидерству на рынке энергоэффективных решений, где пока доминируют азиатские и европейские производители.
