Nowa izolacja silnikowa podwoi ich żywotność

Nowa izolacja silnikowa podwoi ich zywotność

Japońscy naukowcy opracowali nowy materiał izolacyjny na uzwojenia silnika, który pozwala silnikowi pracować z pełną mocą ponad dwa razy dłużej niż dotychczas, dzięki konwencjonalnym izolacjom. Nowy materiał jest również w stanie poprawić sprawność silnika o około 1%.

Badacze z Nippon Kayaku oraz Japan Aerospace Exploration Agency (JAXA) stworzyli nowy materiał przede wszystkim z myślą o silnikach używanych w awionice. Silniki elektryczne podczas startu mogłyby być obciążane przez dłuższy czas. Mimo to, technologia znajdzie zastosowanie także w aplikacjach przemysłowych i motoryzacyjnych.

W dotychczasowych silnikach, tzw. straty miedzi stanowią znacząca część całkowitych strat energii silnika. Cewki są trudne do ochłodzenia, a rezystancja cewki wzrasta wraz z temperaturą. W rezultacie prąd elektryczny mogący przez nie przepłynąć jest ograniczony, a maksymalna moc zmniejszona. Często dochodzi do przepalenia cewek.

Kontrolowanie wzrostu temperatury jest wyzwaniem przy podjęciu próby zwiększenia mocy silnika. Zwykle problem ten rozwiązany jest poprzez ograniczenie czasu, jaki silnik może przepracować z pełną mocą, przewymiarowanie silnikabądź wprowadzenie dodatkowego układu chłodzenia.

W przypadku silników stosowanych do napędu pojazdów elektrycznych, ograniczenie ich mocy maksymalnej do 30 sekund ciągłego użycia nie wpływa na jakość jazdy. Silniki stosowane do napędu elektrycznego w samolotach muszą, jednak wytrzymywać pełną moc nawet przez pięć minut. Nowy materiał izolacyjny jest w stanie sprostać tym wymaganiom.

W swoich dążeniach do opracowania małego, wysokowydajnego silnika lotniczego, JAXA szukała materiału powłoki cewki, który jest trwały, zapewnia dobrą izolację oraz poprawia przewodność cieplną. W tym samym czasie, Kayaku rozwijało prace nad termoprzewodzącymi materiałami izolacyjnymi, które mogą być stosowane w temperaturach 250°C przy zapewnieniu dobrych właściwości cieplnych i przyczepności.

W 2011 roku, Kayaku oraz JAXA rozpoczęły pracę nad wspólnym projektem rozwoju materiałów izolacyjnych cewek dla silników lotniczych.

Powstała dzięki badaniom izolacja stworzona jest na bazie reaktywnych żywic poliamidowych odpornych na wysoką temperaturę. Nanoszenie powłoki odbywa się w temperaturze 100–150°C.

Według wynalazców, nowa izolacja może być wykorzystana do produkcji silników i maszyn o większej mocy niż analogiczne z konwencjonalną ochroną uzwojeń.

Testy przeprowadzone przez JAXA wykazały, że silnik z ich izolacją jest w stanie pracować z pełną mocą przez 180 sekund, przy 85 sekundach osiąganych przez dotychczasowe konstrukcje.

Po zmianie izolacji, wydajność silnika wzrosła ponadto z 92% na 93%. Opór cieplny między cewką a powietrzem został zredukowany o 30%.

Japończycy spodziewają się, że technologia, oprócz przemysłu lotniczego, znajdzie zastosowania w dużych pojazdach, takich jak autobusy i ciężarówki. Swojego miejsca mogą szukać również w aplikacjach przemysłowych wymagających silników dużej mocy.

(rr)