美國(guó)軍工巨頭之一的諾思羅普·格魯曼公司已經(jīng)成功地為美國(guó)海軍測(cè)試過最強(qiáng)大的電動(dòng)機(jī),是世界上第一個(gè)36.5兆瓦(4.9萬(wàn)馬力)高溫超導(dǎo)體(HTS)船舶推進(jìn)電機(jī),是美國(guó)海軍功率等級(jí)測(cè)試記錄的兩倍。
該電機(jī)采用高溫超導(dǎo)線材的線圈,其負(fù)載能力是同類銅線的150倍,比傳統(tǒng)電機(jī)的一半還小。這將有助于使新船更省油,并騰出空間用于額外的作戰(zhàn)能力。
該系統(tǒng)是根據(jù)美國(guó)海軍研究局的一項(xiàng)合同設(shè)計(jì)和建造的,目的是證明高溫超導(dǎo)電機(jī)作為未來海軍全電動(dòng)船舶和潛艇的主要推進(jìn)技術(shù)的有效性。海軍海洋系統(tǒng)司令部(NAVSEA)資助并領(lǐng)導(dǎo)了該電動(dòng)機(jī)的成功測(cè)試。
美國(guó)海軍已投資1億多美元開發(fā)高溫超導(dǎo)技術(shù),這不僅為海軍艦艇的使用鋪平了道路,也為商業(yè)船只,如油輪和液化天然氣(LNG)油輪鋪平了道路,這些船舶也可以利用高溫超導(dǎo)發(fā)動(dòng)機(jī)的空間和效率效益。
負(fù)載測(cè)試演示了電機(jī)在海上為船只供電時(shí)在受力和運(yùn)行條件下的表現(xiàn)。電機(jī)的最后開發(fā)階段為工程師和船舶推進(jìn)集成商提供了有關(guān)新超導(dǎo)體電機(jī)的設(shè)計(jì)方案和運(yùn)行特性的重要信息。
值得注意的是,由美國(guó)超導(dǎo)公司開發(fā)的高溫超導(dǎo)電機(jī)在基本電機(jī)技術(shù)方面沒有重大變化。這些機(jī)器以與傳統(tǒng)電機(jī)相同的方式工作,通過用高溫超導(dǎo)轉(zhuǎn)子線圈取代銅轉(zhuǎn)子線圈來獲得它們的實(shí)質(zhì)性優(yōu)勢(shì)。高溫超導(dǎo)電機(jī)轉(zhuǎn)子運(yùn)行“冷”,避免了常規(guī)電機(jī)在正常運(yùn)行過程中所經(jīng)歷的熱應(yīng)力。無法實(shí)現(xiàn)適當(dāng)?shù)臒峁芾硪恢笔情_發(fā)海軍和商業(yè)船舶應(yīng)用所需的動(dòng)力密集、高扭矩電動(dòng)機(jī)的一個(gè)關(guān)鍵障礙。在其他先進(jìn)的大功率電機(jī)中,由熱引起的壓力通常需要昂貴的電機(jī)修理和翻新。
36.5兆瓦(49000馬力)高溫超導(dǎo)電機(jī)的轉(zhuǎn)速為120轉(zhuǎn),產(chǎn)生290萬(wàn)牛頓/米的扭矩.該電動(dòng)機(jī)正被專門設(shè)計(jì)為美國(guó)海軍下一代軍艦提供推進(jìn)動(dòng)力。這種規(guī)模的電動(dòng)機(jī)在大型游輪和商船上也有直接的商業(yè)用途。作為一個(gè)例子,兩個(gè)44兆瓦的傳統(tǒng)電機(jī)被用來推進(jìn)著名的伊麗莎白2號(hào)游輪。這些馬達(dá)每臺(tái)重量超過400噸,36.5兆瓦高溫超導(dǎo)電動(dòng)機(jī)將重約75噸。