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电力电子遇到超材料

技术来源:牛津大学 ISIS 项目编号:04180 发布时间:2015-08-19  

  超材料是由电路阵列组成,电路的特性决定了整个材料的表现。由于超材料质量轻,没有大块的磁性材料,没有饱和磁化强度,更高的操作频率,电力电子将从超材料的应用中得到益处。

  超材料变压器

  铁磁材料传统上应用在电源设备上,比如变压器,电机,制动器和发电机。牛津大学的发明利用超材料去制造这些设备。超材料能够模仿常见的软性铁磁材料并且能适用于一系列不同的系统,而且质量非常轻。

  超材料现在已经用来制造一些低频(小于200kHz)人造磁性材料。该超材料能够用来有效的替代常用的铁素体作为变压器的磁芯。

  超材料磁芯能够高度服务于频率,并且元件参数能够容易的为系统开发进行调整,使之能够在任何想要的特定频率工作。这对高度敏感的设备非常有用,因为超材料磁芯能够过滤掉不想要的频率。利用超导材料提供的设计灵活性,许多操作上的限制能够得到有效处理。

  下一代电机

  超材料磁芯也可以应用到电机上,因为超大型电机(比如用于轮船)通常是由于缺乏处理大重量铁块的工艺而使尺寸受到限制。

  超材料磁芯的优势

  利用超材料制造变压器的磁芯的主要动机是超材料能够极大降低变压器的重量,从而提高许多设计应用。比如,通过降低大型无线发大器的重量,运输将变得非常简单。从根本上说,超材料有以下优势:

  重量轻

  频率可选

  没有磁性,所以可以用到核磁共振成像设备

  高频率 – 200 kHz

  可开关控制磁特性

  最近的报告指出超材料应用的全球市场2013年可能达到26亿美元;而其中最大的市场份额是电磁材料,2007年就达到了1亿250万美元。

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