Более миллиона оборотов в минуту смогут совершать электродвигатели, спроектированные на основе теории и компьютерных алгоритмов физиков из столицы Башкортостана, пишут РИА-Новости. Результаты исследований ученых опубликованы в журнале IEEE Transactions on Energy Conversion.
«Существующие технологии позволяют достигнуть частоты вращения один миллион оборотов в минуту, большего достичь на данный момент не удается. Однако есть направления, которые требуют частоты в полтора миллиона и больше, в частности это создание миниатюрных станков для микроэлектроники. Чем выше частота вращения вала миниатюрного станка, тем проще создавать отверстия очень маленького диаметра», — рассказывает Флюр Исмагилов из Уфимского государственного авиационного технического университета.
Подобные станки, по мнению ученых, нужны для разработки не только микроэлектроники, но и новейших типов авиационных композитных материалов, необходимых для создания миниатюрных, но быстрых беспилотных летательных аппаратов, медицинских приборов и других устройств, сочетающих в себе небольшие размеры и высокую точность работы.
Российские физики, как передает пресс-служба Российского научного фонда, сделали первый шаг к созданию подобных сверхбыстрых электродвигателей, разработав программный пакет, позволяющий просчитывать все свойства подобных устройств и подбирать все необходимые материалы для их сборки.
© Ismagilov et al. / IEEE Transactions on Energy Conversion 2018
Стенд с электромотором сверхвысокой частоты вращения
Работу этого алгоритма ученые проверили, сконструировав виртуальную версию двигателя, способного работать на частоте в 1,2 миллиона оборотов в минуту. Как показали их расчеты, для его сборки необходимы особые магниты из сплава самария и кобальта, способные работать при сверхвысоких температурах, а также подшипники на магнитной или газовой подушке и особая система охлаждения, отводящая излишки тепла при помощи металлов и воды.
Для проверки работоспособности этой модели ученые протестировали алгоритм на примере уже существующего экспериментального мотора, созданного Исмагиловым и его коллегами, который может вращаться с частотой в 500 000 оборотов в минуту. Алгоритмы справились со своей задачей — теоретические и экспериментальные данные разошлись всего на 7%. В дальнейшем ученые планируют проводить аналогичные эксперименты, увеличивая частоту вращения двигателя вплоть до 1 200 000 оборотов в минуту.
