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GE、雷神等碳化硅技术亮相ARPA-E 能源创新峰会
三代半快讯 · 2022-05-23
行家说消息   5月23日,美国能源部的 。
GE 全球研究 ——窄体商用飞机 (eFLI​​TES) 的电动动力系统。
GE 计划开发一个 2 兆瓦的全集成全电动飞机动力系统,并展示一个 350 千瓦的实验室规模原型,以实现零碳排放窄体商用飞机的全电动推进。关键创新包括高压、直接驱动、同步永磁电机,采用超临界二氧化碳和高温高压电绝缘对绕组进行嵌入式冷却冷却;模块化逆变器完全集成到电机中,通过高温、低损耗碳化硅逆变器模块减少组件数量;以及为电机和逆变器提供服务的超紧凑型热管理系统。 
Raytheon Technologies – 具有先进航空冷却功能的超轻型电机和转换器。
针对小型支线飞机市场,雷神技术研究中心正在开发 ULTRA-COMPACT 以改进电动轴动力电动传动系统,并展示基于涡轮电动分布式推进的电气化飞机推进系统的可行性。该系统利用新型高速永磁电机、串并联、多级碳化硅电机驱动拓扑、使用轻质复合材料的高功率密度齿轮箱,以及集成和主动控制的热管理系统直接向电机、变速箱和功率转换器提供冷却液。 
Imagen Energy – 用于高速永磁同步电机的 SiC 逆变器 
GE、雷神等碳化硅技术亮相ARPA-E 能源创新峰会
Imagen Energy 的高速、大功率电力驱动器 
Imagen Energy 正在开发一种基于碳化硅 (SiC) 的紧凑型电机驱动系统,以有效控制以极高速度(大于 20,000 rpm)运行的大功率(大于 500 kW)永磁电机。这项工作解决了高速运行电动机的主要障碍,即克服大反电动势(BEMF)。他们的解决方案希望最大限度地发挥 SiC 技术和相关数字控制平台的能力,从而将整体驱动系统性能参数提高到当前基于 Si 的电源转换系统无法达到的水平。如果成功,项目团队将展示一种能够处理大 BEMF 并在广泛的运行速度范围内提高电机系统效率的电机驱动器,适用于石油和天然气行业的高速应用、高速/大功率压缩机、并网储能和可再生能源发电。上图是该公司的IM-1500高速、大功率电驱动。 
基于磁通开关机的商用飞机全电动动力系统。
功率密度和效率对于未来航空系统的电力推进至关重要。加州大学圣克鲁斯分校提议建造一种包含多种独特技术的新型全电动动力系统。该机器依赖于带有高温超导励磁线圈的磁通开关电机,该电机比传统设计更小、更轻,在热管理方面具有巨大优势。电子设备基于最先进的基于碳化硅的多电平逆变器技术,可轻松连接中压电源,并降低电机的电磁噪声和绝缘应力。使用固体或雪泥冷却剂的创新低温系统将冷却 60K 的固定高温超导场线圈。 
Advanced Magnet Lab – 用于飞机推进的双转子永磁电机。
AML 寻求开发高功率密度永磁电机,当它与集成碳化硅驱动器结合使用时,总比功率将超过 12 kW/kg。该概念依赖于高功率密度双转子永磁转子的紧密集成,该转子基于其正在开发的“连续磁通定向”磁体。该电机基于双转子配置,使用永磁体形成 Halbach 永磁体阵列,在一侧产生更强的磁场,并将另一侧的磁场降低到接近零,从而无需铁即可实现高磁负载。  
GE、雷神等碳化硅技术亮相ARPA-E 能源创新峰会
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