新型旋转电触点消除了大型风力涡轮机对稀土磁体的依赖

由于需要在公用事业规模的直接驱动风力涡轮机中消除昂贵的稀土磁体，桑迪亚国家实验室的研究人员开发了一种全新的旋转电触点。桑迪亚现在准备与可再生能源行业合作开发下一代直接驱动风力涡轮机。

桑迪亚的Twistact技术采用一种新颖的方法在静止和旋转框架之间或在具有不同速度或旋转方向的两个旋转组件之间传输电流，非常适合在风力涡轮机中的应用。

“Twistact起源于问自己一些真正具有挑战性的问题，”桑迪亚研究科学家和工程师JeffKoplow说。“我们知道，如果我们能找到一种方法来绕过传统旋转电触点的有限使用寿命，那可能会改变游戏规则。”

“我开始认为，可能还没有考虑到所有可以想象的旋转电接触架构，”Koplow说。“我们花了很多时间考虑是否有另一种可行的方法。”

由此产生的创新Twistact使用纯滚动接触装置沿超低电阻路径传输电流。事实证明，该技术有利于降低成本、提高可持续性和减少维护。

消除对稀土金属的依赖

Koplow说，目前大多数公用事业规模的风力涡轮机都依赖于稀土磁体。这些材料的初始成本很高，并且容易受到供应链不确定性的影响。

例如，在2011年，一场稀土材料供应链危机导致钕和镝这两种广泛用于此类磁铁的稀土元素的价格暴涨。这有可能阻碍风电行业的发展。桑迪亚团队当时开始开发Twistact，作为保护不断发展的风能行业免受未来干扰的对冲。

“当你权衡稀土金属一直供不应求，它们的开采因其对环境的不利影响而臭名昭著，以及电动汽车等竞争性应用也对稀土金属提出了需求时，价值Twistact的提议变得清晰，”Koplow说。

无需维护或更换成本

此外，Sandia的Twistact技术解决了高维护电刷或滑环组件常见的两种物理退化过程——滑动接触和电弧。这些限制因素降低了传统旋转电触点的性能，并导致使用寿命短和维护或更换成本高。

另一方面，Twistact已通过实验室测试证明能够在多兆瓦涡轮机的整个30年服务时间内运行，无需维护或更换。

该技术的其他潜在应用包括同步电动机和发电机、电气化铁路和雷达塔。Twistact还可用于替换现有应用中的电刷或滑环。