Siemens en Nexans SuperConductors hebben het eerste supergeleidende lager voor industriële toepassing ontwikkeld. Het prototype voor industrieel gebruik is bedoeld voor een praktijktest in het kader van 4 MVA hoge temperatuur supergeleidingsproject dat is geïnitieerd door het Bundesministerium für Bildung und Forschung.
Het lager is gebaseerd op hoge temperatuur supergeleiders, die het mogelijk maken een roterende as contactloos te lageren in een magneetveld. De as blijft daarbij gecentreerd, een voorwaarde voor een optimale toepassing in sneldraaiende generatoren en motoren. Het lager voldoet aan de eisen voor industriële toepassingen. Het is beveiligd tegen uitvallen, is onderhoudsvrij, slijt niet en heeft een hoge beschikbaarheid. Lagers voor hoge temperatuur supergeleiders zijn bovendien inherent veilig en vragen geen extra bewaking door sensoren of software, wat hen onderscheid van actief geregelde magneetlagers.
Lagers voor hoge temperatuur supergeleiding kunnen een veelheid van nieuwe toepassingen openen of bestaande systemen verbeteren, bijvoorbeeld snellopende aandrijvingen, generatoren of turbines. In de chemische industrie en de maakindustrie worden steeds flexibeler aandrijvingen vereist. Door aanpassing van het toerental van snellopende compressoren kan een belangrijke bijdrage aan procesoptimalisering worden geleverd. Daarvoor zijn robuuste, inherent veilige lagers een essentiële voorwaarde. Ook vliegwielsystemen voor de tijdelijke opslag van energie zijn een interessant toepassingsgebied. Door grote massa’s of hoge toerentallen zijn hoge vermogens mogelijk. Een contactloos hoge temperatuur supergeleider lager stelt het bereik van bruikbare toerentallen naar boven bij en verhoogt aldus de vermogensdichtheid. Bovendien worden energieverliezen door wrijvingsverliezen vermeden. Naar verwachting kan Nexans SuperConductors nog dit jaar een lager voor dergelijke toepassingen realiseren.
Het door Nexas gebouwde lager kan een radiale belasting tot 690 kg dragen en is geschikt voor toerentallen tot 3600 min-1 (60 Hz). Het lager bevindt zich in een gelaste cryogene behuizing uit VA staal, waardoor een lange standtijd van het vacuüm wordt gegarandeerd. Een koudemachine koelt de supergeleider direct, zonder extra koudemiddel. Daardoor wordt de bedrijfstemperatuur van -210°C tot -245°C bereikt. Een geïntegreerd reservelager zorgt voor veiligheid bij extreme belastingsituaties. Trillingen die worden opgewekt door resonantiefrequenties worden gedempt door een elektronische dempingseenheid. De rotor met zijn permanente magneten loopt in de boring bij kamertemperatuur met een speelt van slechts 1 mm. Eveneens slechts 1 mm van de isolerende cryostatische wand verwijderd bevindt zich het -210°C koude HTS-materiaal. Over deze korte afstand moest het temperatuurverschil tot 270°C worden opgebouwd en de isolerende stator worden beschermd voor de omgevingswarmte.
