第六章電工新技術(shù)

電氣工程專業(yè)導(dǎo)論1第六章電工新技術(shù)一、電工新技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)二、超導(dǎo)電工技術(shù)三、聚變電工技術(shù)四、磁流體發(fā)電技術(shù)五、磁流體推進(jìn)技術(shù)六、可再生能源發(fā)電七、磁懸浮列車技術(shù)八、燃料電池技術(shù)九、飛輪儲(chǔ)能系統(tǒng)十、脈沖功率技術(shù)十一、微機(jī)電系統(tǒng)電氣工程專業(yè)導(dǎo)論2新理論、新原理新材料新技術(shù)等離子體物理放電物理電磁流體力學(xué)直線電機(jī)超導(dǎo)材料永磁材料半導(dǎo)體材料微電子計(jì)算機(jī)放電應(yīng)用核聚變磁流體發(fā)電磁流體推進(jìn)磁懸浮列車超導(dǎo)電工永磁電機(jī)與磁體光電應(yīng)用電力電子微電子專用設(shè)備數(shù)控與機(jī)電控制電工裝置CAD電磁場(chǎng)數(shù)值計(jì)算基礎(chǔ)主要分支圖6-1電工新技術(shù)的分類

一、電工新技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)電氣工程專業(yè)導(dǎo)論3二、超導(dǎo)電工技術(shù)------Superconductor圖6-2液氦溫區(qū)低溫超導(dǎo)材料——NbTi導(dǎo)線

在強(qiáng)電磁場(chǎng)中，超導(dǎo)材料用作高能物理的加速器、探測(cè)器、等離子體磁約束、超導(dǎo)儲(chǔ)能、超導(dǎo)電機(jī)及醫(yī)用磁共振人體成像儀等電氣工程專業(yè)導(dǎo)論4二、超導(dǎo)電工技術(shù)（續(xù)）圖6-3液氮溫區(qū)高溫超導(dǎo)材料——Bi系帶材

超導(dǎo)簡(jiǎn)史

1908年，荷蘭物理學(xué)家昂內(nèi)斯首次成功地把稱為“永久氣體”的氦液化，因而獲得4.2K的低溫源，為超導(dǎo)準(zhǔn)備了條件，三年后即1911年，在測(cè)試純金屬電阻率的低溫特性時(shí)，他又發(fā)現(xiàn)，汞的直流電阻在4.2K時(shí)突然消失，多次精密測(cè)量表明，汞柱兩端壓降為零，他認(rèn)為這時(shí)汞進(jìn)入了一種以零阻值為特征的新物態(tài)，并稱為“超導(dǎo)態(tài)”。物質(zhì)在超低溫下失去電阻的性質(zhì)稱為超導(dǎo)電性，具有這種性質(zhì)的物質(zhì)稱為超導(dǎo)體，超導(dǎo)體在電阻消失以前的狀態(tài)稱為常導(dǎo)狀態(tài)，電阻消失以后的狀態(tài)稱為超導(dǎo)狀態(tài)。這種特性稱為超導(dǎo)材料的零電阻性。汞在液氦附近電阻變化行為

自1911年以后，又發(fā)現(xiàn)了23種純金屬也具有超導(dǎo)性。包括水銀在內(nèi)，24種純金屬超導(dǎo)材料的臨界溫度范圍為0.1～9.13K，最高溫度9.13K的是鈮元素。

1952年，發(fā)現(xiàn)臨界溫度為17K的硅化釩，不久又發(fā)現(xiàn)了臨界溫度為18K的鈮錫合金，這在當(dāng)時(shí)是最高的臨界溫度，以后又陸續(xù)發(fā)現(xiàn)了若干鈮系列合金超導(dǎo)體。

1973年，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了鈮鍺合金，其臨界溫度為23.2K，該紀(jì)錄保持了13年。

1986年，IBM公司的研究人員米勒和貝德諾爾茨發(fā)現(xiàn)了一種銅氧化物具有35K的高溫超導(dǎo)性，突破了傳統(tǒng)“氧化物陶瓷是絕緣體”的觀念，更重要的是改變了從金屬和合金中尋找超導(dǎo)材料的傳統(tǒng)思路。

1986年底，美國貝爾實(shí)驗(yàn)室研究的氧化物超導(dǎo)材料，其臨界超導(dǎo)溫度達(dá)到40K，液氫的“溫度壁壘”被跨越。1987年，中國科學(xué)家趙忠賢在釔-鋇-銅-氧系材料上把臨界超導(dǎo)溫度提高到90K以上，液氮的禁區(qū)（77K）也被突破了，這使超導(dǎo)轉(zhuǎn)變溫度高于液氮的氣化溫度，使資源豐富、價(jià)格低廉的液氮作為超導(dǎo)體工作的冷卻劑成為可能。人們將這類銅基氧化物超導(dǎo)體叫做高溫超導(dǎo)體。為了與這類新發(fā)現(xiàn)的高溫超導(dǎo)體相區(qū)別，人們把在此以前發(fā)現(xiàn)的超導(dǎo)體稱為低溫超導(dǎo)體。1987年底，鉈-鋇-鈣-銅-氧系材料又把臨界超導(dǎo)溫度的紀(jì)錄提高到125K。1993年，人們發(fā)現(xiàn)了超導(dǎo)臨界轉(zhuǎn)變溫度為133K的汞-鋇-鈣-銅-氧系材料。超導(dǎo)體的性質(zhì)和臨界參數(shù)零電阻

將超導(dǎo)體冷卻到某一臨界溫度以下時(shí)電阻突然降為零的現(xiàn)象稱為超導(dǎo)體的零電阻現(xiàn)象叫超導(dǎo)體零電阻電氣工程專業(yè)導(dǎo)論11二、超導(dǎo)電工技術(shù)（續(xù)）圖6-4超導(dǎo)體的完全抗磁性現(xiàn)象完全抗磁性

當(dāng)超導(dǎo)體冷卻到臨界溫度以下而轉(zhuǎn)變?yōu)槌瑢?dǎo)態(tài)后，只要周圍的外加磁場(chǎng)沒有強(qiáng)到破壞超導(dǎo)性的程度，超導(dǎo)體就會(huì)把穿透到體內(nèi)的磁力線完全排斥出體外，在超導(dǎo)體內(nèi)永遠(yuǎn)保持磁感應(yīng)強(qiáng)度為零。超導(dǎo)體的這種特殊性質(zhì)被稱為“邁斯納效應(yīng)“三個(gè)臨界參數(shù)臨界溫度（TC）--超導(dǎo)體必須冷卻至某一臨界溫度以下才能保持其超導(dǎo)性。臨界電流密度（JC）--通過超導(dǎo)體的電流密度必須小于某一臨界電流密度才能保持超導(dǎo)體的超導(dǎo)性。臨界磁場(chǎng)（HC）--施加給超導(dǎo)體的磁場(chǎng)必須小于某一臨界磁場(chǎng)才能保持超導(dǎo)體的超導(dǎo)性。

電氣工程專業(yè)導(dǎo)論15二、超導(dǎo)電工技術(shù)（續(xù)）2.超導(dǎo)技術(shù)的應(yīng)用超導(dǎo)電機(jī)

繞組由實(shí)用超導(dǎo)線繞制成的電機(jī)叫做超導(dǎo)電機(jī)。超導(dǎo)電機(jī)具有功率密度大、效率高等待點(diǎn)，是很有發(fā)展前途的電機(jī)。超導(dǎo)電機(jī)目前主要做成汽輪發(fā)電機(jī)和單極直流電機(jī)。其中后者采用超導(dǎo)勵(lì)磁繞組及液態(tài)電刷，可以制成高電壓、大電流、大容量的直流電機(jī)，有圓盤式和折入式兩種，均可作發(fā)電機(jī)運(yùn)行(由原動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng))，也可作電動(dòng)機(jī)運(yùn)行(由電刷引入電流)。超導(dǎo)單極直流電機(jī)適用于船舶推進(jìn)、軋鋼、大型卷揚(yáng)機(jī)和慢速壓縮機(jī)等場(chǎng)合。電氣工程專業(yè)導(dǎo)論16二、超導(dǎo)電工技術(shù)（續(xù)）圖6-583MW超導(dǎo)發(fā)電機(jī)超導(dǎo)轉(zhuǎn)子（左）與試驗(yàn)車間（日本）1、小型化、輕量化、大幅度拓寬了制作界限2、效率的提高3、輸出電壓高壓化4、同步電機(jī)特性改善電氣工程專業(yè)導(dǎo)論171、小型化、輕量化、大幅度拓寬了制作界限電氣工程專業(yè)導(dǎo)論202、效率的提高300MW同步發(fā)電機(jī)的各項(xiàng)指標(biāo)比較電氣工程專業(yè)導(dǎo)論213、同步電機(jī)特性改善4、輸出電壓高壓化電氣工程專業(yè)導(dǎo)論22圖6-65MW船用高溫超導(dǎo)推進(jìn)電動(dòng)機(jī)電氣工程專業(yè)導(dǎo)論23圖6-75MW船用高溫推進(jìn)電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)圖電氣工程專業(yè)導(dǎo)論24圖6-8300kW超導(dǎo)單極電動(dòng)機(jī)（武漢712所等）圖6-9由超導(dǎo)電動(dòng)機(jī)作動(dòng)力的吊艙式螺旋推進(jìn)器（圖片來源：ABB公司）電氣工程專業(yè)導(dǎo)論25

超導(dǎo)變壓器圖6-10500kW,6600/3300V高溫超導(dǎo)變壓器（日本）圖6-1126kW高溫超導(dǎo)變壓器（中國科學(xué)院電工研究所等）高溫超導(dǎo)變壓器的繞組導(dǎo)線為高溫超導(dǎo)材料，冷卻介質(zhì)不是油、空氣，而是液氮或傳導(dǎo)冷卻（制冷劑），鐵芯材料是特殊硅鋼片。高溫超導(dǎo)變壓器具有體積小、重量輕、效率高、過負(fù)荷能力強(qiáng)、無火災(zāi)隱患等優(yōu)點(diǎn)。與傳統(tǒng)的變壓器相比，高溫超導(dǎo)變壓器的總損耗是傳統(tǒng)變壓器的31%，重量是46%，成本是77%。高溫超導(dǎo)變壓器的效率將大大高于傳統(tǒng)油浸式變壓器，因此可節(jié)約可觀的能源，也減少了對(duì)化石燃料的需求，減少了因燃燒化石燃料而產(chǎn)生的各種污染，同時(shí)由于沒有變壓器油，不必?fù)?dān)心火災(zāi)和漏油造成的污染。高溫超導(dǎo)變壓器具有十分廣闊的發(fā)展前景。在國家“863”重大項(xiàng)目支持下，中國科學(xué)院電工研究所與新疆特變電工股份有限公司、河北大學(xué)合作，從2002年起開展三相630kVA／10.5KV高溫超導(dǎo)變壓器的研發(fā)。電氣工程專業(yè)導(dǎo)論28

超導(dǎo)輸電圖6-122000A高溫超導(dǎo)電纜結(jié)構(gòu)云電英納超導(dǎo)電纜公司1、導(dǎo)體中與電流相關(guān)的損耗；2、冷卻電纜的低溫?zé)崧?、由于電纜較長(zhǎng)而使用的制冷劑、加壓泵帶來的損耗。電氣工程專業(yè)導(dǎo)論29圖6-1330m長(zhǎng)、35kV、2kA高溫超導(dǎo)電纜云電英納超導(dǎo)電纜公司電氣工程專業(yè)導(dǎo)論30

超導(dǎo)儲(chǔ)能圖6-14超導(dǎo)儲(chǔ)能裝置的儲(chǔ)能線圈圖6-152MJ超導(dǎo)儲(chǔ)能設(shè)備（德國）電氣工程專業(yè)導(dǎo)論31電氣工程專業(yè)導(dǎo)論32超導(dǎo)儲(chǔ)能的優(yōu)點(diǎn)很多，主要是功率大、體積輕、體積小、損耗小、反應(yīng)快等等，因此應(yīng)用很廣。如大功率激光器，需要在瞬時(shí)提出數(shù)千乃至上萬焦耳的能量，這就可有超導(dǎo)儲(chǔ)能裝置來承擔(dān)。超導(dǎo)儲(chǔ)能還可以用于電網(wǎng)。當(dāng)大電網(wǎng)中負(fù)荷小時(shí)，把多余的電能儲(chǔ)存起來，負(fù)荷大時(shí)又把電能送回電網(wǎng)，這樣就可以避免用電高峰和低谷時(shí)的供求矛盾。這就是超導(dǎo)儲(chǔ)能。電氣工程專業(yè)導(dǎo)論34

超導(dǎo)磁懸浮列車圖6-16日本超導(dǎo)磁懸浮列車電氣工程專業(yè)導(dǎo)論35

超導(dǎo)在電氣工程領(lǐng)域的其他應(yīng)用超導(dǎo)電磁線圈：應(yīng)用于托克馬克裝置、磁流體發(fā)電機(jī)等；超導(dǎo)磁懸浮軸承：無機(jī)械摩擦，穩(wěn)定好。

總之，超導(dǎo)電工已由最初的超導(dǎo)磁體技術(shù)擴(kuò)展到了包括超導(dǎo)電力應(yīng)用與強(qiáng)磁場(chǎng)應(yīng)用等領(lǐng)域，隨著低溫超導(dǎo)技術(shù)和高溫超導(dǎo)技術(shù)的不斷發(fā)展，特別是如果實(shí)現(xiàn)了臨界溫度達(dá)到室溫的實(shí)用超導(dǎo)體，將帶來革命性的改觀。

電氣工程專業(yè)導(dǎo)論36三、聚變電工技術(shù)--------

原子核中蘊(yùn)藏巨大的能量，原子核的變化（從一種原子核變化為另外一種原子核）往往伴隨著能量的釋放。如果是由重的原子核變化為輕的原子核，叫核裂變(Nuclearfission)，如原子彈爆炸；如果是由輕的原子核變化為重的原子核，叫核聚變(Nuclearfusion)，如太陽發(fā)光發(fā)熱的能量來源。

核聚變是指由質(zhì)量小的原子，主要是指氘或氚，在一定條件下（如超高溫和高壓），發(fā)生原子核互相聚合作用，生成新的質(zhì)量更重的原子核，并伴隨著巨大的能量釋放的一種核反應(yīng)形式。發(fā)生核聚變的條件

高溫——高溫可為氫原子提供足夠的能量，以克服質(zhì)子之間的電荷排斥。核聚變需要的溫度約為1億開（約是太陽核心溫度的六倍）。在這樣的高溫下，氫的狀態(tài)為等離子體，而不是氣體。等離子體是物質(zhì)的一種高能狀態(tài)，其中所有電子都從原子中剝離出來，并可以自由移動(dòng)。太陽的高溫是由重力壓縮核心的巨大質(zhì)量而產(chǎn)生的。我們要制造出這樣的高溫，就必須利用微波、激光和離子粒子的能量。高壓——壓力可將氫原子擠在一起。氫原子之間的距離必須在1x10-15米以內(nèi)，才能進(jìn)行聚合。太陽利用其質(zhì)量和重力將核心內(nèi)的氫原子擠壓在一起。我們要將氫原子擠壓在一起，必須使用強(qiáng)大的磁場(chǎng)、激光或離子束。目前的技術(shù)只能實(shí)現(xiàn)發(fā)生氘－氚聚變所需的溫度和壓力。氘－氘聚變需要的溫度更高，這種溫度有可能在將來實(shí)現(xiàn)。利用氘氘聚變會(huì)更加方便，因?yàn)閺暮Ｋ刑崛‰葟匿囍刑崛‰耙尤菀?。另外，氘不具有放射性，而且氘氘反?yīng)可釋放更多的能量。實(shí)現(xiàn)發(fā)生氫聚變所需的溫度和壓力的兩種方法磁約束使用磁場(chǎng)和電場(chǎng)來加熱并擠壓氫等離子體。法國的ITER項(xiàng)目使用的就是這種方法。

慣性約束使用激光束或離子束來擠壓并加熱氫等離子體。在美國勞倫斯利弗莫爾實(shí)驗(yàn)室的國家點(diǎn)火設(shè)施中，科學(xué)家們正在對(duì)這種試驗(yàn)方法展開研究。磁約束的工作原理加速器釋放出微波、帶電粒子束和中性粒子束，用于加熱氫氣的氣流。在高溫下，氫氣從氣態(tài)變?yōu)榈入x子體。這種等離子體受到超導(dǎo)磁體的擠壓，進(jìn)而發(fā)生聚變。在用磁場(chǎng)約束等離子體時(shí)，最有效的磁體形狀是面包圈形（即環(huán)形）。

核聚變反應(yīng)堆加熱氘和氚燃料的氣流，使之形成高溫的等離子體。接下來，反應(yīng)堆對(duì)等離子體施加壓力，繼而發(fā)生聚變。等離子體反應(yīng)室外部的鋰包層將吸收核聚變反應(yīng)中釋放的高能中子，從而產(chǎn)生更多的氚燃料。在高能中子的作用下，這些包層也會(huì)被加熱。水冷回路將熱量轉(zhuǎn)移至熱交換器，最終形成蒸氣。蒸氣驅(qū)動(dòng)渦輪發(fā)電。蒸氣將被重新壓縮成水，以便讓熱交換器吸收反應(yīng)堆中的更多熱量。核聚變反應(yīng)將持續(xù)300~500s（最終將形成持續(xù)的核聚變反應(yīng)）。啟動(dòng)核聚變反應(yīng)所需的電能約為70MW，但該反應(yīng)生成的電能約為500MW。ITER(InternationalThermonuclearExperimentalReactor)Tokamak的工作過程電氣工程專業(yè)導(dǎo)論42圖6-17托克馬克裝置原理（環(huán)形核聚變反應(yīng)裝置）核聚變的優(yōu)點(diǎn)核聚變的主要應(yīng)用是發(fā)電，它可為后代提供安全、清潔的能源，與目前的核裂變反應(yīng)堆相比，它具有以下優(yōu)點(diǎn)：燃料供應(yīng)充足——氘可直接從海水中提取，大量的氚可從核反應(yīng)堆本身的鋰中獲得，而鋰又廣泛存在于地殼中。核裂變所需的鈾非常稀少，必須經(jīng)過開采和濃縮后才能用于反應(yīng)堆。安全——與核裂變反應(yīng)堆相比，核聚變所需的燃料較少。這樣便避免了不可控的能量釋放。與人類生存的自然界相比，大多數(shù)核聚變反應(yīng)堆釋放的輻射并不算多。清潔——核電廠（無論是裂變還是聚變）不靠燃燒發(fā)電，不會(huì)造成空氣污染。核廢物更少——核聚變反應(yīng)堆不像核裂變反應(yīng)堆那樣會(huì)生成大量的核廢物，因而處理起來會(huì)更加容易。另外，核裂變所產(chǎn)生的廢物屬于武器級(jí)的核材料，而核聚變的廢物則沒有這樣的危險(xiǎn)。

我國的East全超導(dǎo)托卡馬克電氣工程專業(yè)導(dǎo)論45聚變反應(yīng)堆的發(fā)展主要依賴于核工技術(shù)與電工新技術(shù)的結(jié)合，因?yàn)樾枰年P(guān)鍵技術(shù)超導(dǎo)技術(shù)、大體積強(qiáng)磁場(chǎng)技術(shù)、大能量脈沖電源技術(shù)、輔助加熱技術(shù)、等離子體控制技術(shù)都屬于電工新技術(shù)。

電氣工程專業(yè)導(dǎo)論46四、磁流體發(fā)電技術(shù)

當(dāng)前，世界各國的電力主要來源仍舊是火力發(fā)電，但這種發(fā)電方式的熱效率很低，最高只有40%。磁流體發(fā)電的熱效率可以從火力發(fā)電的30-40%提高到50-60%甚至更高。磁流體發(fā)電是將高溫導(dǎo)電燃?xì)饣蛞后w與磁場(chǎng)相互作用而將熱能直接轉(zhuǎn)化為電能的新型發(fā)電方式。2023/2/147磁流體發(fā)電的定義及工作原理定義：磁流體發(fā)電就是導(dǎo)電流體(氣、液體)以一定的速度垂直通過磁場(chǎng)，從而感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生電功率，把內(nèi)能直接轉(zhuǎn)換成電能的一種發(fā)電方式。工作原理：目前開發(fā)的方案是將等離子體噴入磁場(chǎng)，在洛倫磁力的作用下，帶正負(fù)電荷的粒子分別反向運(yùn)動(dòng)，各自聚集到電極上，將電極外接負(fù)載（用電器），就能輸出電能。

最簡(jiǎn)單的開式磁流體發(fā)電機(jī)由燃燒室、發(fā)電通道和磁體組成。工作過程是在化石燃料燃燒后產(chǎn)生的高溫氣體中，加入易電離的鉀鹽或鈉鹽，使起部分電離后，經(jīng)噴管加速產(chǎn)生高達(dá)攝氏3000度、速度達(dá)到1000米／秒的高溫高速導(dǎo)電氣體，最后產(chǎn)生電流。磁流體發(fā)電機(jī)由燃燒室、發(fā)電通道和磁體等部分組成.高溫氣體溫度3000K，1000米／秒的速度噴出的等離子體加速噴管工作原理2023/2/149磁流體發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)原理：磁流體發(fā)電機(jī)由燃燒系統(tǒng)，通道和磁體三大部分組成。1.燃燒系統(tǒng)包括燃燒室、噴管和空氣預(yù)熱系統(tǒng)等。燃燒室是將燃料、氣化蹊劑、堿金屬（種子）燃燒而獲得導(dǎo)電氣體——低溫離子體。2023/2/150

2.發(fā)電通道是磁流體發(fā)電機(jī)的核心部分。它的性能的好壞在很大程度上決定了磁流體發(fā)電機(jī)能否付實(shí)用，通道的主要要求是在具有一定的熱電轉(zhuǎn)效率（要求20%以上）的基礎(chǔ)上，保證可靠的長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行（要求3000小時(shí)以上）。

3.磁體是磁流體發(fā)電機(jī)不可缺少的重要部件，它的作用和普通發(fā)電機(jī)磁極的作用相同。大型磁流體發(fā)電機(jī)的磁體必須采用超導(dǎo)磁體才能滿足要求。磁流體發(fā)電是一種新型的發(fā)電方法。它把燃料的熱能直接轉(zhuǎn)化為電能，省略了由熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的過程，因此，這種發(fā)電方法效率較高，可達(dá)到60％以上。對(duì)環(huán)境的污染也小。磁流體發(fā)電的另一個(gè)好處是產(chǎn)生的環(huán)境污染少。利用火力發(fā)電，燃燒燃料產(chǎn)生的廢氣里含有大量的二氧化硫及NOx，這是造成空氣污染的一個(gè)重要原因。利用磁流體發(fā)電，不僅使燃料在高溫下燃燒得更加充分，使Nox充分氧化，還能使硫與其他添加劑生成硫酸鉀，并被回收利用，這就避免了直接把硫排放到空氣中，對(duì)環(huán)境造成污染。磁流體發(fā)電的特點(diǎn)磁流體發(fā)電機(jī)制造中的主要問題是發(fā)電通道效率低，目前只有10%。通道和電極的材料都要求耐高溫、耐堿腐蝕、耐化學(xué)燒蝕等，目前所用材料的壽命都比較短，因而磁流體發(fā)電機(jī)不能長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行。

技術(shù)難題磁流體發(fā)電機(jī)的磁場(chǎng)：利用超導(dǎo)材料來代替普通繞線來產(chǎn)生電磁場(chǎng)，由于超導(dǎo)材料不用電壓維持就能形成持久的環(huán)路電流，所以能產(chǎn)生強(qiáng)磁場(chǎng)，但是超導(dǎo)材料要在超低溫下才有超導(dǎo)現(xiàn)象，（最新的超導(dǎo)材料的溫度也沒超過200K）故而，尋找新的更高溫度的超導(dǎo)材料也是磁流體發(fā)電機(jī)提高效率的要求。磁流體發(fā)電機(jī)的發(fā)展和情況最近幾年，科學(xué)家在導(dǎo)電流體的選用上有了新的進(jìn)展，發(fā)明了用低熔點(diǎn)的金屬（如鈉、鉀等）作導(dǎo)電流體，在液態(tài)金屬中加進(jìn)易揮發(fā)的流體（如甲苯、乙烷等）來推動(dòng)液態(tài)金屬的流動(dòng)。制造電極的材料和燃料的研制方面也有了新進(jìn)展。但要解決磁流體發(fā)電中技術(shù)、材料等方面的所有難題是不現(xiàn)實(shí)的。隨著新的導(dǎo)電流體的應(yīng)用，技術(shù)難題逐步解決，磁流體發(fā)電的前景還是樂觀的。在美國，磁流體發(fā)電機(jī)的容量已超過3.2萬KW；日本、西德、波蘭等許多國家都在研制磁流體發(fā)電機(jī)。

磁流體發(fā)電機(jī)現(xiàn)在已應(yīng)用到個(gè)個(gè)領(lǐng)域.在國防方面，我們已經(jīng)看到了用磁流體發(fā)電機(jī)為動(dòng)力的潛艇；在日常生活中，已經(jīng)有了磁流體的新概念車型…….電氣工程專業(yè)導(dǎo)論55圖6-20

磁流體發(fā)電用超導(dǎo)磁體（中國科學(xué)研究院電工研究所）電氣工程專業(yè)導(dǎo)論56五、磁流體推進(jìn)技術(shù)

磁流體推進(jìn)船圖6-21日本超導(dǎo)磁流體推進(jìn)船六、可再生能源發(fā)電

對(duì)電力需求的日益增加和大量的能源消耗，大量火電廠的建造，使得CO2等有害氣體大量排放，環(huán)境惡化。我國目前以煤為主的能源方案，預(yù)計(jì)2020年，我國的二氧化碳排放量就可能超過美國，成為世界上第一排放國。解決方法：

擴(kuò)大再生能源的應(yīng)用比例：清潔能源包括：小水電，風(fēng)能，光伏發(fā)電，生物質(zhì)能，地?zé)岚l(fā)電等電氣工程專業(yè)導(dǎo)論58可再生能源(RE)發(fā)電電氣工程專業(yè)導(dǎo)論59風(fēng)力發(fā)電圖6-23風(fēng)力發(fā)電站與電力系統(tǒng)并網(wǎng)六、可再生能源發(fā)電風(fēng)能：全球年增長(zhǎng)率超過30％AC-DC-AC方式AC-AC方式可再生能源(RE)-風(fēng)力發(fā)電電氣工程專業(yè)導(dǎo)論61圖6-24海上風(fēng)力發(fā)電機(jī)正在安裝（丹麥）我上到風(fēng)機(jī)上了存在的問題：1、頻率穩(wěn)定；2、電壓穩(wěn)定；3、低頻功率震蕩；4、風(fēng)場(chǎng)模型多變性。電氣工程專業(yè)導(dǎo)論74電氣工程專業(yè)導(dǎo)論75太陽能發(fā)電

主要有三種： 一是使太陽能直接轉(zhuǎn)變成熱能，即光熱轉(zhuǎn)換，如太陽能熱水器；二是使太陽能直接轉(zhuǎn)換成電能，即光電轉(zhuǎn)換，如太陽能電池；三是使太陽能直接轉(zhuǎn)變成化學(xué)能，即光化學(xué)轉(zhuǎn)換，如太陽能發(fā)電機(jī)。

1945年，美國貝爾電話實(shí)驗(yàn)室制造除了世界上第一塊實(shí)用的硅太陽能電池，開創(chuàng)了現(xiàn)代人類利用太陽能的新紀(jì)元。電氣工程專業(yè)導(dǎo)論76圖6-25太陽能發(fā)電的四種方式（a）槽型拋物面（b）菲涅耳透鏡（c）盤形拋物面-中心接受器（d）分布平面塔式接收器電氣工程專業(yè)導(dǎo)論77圖6-26太陽能熱發(fā)電站圖6-27塔式太陽能熱電站原理示意圖電氣工程專業(yè)導(dǎo)論78圖6-28太陽能光伏電池陣一個(gè)有儲(chǔ)能系統(tǒng)的光伏發(fā)電系統(tǒng)典型結(jié)構(gòu)示意圖2002年，有400MW的光伏電池模塊進(jìn)入市場(chǎng)。主要應(yīng)用缺點(diǎn)：成本高效率不高在家庭分布式發(fā)電系統(tǒng)中有廣闊的應(yīng)用前景。電氣工程專業(yè)導(dǎo)論82七、磁懸浮列車技術(shù)超導(dǎo)長(zhǎng)定子永磁長(zhǎng)定子常導(dǎo)短定子常導(dǎo)長(zhǎng)定子電動(dòng)式長(zhǎng)定子電磁式短定子電磁式長(zhǎng)定子永磁式長(zhǎng)定子圖6-29磁懸浮列車分類磁懸浮系統(tǒng)類型

電磁懸浮系統(tǒng)（ElectroMagneticSystem）:依靠在機(jī)車上的電磁鐵和導(dǎo)軌上的鐵磁軌道相互吸引產(chǎn)生懸浮,屬吸力懸浮系統(tǒng),并主要應(yīng)用于德國常導(dǎo)磁懸浮列車系列.(左圖)電力懸浮系統(tǒng)（ElectroDynamicSystem）:將磁鐵使用在運(yùn)動(dòng)的機(jī)車上以在導(dǎo)軌上產(chǎn)生感應(yīng)電流,進(jìn)而產(chǎn)生電磁斥力以支撐和導(dǎo)向列車.屬斥力懸浮系統(tǒng),并主要應(yīng)用于日本超導(dǎo)磁懸浮列車系列.(右圖)電氣工程專業(yè)導(dǎo)論84

德國常導(dǎo)磁懸浮列車Transrapid圖6-32Transrapid原理德國：常規(guī)磁鐵吸引式懸浮系統(tǒng)日本：排斥式懸浮系統(tǒng)電氣工程專業(yè)導(dǎo)論87

日本超導(dǎo)磁懸浮列車圖6-31日本超導(dǎo)磁懸浮列車的導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)圖1圖2圖3懸浮的原理：列車上裝有超導(dǎo)磁體，由于懸浮而在線圈上高速前進(jìn)。這些線圈固定在鐵路的底部，由于電磁感應(yīng)，在線圈里產(chǎn)生電流（圖1），地面上線圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)極性與列車上的電磁體極性總是保持相同，這樣在線圈和電磁體之間就會(huì)一直存在排斥力，從而使列車懸浮起來。

前進(jìn)的原理：在位于軌道兩側(cè)的線圈里流動(dòng)的交流電，能將線圈變?yōu)殡姶朋w。由于它與列車上的超導(dǎo)電磁體的相互作用，就使列車開動(dòng)起來。正如圖2所顯示的，列車前進(jìn)是因?yàn)榱熊囶^部的電磁體（N極）被安裝在靠前一點(diǎn)的軌道上的電磁體（S極）所吸引，并且同時(shí)又被安裝在軌道上稍后一點(diǎn)的電磁體（N極）所排斥。當(dāng)列車到達(dá)圖3所標(biāo)的位置時(shí)，在線圈里流動(dòng)的電流流向就反轉(zhuǎn)過來了。其結(jié)果就是原來那個(gè)S極線圈，現(xiàn)在變?yōu)镹極線圈了，反之亦然。這樣，列車由于電磁極性的轉(zhuǎn)換而得以持續(xù)向前奔馳。

根據(jù)車速，通過電能轉(zhuǎn)換器調(diào)整在線圈里流動(dòng)的交流電的頻率和電壓。電氣工程專業(yè)導(dǎo)論89優(yōu)點(diǎn)1磁懸浮列車運(yùn)行時(shí)與軌道保持一定的間隙（一般為１-１０厘米），因此無摩擦、運(yùn)行安全、平穩(wěn)舒適、無雜訊，可以實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)化運(yùn)行。優(yōu)點(diǎn)2磁懸浮列車車輛使用壽命可達(dá)35年，而普通有軌列車只有20至25年。磁懸浮列車的路軌壽命是80年，普通路軌道60年。優(yōu)點(diǎn)3磁懸浮列車啟動(dòng)后３９秒即達(dá)到最大速度，目前的最高時(shí)速是５５２公里。據(jù)德國科學(xué)家預(yù)測(cè)，到２０１４年，磁懸浮列車采用新技術(shù)后，時(shí)速將達(dá)１０００公里。而一般鐵軌列車的最高時(shí)速為３００公里。上?，F(xiàn)已建成的磁懸浮列車線，其最高時(shí)速為500公里。優(yōu)點(diǎn)4

磁懸浮高速列車噪音低，節(jié)能，占地面積少，這是其他陸路交通系統(tǒng)無法與之相比的。這種創(chuàng)新的無接觸軌道技術(shù)帶來了極大的機(jī)動(dòng)性，但卻不會(huì)對(duì)環(huán)境造成負(fù)擔(dān)。與新一代的汽車發(fā)動(dòng)機(jī)相似，在同等功率下，磁懸浮高速列車比高速鐵路所消耗的能源要少的多。或者反過來說：在耗能相同的情況下，磁懸浮高速列車的效率要高得多。通過下面這組圖片可以使大家更直觀的了解磁懸浮列車的優(yōu)點(diǎn)(1)超導(dǎo)懸浮能耗大；(2)超導(dǎo)懸浮低速區(qū)制動(dòng)運(yùn)行條件不好；(3)起浮及落地系統(tǒng)，超導(dǎo)裝置及冷卻系統(tǒng)要占車輛重量的相當(dāng)比重；(4)全速范圍內(nèi)的舒適度控制技術(shù)尚未解決；(5)強(qiáng)磁場(chǎng)對(duì)人體影響尚不清楚。電氣工程專業(yè)導(dǎo)論95電氣工程專業(yè)導(dǎo)論96

日本常導(dǎo)磁懸浮列車HSST圖6-33日本名古屋常導(dǎo)磁懸浮列車（Linimo）電氣工程專業(yè)導(dǎo)論97八、燃料電池技術(shù)-----Fuelcells燃料電池的雛形是1839年由英國科學(xué)家格羅夫（WilliamRobertGrove，1811-1896）提出的（當(dāng)時(shí)稱為“氣體伏打電池”）。圖6-35燃料電池的外部結(jié)構(gòu)圖電氣工程專業(yè)導(dǎo)論98電氣工程專業(yè)導(dǎo)論99電氣工程專業(yè)導(dǎo)論100

轉(zhuǎn)換效率高；污染??；噪音低；積木性高，可靠性高；適用能力強(qiáng)，可使用多種初級(jí)燃料。電氣工程專業(yè)導(dǎo)論101圖6-36為計(jì)算機(jī)供電的燃料電池電氣工程專業(yè)導(dǎo)論102九、飛輪儲(chǔ)能系統(tǒng)圖6-37瑞士1955年試制的飛輪儲(chǔ)能軌道試驗(yàn)車圖6-38飛輪儲(chǔ)能系統(tǒng)電氣工程專業(yè)導(dǎo)論103飛輪儲(chǔ)能的應(yīng)用

電力調(diào)峰

電動(dòng)車輛飛輪電池

飛輪儲(chǔ)能-再生制動(dòng)系統(tǒng)

風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)不間斷供電

衛(wèi)星姿態(tài)控制

大功率脈沖放電電源

其他應(yīng)用電氣工程專業(yè)導(dǎo)論104圖6-39電力系統(tǒng)中的飛輪儲(chǔ)能裝置

電力調(diào)峰電氣工程專業(yè)導(dǎo)論105

電動(dòng)車輛飛輪電池圖6-40英國Bristol的新型純飛輪供電有軌車電氣工程專業(yè)導(dǎo)論106

飛輪儲(chǔ)能-再生制動(dòng)系統(tǒng)圖6-41德國采用飛輪儲(chǔ)能裝置的LIREX混合動(dòng)力輕軌列車圖6-42美國內(nèi)燃機(jī)發(fā)電機(jī)-飛輪儲(chǔ)能混合動(dòng)力公交車ATTB電氣工程專業(yè)導(dǎo)論107圖6-43軌旁飛輪儲(chǔ)能再生制動(dòng)系統(tǒng)電氣工程專業(yè)導(dǎo)論108

衛(wèi)星姿態(tài)控制圖6-44衛(wèi)星姿態(tài)控制用飛輪系統(tǒng)電氣工程專業(yè)導(dǎo)論109

大功率脈沖放電電源圖6-45航天飛機(jī)電磁發(fā)射示意圖電氣工程專業(yè)導(dǎo)論110十、脈沖功率技術(shù)脈沖功率技術(shù)的基礎(chǔ)是沖擊電壓發(fā)生器，也叫馬克斯發(fā)生器或沖擊機(jī)，是德國人馬克斯（E.Marx）在1924年發(fā)明的。圖6-46馬克斯發(fā)生器電氣工程專業(yè)導(dǎo)論111目前，脈沖功率技術(shù)的發(fā)展方向是提高功率水平，具體的主攻方向是：提高儲(chǔ)能密度，研制大功率和高重復(fù)率的轉(zhuǎn)換開關(guān)，向著高電壓、大電流、窄脈沖、高重復(fù)率的方向發(fā)展。脈沖功率技術(shù)的應(yīng)用：強(qiáng)激光的研究強(qiáng)脈沖X射線核電磁脈沖高功率微波武器電磁炮電氣工程專業(yè)導(dǎo)論112軌道炮線圈炮磁懸浮發(fā)射器

磁懸浮加速托架磁懸浮間隙電樞線圈

驅(qū)動(dòng)線圈

電樞（等離子體）電流圖6-47電磁發(fā)射裝置電氣工程專業(yè)導(dǎo)論113圖6-48國外研制的電磁炮電氣工程專業(yè)導(dǎo)論114十一、微機(jī)電系統(tǒng)微機(jī)電系統(tǒng)（MicroElectro-MechanicalSystems，MEMS），是融合了硅微加工、光刻鑄造成型和精密機(jī)械加工等多種微加工技術(shù)制作的集微型傳感器、微型執(zhí)行器以及信號(hào)處理和控制電路、接口電路、通信和電源于一體的微米（10e-6m）尺寸微型機(jī)電系統(tǒng)。電氣工程專業(yè)導(dǎo)論115圖6-49微機(jī)電系統(tǒng)電機(jī)和一根頭發(fā)的對(duì)比（顯微圖）圖6-50微機(jī)電系統(tǒng)繼電器（放大圖）電氣工程專業(yè)導(dǎo)論116圖6-51微機(jī)電系統(tǒng)陀螺儀電氣工程專業(yè)導(dǎo)論117圖6-52封裝好的微機(jī)電系統(tǒng)產(chǎn)品電氣工程專業(yè)導(dǎo)論118圖6-52微機(jī)電系統(tǒng)衛(wèi)星（概念圖）電氣工程專業(yè)導(dǎo)論119謝謝!電氣工程專業(yè)導(dǎo)論120Chapter6NewTechnologyofelectrotechnics

電氣工程專業(yè)導(dǎo)論1211.DevelopmentsofElectrotechnics1.TendenciesofElectrotechnics2.SuperconductorElectrotechnics3.NuclearFusionElectrotechnics4.MagnetohydrodynamicPowerGeneration5.MagnetohydrodynamicPropulsionTechnology6.RenewablePowerGeneration7.

MagneticLevitationTrain8.FuelCells9.FlywheelEnergyStorageSystems10.PulsedPowerTechnology11.MicroElectro-MechanicalSystems電氣工程專業(yè)導(dǎo)論1222.SuperconductorElectrotechnicsLiquidHeliumregionlowtemperaturesuperconductivematerial–NbTi

wire

電氣工程專業(yè)導(dǎo)論123LiquidNitrogenregionhightemperaturesuperconductivematerial-Biseriestapes電氣工程專業(yè)導(dǎo)論124>>SuperconductingPhenomenon

AmomentousdiscoverybyDutchscientistH.KamerlinghOnnesin1911,thattheresistanceofthemercuryturnedtozerowhenthetemperaturebelow-269℃.Itisaphenomenondisplayedbysomematerialswhentheyarecooledbelowacertaintemperature,knownasthesuperconductingcriticaltemperature,Tc.

HTS:highTcsuperconductor

BelowTc,superconductingmaterialsexhibittwocharacteristicproperties:Zeroelectricalresistance;Fulldiamagnetism(MeissnerEffect).Whenthesuperconductorbelowit’scriticaltemperature，andamagnetisbroughtneartoit,theinnermagneticfieldintensityofthesuperconductoriscompletelyexpelledtozero,behavingasafulldiamagnet.電氣工程專業(yè)導(dǎo)論125MeissnerEffectAsuperconductivediskonthebottom,cooledbyliquidnitrogen,causesthemagnetabovetolevitate.Thefloatingmagnetinducesacurrent,andthereforeamagneticfield,inthesuperconductor,andthetwomagneticfieldsrepeltolevitatethemagnet.電氣工程專業(yè)導(dǎo)論126>>Applications

Superconductingmotor83MWsuperconductingrotor

andit’stestplant(Japan)電氣工程專業(yè)導(dǎo)論1275MWHTSshippropulsionmotor電氣工程專業(yè)導(dǎo)論1285MWHTSshippropulsionmotorstructures電氣工程專業(yè)導(dǎo)論129300kW

superconductinghomopolarmotor（712instituteofWuHan,China）Superconductingmotorpoddedpropeller電氣工程專業(yè)導(dǎo)論130

Superconductingtransformer500kW,6600/3300VJapanHTStransformer26kWHTStransformer

(InstituteofelectricalengineeringChineseacademyofscience)電氣工程專業(yè)導(dǎo)論131

Superconductingpowertransmission2000AHTScableInnopowersuperconductorcableCo.,Ltd.,Beijing電氣工程專業(yè)導(dǎo)論13230mlength、35kV、2kAHTScablessystem電氣工程專業(yè)導(dǎo)論133

Superconductingmagneticenergystorage(SMES)SMEScoilGermany2MJSMES電氣工程專業(yè)導(dǎo)論134

Superconductingmagneticlevitatingtrain(Maglev)JapansuperconductingMaglevtrain電氣工程專業(yè)導(dǎo)論135

Applicationsinelectricalengineering

Superconductingcoil:

Tokamakdevice,Magnetohydrodynamic

PowerGeneration

SuperconductingMaglevbearing:Nomechanicalfriction,Steady

Inshort,superconductingelectrotechnicshasgainedadvanceddevelopmentfromsuperconductingmagnettosuperconductingpowerapplicationsfields.WiththedevelopmentofLTSandHTStechnology,somebadlyexpectedpracticalhouseTcsuperconductorswillbefounded.Oncethishappens,thewholeworldofelectronics,powerandtransportationwillberevolutionized.電氣工程專業(yè)導(dǎo)論1363.NuclearfusionelectrotechnicsIncontrasttonuclearfissionreactor,whichbasedontheintegratingwithNuclearandheatengineeringtechnology,thecombinationwithnewtechnologyofelectrotechnicsisthemainstreamtoresearchfusionreactor,suchassuperconducting,strongmagneticfield,highpulsedpower,assistantheating,plasmatechnology.電氣工程專業(yè)導(dǎo)論137PrincipleofTokamakdevice(Toroidalnuclearfusiondevice)Deuterium-Tritium-Helium

電氣工程專業(yè)導(dǎo)論138Tokamakfusionreactorpowerplant電氣工程專業(yè)導(dǎo)論1394.Magnetohydrodynamic(MHD)PowerGeneration

Atpresent,theefficiencyofcoal-firedpowergeneratingispoorabout30-40percent,whileMHDpowergenerationcouldreaches50-60percentorevenhigher.

MHDpowergenerationisthatanewmethodtogenerateelectricpowerfromheatenergybyinteractionsbetweenhotgasorliquidandmagneticfield.電氣工程專業(yè)導(dǎo)論140PrinciplediagramofMHDpowergeneratorandtestdevices電氣工程專業(yè)導(dǎo)論141SuperconductingmagnetofMHDpowergenerator(InstituteofelectricalengineeringChineseacademyofscience)電氣工程專業(yè)導(dǎo)論1425.MagnetohydrodynamicPropulsionTechnology

MagnetohydrodynamicpropulsionshipJapansuperconductingMHDpropulsionship電氣工程專業(yè)導(dǎo)論143

PlasmaMagnetohydrodynamicspaceflightpropeller（a）（b）PlasmaMHDpropeller（a）Structuresketchmap（b）Propellerspoutof“SMART-1”detector電氣工程專業(yè)導(dǎo)論144

WindpowergenerationWindpowerplantand

gridconnected6.RenewablePowerGeneration電氣工程專業(yè)導(dǎo)論145Offshorewindpowergenerationbeinginstalled（Denmark）電氣工程專業(yè)導(dǎo)論146

Solarpowergeneration

Threeprinciples：

1）Photothermalconversion,

usingthesuntoheatwaterandproducesteamtorunelectricalturbines,suchas

solarwaterheater;

2）Photoelectricconversion,convertingsolarenergytoDCelectricity,suchassolarcells;

3）Photochemicalconversion,chemicalenergybeinggeneratedfromsolarenergy.

Fourmethodstocollectsolarenergy,showedinthefigures

asfollows:

電氣工程專業(yè)導(dǎo)論147Fourmethodsofsolargeneration(a)Parabolictrough(b)‘Fresnel’lens(c)Solardishes(d)Solarpowertowers電氣工程專業(yè)導(dǎo)論148SolarthermalpowerstationSolarpowertowersketchmap電氣工程專業(yè)導(dǎo)論149Solarphotovoltaicarrays(PVarrays)電氣工程專業(yè)導(dǎo)論1507.Magneticlevitatingtrain(Maglev)technology超導(dǎo)長(zhǎng)定子永磁長(zhǎng)定子常導(dǎo)短定子常導(dǎo)長(zhǎng)定子電動(dòng)式長(zhǎng)定子電磁式短定子電磁式長(zhǎng)定子永磁式長(zhǎng)定子Maglevtrainsclassification電氣工程專業(yè)導(dǎo)論151TherearetwotypesofMaglevs:onesthatuselikemagnetswhichrepeleachotherandonesthatuseopposingmagnetsthatattractwitheachother.OnesthatuserepellingmagnetsarecalledSuperconductingMaglevs,whileElectromagneticMaglevsuseopposingmagnets.HowdoesaMaglevTrainwork?EachprojectisdevelopingitsownversionofMaglevbutthemaindifferencerestsonthewaythemagneticfieldisgenerated.TheGermanmodelandtheJapaneseHSST(HighSpeedSurfaceTransport)useElectromagneticSuspension(EMS).ChinainitsShanghaiMaglevusesGermantechnology.EMSusestheattractivemagneticforceofamagnetbeneatharailtoliftthetrainup.TheYamanashiMaglev(Japan)andtheprojectedFloridaMaglevuseElectrodynamicSuspension(EDS).EDSusesarepulsiveforcegeneratedbytheinteractionbetweenthemagneticfieldsinthetrainandtherailtopushthetrainawayfromthetrack.TheprojectinLosAngeles(Indutrack)usesPermanentMagnetEDS.電氣工程專業(yè)導(dǎo)論152

JapansuperconductingMaglevtrainsSuperconductingMaglevbogieSuperconductingMaglevtrack電氣工程專業(yè)導(dǎo)論153

Germanynormal-conductingmaglev:TransrapidPrincipleof

Transrapid電氣工程專業(yè)導(dǎo)論154

Japannormal-conductingHSSTMaglevNormalconductingmaglev-LinimoinNagoya,JapanHSST:HighSpeedSurfaceTransport電氣工程專業(yè)導(dǎo)論155

PermanentMaglev(PM)Berlinpermanentmagnethalflevitatingtrain,Germany電氣工程專業(yè)導(dǎo)論1568.FuelcellsBritishphysicistWilliamRobertGrove,1811-1896,producedthefirstfuelcellin1839(called“GasVoltaicbattery”atthattime).Fuelcellexteriorstructure電氣工程專業(yè)導(dǎo)論157FuelcellasComputerpowersupply電氣工程專業(yè)導(dǎo)論158

Maintypesoffuelcells:

Firstgeneration,alkalinefuelcell(AFC),highefficiencybutcostmuch;

Second,phosphoricacidfuelcell(PAFC),advanced andverypractical;

Third,moltencarbonatefuelcell(MCFC),higher efficiencythanPAFC,usedtogeneratestrong power;

Fourth,solidoxidefuelcell(SOFC),usedsolid electrolyte,avoidsthedangerofelectrolytescorrosionandleakage;

Fifth,protonexchangemembranefuelcell(PEMFC),closelyrelatedtohydrogenenergy;

Inrecently,thereappearedanewtypefuelcellcalledmicrobialfuelcell(MFC),largepower,smallsize,andhighefficiency.電氣工程專業(yè)導(dǎo)論1599.FlywheelEnergyStorageSwitzerlandflywheelenergystoragetracktestvehiclein1955Flywheelenergystoragesystem電氣工程專業(yè)導(dǎo)論160

Applications

Powergridpeakshaving

Electricvehiclesflywheelbattery

Flywheelenergystorage-regenerativebrakingsystem

Windpowergenerationsystem’suninterruptedpowersuppl