Zakaj so vetrne turbine bolj priljubljene?

Ljudje na splošno sprejemajo vetrne turbine kot glavni vir energije samo zato, ker so čisti vir energije, okoljska trajnost pa je že nekaj časa vroča tema. Dejstvo, da vetrne turbine proizvajajo le čisto energijo (ne oddajajo nobenih strupenih snovi v okolje), jih uvršča med glavne izdelke elektroenergetike in bodo tudi ostale – in jedro tega namena je obstoj trajnih magnetov (kot npr. neodimovi magneti). Neodimovi magneti so vrsta magneta redkih zemelj. Drug primer je kombinacija neodima, železa in bora. Te turbine se uporabljajo pri oblikovanju vetrnih turbin za zmanjšanje stroškov, povečanje zanesljivosti in močno zmanjšanje potrebe po neprekinjenem in dragem vzdrževanju.

Kako delujejo trajni magneti v vetrnih turbinah?

Delovanje generatorjev vetrnih turbin temelji na elektromagnetnih principih, ki običajno sledijo prvemu elektromagnetnemu principu, ki ga je zasnoval Michael Faraday leta 1831. Ko se električni prevodnik vrti v magnetnem polju, proizvaja elektriko. Ko se lopatice turbine vrtijo v smeri vetra, pride do elektromagnetne indukcije v magnetnem polju trajnih magnetov v turbini za ustvarjanje električne energije. Generator, povezan z gredjo vetrne turbine, bo premikal lopatice. Pretvorjeno v električno energijo. Vendar trajni magnet v vetrni turbini ne uporablja drsnega obroča, ki se uporablja v elektromagnetu, ampak uporablja magnetno polje močnega magneta redkih zemelj.

Kakšna je razlika med elektromagnetom in trajnim magnetom?

Za razliko od elektromagnetov trajni magneti ne potrebujejo zunanjega vira energije. Glavna razlika med uporabo elektromagnetov in trajnih magnetov v vetrnih turbinah je, da elektromagneti potrebujejo drsne obroče za napajanje elektromagnetov, medtem ko trajni magneti ne. Prav tako menjalniki zahtevajo stalno vzdrževanje, kar lahko bistveno poveča stroške.

Funkcija menjalnika je pretvoriti nizko hitrost turbinske gredi v višjo hitrost, ki jo indukcijski generator potrebuje za proizvodnjo električne energije, vendar bo menjalnik povzročil trenje in zmanjšal zmogljivost. Na primer, z uporabo neodimovih magnetov namesto elektromagnetov lahko povečamo izkoristek turbin, zmanjšamo izkoristek in zmanjšamo stroške vzdrževanja.

Veliki sintrani NdFeB magneti se večinoma uporabljajo za izdelavo vetrnih turbin s trajnim magnetom z neposrednim ali pol neposrednim pogonom. Uporaba visoko zmogljivega neodima, železa in bora zmanjša težo vetrne turbine, zaradi česar je vzdrževanje lažje in učinkovitejše. Zato so vetrne turbine s trajnim magnetom z direktnim pogonom trend razvoja vetrnih turbin v prihodnosti.

Zaradi slabih delovnih pogojev generatorja vetrne turbine na prostem, kot je morje, tuyere itd., Obstaja veliko zahtev za magnet.

①Visoka remanentnost:Načelo proizvodnje električne energije vetrnih turbin je uporaba lopatic, ki jih poganja veter, za pogon rotorja, ki vsebuje niz trajnih magnetov, za ustvarjanje električne energije z učinkom elektromagnetne indukcije v statorskem navitju (prevodniku). Velikost inducirane elektromotorne sile, ustvarjene na obeh koncih navitja, je sorazmerna z gostoto magnetnega pretoka (magnetna indukcija) Bg, ki jo ustvari veliko sintrano polje NdFeB magnetov v zračni reži, in ta Bg je sorazmerna s kvadratnim korenom največjega produkta magnetne energije trajnega magneta. Zato je produkt visoke magnetne energije materiala eden od parametrov, ki jih zasleduje generator.

②Visoka prisila: Ko vetrni generator deluje, se trajni magnet razmagneti z izmeničnim povratnim magnetnim poljem, ki ga ustvari navitje. Zato vetrni generator zahteva, da ima trajni magnet zadostno koercitivnost, da se upre močni povratni demagnetizaciji.

③Visoka delovna temperatura:Vetrna turbina mora delovati v območju 120-40-40, magnet pa mora imeti nizko nepopravljivo izgubo znotraj tega delovnega temperaturnega območja, da se zagotovi normalno delovanje vetrne turbine.

④Druge fizikalne lastnosti:

Odpornost proti koroziji:Zelo se je spremenilo tudi atmosfersko okolje vetrnih turbin. Nekatera mesta so mokra; morje ni samo mokro, ampak tudi slano; včasih lahko atmosfera vsebuje nekaj alkalij ali kislin. Vse našteto bo imelo določen korozivni učinek na sintrani NdFeB magnet velike velikosti, s čimer se bo zmanjšal magnetizem in v hudih primerih celo popolnoma uničil magnet. Da bi zagotovili normalno delovanje vetrne turbine v 20 letih, je potrebno, da magnet v 20 letih ne povzroči pomembne demagnetizacije. Eden od dejavnikov razmagnetenja je, da je magnet lahko podvržen različni koroziji. Zato magnet zahteva visoko odpornost proti koroziji in ustrezno površinsko obdelavo za zaščito pred korozijo. 

Odpornost na udarce: Vetrna turbina bo med delovanjem neizogibno vibrirala, zlasti pri močnem vetru, sam motor bo proizvajal močne vibracije, zaradi česar mora magnet ob dolgotrajnih vibracijah ohraniti svojo celovitost in stabilno magnetno delovanje.

Toplotna prevodnost:Med delovanjem vetrne turbine bo magnet proizvajal toploto zaradi vrtinčnega toka v materialu kovinskega magneta. Da bi zmanjšali temperaturo magneta, mora biti toplotna prevodnost materiala magneta čim večja. Zmanjšanje vrtinčnega toka je predvsem odvisno od zmanjšanja površinskega upora.

Hvala, ker ste prebrali naš članek in upamo, da vam bo pomagal bolje razumeti najpogosteje uporabljene neodimove magnete redkih zemelj. Če želite izvedeti več o trajnih magnetih, vam svetujemo obiskMagneti BEARHEARTza več informacij. 

Zagotovimo lahko visokokakovostne trajne magnete, kot so neodimovi magneti, feritni magneti in magnetni sklopi po zelo konkurenčni ceni. Vsakršno povpraševanje in naročilo je dobrodošlo.