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大尺寸烧结钕铁硼磁体在风力发电机中的应用

作者: 瀚海新材料丨磁源王

来源:

发布时间:2020-10-10

大尺寸烧结钕铁硼磁体主要用于制造永磁直驱或半直驱风力发电机。高性能钕铁硼的使用,减轻了风力发电机的重量,维护更方便,效率更高。因此,永磁直驱风力发电机是未来风力发电机的发展趋势。据国家权威预测,2020年我国风力发电装机容量将超过1亿,占全国装机重量的10%以上。因此,大尺寸烧结钕铁硼磁体在风力发电行业有很大的前景。  

 

由于风力发电机组在露天工作条件较差,如海边、风口等,对磁铁有很多要求。  

 

①高剩磁:风力发电机发电的原理是利用风力驱动的叶片,通过定子绕组(导体)中的电磁感应效应,带动含有永磁阵列的转子发电。绕组两端产生的感应电动势大小与气隙中大尺寸烧结钕铁硼磁体阵列产生的磁通密度(磁感应强度)Bg成正比,这个Bg与永磁体最大磁能积的平方根成正比。因此,材料的高磁能积是发电机追求的参数之一。  

 

②高矫顽力:风力发电机运行时,永磁体会被绕组产生的交变反向磁场消磁,因此风力发电机要求永磁体具有足够的矫顽力,以抵抗较强的反向消磁。

 

③工作温度高:风力发电机应在120以上-40范围内工作,要求磁体在该工作温度范围内有较低的不可逆损耗,以保证风力发电机的正常运行。    

 

④其他物理性质:  

 

耐腐蚀性:风力发电机的大气环境也有很大变化。有些地方是湿的;海上不仅湿,而且咸;有时大气中可能含有一些碱或酸。以上都会对大尺寸烧结钕铁硼磁体产生一定的腐蚀作用,从而降低磁性,严重时甚至完全破坏磁体。为了保证风力发电机在20年内正常运行,要求磁体在20年内不产生明显退磁。退磁的因素之一是磁体可能会发生各种腐蚀。因此,磁体需要高耐腐蚀性和适当的表面处理以进行防腐。   

 

耐冲击:风力发电机在运行过程中,不可避免地会发生振动,特别是在强风下,电机本身会产生强烈的振动,这就要求磁体在长期振动下保持其完整性和磁性能的稳定。

 

热导率:风力发电机运行过程中,由于金属磁体材料中的涡流,磁体会发热。为了降低磁体的温度,磁体材料的热导率应该尽可能高。减小涡流主要靠减小表面电阻。

 

 

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