Применение высокопроизводительных магнитов NDFEB в генераторах ветряных турбин

Постоянный генератор ветра магнита принимает высокую магнитную производительность, спеченное на неодимском железном боре, который обладает достаточно высокой коэрцитивностью, чтобы избежать потери магнетизма при высокой температуре. Срок службы магнита зависит от основного материала и поверхностной антикоррозионной обработки. Антикоррозия NDFEB Magnet Steel должна начинаться с производства.
1. Введение

Постоянный генератор ветра с прямым приводом применяет рабочее колесо для вентилятора для непосредственного управления генератором, чтобы повернуть, устраняя коробку передач, увеличивая скорость, требуется традиционным AC-возбужденным асинхронным ветрогенератором и избегая неисправности и обслуживания коробки передач во время работы. В то же время, постоянный генератор ветра магнита принимает постоянное возбуждение магнита, без обмотки возбуждения, без кольца с скольжением и щеткой на роторе; Следовательно, структура проста, а операция надежна. С 1993 года по Enercon GmbH, Германия разработала 1-й крупномасштабную ветряную турбину с прямым приводом. Развитие ветряных турбин и постоянных ветряных турбин магнита находится в асценденте. Общий уровень постоянных турбин ветряных турбин в Китае был в авангарде мира.

Рабочая среда ветряной турбины очень резкая, и она должна быть в состоянии противостоять испытанию высокой температуры, тяжелой холода, ветра и песка, влажности и даже солевого спрей. Срок службы дизайна ветряной турбины обычно составляет двадцать лет. В настоящее время постоянные магниты с топким неодимием железа используются как для небольших ветряных турбин, так и для ветер -турбин с постоянными магнитами мегаватта. Следовательно, выбор магнитных параметров постоянного магнита NDFEB и требования к коррозионному сопротивлению магнита очень важны.
2. Типичные магнитные свойства спеченных NDFEB, используемых в генераторах ветряных турбин с постоянными магнитами

Постоянный магнит из железа неодимий -железа называется третьим поколением редкоземельного постоянного магнита, и до сих пор это постоянный магнитный материал с более высокими магнитными характеристиками. Основной фазой спекающего сплава NDFEB является интерметаллическое соединение ND2FE14B, а магнитная поляризация насыщения (JS) составляет 1,6 т. Поскольку сплава постоянного магнита NDFEB состоит из основной фазы ND2FE14B и граничной фазы зерна, а ориентация зерна ND2FE14B ограничена условиями процесса, остаточная остаточная тока магнита может достигать 1,5t. Немецкая вакуумная плавка (Vacuumschmelze GmbH) произвела магниты NDFEB с максимумом. Магнитная энергетическая продукция (BH) максимум 57 мг. Домашние производители NDFEB могут производить магниты класса N50 с максимумом. Магнитная энергетическая продукция 53 мГО (примечание: эта статья была опубликована в 2010 году. С разработкой технологий на рынке уже существуют магниты N54, а более высокий продукт магнитной энергии составляет до 55 мг). Увеличение основного фазового соотношения сплава, увеличение ориентации кристаллических зерен и плотность магнита может увеличить макс. энергетический продукт магнита; но это не превысит теоретическое значение 64 мг для макс. Энергетический продукт монокристаллического ND2FE14B. Jinluncicai.com руководствует производителя и заводской серии поставки магнита и материала NDFEB.

Кривая размагничивания NDFEB при комнатной температуре аналогична прямой линии. Следовательно, при проектировании перманентных магнитных двигателей неодимский железный бор (то есть высокий (BH) макс материала) часто выбирается для получения магнитной плотности высокого воздуха. Когда двигатель работает, из -за существования чередующегося поля размагничивания и размагничивающего эффекта мгновенного большого тока, когда нагрузка внезапно меняется, необходимо выбрать магнит из железа неодимий с достаточно высокой коэрцитивностью.

Добавление таких элементов, как диспрозий (тербий) с сплавом, увеличивает внутреннюю коэрцитивность (JHC) неодимийского железа борона, но остаточность (BR) магнита будет соответствующим образом уменьшаться. Следовательно, высокопроизводительные магниты NDFEB, используемые в генераторах ветряных турбин, учитывают ее почи учитывают и останавливаются.
3. Температурная стабильность постоянного магнита NDFEB

Генераторы энергии ветра работают в пустыне и терпят испытание палящего тепла и холода; В то же время потери двигателя также направляются к повышению температуры двигателя. Стопленные магниты NDFEB, приведенные в таблице выше, могут работать при 120 ° C. Температура Curie сплава постоянного магнита NDFEB составляет около 310 ℃. Когда температура магнита превышает точку Кюри, она превращается из ферромагнетизма к парамагнетизму. Ниже температуры CURIE остаточность NDFEB уменьшается с повышением температуры, а его температурный коэффициент остатки α (BR) составляет -0,095 ~ -0,105%/℃. Принудительная сила NDFEB также уменьшается с повышением температуры, а температурный коэффициент β (JHC) его принудительной силы составляет -0,54 ~ -0,64%/℃. Выберите соответствующую силу принуждения, магнит все еще обладает достаточно высокой силой принуждения на максимуме. рабочая температура моторного конструкции; В противном случае произойдет потеря намагниченности.

Остановка и коэрцитивность материалов постоянного магнита NDFEB являются дополнительными. Добавление тяжелых редкоземельных элементов диспрозиума (DY) и тербия (ТБ) к сплаву может значительно увеличить коэрцитивность магнита. По мере увеличения коэрцитивности остатость и макс. Продукт магнитной энергии уменьшается соответственно. Очевидно, что выбор магнитной стали с высоким содержанием энергии для ветряных турбин должен быть за счет остаточной и макс. Магнитная энергия продукт.

4, консистенция магнитных свойств мощности ветра NDFEB

Магниты NDFEB изготавливаются с использованием специального процесса металлургии порошковой металлургии, а основной производственный процесс завершается в защитной атмосфере или под вакуумом. Зеленое тело неодимского железа сжимается в очень сильном (~ 1,5 т) магнитном поле. Размер магнитов NDFEB ограничен этими специальными условиями процесса.

Большой постоянный генератор ветра магнита обычно использует тысячи неодимских магнитов из железа железа, и каждый полюс ротора состоит из многих магнитов. Консистенция полюсов ротора требует консистенции магнитной стали, включая консистенцию допусков размерных и магнитных свойств. Так называемая консистенция магнитных свойств включает в себя небольшое отклонение магнитных свойств между разными людьми, а также однородность магнитных свойств одного магнита.

Существует два типа магнетизма: кажущийся магнетизм и внутренний магнетизм. Так называемый кажущийся магнетизм магнитной стали может быть измерен с помощью его магнитного потока с открытым кругом и силой поверхностного магнитного поля. Кажущийся магнетизм магнита связан с формой и состоянием намагниченности магнита. Внутренние характеристики магнитной стали протестируются путем измерения кривой размагничивания образца. Кривая размагмета является частью петли гистерезиса, которая отражает характеристики изменения намагниченности материала постоянного магнита. Измерьте кривую размагничивания образца магнитной стали, при условии, что образец должен быть насыщен намагничен перед измерением.

Чтобы определить, является ли магнетизм одного магнита равномерным, необходимо разрезать магнит на несколько мелких кусочков и измерить их кривые размагничения. Во время производственного процесса, чтобы проверить, является ли магнетизм печи с магнитами, необходимо пробудить магниты из разных частей спекающей печи, чтобы измерить кривую размагнизации образца. Поскольку измерительное оборудование очень дорого, и невозможно обеспечить измерение целостности каждого куска магнитной стали. Следовательно, все продукты не могут быть проверены. Последовательность магнитных свойств NDFEB должна быть гарантирована производственным оборудованием и управлением процессами.

5. Коррозионная стойкость NDFEB

Сплав NDFEB содержит активные редкоземельные элементы, которые легко окислять и ржаветь. В применениях, если NDFEB не является инкапсулированным и изолированным из воздуха и воды, поверхность NDFEB должна быть обработана антикоррозией. Обыльными антикоррозионными покрытиями представляют собой гальванированную никель, электрогалванизированную и электрофоретическую эпоксидную смолу. Поверхностная фосфалирующая обработка может предотвратить ржавение NDFEB в относительно сухой среде в течение короткого времени.

Редко -заземляющие интерметаллические соединения могут реагировать с водородом при определенном давлении и температуре. После того, как NDFEB поглощает водород, он высвобождает тепло и ломается. Разрушение водорода в производстве NDFEB использует эту функцию. С точки зрения использования, фрагменты водорода NDFEB вредны. Строго говоря, коррозия NDFEB начинается с его обработки. Обезжиривание после резки и шлифования, сорление перед гальванией и процесс гальванизации оказывают влияние на поверхностный слой NDFEB. Неправильный процесс обработки может вызвать неквалифицированное качество покрытия (например, выходы), а также соединение поверхностного слоя NDFEB и слой покрытия не является сильным.

Стоит отметить, что, хотя магнитные свойства NDFEB магнитов одной и той же марки, производимой различными производителями, в основном одинаковы, в составе сплавов будут различия сплава, особенно микроструктура магнитов может быть сильно отличается. Магнитная сталь с хорошей производительностью и хорошей коррозионной стойкостью имеет характеристики тонкого и однородного зерна и высокой плотности магнитов. В следующих двух металлографических фотографиях спеченных магнитов NDFEB магниты, показанные слева, имеют тонкие и однородные зерна, а магниты, показанные справа, имеют большие и неровные зерна.
6. Тест на надежность магнита NDFEB

Срок службы дизайна ветряных турбин составляет 20 лет, что означает, что магнитная сталь может использоваться в течение 20 лет, ее магнитные характеристики существенно не ослабляются, а магнитная сталь не коррозируется. Следующие методы тестирования и проверки могут использоваться в качестве методов для производителей и пользователей ветровой магнитной стали для оценки и осмотра магнитов.

Тест невесомости: используйте прямоугольную черную пластину 10 мм × 10 мм × 12 мм в качестве образца (высота 12 мм является направлением намагничивания), поместите ее в 2 стандартное атмосферное давление, чистую влажность, 120 ℃ среда, выньте после 48 часов и вытащите удаление оксидного слоя, потеря веса меньше 0,2 мг/см2.
Термический тест размагметизации: 120 × 4 часа, потерю магнитного потока открытой цепи составляет менее 3%.
Тест теплового шока: После 3 циклов высоких и низких температур от -40 ° C до 120 ° C потеря магнитного потока разрывоохранения составляет менее 3%.
Испытание на соляное распылитель и тест на температуру и влажность - это методы оценки гальванированных покрытий и других антикоррозийных покрытий.
Другие физические свойства, такие как коэффициент термического расширения, теплопроводность, электрическое удельное сопротивление и механическая прочность, все имеют различные степени влияния на удобство использования и надежность магнитной стали.

Краткое содержание
1. Эта статья вводит магнитные параметры постоянных магнитов из неодимского железа бора для ветряных турбин Megawatt.
2. Высокоэнергетическая активность, спеченная NDFEB может гарантировать, что магнит все еще обладает достаточной коэрцитивностью при высокой температуре, чтобы избежать высокой потери температуры магнетизма.
3. Коррозионная стойкость магнитной стали двигателя ветра зависит не только от поверхностного покрытия магнита, но и от коррозионного сопротивления субстрата.

4. Методы испытаний надежности магнита включают тест невесомости, тест на термическую размагметизацию, тест на коррозионную устойчивость к покрытию и т. Д.