Pysyvien magneettien levitys tuuliturbiineissa

Oletko koskaan miettinyt, kuinka tuuliturbiinit toimivat? Todennäköisesti sinulla on, mutta sinulla olisi varmasti kysymyksiä mielessäsi. Voit esimerkiksi olla utelias tietää, kuinka tarkalleen nämä kahdella terällä olevat kohoavat rakenteet kykenevät tuottamaan valtavia määriä sähköä monien kotitalouksien valtuuttamiseksi ympäri maata.

Tuuliturbiinien mekaniikan ytimessä ovat pysyviä magneetteja , erityinen magneettityyppi, jolla on voimakkaat pysyvät magneettiset ominaisuudet. Tuuliturbiinien keksimiseen saakka ensisijainen voimalähde oli fossiiliset polttoaineet, kuten hiili ja öljy. Vaikka nämä olivat erittäin hyödyllisiä, heillä oli suuri virhe; He päästivät huolestuttavia määriä hiilidioksidia, joka on myrkyllinen sekä ihmisille että ympäristölle.

Miksi urbiinit ovat P viitettäviä ? _ _

Tuuliturbiinien yleinen hyväksyminen tärkeänä virtalähteenä on yksinomaan siksi, että ne ovat puhdasta energiaa. Muista, että ympäristön kestävyys on ollut buzz -aihe jo jonkin aikaa. Se, että tuuliturbiinit tuottavat vain puhdasta energiaa (ilman ympäristöystävällistä materiaalia), tekee niistä katkottua sähköteollisuudessa. He ovat täällä pysyäkseen - ja keskeinen tässä tarkoituksessa on pysyvien magneettien, kuten neodyymimagneettien, läsnäolo.

Neodyymimagneetit ovat eräänlainen harvinainen maametallimagneetti. Toinen esimerkki on neodyymi-rauta-booroniyhdistelmä. Näitä turbiineja käytetään tuulen turbiinimalleissa kustannusten vähentämiseksi, luotettavuuden parantamiseksi ja jatkuvan ja kalliiden ylläpidon tarvetta dramaattisesti.

Joten miten pysyvät magneetit toimivat tuuliturbiineissa?

Tuuliturbiinigeneraattorien toiminta perustuu sähkömagneettisuuden periaatteeseen ja se seuraa tyypillisesti Michael Faradayn suunnitteleman ensimmäisen sähkömagneettisen suunnittelun vuonna 1831. Kun sähköjohdin pyöritetään magneettikentällä, se tuottaa sähköä. Kun turbiinien terät pyörivät tuulen suuntaan, sähkömagneettinen induktio tapahtuu turbiinien pysyvän magneetin magneettikentän sisällä sähkön tuottamiseksi. Tuuliturbiinin akseliin kytketty generaattori muuntaa terien liikkeen sähköksi.

Mutta sen sijaan, että käyttäisivät liukastumisrenkaita, kuten sähkömagneetteissa käytetään, tuuliturbiinien pysyvät magneetit käyttävät vahvojen harvinaisten maametallien magneettikenttää.

Ero sähkömagneettien ja pysyvien magneettien välillä

Toisin kuin sähkömagneetit, pysyvät magneetit eivät vaadi virtaa mistään ulkoisesta lähteestä. Suurin ero sähkömagneettien ja kestävien magneettien välillä tuuliturbiineissa on, että sähkömagneetteja vaativat liukumissormukset sähkömagneettien virran virtaamiseksi, kun taas pysyvät magneetit eivät. Jälleen vaihdelaatikot vaativat jatkuvaa huoltoa, mikä voi nostaa kustannuksia merkittävästi.

Vaihteiston tehtävänä on muuntaa turbiinin akselin alhainen pyörimisnopeus korkeampiin nopeuksiin, joita induktiogeneraattoreissa tarvitaan sähkön tuottamiseksi. Mutta vaihdelaatikot aiheuttavat kitkaa ja voivat vähentää suorituskykyä. Esimerkiksi neodyymimagneetin kanssa korvaaen sähkömagneettien, voimme saavuttaa korkeamman tehokkuuden turbiineissa, vähentyneen tehokkuuden ja alhaisemmat kunnossapidon kustannukset.

Nykyään insinöörit ovat kehittäneet entistä hienostuneempia sähkömagneettisia generaattoreita, jotka toimivat yhdessä tuuliturbiinien loukkuun tuulen voiman kanssa paikallisessa kulutuksessa kotitalouksissa, kouluissa, sairaaloissa, yrityslaitoksissa ja niin edelleen. Yksi tuuliturbiini voi nyt tuottaa jopa 113 GW ja voi käyttää noin 250 T0 300 taloa tuulen voimakkuuden perusteella.

Kuinka magneetit tekevät parempia asennusratkaisuja tuuliturbiineissa

Pysyvillä magneeteilla on tärkeä rooli turbiinin korkeiden seinien eheyden ylläpitämisessä sen lisäksi, että ne auttavat tuottamaan. Jos sinulla on etuoikeus katsoa tuuliturbiinigeneraattorin sisälle, näet paljon kaapeleita ja erittäin pitkiä tikkaat, jotka on kiinnitetty seiniin. Jotkut heistä sisältävät hissejä, jotta työntekijät pääsevät turbiinin nacellelle.

Perinteinen ratkaisu tämän saavuttamiseksi on porata reikiä turbiinin seiniin kiinnikkeiden kiinnittämiseksi tai kiinnikkeiden hitsaamiseksi kiinnikkeiden pitämiseksi. Valitettavasti tämä ratkaisu voi vaikuttaa seinien eheyteen, vähentää niiden voimakkuutta ja tehdä niistä alttiita korroosiolle.

Onneksi pysyvät magneetit lisäävät peliä antamalla insinööreille kiinnittää kiinnikkeitä seinään poraamatta mitään reikiä tai hitsaamalla mitään. Jotkut turbiinin valmistajat käyttävät kekseliäisesti magneettista kiinnitysjärjestelmää seinäkiinnikkeiden ja muiden välttämättömien materiaalien kiinnittämiseen turbiinien seinälle. Vahvat harvinaisten maametallien metallit, kuten neodyymimagneetit, ovat erinomainen valinta tällaiseen levitykseen.

Johtopäätös

Kun otetaan huomioon, että pysyvillä magneeteilla on tärkeä rooli maailmaa auttamalla puhdasta sähköenergiaa, on turvallista sanoa, että pysyvät magneetit ovat välttämättömiä. Mielenkiintoista on, että niitä sovelletaan monilla muilla aloilla, kuten lääkkeissä, elektroniikassa jne.