Applicazione di materiali compositi magnetici morbidi in turbine eoliche a magneti permanenti a campo magnetico assiale
Il generatore sincrono a magneti permanenti a campo magnetico radiale utilizzato nel sistema di energia eolica a bassa velocità a trasmissione diretta è un disco piatto di grandi dimensioni con un diametro interno grande, una grande dimensione del rotore e un momento di inerzia. Ciò è vantaggioso per sopprimere le fluttuazioni della forza elettromotrice causate dalle fluttuazioni del vento, ma impone anche requisiti più elevati sul controllo del motore. Inoltre, i generatori sincroni a magneti permanenti a trasmissione diretta sono generalmente di qualità superiore ed economici rispetto ai generatori convenzionali. Per essere più competitivi nel business, è necessario ottimizzare il costo, la densità di potenza e l'efficienza dei generatori di grande diametro a bassa velocità.
È noto che se il numero di poli del motore è sufficiente e il rapporto tra la lunghezza assiale e il diametro esterno è sufficientemente piccolo, il motore di campo assiale ha un vantaggio maggiore in termini di coppia e densità di potenza rispetto al convenzionale motore a campo radiale. Il motore a magneti permanenti del campo magnetico assiale presenta anche i vantaggi del piccolo momento di inerzia e una buona condizione di dissipazione del calore dell'avvolgimento dello statore e può anche essere una struttura multi-air gap con più statori e più rotori per migliorare la potenza di uscita. Pertanto, il generatore sincrono a magneti permanenti assiali è adatto per l'applicazione della conversione di energia eolica diretta dell'azionamento.
L'inconveniente principale delle macchine a flusso assiale è legato alla produzione del nucleo di statore. Il nucleo dello statore è formato avvolgendo una striscia di lamiera di acciaio al silicio e quindi eseguendo la lavorazione della scanalatura o avvolgendo una striscia di lamiera di acciaio scanalata di silicio. Durante l'elaborazione della scanalatura, si verifica un problema di cortocircuito tra le laminazioni e quando viene eseguita la laminazione della laminazione, vi è un problema che le scanalature preforate sono difficili da allineare. Un nucleo costituito da un materiale composito magnetico morbido pressato (in seguito denominato sMc) fornisce una soluzione al problema sopra descritto.
Recentemente, i miglioramenti nelle caratteristiche di bassa frequenza dei materiali sMc hanno portato a un interesse diffuso nelle applicazioni di progettazione di motori. I vantaggi esclusivi dei materiali sMc e dei processi di estrusione della metallurgia delle polveri sono che consente di formare facilmente strutture complesse, superando alcuni degli inconvenienti della convenzionale fabbricazione di nucleo dello statore laminato scanalato. In un motore a nucleo laminato in lamiera di acciaio al silicio, si ottengono buone proprietà magnetiche in un circuito magnetico piano, che produce un circuito magnetico bidimensionale, che limita le possibilità di progettazione. Le particelle di ferro isolate nel materiale sMc possono produrre una proprietà magnetica isotropa. Pertanto, è possibile ottenere un circuito magnetico tridimensionale nella progettazione del gruppo del polo magnetico, che fornisce un nuovo metodo di progettazione per il progettista del motore. China Net
