Преминаването към генератори с постоянен магнит с директно-задвижване (DD-PMG)
Конвенционалните вятърни турбини използват скоростна кутия за увеличаване на скоростта на ротора (12-20 rpm) до скорост на генератора (1500-1800 rpm). Повредите в скоростната кутия представляват 20-30% от времето на престой на турбината. DD-PMG елиминира скоростната кутия чрез използване на многополюсен генератор (обикновено 48-144 полюса) с голям диаметър (3-5 метра), който работи при ниска скорост. Постоянните магнити на ротора създават възбуждащо поле без контактни пръстени или мощност на възбуждане.
За 3 MW турбина, роторът изисква приблизително 6000-8000 отделни NdFeB магнита, всеки приблизително 50x30x15 mm. Общо тегло на магнита: 1,2-1,6 тона. С нарастването на размерите на турбините (сега 10-15 MW в морето), обемът на магнита на турбина достига 5-8 тона.
Спецификации на материала за вятърна енергия: Изисквания за висок Br и висок Hcj
Wind turbine generators operate at 60-120°C internal temperature. The magnets face a demagnetizing field from stator armature reaction during grid faults (short circuits). The generator must survive a 3-phase short circuit without irreversible demagnetization >2%.
Следователно NdFeB от степен-за вятър изисква:
Br По-голямо или равно на 13,5 kGs (N45 или по-високо) за минимизиране на обема и теглото на генератора.
Hcj По-голямо или равно на 20 kOe при 20 градуса, намаляване на по-голямо или равно на 12 kOe при 100 градуса (съответстващо на N45SH или N42UH).
Правоъгълност (Hk/Hcj) По-голяма или равна на 0,95, което означава, че кривата на размагнитване остава права близо до коляното.
Типични използвани класове: N45SH, N42SH, N40UH. При синтероване с дифузия по границите на зърната (GBD) на тербий се постига Hcj 25-30 kOe, като същевременно се поддържа Br над 13,5 kGs. Стандартният N45SH (без GBD) има Hcj 17-20 kOe, достатъчен за наземни турбини в умерен климат. Офшорни обекти или обекти с висока околна температура изискват N42UH или N40UH с Hcj 25-30 kOe.
Защита от корозия за офшорни вятърни електромагнити
Офшорните вятърни турбини са изправени пред-натоварен със сол въздух (концентрация на хлорид до 5 mg/m³) и висока влажност. Стандартното Ni-Cu-Ni покритие (12-25 μm) осигурява 72-200 часа устойчивост на солен спрей (ASTM B117), което е недостатъчно за 20-годишен живот в морето. Необходими нива на защита:
| Околна среда | Изискване за солен спрей (ASTM B117 часа до червена ръжда) | Препоръчителна система за покритие |
|---|---|---|
| На брега, във вътрешността | 200 часа | Ni-Cu-Ni (20-25 μm) + епоксидно покритие (10-15 μm) |
| Суша, крайбрежие | 500 часа | Епоксид (30-40μm) + полиуретаново покритие |
| Офшорна, гондола (запечатана) | 1000 часа | Епоксид (40-60 μm) или парилен C (15-25 μm) |
| Офшорно, директно пръскане на морска вода | 2000 часа (без червена ръжда) | Напълно капсулован в смола или обвивка от неръждаема стомана |
За офшорни приложения ние доставяме магнити с три-слойна система: Ni-Cu-Ni (10 μm) като основа за адхезия, епоксид (30 μm) за бариера срещу корозия и полиуретан (20 μm) за UV и устойчивост на абразия. Обща дебелина 60 μm, валидирана чрез 2000 часа солен спрей без червена ръжда.
Управление на срокове за изпълнение на групови големи-блокови поръчки на NdFeB
Поръчките за магнити за вятърни турбини обикновено са 1-10 тона на пратка. Времето за изпълнение зависи от:
Наличност на суровина: NdFeB прах с тежки редкоземни елементи (Dy/Tb) за високи нива на Hcj изисква 4-6 седмици за снабдяване.
Пресоване и синтероване: Големите блокове (напр. 80x60x30 mm) изискват по-бавно уплътняване и по-дълги цикли на синтероване (48-72 часа срещу . 24 часа за малки части). Капацитетът на пещта за синтероване за големи блокове е ограничен.
Машинна обработка: Блоковете се нарязват, шлифоват и скосяват. За 8000 магнита на турбина обработката отнема 3-5 седмици.
Покритие: Епоксидното покритие с дебелина 60 μm изисква множество цикли на пръскане и втвърдяване: 1-2 седмици.
Намагнитване и проверка: Много{0}}полюсното радиално намагнитване на големи пръстени отнема 1-2 седмици.
Общо типично време за изпълнение на първата производствена поръчка (след одобрение на инструмента): 12-16 седмици. Повторни поръчки: 8-10 седмици. Препоръчваме на производителите на вятърни турбини да правят общи поръчки с 6-месечни подвижни прогнози.
За насипни NdFeB магнити за генератори на вятърни турбини – включително класове N45SH, N42UH, с офшорно-клас епоксидно покритие – моля, посетете нашата продуктова страница за синтерован неодимов магнит на нашия уебсайт. Ние доставяме магнити с 20-годишна гаранция за размагнитване (по-малко или равно на 5% необратими загуби) и пълна проследимост на материала от източника на редкоземни метали до окончателното сглобяване.
За да поискате оферта за количества турбина (1-20 тона), предоставете проектните спецификации на вашия генератор: въздушна междина, брой полюси, работна температура и необходимо време за издръжливост на късо съединение. Нашият инженерен екип предоставя FEA симулация на размагнитване като част от офертата.
Често задавани въпроси
В: Каква е гарантираната необратима загуба на поток след 20 години работа на вятърна турбина?
О: За N45SH с работна температура по-малка или равна на 80 градуса и без необичайни грешки в мрежата, по-малка или равна на 5% необратими загуби. Ние предоставяме прогнози за модел на стареене въз основа на IEC 60404-8-1. Ускореното термично тестване (3000 часа при 100 градуса) потвърждава<3% loss.
В: Доставяте ли магнити, предварително-сглобени в носачи от неръждаема стомана за лесно монтиране?
A: Да. Ние предлагаме пълни магнитни носители (шайби), изработени от неръждаема стомана 316L, с магнити, капсуловани в епоксидна смола вътре в носача. Това елиминира-боравенето с магнити на място и предпазва от корозия. Сглобяването на носача добавя 15-20% към цената на магнита, но намалява труда за монтаж с 80%.
В: Какви сертификати за качество притежавате за магнити за вятърна енергия?
A: ISO 9001:2015, IATF 16949 (автомобилни-системи за качество, приложени към вятъра) и съответствие със стандарта DNV GL за постоянни магнити във вятърни турбини (DNVGL-ST-0360). Нашата лаборатория за изпитване е акредитирана по ISO 17025.
