Por que as turbinas eólicas são mais populares?

As pessoas geralmente aceitam as turbinas eólicas como a principal fonte de energia apenas porque são uma fonte de energia limpa, e a sustentabilidade ambiental tem sido um tema importante há algum tempo. O fato de as turbinas eólicas produzirem apenas energia limpa (não emitem substâncias tóxicas ao meio ambiente) as torna os principais produtos da indústria de energia, e elas permanecerão - e o cerne dessa finalidade é a existência de ímãs permanentes (como ímãs de neodímio). Os ímãs de neodímio são um tipo de ímã de terras raras. Outro exemplo é a combinação neodímio-ferro-boro. Essas turbinas são usadas no projeto de turbinas eólicas para reduzir custos, aumentar a confiabilidade e reduzir consideravelmente a necessidade de manutenção contínua e cara.

Como os ímãs permanentes funcionam nas turbinas eólicas?

A operação dos geradores de turbinas eólicas é baseada em princípios eletromagnéticos, geralmente seguindo o primeiro princípio eletromagnético projetado por Michael Faraday em 1831. Quando um condutor elétrico gira em um campo magnético, ele gera eletricidade. Quando as pás da turbina giram na direção do vento, ocorre indução eletromagnética no campo magnético dos ímãs permanentes da turbina para gerar eletricidade. Um gerador conectado ao eixo da turbina eólica movimentará as pás. Convertido em energia elétrica. No entanto, o ímã permanente na turbina eólica não usa o anel deslizante usado no eletroímã, mas usa o campo magnético de um forte ímã de terras raras.

Qual a diferença entre eletroímã e imã permanente?

Ao contrário dos eletroímãs, os ímãs permanentes não requerem nenhuma fonte de energia externa. A principal diferença entre o uso de eletroímãs e ímãs permanentes em turbinas eólicas é que os eletroímãs requerem anéis deslizantes para alimentar os eletroímãs, enquanto os ímãs permanentes não. Da mesma forma, as caixas de engrenagens requerem manutenção contínua, o que pode aumentar significativamente os custos.

A função da caixa de engrenagens é converter a baixa velocidade do eixo da turbina na velocidade mais alta exigida pelo gerador de indução para gerar eletricidade, mas a caixa de engrenagens causará atrito e reduzirá o desempenho. Por exemplo, usando ímãs de neodímio em vez de eletroímãs, podemos aumentar a eficiência das turbinas, reduzir a eficiência e reduzir os custos de manutenção.

Ímãs NdFeB sinterizados de tamanho grande são usados ​​principalmente para fabricar turbinas eólicas de acionamento direto ou semidireto de imã permanente. O uso de neodímio ferro boro de alto desempenho reduz o peso da turbina eólica, tornando a manutenção mais fácil e eficiente. Portanto, as turbinas eólicas de imã permanente são a tendência de desenvolvimento de turbinas eólicas no futuro.

Devido às más condições de trabalho do gerador de turbina eólica ao ar livre, como à beira-mar, ventaneira, etc., existem muitos requisitos para o ímã.

①Alta remanência:O princípio da geração de energia de turbinas eólicas é usar pás movidas pelo vento para acionar o rotor contendo a matriz de ímãs permanentes para gerar eletricidade através do efeito de indução eletromagnética no enrolamento do estator (condutor). A magnitude da força eletromotriz induzida gerada em ambas as extremidades do enrolamento é proporcional à densidade de fluxo magnético (indução magnética) Bg gerada pelo conjunto de ímãs NdFeB sinterizado de tamanho grande no entreferro, e este Bg é proporcional à raiz quadrada do produto de energia magnética máxima do imã permanente. Portanto, o produto de alta energia magnética do material é um dos parâmetros perseguidos pelo gerador.

②Alta coercividade: Quando o gerador eólico estiver funcionando, o ímã permanente será desmagnetizado pelo campo magnético reverso alternado gerado pelo enrolamento. Portanto, o gerador eólico requer que o ímã permanente tenha coercividade suficiente para resistir à forte desmagnetização reversa.

③Alta temperatura de trabalho:A turbina eólica deve funcionar na faixa de 120-40-40, e o ímã deve ter baixa perda irreversível dentro dessa faixa de temperatura de trabalho para garantir a operação normal da turbina eólica.

④Outras propriedades físicas:

Resistência à corrosão:O ambiente atmosférico das turbinas eólicas também mudou muito. Alguns lugares são úmidos; o mar não é apenas úmido, mas também salgado; às vezes a atmosfera pode conter algum álcali ou ácido. Todos os itens acima terão um certo efeito corrosivo no ímã NdFeB sinterizado de tamanho grande, reduzindo assim o magnetismo e até mesmo destruindo completamente o ímã em casos graves. Para garantir o funcionamento normal da turbina eólica em 20 anos, é necessário que o ímã não produza desmagnetização significativa em 20 anos. Um dos fatores da desmagnetização é que o imã pode sofrer várias corrosões. Portanto, o ímã requer alta resistência à corrosão e tratamento de superfície adequado para proteção contra corrosão. 

Resistência ao impacto: A turbina eólica inevitavelmente vibrará durante a operação, especialmente sob vento forte, o próprio motor produzirá forte vibração, o que exige que o ímã mantenha sua integridade e desempenho magnético estável sob vibração de longo prazo.

Condutividade térmica:Durante a operação da turbina eólica, o ímã gerará calor devido à corrente parasita no material magnético do metal. Para reduzir a temperatura do ímã, a condutividade térmica do material do ímã deve ser a mais alta possível. A redução da corrente parasita depende principalmente da redução da resistência da superfície.

Obrigado por ler nosso artigo e esperamos que possa ajudá-lo a ter uma melhor compreensão dos ímãs de neodímio de terras raras mais comumente usados. Se você quiser saber mais sobre ímãs permanentes, recomendamos que visiteÍmãs BEARHEARTPara maiores informações. 

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