Co je permanentní synchronní generátor?
Synchronní generátor s permanentním magnetem (PMSG) je elektrický generátor, který používá místo magnetických cívek k výrobě magnetických polí permanentní magnety. Magnety, které udržují svá magnetická pole po dlouhou dobu za různých podmínek, se nazývají permanentní magnety. Standardní elektrické generátory vyžadují motorová vinutí zvaná budicí cívky, aby se vytvořilo magnetické pole používané k výrobě elektrického proudu. Nahrazení cívek permanentními magnety eliminuje energii potřebnou pro provoz cívek, zmenšuje velikost motoru a umožňuje generovat energii při různých rychlostech.
Standardní cívkové elektrické generátory poháněné párou nebo vodou normálně pracují při konstantní rychlosti, aby vyráběly elektřinu se stálým napětím a frekvencí. Ve vodní nebo vodní elektrárně může změna hladiny vody v přehradách a v jezerech vést k udržení dostatečného průtoku do generátoru. Synchronní generátor s permanentními magnety může pracovat při různých rychlostech, což umožňuje lepší provoz se sezónními hladinami vody. Rovněž nepotřebují převodovky regulující rychlost.
Nízké rychlosti PMSG vedly k vývoji účinných větrných generátorů. Proměnlivá povaha větru vytváří problémy pro standardní elektrické generátory, které musí běžet za stabilních podmínek. Permanentní generátory magnetů mohou pracovat při různých rychlostech, mají sníženou hmotnost tím, že pracují jako jednotka s přímým pohonem bez převodových stupňů a jsou velmi trvanlivé.
Tyto systémy byly začleněny do automobilové hybridní technologie. Hybridní automobil používá bateriové banky k napájení jednoho nebo více elektrických pohonů. Elektrický pohon může používat synchronní generátor s permanentními magnety, který bude fungovat jako motor nebo generátor. Baterie odesílaná do PMSG může pomoci pohnout automobilem tím, že působí jako motor, a když se vozidlo zpomalí, generátor pomáhá dobíjet baterie.
Dobrým trhem pro systémy PMSG je kogenerace elektřiny. Při výrobě zemního plynu nebo uhlí vzniká velké množství spalin. Výroba na palivo má obvykle účinnost kolem 30 procent. Spaliny mohou být přiváděny do vysokorychlostní turbíny připojené k synchronnímu generátoru. Výroba elektřiny z proudu odpadních plynů může zvýšit celkovou účinnost výroby na přibližně 70 procent.
Permanentní magnety obvykle nejsou vyrobeny ze železa, které může časem ztratit magnetickou sílu. Druh magnetu nazývaného magnet vzácných zemin lze formovat do tvarů potřebných pro uložení uvnitř PMSG. Magnety vzácných zemin mohou být vyrobeny z kombinací samarium / kobalt nebo neodym / železo / bor. Tyto magnety jsou označovány jako vzácné zeminy, protože samarium a neodym jsou uvedeny v sekci vzácných zemin v periodické tabulce, tabulce všech známých přírodních a syntetických prvků.