Wat is een synchrone generator met permanente magneet?
Een synchrone generator met permanente magneten (PMSG) is een elektrische generator die permanente magneten gebruikt in plaats van elektrische draadspoelen om magnetische velden te produceren. Magneten die hun magnetische velden langdurig in wisselende omstandigheden bewaren, worden permanente magneten genoemd. Standaard elektrische generatoren vereisen motorwikkelingen die excitatiespoelen worden genoemd om het magnetische veld te creëren dat wordt gebruikt om elektrische stroom te produceren. Het vervangen van de spoelen door permanente magneten elimineert het vermogen dat nodig is om de spoelen te laten lopen, verkleint de motorgrootte en maakt het mogelijk om vermogen met verschillende snelheden te genereren.
Standaard spoel elektrische generatoren aangedreven door stoom of water werken normaal met een constante snelheid om elektriciteit te produceren met een constante spanning en frequentie. Bij wateraangedreven of hydro-elektrische opwekking kunnen variërende waterniveaus in dammen en aanvoermeren een toereikende stroming naar de generator bemoeilijken. Een synchrone generator met permanente magneet kan met een breed scala aan snelheden werken, waardoor een betere werking met seizoensgebonden waterniveaus mogelijk is. Ze hebben ook geen snelheidscontrolerende versnellingsbakken nodig.
PMSG's met lage snelheid hebben geresulteerd in de ontwikkeling van efficiënte windgenerators. De variabele aard van wind veroorzaakt problemen voor standaard elektrische generatoren die onder stabiele omstandigheden moeten werken. Permanente magneetgeneratoren kunnen op verschillende snelheden werken, hebben een lager gewicht door als een directe aandrijving zonder tandwielen te werken en zijn zeer duurzaam.
Deze systemen zijn opgenomen in hybride autotechnologie. Een hybride auto gebruikt batterijbanken om een of meer elektrische aandrijvingen aan te drijven. De elektrische aandrijving kan een synchrone generator met permanente magneet gebruiken die zal werken als een motor of een generator. Batterijvermogen dat naar de PMSG wordt gestuurd, kan helpen de auto te verplaatsen door als een motor te fungeren, en wanneer het voertuig vertraagt, helpt de generator de batterijen op te laden.
Een goede markt voor PMSG-systemen is elektriciteitsopwekking. De productie van aardgas of kolen produceert een grote hoeveelheid verbrandingsgassen. Brandstofgestookte generatie heeft meestal een efficiëntie van ongeveer 30 procent. De verbrandingsgassen kunnen worden toegevoerd aan een hogesnelheidsturbine verbonden met een synchrone generator. De productie van elektriciteit uit de afgasstroom kan de totale opwekkingsefficiëntie verhogen tot ongeveer 70 procent.
Permanente magneten zijn meestal niet van ijzer gemaakt, wat na verloop van tijd de magnetische sterkte kan verliezen. Een type magneet dat een zeldzame-aardemagneet wordt genoemd, kan worden gevormd tot vormen die nodig zijn om in een PMSG te passen. Zeldzame aardmagneten kunnen worden gemaakt van samarium / kobalt of neodymium / ijzer / boorcombinaties. Deze magneten worden zeldzame aarde genoemd omdat samarium en neodymium worden vermeld in het zeldzame-aarde-gedeelte van het periodiek systeem, een tabel met alle bekende natuurlijke en synthetische elementen.