Co to jest synchroniczny generator z magnesem trwałym?
Generator synchroniczny z magnesem trwałym (PMSG) to generator elektryczny, który wykorzystuje magnesy trwałe zamiast cewek elektrycznych do wytwarzania pól magnetycznych. Magnesy, które utrzymują swoje pola magnetyczne przez długi czas w różnych warunkach, nazywane są magnesami trwałymi. Standardowe generatory elektryczne wymagają uzwojenia silnika zwanego cewką wzbudzenia, aby wytworzyć pole magnetyczne wykorzystywane do wytwarzania prądu elektrycznego. Zastąpienie cewek magnesami trwałymi eliminuje moc wymaganą do uruchomienia cewek, zmniejsza rozmiar silnika i umożliwia generowanie mocy przy różnych prędkościach.
Standardowe generatory cewkowe zasilane parą lub wodą zwykle działają ze stałą prędkością, aby wytwarzać energię elektryczną o stałym napięciu i częstotliwości. W przypadku wytwarzania energii wodnej lub hydroelektrycznej różne poziomy wody w tamach i jeziorach zasilających mogą utrudniać utrzymanie odpowiedniego przepływu do generatora. Generator synchroniczny z magnesem trwałym może pracować z szeroką gamą prędkości, umożliwiając lepszą pracę przy sezonowych poziomach wody. Nie potrzebują również skrzyń biegów sterujących prędkością.
PMSG o niskiej prędkości zaowocowały opracowaniem wydajnych generatorów wiatrowych. Zmienna natura wiatru stwarza problemy dla standardowych generatorów elektrycznych, które muszą pracować w stałych warunkach. Generatory z magnesami trwałymi mogą pracować z różnymi prędkościami, mają mniejszy ciężar, pracując jako bezpośredni napęd bez przekładni i są bardzo trwałe.
Systemy te zostały włączone do hybrydowej technologii motoryzacyjnej. Samochód hybrydowy wykorzystuje baterie akumulatorów do zasilania jednego lub więcej napędów elektrycznych. Napęd elektryczny może wykorzystywać synchroniczny generator z magnesem trwałym, który będzie działał jako silnik lub generator. Moc akumulatora przesyłana do PMSG może pomóc w poruszaniu się samochodu, działając jak silnik, a gdy pojazd zwalnia, generator pomaga naładować akumulatory.
Dobrym rynkiem dla systemów PMSG jest kogeneracja energii elektrycznej. Wytwarzanie gazu ziemnego lub węgla powoduje wytwarzanie dużej ilości gazów spalinowych. Generacja opalana paliwem zazwyczaj ma wydajność około 30 procent. Gazy spalinowe można podawać do szybkiej turbiny podłączonej do generatora synchronicznego. Produkcja energii elektrycznej ze strumienia gazów odlotowych może podnieść całkowitą wydajność wytwarzania do około 70 procent.
Magnesy trwałe zwykle nie są wykonane z żelaza, co z czasem może stracić siłę magnetyczną. Rodzaj magnesu zwany magnesem ziem rzadkich można uformować w kształty potrzebne do dopasowania do PMSG. Magnesy ziem rzadkich mogą być wykonane z kombinacji samaru / kobaltu lub kombinacji neodymu / żelaza / boru. Magnesy te są określane jako metale ziem rzadkich, ponieważ samarium i neodym są wymienione w sekcji metali ziem rzadkich układu okresowego, tabeli wszystkich znanych elementów naturalnych i syntetycznych.