Anwendung von SMC-Material in einer Direktantriebs-Dauermagnet-Windturbine
Obwohl das SMC-Material eine geringere relative magnetische Permeabilität aufweist als das Siliziumstahlblech, hat der Kern einen großen Hystereseverlust. Aufgrund der Eigenschaften der direkt angetriebenen Permanentmagnet-Windturbine selbst kann jedoch die relative magnetische Permeabilität des SMc-Materials verbessert werden.
(1) In der Windenergieanlage mit Direktantrieb ist die Laufgeschwindigkeit des Generators niedrig, so dass der SM (der hohe Kernverlust des Materials kann ausgeglichen werden. Bei verschiedenen Nennleistungen und Nennwindgeschwindigkeiten ist die Betriebsfrequenz von Der Generator ist normalerweise 30 bis 80 Hz. Der Kernverlust bei dieser Betriebsfrequenz ist nicht die Hauptursache für den Gesamtverlust der direkt angetriebenen Permanentmagnet-Windturbine. Diese Verluste machen nur einen kleinen Teil des Gesamtverlusts aus Der Stator-Kupferverlust ist noch geringer, daher ist der hohe Kernverlust von sMc-Materialien bei der Konstruktion von Permanentmagnet-Windkraftanlagen zulässig.
(2) Bei der Konstruktion einer Permanentmagnet-Windkraftanlage ist der effektive Luftspalt groß und der magnetische Widerstand des Magnetkreises selbst groß, da der Permanentmagnet an der Oberfläche des Rotors angebracht ist, so dass die Konstruktion nicht empfindlich ist auf die geringe magnetische Permeabilität des sMc-Materials. Kompensieren Sie die geringere relative Permeabilität von SMC-Materialien.
(3) Bei der Motorkonstruktion ist die minimal erforderliche Statorjochdicke umgekehrt proportional zur Polzahl. Daher ist bei einer Permanentmagnet-Windturbine mit Direktantrieb die erforderliche Jochdicke normalerweise kürzer und der Magnetkreis ist kürzer. Insbesondere in einem axialen Magnetfeldmotor wird der magnetische Fluss axial durch einen zentral angeordneten jochlosen Stator oder Rotor geleitet und durch das äußere oder äußere Statorjoch zurückgeführt, um das Joch des Zwischenstators oder Rotors vollständig zu eliminieren, wodurch auch der Magnet ermöglicht wird Schaltung, die hilft, den Mangel an SMC auszugleichen: die relative magnetische Permeabilität des Materials.
Basierend auf SMC wird ein Permanentmagnet-Windgenerator mit axialem Magnetfeld (nachstehend als AFPM bezeichnet) mit zwei äußeren Rotoren und einem inneren Stator entworfen. Die Nenndaten sind: 1,75 kW, 210 V, 28 Pole. Die auf SMC basierende axiale Permanentmagnet-Windenergieanlage wurde mit der AFPM-Windenergieanlage unter Verwendung eines Silizium-Stahlblech-Statorkerns unter Verwendung der Finite-Elemente-Methode verglichen, wie in 4 gezeigt. Es ist ersichtlich, dass die relative magnetische Permeabilität der SMC zwar ist niedrig ist der Luftspalt-Magnetdichtedifferenz zwischen den zwei verschiedenen Kernen nicht sehr groß.
V. Schlussfolgerung
Die niedrige Betriebsgeschwindigkeit, die hohe Polzahl und die auf der Rotoroberfläche montierten Permanentmagneten sind für die Anwendung von SMC-Materialien bei der Konstruktion von Permanentmagnet-Windkraftanlagen von Vorteil. In der Doppelrotor-Einzelstatorstruktur dringt der Magnetfluss von einem Rotor durch den Luftspalt in den Stator ein und tritt dann durch den Luftspalt in den anderen ein. Das Joch des Zwischenstators kann weggelassen werden, und der Magnetkreis kann weiter verkürzt werden, um die magnetische Permeabilität des SMC zu kompensieren. Der Mangel an niedriger Rate. Obwohl die magnetische Permeabilität des SMC-Materials gering und der Kernverlust groß ist, können viele andere Vorteile der Verwendung von SMC anstelle des Siliziumstahlkerns diesen Mangel vollständig ausgleichen.
Das Pressen von SMC-Kernkomponenten ist der Schlüssel, und die Verarbeitung von SMC-Komponenten wird die Leistung beeinträchtigen, so dass weitere Forschung erforderlich ist.
