Användning av SMC-material i synkron vindkraftverk med direktdriven permanentmagnet

Användning av SMC-material i synkron vindkraftverk med direktdriven permanentmagnet

Fastän SMC-materialet har en lägre relativ magnetisk permeabilitet än kiselplåten har kärnan en stor hysteresförlust. På grund av egenskaperna hos den direktdrivna permanentmagnetvindturbinen i sig kan emellertid den relativa magnetiska permeabiliteten hos SMc-materialet förbättras.

(1) I direktdrivna vindkraftomvandlingssystemet är generatets varvtal låg, så SM (högkärnans förlust av materialet kan kompenseras. Vid olika nominella krafter och nominella vindhastigheter är driftsfrekvensen för Generatorn är vanligtvis 30 till 80 Hz. Kärnförlusten vid denna driftsfrekvens är inte huvudkällan för den totala förlusten av vindriktningen med permanent-driven permanentmagnet. Dessa förluster är bara en liten del av den totala förlusten. Speciellt jämfört med Statorkopparförlusten är ännu mindre. Därför är den höga kärnförlusten av sMc-material tillåtet vid konstruktion av permanentmagnetvindturbiner.

(2) Vid konstruktion av permanentmagnetvindkraftverk, eftersom permanentmagneten är monterad på rotorns yta, är det effektiva luftgapet stort och magnetkällans magnetiska resistans är stor, så designen är inte känslig till den låga magnetiska permeabiliteten hos sMc-materialet. Göra upp för den lägre relativa permeabiliteten hos SMC-material.

(3) I motordesignen är den minsta erforderliga statoroktjockleken omvänd proportionell mot antalet poler. Därför är den erforderliga tjocktjockleken i en direktdrivna permanentmagnetvindkraft vanligtvis kortare och den magnetiska kretsen är kortare. I synnerhet i en axiell magnetfältmotor passerar magnetflödet axiellt genom en centralt belägen yoklös stator eller rotor och återföres genom det yttre eller yttre statoroket för att helt eliminera ok mellanstator eller rotor, vilket också möjliggör magnetiska krets för att hjälpa till att kompensera för bristen på SMC: materialets relativa magnetiska permeabilitet.

Baserat på SMC konstrueras ett axiellt magnetfält (nedan kallat AFPM) permanentmagnetvindgenerator med två yttre rotorer och en inre stator. Den nominella data är: 1,75kw, 210V, 28 poler. Den SMC-baserade axiella permanentmagnetvindturbinen jämfördes med AFPM-vindturbinen med användning av en kiselplåtstatorkärna med användning av den ändliga elementmetoden, såsom visas i figur 4. Det kan ses att även om SMC: s relativa magnetiska permeabilitet är låg, är luftgapets magnetiska densitetsskillnad mellan de två olika kärnorna inte så stor.

V. Slutsats

Den låga drifthastigheten, det höga antalet poler och de permanenta magneterna som är monterade på rotorytan är fördelaktiga för tillämpningen av SMC-material vid konstruktionen av permanentmagnetvindturbiner. Vidare går magnetflödet i statorens dubbelrotor-enkelstatorstruktur från en rotor genom luftgapet och går sedan in i den andra genom luftgapet. Mellan-statorens ok kan elimineras och magnetkretsen kan förkortas ytterligare för att kompensera för SMC-magnetisk permeabilitet. Bristen på låg ränta. Även om den magnetiska permeabiliteten hos SMC-materialet är låg och kärnförlusten är stor kan många andra fördelar med att använda SMC istället för kiselstålkärnan helt kompensera för denna brist.

Pressningen av SMC-kärnkomponenter är nyckeln, och behandlingen av SMC-komponenter kommer att försämra prestanda, så det behövs ytterligare forskning.