Application ng high-performance sintered NdFeB magnets sa Wind Turbine Generators

Ang permanenteng magnet wind generator ay gumagamit ng high-magnetic performance na sintered neodymium iron boron permanent magnet, na may sapat na mataas na coercivity upang maiwasan ang pagkawala ng magnetism sa mataas na temperatura. Ang buhay ng magnet ay nakasalalay sa base na materyal at ibabaw na anti-corrosion treatment. Ang anti-corrosion ng NdFeB magnet steel ay dapat magsimula sa pagmamanupaktura.
1. Panimula

Ang direct-drive permanent magnet wind generator ay gumagamit ng fan impeller upang direktang i-drive ang generator upang umikot, na inaalis ang bilis-pagtaas na gear box na kinakailangan ng tradisyunal na AC excited double-fed asynchronous wind generator, at iniiwasan ang malfunction at pagpapanatili ng gear box habang tumatakbo. Kasabay nito, ang permanenteng magnet wind generator ay gumagamit ng permanenteng magnet excitation, walang excitation winding, at walang slip ring at brush sa rotor; samakatuwid, ang istraktura ay simple at ang operasyon ay maaasahan. Mula 1993 hanggang sa Enercon GmbH, binuo ng Germany ang 1st large-scale direct-drive permanent magnet wind turbine. Ang pagbuo ng wind turbines at permanent magnet wind turbines ay nasa pataas. Ang kabuuang antas ng permanenteng magnet wind turbine ng China ay nasa unahan ng mundo.

I-click upang bisitahin ang aming mga produkto: Sintered NdFeB Magnet

Ang kapaligiran sa pagtatrabaho ng isang wind turbine ay napakahirap, at dapat itong makatiis sa pagsubok ng mataas na temperatura, matinding lamig, hangin at buhangin, kahalumigmigan at kahit na spray ng asin. Ang buhay ng disenyo ng wind turbine sa pangkalahatan ay dalawampung taon. Sa kasalukuyan, ang sintered neodymium iron boron permanent magnets ay ginagamit para sa parehong maliliit na wind turbine at megawatt permanent magnet wind turbine. Samakatuwid, ang pagpili ng mga magnetic parameter ng NdFeB permanenteng magnet at ang mga kinakailangan para sa corrosion resistance ng magnet ay napakahalaga.
2. Karaniwang magnetic properties ng sintered NdFeB na ginagamit sa permanenteng magnet wind turbine generators

Ang Neodymium iron boron permanent magnet ay tinatawag na ikatlong henerasyon na rare earth permanent magnet, at ito ang permanenteng magnet na materyal na may mas mataas na magnetic performance sa ngayon. Ang pangunahing yugto ng sintered NdFeB alloy ay ang intermetallic compound na Nd2Fe14B, at ang saturation magnetic polarization (Js) nito ay 1.6T. Dahil ang sintered NdFeB permanent magnet alloy ay binubuo ng pangunahing phase Nd2Fe14B at ang grain boundary phase, at ang grain orientation ng Nd2Fe14B ay limitado ng mga kondisyon ng proseso, ang kasalukuyang magnet remanence ay maaaring umabot ng hanggang 1.5T. Ang kumpanya ng German vacuum smelting (Vacuumschmelze GmbH) ay gumawa ng mga NdFeB magnet na may max. magnetic energy product (BH) max na 57MGOe. Ang mga domestic na tagagawa ng NdFeB ay maaaring gumawa ng N50 grade magnet na may max. magnetic energy product ng 53MGOe (Tandaan: Ang artikulong ito ay nai-publish noong 2010. Sa pag-unlad ng teknolohiya, mayroon nang N54 grade magnets sa merkado, at ang mas mataas na magnetic energy na produkto ay hanggang 55MGOe). Ang pagtaas ng pangunahing bahagi ng ratio ng haluang metal, ang pagtaas ng oryentasyon ng mga butil ng kristal at ang density ng magnet ay maaaring tumaas ang max. produkto ng enerhiya ng magnet; ngunit hindi ito lalampas sa teoretikal na halaga ng 64MGOe para sa max. produkto ng enerhiya ng solong kristal na Nd2Fe14B. Ang Jinluncicai.com ay gumagabay sa tagagawa at pabrika sa serye ng supply ng NdFeb magnet at materyal.

Ang demagnetization curve ng NdFeB sa temperatura ng silid ay katulad ng isang tuwid na linya. Samakatuwid, kapag nagdidisenyo ng mga permanenteng magnet na motor, ang high-grade neodymium iron boron (iyon ay, mataas (BH) max ng materyal) ay kadalasang pinipili upang makakuha ng mataas na air gap magnetic density. Kapag ang motor ay tumatakbo, dahil sa pagkakaroon ng alternating demagnetizing field at ang demagnetizing effect ng instantaneous large current kapag biglang nagbabago ang load, kinakailangan na pumili ng neodymium iron boron magnet na may sapat na mataas na coercivity.

Ang pagdaragdag ng mga elemento tulad ng dysprosium (terbium) sa haluang metal ay nagpapataas ng intrinsic coercivity (jHc) ng neodymium iron boron, ngunit ang remanence (Br) ng magnet ay bababa nang naaayon. Samakatuwid, ang mga high-performance na NdFeB magnet na ginagamit sa mga wind turbine generator ay isinasaalang-alang ang coercivity at remanence nito.
3. Temperatura katatagan ng NdFeB permanenteng magnet

Ang mga wind power generator ay gumagana sa ilang at tinitiis ang pagsubok ng nakakapasong init at lamig; sa parehong oras, ang pagkawala ng motor ay gumagabay din sa pagtaas ng temperatura ng motor. Ang sintered NdFeB magnet na ibinigay sa talahanayan sa itaas ay maaaring gumana sa 120°C. Ang temperatura ng Curie ng NdFeB permanent magnet alloy ay humigit-kumulang 310 ℃. Kapag ang temperatura ng magnet ay lumampas sa Curie point, ito ay lumiliko mula sa ferromagnetism patungo sa paramagnetism. Sa ibaba ng temperatura ng Curie, bumababa ang remanence ng NdFeB sa pagtaas ng temperatura, at ang temperature coefficient ng remanence α (Br) nito ay -0.095~-0.105%/℃. Ang mapilit na puwersa ng NdFeB ay bumababa rin sa pagtaas ng temperatura, at ang temperatura coefficient β (jHc) ng puwersang puwersa nito ay -0.54~-0.64%/℃. Piliin ang naaangkop na puwersang pumipilit, ang magnet ay mayroon pa ring sapat na mataas na puwersang pumipilit sa pinakamataas. temperatura ng pagtatrabaho ng disenyo ng motor; kung hindi, ang pagkawala ng magnetization ay magaganap.

Ang remanence at coercivity ng NdFeB permanent magnet na materyales ay pantulong. Ang pagdaragdag ng mabibigat na elemento ng rare earth na dysprosium (Dy) at terbium (Tb) sa haluang metal ay maaaring makabuluhang tumaas ang coercivity ng magnet. Habang tumataas ang coercivity, ang remanence at max. Ang produkto ng magnetic na enerhiya ay bumaba nang naaayon. Malinaw, ang pagpili ng high-coercivity magnetic steel para sa wind turbines ay dapat na sa gastos ng remanence at max. produkto ng magnetic na enerhiya.

4, ang pagkakapare-pareho ng magnetic properties ng wind power NdFeB magnets

Ang mga magnet ng NdFeB ay ginawa gamit ang isang espesyal na proseso ng metalurhiya ng powder, at ang pangunahing proseso ng pagmamanupaktura ay nakumpleto sa isang proteksiyon na kapaligiran o sa ilalim ng vacuum. Ang neodymium iron boron green body ay pinindot sa isang napakalakas (~1.5T) magnetic field. Ang laki ng mga NdFeB magnet ay limitado ng mga espesyal na kundisyon ng prosesong ito.

Ang isang malaking permanenteng magnet wind generator ay karaniwang gumagamit ng libu-libong neodymium iron boron magnet, at ang bawat poste ng rotor ay binubuo ng maraming magnet. Ang pagkakapare-pareho ng mga pole ng rotor ay nangangailangan ng pagkakapare-pareho ng magnetic steel, kabilang ang pagkakapare-pareho ng dimensional tolerances at magnetic properties. Ang tinatawag na pagkakapare-pareho ng mga magnetic na katangian ay kinabibilangan ng maliit na paglihis ng mga magnetic na katangian sa pagitan ng iba't ibang mga indibidwal, pati na rin ang pagkakapareho ng mga magnetic na katangian ng isang solong magnet.

Mayroong dalawang uri ng magnetism: maliwanag na magnetism at intrinsic magnetism. Ang tinatawag na maliwanag na magnetism ng magnetic steel ay maaaring masukat sa pamamagitan ng open-circuit magnetic flux nito at ang surface nito na magnetic field strength. Ang maliwanag na magnetismo ng magnet ay nauugnay sa hugis at estado ng magnetization ng magnet. Ang mga intrinsic na katangian ng magnetic steel ay sinusukat sa pamamagitan ng pagsukat ng demagnetization curve ng sample. Ang demagnetization curve ay isang bahagi ng hysteresis loop, na sumasalamin sa magnetization reversal na mga katangian ng permanenteng magnet na materyal. Sukatin ang demagnetization curve ng isang magnetic steel sample, sa kondisyon na ang sample ay kailangang saturated magnetized bago ang pagsukat.

Upang matukoy kung pare-pareho ang magnetism ng isang magnet, kinakailangan na putulin ang magnet sa ilang maliliit na piraso at sukatin ang kanilang mga demagnetization curves. Sa panahon ng proseso ng produksyon, upang masuri kung pare-pareho ang magnetism ng isang furnace ng mga magnet, kinakailangang i-sample ang mga magnet mula sa iba't ibang bahagi ng sintering furnace upang masukat ang demagnetization curve ng sample. Dahil ang mga kagamitan sa pagsukat ay napakamahal, at ito ay halos imposible upang matiyak ang integridad ng bawat piraso ng magnetic steel na susukatin. Samakatuwid, ang lahat ng mga produkto ay hindi maaaring suriin. Ang pagkakapare-pareho ng mga magnetic na katangian ng NdFeB ay dapat garantisado ng kagamitan sa produksyon at kontrol sa proseso.

5. Corrosion resistance ng NdFeB

Ang NdFeB alloy ay naglalaman ng mga aktibong elemento ng rare earth, na madaling ma-oxidize at kalawang. Sa mga aplikasyon, maliban kung ang NdFeB ay naka-encapsulated at nakahiwalay sa hangin at tubig, ang ibabaw ng NdFeB ay kailangang tratuhin ng anti-corrosion. Ang mga karaniwang anti-corrosion coatings ay electroplated nickel, electrogalvanized at electrophoretic epoxy resin. Maaaring pigilan ng surface phosphating treatment ang NdFeB sa kalawang sa medyo tuyong kapaligiran sa loob ng maikling panahon.

Ang mga rare earth intermetallic compound ay maaaring tumugon sa hydrogen sa ilalim ng tiyak na presyon at temperatura. Pagkatapos masipsip ng NdFeB ang hydrogen, naglalabas ito ng init at nasira. Ang pagdurog ng hydrogen sa paggawa ng NdFeB ay sinasamantala ang tampok na ito. Mula sa punto ng view ng paggamit, ang mga hydrogen fragment ng NdFeB ay nakakapinsala. Sa mahigpit na pagsasalita, ang kaagnasan ng NdFeB ay nagsisimula sa pagproseso nito. Ang degreasing pagkatapos ng pagputol at paggiling, ang pag-aatsara bago ang electroplating, at ang proseso ng electroplating ay lahat ay may epekto sa ibabaw na layer ng NdFeB. Ang hindi tamang proseso ng paggamot ay maaaring magdulot ng hindi kwalipikadong kalidad ng patong (tulad ng mga pinholes), at ang pagbubuklod ng layer ng ibabaw ng NdFeB at ang layer ng patong ay hindi malakas.

Kapansin-pansin na kahit na ang mga magnetic na katangian ng NdFeB magnet ng parehong tatak na ginawa ng iba't ibang mga tagagawa ay karaniwang pareho, magkakaroon ng mga pagkakaiba sa komposisyon ng mga haluang metal, lalo na ang microstructure ng mga magnet ay maaaring ibang-iba. Ang magnetic steel na may mahusay na pagganap at mahusay na paglaban sa kaagnasan ay may mga katangian ng pino at pare-parehong butil at mataas na density ng magnet. Sa sumusunod na dalawang metallographic na larawan ng sintered NdFeB magnets, ang mga magnet na ipinapakita sa kaliwa ay may pino at pare-parehong butil, at ang mga magnet na ipinapakita sa kanan ay may malaki at hindi pantay na butil.
6. Pagsusuri sa pagiging maaasahan ng NdFeB magnet

Ang buhay ng disenyo ng Wind Turbine Generators ay 20 taon, na nangangahulugan na ang magnetic steel ay maaaring gamitin sa loob ng 20 taon, ang magnetic performance nito ay hindi gaanong naa-attenuated, at ang magnetic steel ay hindi corroded. Ang mga sumusunod na pamamaraan ng pagsubok at inspeksyon ay maaaring gamitin bilang mga pamamaraan para sa mga tagagawa at gumagamit ng wind magnetic steel upang suriin at suriin ang mga magnet.

Weightlessness test: gumamit ng 10mm×10mm×12mm rectangular black plate bilang sample (12mm height ang magnetizing direction), ilagay ito sa 2 standard atmospheric pressure, pure humidity, 120℃ environment, ilabas pagkatapos ng 48h at alisin ang oxide layer Removal, ang pagbaba ng timbang ay mas mababa sa 0.2 mg/cm2.
Thermal demagnetization pagsubok: 120 ℃ × 4hr, bukas circuit magnetic flux pagkawala ay mas mababa sa 3%.
Thermal shock test: Pagkatapos ng 3 cycle ng mataas at mababang temperatura mula -40°C hanggang 120°C, ang open circuit magnetic flux loss ay mas mababa sa 3%.
Salt spray test at temperatura at halumigmig na pagsubok ay mga pamamaraan para sa pagsusuri ng mga electroplated coatings at iba pang anticorrosive coatings.
Iba pang mga pisikal na katangian, tulad ng thermal expansion coefficient, thermal conductivity, electrical resistivity at mekanikal na lakas, lahat ay may iba't ibang antas ng impluwensya sa usability at reliability ng magnetic steel.

Buod
1. Ipinakilala ng artikulong ito ang mga magnetic parameter ng neodymium iron boron permanent magnets para sa megawatt wind turbine.
2. Maaaring matiyak ng high-coercivity sintered NdFeB na ang magnet ay mayroon pa ring sapat na coercivity sa mataas na temperatura upang maiwasan ang mataas na temperatura na pagkawala ng magnetism.
3. Ang resistensya ng kaagnasan ng magnetic steel ng wind motor ay nakasalalay hindi lamang sa ibabaw na paggamot ng patong ng magnet, kundi pati na rin sa paglaban ng kaagnasan ng substrate.

4. Kasama sa mga pamamaraan ng pagsubok ng pagiging maaasahan ng magnet ang pagsubok sa kawalan ng timbang, pagsubok ng thermal demagnetization, pagsubok ng paglaban sa kaagnasan ng coating, atbp.