Pomak prema generatorima s izravnim-pogonom s trajnim magnetima (DD-PMG)
Konvencionalne vjetroturbine koriste mjenjač za povećanje brzine rotora (12-20 o/min) na brzinu generatora (1500-1800 o/min). Kvarovi mjenjača uzrokuju 20-30% zastoja turbina. DD-PMG eliminira mjenjač korištenjem višepolnog generatora (obično 48-144 pola) velikog promjera (3-5 metara) koji radi pri maloj brzini. Trajni magneti na rotoru proizvode pobudno polje bez kliznih prstenova ili pobudne snage.
Za turbinu od 3 MW, rotor zahtijeva približno 6,000-8,000 pojedinačnih NdFeB magneta, svaki otprilike 50x30x15 mm. Ukupna težina magneta: 1,2-1,6 tona. Kako veličine turbina rastu (sada 10-15 MW na moru), volumen magneta po turbini doseže 5-8 tona.
Specifikacije materijala za energiju vjetra: Zahtjevi za visoki Br i visoki Hcj
Wind turbine generators operate at 60-120°C internal temperature. The magnets face a demagnetizing field from stator armature reaction during grid faults (short circuits). The generator must survive a 3-phase short circuit without irreversible demagnetization >2%.
Stoga NdFeB-razreda vjetra zahtijeva:
Br Veći ili jednak 13,5 kGs (N45 ili više) kako bi se smanjio volumen i težina generatora.
Hcj Veći ili jednak 20 kOe na 20 stupnjeva, smanjenje na Veći ili jednak 12 kOe na 100 stupnjeva (što odgovara N45SH ili N42UH).
Pravokutnost (Hk/Hcj) Veća ili jednaka 0,95, što znači da krivulja demagnetizacije ostaje ravna blizu koljena.
Uobičajene kvalitete koje se koriste: N45SH, N42SH, N40UH. Sinteriranje s difuzijom granica zrna (GBD) terbija postiže Hcj 25-30 kOe uz zadržavanje Br iznad 13,5 kGs. Standardni N45SH (bez GBD) ima Hcj 17-20 kOe, dovoljan za turbine na kopnu u umjerenim klimatskim uvjetima. Pučina ili mjesta s visokom temperaturom okoline zahtijevaju N42UH ili N40UH s Hcj 25-30 kOe.
Zaštita od korozije za magnete offshore vjetroelektrana
Vjetroturbine na moru suočavaju se sa-slanim zrakom (koncentracija klorida do 5 mg/m³) i visokom vlagom. Standardni Ni-Cu-Ni premaz (12-25μm) pruža 72-200 sati otpornosti na raspršivanje soli (ASTM B117), nedovoljno za 20-godišnji život na moru. Potrebne razine zaštite:
| okoliš | Zahtjevi za slani sprej (ASTM B117 sati do crvene hrđe) | Preporučeni sustav premaza |
|---|---|---|
| Na kopnu, u unutrašnjosti | 200 sati | Ni-Cu-Ni (20-25μm) + epoksidni završni sloj (10-15μm) |
| Kopneni, obalni | 500 sati | Epoksi (30-40μm) + poliuretanski premaz |
| Pučina, gondola (zapečaćena) | 1000 sati | Epoksi (40-60 μm) ili parilen C (15-25 μm) |
| Pučina, izravno prskanje morskom vodom | 2000 sati (bez crvene hrđe) | Potpuno inkapsuliran u smolu ili omotač od nehrđajućeg čelika |
Za primjenu u moru isporučujemo magnete s tro-slojnim sustavom: Ni-Cu-Ni (10 μm) kao baza za prianjanje, epoksi (30 μm) za zaštitu od korozije i poliuretan (20 μm) za UV i otpornost na abraziju. Ukupna debljina 60 μm, potvrđena slanim sprejom od 2000 sati bez crvene hrđe.
Upravljanje rokovima isporuke za skupne velike-blok NdFeB narudžbe
Narudžbe magneta za vjetroturbine obično su 1-10 tona po pošiljci. Vremena isporuke ovise o:
Dostupnost sirovina: NdFeB prah s teškom rijetkom zemljom (Dy/Tb) za visoke Hcj stupnjeve zahtijeva 4-6 tjedana za nabavu.
Prešanje i sinteriranje: Veliki blokovi (npr. 80x60x30 mm) zahtijevaju sporije sabijanje i dulje cikluse sinteriranja (48-72 sata naspram . 24 sati za male dijelove). Kapacitet peći za sinteriranje za velike blokove je ograničen.
Strojna obrada: Blokovi se režu, bruse i skosavaju. Za 8000 magneta po turbini strojna obrada traje 3-5 tjedana.
Premaz: Epoksidni premaz debljine 60 μm zahtijeva višestruke cikluse prskanja i stvrdnjavanja: 1-2 tjedna.
Magnetiziranje i pregled: više-polno radijalno magnetiziranje velikih prstenova traje 1-2 tjedna.
Ukupno tipično vrijeme isporuke za prvu proizvodnu narudžbu (nakon odobrenja alata): 12-16 tjedana. Ponavljanje narudžbi: 8-10 tjedana. Preporučamo proizvođačima vjetroturbina da izvrše narudžbe s tekućom prognozom za 6 mjeseci.
Za masovne NdFeB magnete za generatore vjetroturbina – uključujući kvalitete N45SH, N42UH, s epoksi premazom offshore-klase – molimo posjetite našu stranicu proizvoda Sintered Neodymium Magnet na našoj web stranici. Isporučujemo magnete s 20-godišnjim jamstvom za demagnetizaciju (manje od ili jednako 5% nepovratnog gubitka) i potpunu sljedivost materijala od izvora rijetke zemlje do konačnog sklapanja.
Da biste zatražili ponudu za količine turbina (1-20 tona), dostavite specifikacije dizajna generatora: zračni raspor, broj polova, radnu temperaturu i potrebno vrijeme otpornosti na kratki spoj. Naš inženjerski tim pruža FEA simulaciju demagnetizacije kao dio ponude.
Često postavljana pitanja
P: Koliki je zajamčeni nepovratni gubitak fluksa nakon 20 godina rada vjetroturbine?
O: Za N45SH s radnom temperaturom manjom od ili jednakom 80 stupnjeva i bez abnormalnih grešaka u mreži, manje od ili jednako 5% nepovratnog gubitka. Pružamo predviđanja modela starenja na temelju IEC 60404-8-1. Ubrzano toplinsko testiranje (3000 sati na 100 stupnjeva) potvrđuje<3% loss.
P: Isporučujete li magnete unaprijed-sastavljene u nosače od nehrđajućeg čelika za jednostavnu montažu?
O: Da. Nudimo kompletne nosače magneta (pukove) izrađene od nehrđajućeg čelika 316L, s magnetima inkapsuliranim u epoksid unutar nosača. To eliminira -rukovanje magnetima na licu mjesta i štiti od korozije. Montaža nosača povećava cijenu magneta za 15-20%, ali smanjuje rad ugradnje za 80%.
P: Koje certifikate kvalitete imate za magnete za energiju vjetra?
O: ISO 9001:2015, IATF 16949 (automobilski-sustavi kvalitete koji se primjenjuju na vjetar) i usklađenost sa standardom DNV GL za trajne magnete u turbinama na vjetar (DNVGL-ST-0360). Naš ispitni laboratorij ima ISO 17025 akreditaciju.
