永磁体在风力发电机中的应用

风力涡轮机机械装置的核心是永磁体，这是一种具有强永磁特性的特殊磁体。在风力涡轮机发明之前，电力的主要来源是煤炭和石油等化石燃料。虽然这些非常有用，但它们有一个重大缺陷，它们排放出惊人数量的二氧化碳，这对人类和环境都是有毒的。

为什么风力涡轮机更受欢迎？

人们普遍接受风力涡轮机作为主要动力源仅仅是因为它们是一种清洁能源，环境可持续性一直是一个热门话题已经有一段时间了。风力涡轮机仅产生清洁能源（不排放任何对环境有毒物质）这一事实使它们成为电力行业的主要产品，它们会留下来——而这个目的的核心是永磁体（如钕磁铁）的存在。钕磁铁是一种稀土磁铁，另一个例子是钕-铁-硼组合，这些涡轮机用于风力涡轮机设计，以降低成本、提高可靠性，并大大减少对持续和昂贵的维护的需求。

永磁体在风力涡轮机中是如何工作的呢？

风力涡轮发电机的运行基于电磁原理，通常遵循 Michael Faraday 在1831年设计的第一个电磁原理。当电导体在磁场中旋转时，它会产生电力，当涡轮机的叶片沿风向旋转时，涡轮机中永磁体的磁场内会发生电磁感应以产生电力，连接到风力涡轮机轴的发电机将叶片的运动转换为电能。但是，风力涡轮机中的永磁体没有使用电磁铁中使用的滑环，而是使用强稀土磁体的磁场。

电磁铁和永磁铁的区别

与电磁体不同，永磁体不需要任何外部电源。在风力涡轮机中使用电磁体和永磁体之间的主要区别在于，电磁体需要滑环来为电磁体供电，而永磁体则不需要。同样，齿轮箱需要持续维护，这会显着增加成本。

齿轮箱的功能是将涡轮轴的低转速转换为感应发电机所需的较高转速以发电，但是齿轮箱会引起摩擦并降低性能。例如，使用钕磁铁代替电磁铁，我们可以提高涡轮机的效率，降低效率并降低维护成本。

今天，工程师们已经开发出更复杂的电磁发电机，这些发电机与风力涡轮机捕获的风力协同工作，为家庭、学校、医院、商业机构等当地消费的电力进行评估。截至目前，根据风力强度，一台风力涡轮机可产生高达113GW 的电力，可为约250至300 所房屋供电。

磁铁如何为风力涡轮机提供更好的安装解决方案

除了帮助发电外，永磁体在帮助保持涡轮机高壁完整性方面发挥着至关重要的作用。如果您有幸看到风力涡轮发电机的内部，您会看到很多电缆和非常长的梯子连接在墙上，其中一些包含电梯，允许工人进入涡轮机机舱。实现此目的的传统解决方案是在涡轮机壁上钻孔以安装支架或将支架焊接到壁上以固定支架。不幸的是，这种解决方案会影响墙壁的完整性，降低其强度，并使其易于腐蚀。

结论

值得庆幸的是，永磁体通过允许工程师将支架安装在墙上而无需钻孔或焊接任何东西，从而加快了风力涡轮机的发展。一些涡轮机制造商巧妙地使用磁性安装系统将壁挂支架和其他重要材料连接到涡轮机壁上，钕磁铁等强稀土金属是此类应用的绝佳选择。