Penggunaan magnet NdFeB tersinter berprestasi tinggi dalam Penjana Turbin Angin

Penjana angin magnet kekal menggunakan magnet kekal boron besi neodymium tersinter berprestasi tinggi magnetik, yang mempunyai daya paksaan yang cukup tinggi untuk mengelakkan kehilangan kemagnetan pada suhu tinggi. Hayat magnet bergantung pada bahan asas dan rawatan anti-karat permukaan. Anti-karat keluli magnet NdFeB harus bermula dari pembuatan.
1. Pengenalan

Penjana angin magnet kekal pemacu terus menggunakan pendesak kipas untuk memacu terus penjana untuk berputar, menghapuskan kotak gear peningkatan kelajuan yang diperlukan oleh penjana angin tak segerak suapan dua kali tradisional yang teruja, dan mengelakkan kerosakan dan penyelenggaraan kotak gear semasa operasi. Pada masa yang sama, penjana angin magnet kekal menggunakan pengujaan magnet kekal, tiada penggulungan pengujaan, dan tiada gelang gelincir dan berus pada pemutar; oleh itu, strukturnya mudah dan operasinya boleh dipercayai. Dari 1993 ke Enercon GmbH, Jerman membangunkan turbin angin magnet kekal pemacu langsung skala besar pertama. Pembangunan turbin angin dan turbin angin magnet kekal berada dalam tahap menaik. Tahap keseluruhan turbin angin magnet kekal China telah berada di barisan hadapan dunia.

Klik untuk melawat produk kami: Magnet NdFeB tersinter

Persekitaran kerja turbin angin adalah sangat keras, dan ia mesti dapat menahan ujian suhu tinggi, sejuk teruk, angin dan pasir, kelembapan dan juga semburan garam. Hayat reka bentuk turbin angin biasanya dua puluh tahun. Pada masa ini, magnet kekal boron besi neodymium tersinter digunakan untuk kedua-dua turbin angin kecil dan turbin angin magnet kekal megawatt. Oleh itu, pemilihan parameter magnet bagi magnet kekal NdFeB dan keperluan untuk rintangan kakisan magnet adalah sangat penting.
2. Sifat magnetik biasa NdFeB tersinter yang digunakan dalam penjana turbin angin magnet kekal

Magnet kekal boron besi neodymium dipanggil magnet kekal nadir bumi generasi ketiga, dan ia adalah bahan magnet kekal dengan prestasi magnet yang lebih tinggi setakat ini. Fasa utama aloi NdFeB tersinter ialah sebatian antara logam Nd2Fe14B, dan polarisasi magnet tepunya (Js) ialah 1.6T. Oleh kerana aloi magnet kekal NdFeB yang disinter terdiri daripada fasa utama Nd2Fe14B dan fasa sempadan butiran, dan orientasi butiran Nd2Fe14B dihadkan oleh keadaan proses, remanen magnet semasa boleh mencapai sehingga 1.5T. Syarikat peleburan vakum Jerman (Vacuumschmelze GmbH) telah menghasilkan magnet NdFeB dengan maks. produk tenaga magnetik (BH) maks 57MGOe. Pengeluar NdFeB domestik boleh menghasilkan magnet gred N50 dengan maks. produk tenaga magnetik 53MGOe (Nota: Artikel ini diterbitkan pada tahun 2010. Dengan perkembangan teknologi, sudah ada magnet gred N54 di pasaran, dan produk tenaga magnet yang lebih tinggi adalah sehingga 55MGOe). Meningkatkan nisbah fasa utama aloi, meningkatkan orientasi butiran kristal dan ketumpatan magnet boleh meningkatkan maks. hasil tenaga magnet; tetapi ia tidak akan melebihi nilai teori 64MGOe untuk maks. hasil tenaga hablur tunggal Nd2Fe14B. Jinluncicai.com membimbing pengilang dan kilang dalam siri bekalan magnet dan bahan NdFeb.

Lengkung penyahmagnetan NdFeB pada suhu bilik adalah serupa dengan garis lurus. Oleh itu, apabila mereka bentuk motor magnet kekal, boron besi neodymium gred tinggi (iaitu, tinggi (BH) maksimum bahan) sering dipilih untuk mendapatkan ketumpatan magnet jurang udara yang tinggi. Apabila motor sedang berjalan, disebabkan oleh kewujudan medan penyahmagnetan berselang-seli dan kesan penyahmagnetan arus besar serta-merta apabila beban berubah secara tiba-tiba, ia dikehendaki memilih magnet boron besi neodymium dengan coercivity yang cukup tinggi.

Menambah unsur-unsur seperti disprosium (terbium) pada aloi meningkatkan coercivity intrinsik (jHc) boron besi neodymium, tetapi remanens (Br) magnet akan berkurangan dengan sewajarnya. Oleh itu, magnet NdFeB berprestasi tinggi yang digunakan dalam penjana turbin angin mengambil kira coercivity dan remanencenya.
3. Kestabilan suhu magnet kekal NdFeB

Penjana kuasa angin bekerja di hutan belantara dan menahan ujian panas terik dan sejuk; pada masa yang sama, kehilangan motor juga memandu kepada kenaikan suhu motor. Magnet NdFeB tersinter yang diberikan dalam jadual di atas boleh berfungsi pada 120°C. Suhu Curie bagi aloi magnet kekal NdFeB ialah kira-kira 310 ℃. Apabila suhu magnet melebihi titik Curie, ia bertukar daripada feromagnetisme kepada paramagnetisme. Di bawah suhu Curie, remanens NdFeB berkurangan dengan peningkatan suhu, dan pekali suhu remanens α (Br) ialah -0.095~-0.105%/℃. Daya paksaan NdFeB juga berkurangan dengan peningkatan suhu, dan pekali suhu β (jHc) daya paksaannya ialah -0.54~-0.64%/℃. Pilih daya paksaan yang sesuai, magnet masih mempunyai daya paksaan yang cukup tinggi pada maksimum. suhu kerja reka bentuk motor; jika tidak, kehilangan kemagnetan akan berlaku.

Ketahanan dan paksaan bahan magnet kekal NdFeB adalah saling melengkapi. Menambah unsur nadir bumi berat disprosium (Dy) dan terbium (Tb) pada aloi boleh meningkatkan daya paksaan magnet dengan ketara. Apabila paksaan meningkat, remanen dan maks. produk tenaga magnet berkurangan dengan sewajarnya. Jelas sekali, pilihan keluli magnetik paksaan tinggi untuk turbin angin mestilah dengan mengorbankan remanens dan maks. produk tenaga magnetik.

4, ketekalan sifat magnet kuasa angin NdFeB magnet

Magnet NdFeB dihasilkan menggunakan proses metalurgi serbuk khas, dan proses pembuatan utama diselesaikan dalam suasana perlindungan atau di bawah vakum. Badan hijau boron besi neodymium ditekan dalam medan magnet yang sangat kuat (~1.5T). Saiz magnet NdFeB dihadkan oleh keadaan proses khas ini.

Penjana angin magnet kekal yang besar biasanya menggunakan beribu-ribu magnet boron besi neodymium, dan setiap kutub rotor terdiri daripada banyak magnet. Ketekalan kutub pemutar memerlukan ketekalan keluli magnetik, termasuk ketekalan toleransi dimensi dan sifat magnetik. Konsistensi yang dipanggil sifat magnetik termasuk sisihan kecil sifat magnet antara individu yang berbeza, serta keseragaman sifat magnet bagi satu magnet.

Terdapat dua jenis kemagnetan: kemagnetan ketara dan kemagnetan intrinsik. Kemagnetan ketara keluli magnet yang dipanggil boleh diukur dengan fluks magnet litar terbuka dan kekuatan medan magnet permukaannya. Kemagnetan ketara magnet adalah berkaitan dengan bentuk dan keadaan magnetisasi magnet. Ciri-ciri intrinsik keluli magnetik diuji dengan mengukur lengkung penyahmagnetan sampel. Lengkung penyahmagnetan adalah sebahagian daripada gelung histerisis, yang mencerminkan ciri pembalikan magnetisasi bahan magnet kekal. Ukur keluk penyahmagnetan sampel keluli magnetik, dengan syarat sampel itu perlu dimagnetkan tepu sebelum pengukuran.

Untuk mengesan sama ada kemagnetan magnet tunggal adalah seragam, adalah perlu untuk memotong magnet kepada beberapa kepingan kecil dan mengukur lengkung penyahmagnetannya. Semasa proses pengeluaran, untuk memeriksa sama ada kemagnetan relau magnet adalah konsisten, adalah perlu untuk mengambil sampel magnet dari bahagian berlainan relau pensinteran untuk mengukur keluk penyahmagnetan sampel. Kerana peralatan pengukur adalah sangat mahal, dan hampir mustahil untuk memastikan integriti setiap kepingan keluli magnetik yang akan diukur. Oleh itu, semua produk tidak boleh diperiksa. Ketekalan sifat magnet NdFeB mesti dijamin oleh peralatan pengeluaran dan kawalan proses.

5. Rintangan kakisan NdFeB

Aloi NdFeB mengandungi unsur nadir bumi aktif, yang mudah teroksida dan berkarat. Dalam aplikasi, melainkan NdFeB dikapsulkan dan diasingkan daripada udara dan air, permukaan NdFeB perlu dirawat dengan anti-karat. Salutan anti-karat biasa ialah nikel bersalut, elektrogalvani dan resin epoksi elektroforesis. Rawatan fosfat permukaan boleh menghalang NdFeB daripada berkarat dalam persekitaran yang agak kering untuk masa yang singkat.

Sebatian antara logam nadir bumi boleh bertindak balas dengan hidrogen di bawah tekanan dan suhu tertentu. Selepas NdFeB menyerap hidrogen, ia membebaskan haba dan pecah. Penghancuran hidrogen dalam penghasilan NdFeB mengambil kesempatan daripada ciri ini. Dari sudut pandangan penggunaan, serpihan hidrogen NdFeB adalah berbahaya. Tegasnya, kakisan NdFeB bermula daripada pemprosesannya. Penyahgaraman selepas memotong dan mengisar, penjerukan sebelum penyaduran elektrik, dan proses penyaduran elektrik semuanya mempunyai kesan pada lapisan permukaan NdFeB. Proses rawatan yang tidak betul boleh menyebabkan kualiti salutan yang tidak layak (seperti lubang jarum), dan ikatan lapisan permukaan NdFeB dan lapisan salutan tidak kuat.

Perlu diingat bahawa walaupun sifat magnet NdFeB magnet jenama yang sama yang dihasilkan oleh pengeluar yang berbeza pada asasnya adalah sama, akan terdapat perbezaan dalam komposisi aloi, terutamanya struktur mikro magnet mungkin sangat berbeza. Keluli magnetik dengan prestasi yang baik dan rintangan kakisan yang baik mempunyai ciri-ciri butiran halus dan seragam dan ketumpatan magnet yang tinggi. Dalam dua foto metalografi berikut bagi magnet NdFeB tersinter, magnet yang ditunjukkan di sebelah kiri mempunyai butiran halus dan seragam, dan magnet yang ditunjukkan di sebelah kanan mempunyai butiran yang besar dan tidak sekata.
6. Ujian kebolehpercayaan magnet NdFeB

Hayat reka bentuk Penjana Turbin Angin ialah 20 tahun, yang bermaksud keluli magnetik boleh digunakan selama 20 tahun, prestasi magnetnya tidak dilemahkan dengan ketara, dan keluli magnet tidak terhakis. Kaedah ujian dan pemeriksaan berikut boleh digunakan sebagai kaedah untuk pengilang dan pengguna keluli magnet angin untuk menilai dan memeriksa magnet.

Ujian tanpa berat: gunakan plat hitam segi empat tepat 10mm × 10mm × 12mm sebagai sampel (ketinggian 12mm ialah arah magnetisasi), letakkannya dalam 2 tekanan atmosfera standard, kelembapan tulen, persekitaran 120 ℃, keluarkan selepas 48h dan keluarkan lapisan oksida Penyingkiran, penurunan berat badan kurang daripada 0.2 mg/cm2.
Ujian penyahmagnetan terma: 120 ℃ × 4 jam, kehilangan fluks magnet litar terbuka adalah kurang daripada 3%.
Ujian kejutan terma: Selepas 3 kitaran suhu tinggi dan rendah dari -40°C hingga 120°C, kehilangan fluks magnet litar terbuka adalah kurang daripada 3%.
Ujian semburan garam dan ujian suhu dan kelembapan adalah kaedah untuk menilai salutan saduran elektrik dan salutan anticorrosive lain.
Sifat fizikal lain, seperti pekali pengembangan terma, kekonduksian terma, kerintangan elektrik dan kekuatan mekanikal, semuanya mempunyai tahap pengaruh yang berbeza-beza terhadap kebolehgunaan dan kebolehpercayaan keluli magnetik.

Ringkasan
1. Artikel ini memperkenalkan parameter magnet bagi magnet kekal boron besi neodymium untuk turbin angin megawatt.
2. NdFeB tersinter dengan coercivity tinggi boleh memastikan bahawa magnet masih mempunyai coercivity yang mencukupi pada suhu tinggi untuk mengelakkan kehilangan kemagnetan suhu tinggi.
3. Rintangan kakisan keluli magnetik motor angin bergantung bukan sahaja pada rawatan salutan permukaan magnet, tetapi juga pada rintangan kakisan substrat.

4. Kaedah ujian kebolehpercayaan magnet termasuk ujian tanpa berat, ujian penyahmagnetan haba, ujian rintangan kakisan salutan, dll.