Η μετατόπιση προς την άμεση-οδήγηση των γεννητριών μόνιμου μαγνήτη (DD-PMG)
Οι συμβατικές ανεμογεννήτριες χρησιμοποιούν κιβώτιο ταχυτήτων για να αυξήσουν την ταχύτητα του ρότορα (12-20 rpm) στην ταχύτητα της γεννήτριας (1500-1800 rpm). Οι βλάβες του κιβωτίου ταχυτήτων ευθύνονται για το 20-30% του χρόνου διακοπής λειτουργίας του στροβίλου. Το DD-PMG εξαλείφει το κιβώτιο ταχυτήτων χρησιμοποιώντας μια γεννήτρια πολλαπλών πόλων (συνήθως 48-144 πόλων) μεγάλης διαμέτρου (3-5 μέτρα) που λειτουργεί με χαμηλή ταχύτητα. Οι μόνιμοι μαγνήτες στον ρότορα παράγουν το πεδίο διέγερσης χωρίς δακτυλίους ολίσθησης ή ισχύ διέγερσης.
Για έναν στρόβιλο 3 MW, ο ρότορας απαιτεί περίπου 6.000-8.000 μεμονωμένους μαγνήτες NdFeB, ο καθένας περίπου 50x30x15mm. Συνολικό βάρος μαγνήτη: 1,2-1,6 τόνοι. Καθώς τα μεγέθη των στροβίλων μεγαλώνουν (τώρα 10-15 MW υπεράκτιων), ο όγκος μαγνήτη ανά τουρμπίνα φτάνει τους 5-8 τόνους.
Προδιαγραφές υλικού για αιολική ισχύ: Απαιτήσεις υψηλού Br και υψηλού 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%.
Επομένως, ο αιολικός-βαθμός NdFeB απαιτεί:
Br Μεγαλύτερο ή ίσο με 13,5 kGs (N45 ή υψηλότερο) για ελαχιστοποίηση του όγκου και του βάρους της γεννήτριας.
Hcj Μεγαλύτερο ή ίσο με 20 kOe στις 20 μοίρες, με μείωση σε Μεγαλύτερο ή ίσο με 12 kOe σε 100 μοίρες (που αντιστοιχεί σε N45SH ή N42UH).
Τετράγωνο (Hk/Hcj) Μεγαλύτερο ή ίσο με 0,95, που σημαίνει ότι η καμπύλη απομαγνήτισης παραμένει ευθεία κοντά στο γόνατο.
Τυπικές ποιότητες που χρησιμοποιούνται: N45SH, N42SH, N40UH. Η πυροσυσσωμάτωση με διάχυση ορίων κόκκων (GBD) του τερβίου επιτυγχάνει Hcj 25-30 kOe ενώ διατηρείται το Br πάνω από 13,5 kGs. Το τυπικό N45SH (χωρίς GBD) έχει Hcj 17-20 kOe, επαρκές για χερσαίους στρόβιλους σε μέτρια κλίματα. Οι υπεράκτιες περιοχές ή οι τοποθεσίες υψηλής θερμοκρασίας περιβάλλοντος απαιτούν N42UH ή N40UH με Hcj 25-30 kOe.
Αντιδιαβρωτική προστασία για μαγνήτες υπεράκτιων αιολικών πάρκων
Οι υπεράκτιες ανεμογεννήτριες αντιμετωπίζουν-αέρα με αλάτι (συγκέντρωση χλωρίου έως 5 mg/m³) και υψηλή υγρασία. Η τυπική επίστρωση Ni-Cu-Ni (12-25μm) παρέχει 72-200 ώρες αντίστασης σε ψεκασμό αλατιού (ASTM B117), ανεπαρκής για 20ετή ζωή στην ξηρά. Απαιτούμενα επίπεδα προστασίας:
| Περιβάλλο | Απαίτηση ψεκασμού αλατιού (ASTM B117 ώρες έως κόκκινη σκουριά) | Συνιστώμενο σύστημα επίστρωσης |
|---|---|---|
| Στην ξηρά, στην ενδοχώρα | 200 ώρες | Ni-Cu-Ni (20-25μm) + εποξειδική επίστρωση (10-15μm) |
| Χερσαία, παραλιακή | 500 ώρες | Εποξειδικό (30-40μm) + παλτό πολυουρεθάνης |
| Offshore, Nacelle (σφραγισμένο) | 1000 ώρες | Εποξειδικό (40-60μm) ή Παρυλένιο C (15-25μm) |
| Υπεράκτια, άμεση πιτσιλιά θαλασσινού νερού | 2000 ώρες (χωρίς κόκκινη σκουριά) | Πλήρως ενθυλακωμένο σε ρητίνη ή τζάκετ από ανοξείδωτο χάλυβα |
Για εφαρμογές offshore, παρέχουμε μαγνήτες με σύστημα τριών-στρώσεων: Ni-Cu-Ni (10μm) ως βάση για πρόσφυση, εποξειδικό (30μm) για φράγμα διάβρωσης και πολυουρεθάνη (20μm) για αντοχή στην υπεριώδη ακτινοβολία και στην τριβή. Συνολικό πάχος 60μm, επικυρωμένο με ψεκασμό αλατιού 2000 ωρών χωρίς κόκκινη σκουριά.
Διαχείριση χρόνων παράδοσης για μαζικές μεγάλες-Αποκλεισμός παραγγελιών NdFeB
Οι παραγγελίες μαγνητών ανεμογεννητριών είναι συνήθως 1-10 τόνοι ανά αποστολή. Οι χρόνοι παράδοσης εξαρτώνται από:
Διαθεσιμότητα πρώτης ύλης: Η σκόνη NdFeB με βαριά σπάνια γη (Dy/Tb) για υψηλούς βαθμούς Hcj απαιτεί 4-6 εβδομάδες για προμήθεια.
Πρεσάρισμα και πυροσυσσωμάτωση: Τα μεγάλα μπλοκ (π.χ. 80x60x30 mm) απαιτούν πιο αργή συμπίεση και μεγαλύτερους κύκλους πυροσυσσωμάτωσης (48-72 ώρες έναντι. 24 ωρών για μικρά εξαρτήματα). Η χωρητικότητα του κλιβάνου πυροσυσσωμάτωσης για μεγάλα μπλοκ είναι περιορισμένη.
Κατεργασία: Τα μπλοκ κόβονται σε φέτες, αλέθονται και λοξοτομούνται. Για 8.000 μαγνήτες ανά τουρμπίνα, η κατεργασία διαρκεί 3-5 εβδομάδες.
Επίστρωση: Η εποξειδική επίστρωση με πάχος 60μm απαιτεί πολλαπλούς κύκλους ψεκασμού και πολυμερισμού: 1-2 εβδομάδες.
Μαγνητισμός και επιθεώρηση: Η πολυπολική ακτινική μαγνήτιση σε μεγάλους δακτυλίους διαρκεί 1-2 εβδομάδες.
Συνολικός τυπικός χρόνος παράδοσης για την πρώτη παραγγελία παραγωγής (μετά την έγκριση εργαλείων): 12-16 εβδομάδες. Επαναλαμβανόμενες παραγγελίες: 8-10 εβδομάδες. Συνιστούμε στους κατασκευαστές ανεμογεννητριών να κάνουν γενικές παραγγελίες με κυλιόμενες προβλέψεις 6 μηνών.
Για μαζικούς μαγνήτες NdFeB για γεννήτριες ανεμογεννητριών – συμπεριλαμβανομένων των κατηγοριών N45SH, N42UH, με εποξειδική επίστρωση υπεράκτιων-βαθμών – επισκεφθείτε τη σελίδα προϊόντος Sintered Neodymium Magnet στον ιστότοπό μας. Παρέχουμε μαγνήτες με 20 χρόνια εγγύηση απομαγνητισμού (Μικρότερη ή ίση με 5% μη αναστρέψιμη απώλεια) και πλήρη ιχνηλασιμότητα υλικού από την πηγή σπάνιων γαιών έως την τελική συναρμολόγηση.
Για να ζητήσετε μια προσφορά για τις ποσότητες στροβίλου (1-20 τόνοι), δώστε τις προδιαγραφές σχεδιασμού της γεννήτριας: διάκενο αέρα, αριθμό πόλων, θερμοκρασία λειτουργίας και απαιτούμενο χρόνο αντοχής σε βραχυκύκλωμα. Η ομάδα μηχανικών μας παρέχει προσομοίωση απομαγνητισμού FEA ως μέρος της προσφοράς.
Συχνές Ερωτήσεις
Ε: Ποια είναι η εγγυημένη μη αναστρέψιμη απώλεια ροής μετά από 20 χρόνια λειτουργίας της ανεμογεννήτριας;
A: Για N45SH με θερμοκρασία λειτουργίας μικρότερη ή ίση με 80 μοίρες και χωρίς ασυνήθιστα σφάλματα δικτύου, Μικρότερη ή ίση με 5% μη αναστρέψιμη απώλεια. Παρέχουμε προβλέψεις μοντέλων γήρανσης με βάση το IEC 60404-8-1. Η επιταχυνόμενη θερμική δοκιμή (3000 ώρες στους 100 βαθμούς) επιβεβαιώνει<3% loss.
Ε: Παρέχετε μαγνήτες προ-συναρμολογημένους σε φορείς από ανοξείδωτο χάλυβα για εύκολη τοποθέτηση;
Α: Ναι. Προσφέρουμε πλήρεις φορείς μαγνήτη (pucks) από ανοξείδωτο ατσάλι 316L, με μαγνήτες εγκλωβισμένους σε εποξειδικό υλικό στο εσωτερικό του φορέα. Αυτό εξαλείφει-τον χειρισμό του μαγνήτη στην τοποθεσία και προστατεύει από τη διάβρωση. Η συναρμολόγηση φορέα προσθέτει 15-20% στο κόστος μαγνήτη αλλά μειώνει την εργασία εγκατάστασης κατά 80%.
Ε: Τι πιστοποιητικά ποιότητας έχετε για τους μαγνήτες αιολικής ενέργειας;
Α: ISO 9001:2015, IATF 16949 (συστήματα ποιότητας για αυτοκίνητα-που εφαρμόζονται στην αιολική ενέργεια) και συμμόρφωση με το πρότυπο DNV GL για μόνιμους μαγνήτες σε ανεμογεννήτριες (DNVGL-ST-0360). Το εργαστήριο δοκιμών μας είναι διαπιστευμένο κατά ISO 17025.
