풍력 터빈 발전기에서 고성능 소결 NDFEB 자석의 적용

영구 자석 풍력 발전기는 고온 성능 소결 네오디뮴 철분 붕소 영구 자석을 채택하며, 이는 고온에서의 자기 손실을 피하기에 충분히 높은 강압을 갖는다. 자석의 수명은 기본 물질 및 표면 방지 처리에 의존합니다. NDFEB 마그넷 스틸의 반응 방지는 제조에서 시작해야합니다.
1. 소개

Direct-Drive Permanent Magnet Wind Generator는 팬 임펠러를 채택하여 발전기를 직접 회전시켜 회전시켜 전통적인 AC 흥분된 이중 공급 비동기 풍력 발전기에 필요한 속도 증가 기어 박스를 제거하고 작동 중 기어 박스의 오작동 및 유지 보수를 피합니다. 동시에, 영구 자석 윈드 발전기는 영구 자석 여기, 여기 와인딩이없고, 로터에 슬립 링과 브러시가 없음을 채택합니다. 따라서 구조는 간단하고 작동은 신뢰할 수 있습니다. 1993 년부터 Enercon Gmbh까지 독일은 1 차 대규모 직접 드라이브 영구 자석 풍력 터빈을 개발했습니다. 풍력 터빈과 영구 자석 풍력 터빈의 발달은 승천합니다. 중국의 영구 자석 풍력 터빈의 전반적인 수준은 세계의 최전선에 있습니다.

풍력 터빈의 작업 환경은 매우 가혹하며 고온, 심한 감기, 바람 및 모래, 습도 및 소금 스프레이의 테스트를 견딜 수 있어야합니다. 풍력 터빈의 디자인 수명은 일반적으로 20 년입니다. 현재, 소결 된 네오디뮴 철 붕소 영구 자석은 작은 풍력 터빈과 메가 와트 영구 자석 풍력 터빈 모두에 사용됩니다. 따라서, NDFEB 영구 자석의 자기 파라미터의 선택 및 자석의 부식 저항에 대한 요구 사항은 매우 중요하다.
2. 영구 자석 풍력 터빈 발전기에 사용되는 소결 NDFEB의 전형적인 자기 특성

네오디뮴 철 붕소 영구 자석을 3 세대 희토류 영구 자석이라고하며, 지금까지 더 높은 자기 성능을 가진 영구 자석 재료입니다. 소결 NDFEB 합금의 주요 단계는 금속 간 화합물 ND2FE14B이고, 포화 자기 편광 (JS)은 1.6T이다. 소결 NDFEB 영구 자석 합금은 주요 위상 ND2FE14B 및 입자 경계 상으로 구성되기 때문에 ND2FE14B의 입자 방향은 공정 조건에 의해 제한되기 때문에 현재의 자석 제거는 최대 1.5T에 도달 할 수 있습니다. 독일 진공 제련 회사 (Vacuumschmelze Gmbh)는 최대로 NDFEB 자석을 생산했습니다. 자기 에너지 제품 (BH) 최대 57mgoe. 국내 NDFEB 제조업체는 최대로 N50 등급 자석을 생산할 수 있습니다. 53MGOE의 자기 에너지 생성물 (참고 :이 기사는 2010 년에 출판되었습니다. 기술 개발과 함께 이미 N54 등급의 자석이 시장에 나와 있으며, 더 높은 자기 에너지 제품은 최대 55mgoe입니다). 합금의 주요 위상 비율을 증가 시키면 결정 입자의 방향을 증가시키고 자석의 밀도가 증가하면 최대가 증가 할 수 있습니다. 자석의 에너지 제품; 그러나 최대의 64mgoe의 이론적 값을 초과하지 않을 것입니다. 단결정 ND2FE14B의 에너지 제품. Jinluncicai.com은 NDFEB 자석 및 재료의 공급 일련의 제조업체 및 공장을 안내하고 있습니다.

실온에서 NDFEB의 Demagnetization 곡선은 직선과 유사합니다. 따라서, 영구 자석 모터를 설계 할 때, 고급 네오디뮴 철분 붕소 (즉, 재료의 높은 (BH) 최대)가 종종 높은 공기 갭 자기 밀도를 얻기 위해 선택됩니다. 모터가 작동 할 때, 교대로 된 탈마 저지 필드의 존재와 하중이 갑자기 변할 때 순간 큰 전류의 탈지 효과로 인해 충분히 높은 강압을 갖는 네오디뮴 철분 붕소 자석을 선택해야합니다.

합금에 dysprosium (Terbium)과 같은 요소를 추가하면 Neodymium 철분 붕소의 고유 강압 (JHC)이 증가하지만 자석의 Remanence (BR)는 그에 따라 감소합니다. 따라서, 풍력 터빈 발전기에 사용되는 고성능 NDFEB 자석은 강압과 제거를 고려합니다.
3. NDFEB 영구 자석의 온도 안정성

풍력 발전기는 광야에서 작동하며 열과 추위에 대한 테스트를 견뎌냅니다. 동시에 모터 손실은 모터 온도 상승을 안내합니다. 위의 표에 주어진 소결 NDFEB 자석은 120 ° C에서 작동 할 수 있습니다. NDFEB 영구 자석 합금의 퀴리 온도는 약 310 ℃이다. 자석의 온도가 퀴리 포인트를 초과하면, 강자성에서 파라 마그네시즘으로 바뀝니다. 퀴리 온도 아래에서, NDFEB의 퇴직은 온도가 증가함에 따라 감소하고, α (BR)의 온도 계수는 -0.095 ~ -0.105%/℃입니다. NDFEB의 강제력은 또한 온도의 증가에 따라 감소하고, 강제력의 온도 계수 β (JHC)는 -0.54 ~ -0.64%/℃입니다. 적절한 강제력을 선택하십시오. 자석은 여전히 ​​최대에서 충분히 높은 강제력을 가지고 있습니다. 모터 설계의 작동 온도; 그렇지 않으면 자화 손실이 발생합니다.

NDFEB 영구 자석 재료의 제거 및 강압은 보완 적입니다. 합금에 무거운 희토류 요소 dysprosium (dy)과 Terbium (TB)을 첨가하면 자석의 강압을 상당히 증가시킬 수 있습니다. 강압이 증가함에 따라, remanence and max. 자기 에너지 제품은 그에 따라 감소합니다. 분명히, 풍력 터빈에 대한 고용문 자기 강의 선택은 Remanence and Max를 희생해야합니다. 자기 에너지 제품.

4, 풍력 전력의 자기 특성의 일관성 ndfeb 자석

NDFEB 자석은 특수 분말 야금 공정을 사용하여 제조되며 주요 제조 공정은 보호 대기 또는 진공 상태에서 완료됩니다. 네오디뮴 철 붕소 녹색 바디는 매우 강한 (~ 1.5t) 자기장으로 누릅니다. NDFEB 자석의 크기는 이러한 특수 공정 조건에 의해 제한됩니다.

큰 영구 자석 풍력 발전기는 일반적으로 수천 개의 네오디뮴 철 붕소 자석을 사용하며 로터의 각 극은 많은 자석으로 구성됩니다. 로터 폴의 일관성은 치수 공차 및 자기 특성의 일관성을 포함하여 자기 강의 일관성을 요구합니다. 소위 자기 특성의 일관성은 단일 자석의 자기 특성의 균일 성뿐만 아니라 상이한 개체들 사이의 자기 특성의 작은 편차를 포함한다.

자력에는 두 가지 유형이 있습니다 : 겉보기 자기와 고유 자기 자성. 자기 스틸의 소위 명백한 자기는 개방 회로 자기 플럭스 및 표면 자기장 강도에 의해 측정 될 수있다. 자석의 명백한 자기는 자석의 모양 및 자화 상태와 관련이있다. 자기 강의 고유 특성은 샘플의 탈지 곡선을 측정하여 테스트됩니다. Demagnetization 곡선은 히스테리시스 루프의 일부이며, 이는 영구 자석 재료의 자화 반전 특성을 반영합니다. 측정 전에 샘플을 포화 해야하는 경우 자기 강철 샘플의 Demagnetization 곡선을 측정하십시오.

단일 자석의 자성이 균일한지 여부를 감지하려면 자석을 여러 개의 작은 조각으로 자르고 그들의 demagnetization 곡선을 측정해야합니다. 생산 공정 동안, 자석 퍼니스의 자성이 일관되는지 여부를 확인하기 위해, 샘플의 demagnetization 곡선을 측정하기 위해 소결 용광로의 자석을 샘플링해야합니다. 측정 장비는 매우 비싸기 때문에 각 자기 강 조각의 무결성을 측정 할 수있는 것은 불가능합니다. 따라서 모든 제품을 검사 할 수 없습니다. NDFEB의 자기 특성의 일관성은 생산 장비 및 공정 제어에 의해 보장되어야합니다.

5. NDFEB의 부식 저항

NDFEB 합금에는 산화 및 녹슬기 쉬운 활성 희토류 원소가 포함되어 있습니다. 응용 분야에서, NDFEB가 공기 및 물로부터 캡슐화되고 분리되지 않는 한, NDFEB의 표면은 반응체로 처리되어야한다. 일반적인 항-대안 코팅은 전기 도금 니켈, 전기 전도 화 및 전기 영동 에폭시 수지이다. 표면 인산 처리는 비교적 건조한 환경에서 짧은 시간 동안 NDFEB가 녹슬지 못하게 할 수 있습니다.

희토류 금속 간 화합물은 특정 압력 및 온도 하에서 수소와 반응 할 수 있습니다. NDFEB가 수소를 흡수 한 후에는 열을 방출하고 파손됩니다. NDFEB의 생산에서 분쇄하는 수소 가이 기능을 활용합니다. 사용의 관점에서, NDFEB의 수소 조각은 유해하다. 엄밀히 말하면, NDFEB의 부식은 처리에서 시작됩니다. 절단 및 연삭 후 탈지, 전기 도금 전 산세 및 전기 도금 공정은 모두 NDFEB의 표면층에 영향을 미칩니다. 부적절한 처리 공정은 자격이없는 코팅 품질 (예 : 핀홀)을 유발할 수 있으며 NDFEB 표면층 및 코팅 층의 결합은 강하지 않습니다.

다른 제조업체가 생산하는 동일한 브랜드의 NDFEB 자석의 자기 특성은 기본적으로 동일하지만, 합금의 조성에 차이가있을 것이지만, 특히 자석의 미세 구조는 매우 다를 수 있습니다. 성능이 우수하고 부식성이 우수한 자기 강은 미세 및 균일 한 곡물과 높은 자석 밀도의 특성을 가지고 있습니다. 소결 된 NDFEB 자석의 다음 두 개의 금속 사진에서, 왼쪽에 표시된 자석에는 미세하고 균일 한 곡물이 있으며 오른쪽에 표시된 자석에는 크고 고르지 않은 곡물이 있습니다.
6. NDFEB 자석의 신뢰성 테스트

풍력 터빈 발전기의 설계 수명은 20 년이므로 자기 강은 20 년 동안 사용될 수 있고 자기 성능은 크게 감쇠되지 않으며 자기 강은 부식되지 않습니다. 다음 테스트 및 검사 방법은 자석을 평가하고 검사하기 위해 풍력 자기강 제조업체 및 사용자의 방법으로 사용될 수 있습니다.

무중력 테스트 : 10mm × 10mm × 12mm 직사각형 블랙 플레이트를 샘플로 사용하고 (12mm 높이는 자화 방향입니다), 2 개의 표준 대기압, 순수한 습도, 120 ℃ 환경에 넣고 48 시간 후에 꺼내고 산화물 층을 제거하면 체중 감량은 0.2 mg/cm2 미만입니다.
열 탈취 테스트 : 120 × 4 시간, 개방 회로 자기 플럭스 손실은 3%미만입니다.
열 충격 테스트 : -40 ° C ~ 120 ° C에서 높은 온도의 3 사이클 후, 개방 회로 자기 플럭스 손실은 3%미만입니다.
소금 스프레이 테스트 및 온도 및 습도 테스트는 전기 도금 코팅 및 기타 항 혈관 코팅을 평가하는 방법입니다.
열 팽창 계수, 열 전도도, 전기 저항력 및 기계적 강도와 같은 다른 물리적 특성은 모두 자기 강의 유용성 및 신뢰성에 다양한 영향을 미칩니다.

요약
1.이 기사는 메가 와트 풍력 터빈에 대한 네오디뮴 철분 붕소 영구 자석의 자기 매개 변수를 소개합니다.
2. 고용문 소결 NDFEB는 자석이 여전히 자성의 고온 손실을 피하기 위해 고온에서 충분한 강압을 갖도록 보장 할 수 있습니다.
3. 윈드 모터의 자기 강의 부식 저항은 자석의 표면 코팅 처리뿐만 아니라 기판의 내식성에 의존한다.

4. 자석 신뢰성의 테스트 방법에는 중력 테스트, 열 탈성 테스트, 코팅 내식 저항 테스트 등 가 포함됩니다.