Posun směrem k přímým-generátorům s permanentními magnety (DD-PMG)
Konvenční větrné turbíny používají převodovku ke zvýšení rychlosti rotoru (12-20 ot/min) na otáčky generátoru (1500-1800 ot/min). Poruchy převodovky tvoří 20–30 % prostojů turbíny. DD-PMG eliminuje převodovku použitím vícepólového generátoru (typicky 48-144 pólů) s velkým průměrem (3-5 metrů), který pracuje při nízkých otáčkách. Permanentní magnety na rotoru vytvářejí budicí pole bez sběracích kroužků nebo budící síly.
Pro 3 MW turbínu rotor vyžaduje přibližně 6 000-8 000 jednotlivých NdFeB magnetů, každý zhruba 50x30x15mm. Celková hmotnost magnetu: 1,2-1,6 tuny. S rostoucí velikostí turbín (nyní 10-15 MW na moři) dosahuje objem magnetu na turbínu 5-8 tun.
Specifikace materiálu pro větrnou energii: Požadavky na vysoký Br a vysoký 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%.
Proto větrná-třída NdFeB vyžaduje:
Br Větší nebo rovno 13,5 kg (N45 nebo vyšší), aby se minimalizoval objem a hmotnost generátoru.
Hcj Větší nebo rovno 20 kOe při 20 stupních, snížení na Větší než nebo rovné 12 kOe při 100 stupních (odpovídá N45SH nebo N42UH).
Pravoúhlost (Hk/Hcj) Větší nebo rovna 0,95, což znamená, že demagnetizační křivka zůstává v blízkosti kolena rovná.
Typické používané třídy: N45SH, N42SH, N40UH. Slinováním s difúzí hranic zrn (GBD) terbia se dosahuje Hcj 25-30 kOe při zachování Br nad 13,5 kGs. Standardní N45SH (bez GBD) má Hcj 17-20 kOe, což je dostatečné pro pobřežní turbíny v mírném klimatu. Místa na moři nebo místa s vysokou okolní teplotou vyžadují N42UH nebo N40UH s Hcj 25-30 kOe.
Antikorozní ochrana magnetů pro větrné farmy na moři
Pobřežní větrné turbíny čelí-solnému vzduchu (koncentrace chloridů až 5 mg/m³) a vysoké vlhkosti. Standardní povlak Ni-Cu-Ni (12–25μm) poskytuje 72–200 hodin odolnosti proti solné mlze (ASTM B117), což je nedostatečné pro 20letou životnost na moři. Požadované úrovně ochrany:
| Prostředí | Požadavek na solný sprej (ASTM B117 hodin do červené rzi) | Doporučený nátěrový systém |
|---|---|---|
| Na pevnině, ve vnitrozemí | 200 hodin | Ni-Cu-Ni (20-25μm) + epoxidový vrchní nátěr (10-15μm) |
| Na pobřeží, na pobřeží | 500 hodin | Epoxid (30-40μm) + polyuretanový vrchní nátěr |
| Offshore, gondola (uzavřená) | 1000 hodin | Epoxid (40-60μm) nebo Parylen C (15-25μm) |
| Pobřežní, přímé stříkající mořské vody | 2000 hodin (žádná červená rez) | Plně zalité v pryskyřici nebo opláštěné nerezovou ocelí |
Pro offshore aplikace dodáváme magnety se tří-vrstvým systémem: Ni-Cu-Ni (10μm) jako základ pro adhezi, epoxid (30μm) pro korozní bariéru a polyuretan (20μm) pro odolnost proti UV záření a otěru. Celková tloušťka 60 μm, ověřeno 2000 hodinovou solnou mlhou bez červené rzi.
Správa dodacích lhůt pro hromadné{0}}blokování objednávek NdFeB
Objednávky magnetů větrných turbín jsou obvykle 1-10 tun na zásilku. Dodací lhůty závisí na:
Dostupnost surovin: NdFeB prášek s těžkými vzácnými zeminami (Dy/Tb) pro vysoce Hcj jakosti vyžaduje 4-6 týdnů na získání.
Lisování a slinování: Velké bloky (např. 80x60x30mm) vyžadují pomalejší zhutňování a delší cykly slinování (48–72 hodin oproti . 24 hodinám u malých dílů). Kapacita slinovací pece pro velké bloky je omezená.
Obrábění: Bloky jsou krájeny, broušeny a zkoseny. Pro 8 000 magnetů na turbínu trvá obrábění 3-5 týdnů.
Nátěr: Epoxidový nátěr o tloušťce 60 μm vyžaduje několik cyklů stříkání a vytvrzování: 1-2 týdny.
Magnetizace a kontrola: Vícepólová radiální magnetizace na velkých prstencích trvá 1–2 týdny.
Celková typická dodací lhůta pro první výrobní objednávku (po schválení nástroje): 12-16 týdnů. Opakované objednávky: 8-10 týdnů. Výrobcům větrných turbín doporučujeme zadávat plošné objednávky s předpovědí na 6 měsíců.
Pro volně ložené magnety NdFeB pro generátory větrných turbín – včetně tříd N45SH, N42UH, s epoxidovým nátěrem na moři{2}}, navštivte naši produktovou stránku Slinutý neodymový magnet na našem webu. Dodáváme magnety s 20letou zárukou na demagnetizaci (méně než nebo rovnající se 5 % nevratné ztráty) a plnou sledovatelností materiálu od zdroje vzácných zemin až po konečnou montáž.
Chcete-li požádat o cenovou nabídku na množství turbíny (1-20 tun), poskytněte specifikace návrhu generátoru: vzduchovou mezeru, počet pólů, provozní teplotu a požadovanou dobu odolnosti proti zkratu. Náš inženýrský tým poskytuje simulaci demagnetizace FEA jako součást nabídky.
Často kladené otázky
Otázka: Jaká je zaručená nevratná ztráta toku po 20 letech provozu větrné turbíny?
Odpověď: Pro N45SH s provozní teplotou menší nebo rovnou 80 stupňům a bez abnormálních poruch sítě, menší nebo rovnou 5 % nevratné ztráty. Poskytujeme předpovědi modelu stárnutí založené na IEC 60404-8-1. Zrychlené tepelné testování (3000 hodin při 100 stupních) potvrzuje<3% loss.
Otázka: Dodáváte magnety předem-smontované do nosičů z nerezové oceli pro snadnou montáž?
A: Ano. Nabízíme kompletní magnetové nosiče (puky) vyrobené z nerezové oceli 316L, s magnety zalitými v epoxidu uvnitř nosiče. To eliminuje-manipulaci s magnety na místě a chrání před korozí. Montáž nosiče zvyšuje náklady na magnet o 15–20 %, ale snižuje pracnost instalace o 80 %.
Otázka: Jaké certifikáty kvality máte pro magnety na větrnou energii?
Odpověď: ISO 9001:2015, IATF 16949 (systémy automobilové-kvality používané na vítr) a soulad s normou DNV GL pro permanentní magnety ve větrných turbínách (DNVGL-ST-0360). Naše zkušební laboratoř má akreditaci ISO 17025.
