風力タービン発電機に高性能焼結したNDFEB磁石の適用

永久磁石の風力発電機は、高温での磁気損失を避けるために十分に高い強制性を持つ高磁性パフォーマンス焼結鉄ホウ素永久磁石を採用しています。磁石の寿命は、基本材料と表面腐食治療に依存します。 NDFEBマグネットスチールの腐食防止は、製造から開始する必要があります。
1。はじめに

ダイレクトドライブパーマネットマグネットウィンドジェネレーターは、ファンインペラを採用して発電機を直接駆動して回転させ、従来のAC励起二重装置の非同期風力発電機に必要な速度増加ギアボックスを排除し、動作中のギアボックスの誤動作と維持を回避します。同時に、永久磁石の風力発電機は、永久磁石の励起、励起巻線、スリップリングとローターにブラシを採用していません。したがって、構造は単純で、操作は信頼できます。 1993年からEnercon GmbHまで、ドイツは1番目の大規模なダイレクトドライブマグネット風力タービンを開発しました。風力タービンと永久磁石の風力タービンの開発は、アセンダントにあります。中国の恒久的なマグネット風力タービンの全体的なレベルは、世界の最前線にあります。

風力タービンの作業環境は非常に厳しいものであり、高温、激しい寒さ、風、砂、湿度、さらには塩スプレーのテストに耐えることができなければなりません。風力タービンの設計寿命は一般的に20年です。現在、焼結したネオジム鉄ホウ素永久磁石は、小さな風力タービンとメガワットの永久磁石風タービンの両方に使用されています。したがって、NDFEB永久磁石の磁気パラメーターの選択と磁石の腐食抵抗の要件は非常に重要です。
2.永久磁石風力タービン発電機で使用される焼結ndfebの典型的な磁気特性

ネオジム鉄ホウ素永久磁石は、第3世代の希土類永久磁石と呼ばれ、これはこれまでより高い磁性性能を持つ永久磁石材料です。焼結したNDFEB合金の主要な相は金属間化合物ND2FE14Bであり、その飽和磁気分極（JS）は1.6Tです。焼結したNDFEB永久磁石合金は、メイン相ND2FE14Bおよび粒境界相で構成されており、ND2FE14Bの粒子配向はプロセス条件によって制限されるため、現在のマグネットの離脱は最大1.5Tに達する可能性があります。ドイツの真空製錬会社（Vucuumschmelze GmbH）は、最大でNDFEBマグネットを生産しました。 57mgoeの磁気エネルギー製品（BH）最大。国内のNDFEBメーカーは、最大でN50グレードの磁石を生産できます。 53mgoeの磁気エネルギー製品（注：この記事は2010年に公開されました。テクノロジーの開発により、すでにN54グレードの磁石が市場にあり、より高い磁気エネルギー製品は最大55mgoeです）。合金の主要相比を増やし、結晶粒の方向と磁石の密度を増加させると、最大値が増加する可能性があります。磁石のエネルギー製品;ただし、最大の64mgoeの理論的価値を超えません。単結晶ND2FE14Bのエネルギー製品。 Jinluncicai.comは、NDFEBマグネットと材料の供給シリーズでメーカーと工場を指導しています。

室温でのNDFEBの消磁曲線は、直線に似ています。したがって、永久磁石モーターを設計するとき、高品質のネオジム鉄ホウ素（つまり、材料の高（bh）最大）を選択して、高いエアギャップ磁気密度を得るために選択されます。モーターが走っているとき、交互の消磁場の存在と、荷重が突然変化するときに瞬間的な大きな電流の磁化効果の存在により、十分に高い強制性を持つネオジム鉄ホウ素磁石を選択する必要があります。

同合金にジスプロシウム（テルビウム）などの要素を追加すると、ネオジム鉄ホウ素の固有の強制（JHC）が増加しますが、磁石の残骸（BR）はそれに応じて減少します。したがって、風力タービン発電機で使用される高性能NDFEBマグネットは、その強制性と離脱を考慮しています。
3。NDFEB永久磁石の温度安定性

風力発電機は荒野で働き、熱と寒さを焦がすテストに耐えます。同時に、運動損失も運動温度上昇を導きます。上の表に記載されている焼結ndfeb磁石は、120°Cで動作できます。 NDFEB永久磁石合金のキュリー温度は約310°です。磁石の温度がキュリーポイントを超えると、強磁性から常磁性に変わります。キュリーの温度以下では、NDFEBのリマネンスは温度の上昇とともに減少し、そのリマネンスα（BR）の温度係数は-0.095〜 -0.105％/℃です。 NDFEBの強制力も温度の上昇とともに減少し、その強制力の温度係数β（JHC）は-0.54〜 -0.64％/℃です。適切な強制力を選択してください。磁石は、最大に十分に高い強制力を持っています。モーター設計の作業温度;それ以外の場合、磁化の喪失が発生します。

NDFEBの永久磁石材料のリマネンスと強制性は補完的です。重い希土類元素液症（DY）とテルビウム（TB）を合金に加えると、磁石の強制性が大幅に向上する可能性があります。強制性が向上するにつれて、リマネンスと最大。それに応じて磁気エネルギー製品は減少します。明らかに、風力タービン用の高重合性磁気鋼の選択は、リマネンスと最大を犠牲にしている必要があります。磁気エネルギー製品。

4、風力発電の磁気特性の一貫性ndfeb磁石

NDFEB磁石は、特別な粉末冶金プロセスを使用して製造されており、主な製造プロセスは保護雰囲気または真空下で完了します。ネオジム鉄ホウ素緑色の体は、非常に強い（〜1.5t）磁場で押されます。 NDFEB磁石のサイズは、これらの特別なプロセス条件によって制限されます。

大きな永久磁石の風力発電機は通常、数千のネオジム鉄ホウ素磁石を使用し、ローターの各極は多くの磁石で構成されています。ローター極の一貫性には、寸法公差と磁気特性の一貫性を含む磁気鋼の一貫性が必要です。いわゆる磁気特性の一貫性には、異なる個体間の磁気特性の小さな偏差と、単一の磁石の磁気特性の均一性が含まれます。

磁気には、見かけの磁気と固有の磁気の2つのタイプがあります。磁気鋼のいわゆる見かけの磁気は、その開回路磁束フラックスと表面磁場強度によって測定できます。磁石の見かけの磁気は、磁石の形状と磁化状態に関連しています。磁気鋼の固有の特性は、サンプルの消磁曲線を測定することによりテストされます。消磁曲線はヒステリシスループの一部であり、永久磁石材料の磁化反転特性を反映しています。測定前にサンプルを飽和磁化する必要がある場合、磁気鋼サンプルの消磁曲線を測定します。

単一の磁石の磁気が均一であるかどうかを検出するには、磁石をいくつかの小さな断片にカットし、それらの磁化曲線を測定する必要があります。生産プロセス中に、磁石の炉の磁気が一貫しているかどうかを確認するには、焼結炉のさまざまな部分の磁石をサンプルの磁化曲線を測定する必要があります。測定装置は非常に高価であり、各磁気鋼の完全性を測定することはアルモアが不可能です。したがって、すべての製品を検査することはできません。 NDFEBの磁気特性の一貫性は、生産機器とプロセス制御によって保証されなければなりません。

5。NDFEBの腐食抵抗

NDFEB合金には、酸化して錆びやすいアクティブな希土類元素が含まれています。アプリケーションでは、NDFEBがカプセル化され、空気と水から分離されていない限り、NDFEBの表面は抗腐食により治療する必要があります。一般的な抗腐食コーティングは、電気めっきニッケル、エレクトロガルバン化、電気泳動エポキシ樹脂です。表面のリン処理により、比較的乾燥した環境でNDFEBが短時間錆びるのを防ぐことができます。

希土類金属間化合物は、特定の圧力と温度下で水素と反応する可能性があります。 NDFEBが水素を吸収した後、熱を放出して破壊します。 NDFEBの生産における水素粉砕は、この機能を活用しています。使用の観点から、NDFEBの水素断片は有害です。厳密に言えば、NDFEBの腐食はその処理から始まります。切断と研削後の脱脂、電気めっき前の漬物、および電気栄養プロセスはすべて、NDFEBの表面層に影響を与えます。不適切な治療プロセスは、資格のないコーティングの品質（ピンホールなど）を引き起こす可能性があり、NDFEB表面層とコーティング層の結合は強くありません。

異なるメーカーによって生成された同じブランドのNDFEB磁石の磁気特性は基本的に同じですが、合金の組成、特に磁石の微細構造には非常に異なる場合があることは注目に値します。優れた性能と良好な腐食抵抗を備えた磁気鋼には、細かく均一な粒子と高磁石密度の特性があります。次の2つの金属製のNDFEB磁石の写真では、左に示されている磁石には細かく均一な穀物があり、右側に示されている磁石には大きく不均一な粒があります。
6。NDFEBマグネットの信頼性テスト

風力タービン発電機の設計寿命は20年です。つまり、磁気鋼は20年間使用できることを意味し、その磁性性能は有意に減衰し、磁気鋼は腐食しません。次のテストおよび検査方法は、磁石を評価および検査するために、風力磁気鋼の製造業者とユーザーの方法として使用できます。

無重力検査：10mm×10mm×12mmの長方形の黒いプレートをサンプルとして使用します（12mmの高さは磁気方向です）、2つの標準大気圧、純粋な湿度、120℃環境に配置し、48時間後に取り出し、酸化物層の除去を取り出します。体重減少は0.2 mg/cm2未満です。
熱磁化試験：120××4時間、開回路磁束損失は3％未満です。
熱ショックテスト：-40°Cから120°Cから低温および低温の3サイクル後、開回路磁束の損失は3％未満です。
塩スプレー試験と温度および湿度テストは、電気めっきコーティングおよびその他の抗腐食性コーティングを評価する方法です。
熱膨張係数、熱伝導率、電気抵抗率、機械的強度などの他の物理的特性はすべて、磁気鋼の使いやすさと信頼性にさまざまな影響を及ぼします。

まとめ
1.この記事では、メガワット風力タービン用のネオジム鉄ホウ素永久磁石の磁気パラメーターを紹介します。
2。高重合性焼結ndfebは、磁石の高温の損失を回避するために、磁石がまだ高温で十分な強制性を持っていることを保証することができます。
3.風力モーターの磁気鋼の耐食性は、磁石の表面コーティング処理だけでなく、基質の腐食抵抗にも依存します。

4.磁石の信頼性の試験方法には、無重力検査、熱消磁試験、コーティング腐食抵抗テストなどが含まれます。