Der Permanentmagnet-Windgenerator verwendet einen gesinterten Neodym-Eisen-Bor-Permanentmagneten mit hoher magnetischer Leistung, der eine ausreichend hohe Koerzitivfeldstärke aufweist, um Magnetismusverluste bei hohen Temperaturen zu vermeiden.Die Lebensdauer des Magneten hängt vom Grundmaterial und der Korrosionsschutzbehandlung der Oberfläche ab -Korrosion von NdFeB-Magnetstahl sollte bei der Herstellung
beginnen

Der Permanentmagnet-Windgenerator mit Direktantrieb übernimmt das Lüfterrad, um den Generator direkt zum Rotieren anzutreiben, wodurch das drehzahlerhöhende Getriebe entfällt, das für den herkömmlichen wechselstromerregten, doppelt gespeisten asynchronen Windgenerator erforderlich ist, und Fehlfunktionen und Wartung des Getriebes vermieden werden während des Betriebs. Gleichzeitig übernimmt der Permanentmagnet-Windgenerator eine Permanentmagneterregung, keine Erregerwicklung und keinen Schleifring und keine Bürste am Rotor. Daher ist die Struktur einfach und der Betrieb zuverlässig. Von 1993 bis Enercon GmbH, Deutschland entwickelte die erste groß angelegte Direktantriebs-Permanentmagnet-Windkraftanlage.Die Entwicklung von Windkraftanlagen und Permanentmagnet-Windkraftanlagen ist auf dem Vormarsch.Das Gesamtniveau der chinesischen Permanentmagnet-Windkraftanlagen war weltweit führend.

Die Arbeitsumgebung einer Windkraftanlage ist sehr rau und sie muss hohen Temperaturen, starker Kälte, Wind und Sand, Feuchtigkeit und sogar Salzsprühnebel standhalten. Die Lebensdauer einer Windkraftanlage beträgt im Allgemeinen zwanzig Jahre Derzeit werden gesinterte Neodym-Eisen-Bor-Permanentmagnete sowohl für kleine Windkraftanlagen als auch für Megawatt-Permanentmagnet-Windkraftanlagen verwendet.Daher sind die Auswahl der magnetischen Parameter des NdFeB-Permanentmagneten und die Anforderungen an die Korrosionsbeständigkeit des Magneten sehr wichtig.
2 Typische magnetische Eigenschaften von gesintertem NdFeB, das in Permanentmagnet-Windturbinengeneratoren verwendet wird

Neodym-Eisen-Bor-Permanentmagnet wird als Seltenerd-Permanentmagnet der dritten Generation bezeichnet und ist das Permanentmagnetmaterial mit der bisher höchsten magnetischen Leistung.Die Hauptphase der gesinterten NdFeB-Legierung ist die intermetallische Verbindung Nd2Fe14B und ihre magnetische Sättigungspolarisation ( Js) beträgt 1,6 T. Da die gesinterte NdFeB-Permanentmagnetlegierung aus der Hauptphase Nd2Fe14B und der Korngrenzenphase besteht und die Kornorientierung von Nd2Fe14B durch die Prozessbedingungen begrenzt ist, kann die aktuelle Magnetremanenz bis zu 1,5 T erreichen. Das deutsche Vakuumschmelzunternehmen (Vacuumschmelze GmbH) hat NdFeB-Magnete mit einem maximalen magnetischen Energieprodukt (BH) von max. 57 MGOe hergestellt. Inländische NdFeB-Hersteller können Magnete der Klasse N50 mit einem maximalen magnetischen Energieprodukt von 53 MGOe herstellen (Hinweis: Dieser Artikel wurde veröffentlicht in 2010.Mit der Entwicklung der Technologie gibt es bereits Magnete der Klasse N54 auf dem Markt, und das höchste magnetische Energieprodukt beträgt bis zu 55 MGOe).Erhöhung des Hauptphasenverhältnisses der Legierung, Erhöhung der Ausrichtung der Kristallkörner und der Dichte des Magneten kann das maximale Energieprodukt des Magneten erhöhen, überschreitet jedoch nicht den theoretischen Wert von 64 MGOe für das maximale Energieprodukt des Einkristalls Nd2Fe14B.Jinluncicai.com ist führender Hersteller und Fabrik in der Lieferserie von NdFeb-Magneten und -Material.Die Erhöhung der Ausrichtung der Kristallkörner und der Dichte des Magneten kann das maximale Energieprodukt des Magneten erhöhen, überschreitet jedoch nicht den theoretischen Wert von 64 MGOe für das maximale Energieprodukt des Einkristalls Nd2Fe14B.Jinluncicai.com ist führender Hersteller und Fabrik in Versorgungsserie von NdFeb-Magneten und -Material.Die Erhöhung der Ausrichtung der Kristallkörner und der Dichte des Magneten kann das maximale Energieprodukt des Magneten erhöhen, überschreitet jedoch nicht den theoretischen Wert von 64 MGOe für das maximale Energieprodukt des Einkristalls Nd2Fe14B.Jinluncicai.com ist führender Hersteller und Fabrik in Versorgungsserie von NdFeb-Magneten und -Material.

Die Entmagnetisierungskurve von NdFeB bei Raumtemperatur ähnelt einer geraden Linie.Daher wird bei der Konstruktion von Permanentmagnetmotoren häufig hochwertiges Neodym-Eisen-Bor (d. h. hohes (BH) max des Materials) ausgewählt, um eine hohe Luft zu erhalten Wenn der Motor läuft, muss aufgrund des entmagnetisierenden Wechselfelds und der entmagnetisierenden Wirkung des plötzlichen großen Stroms bei plötzlicher Laständerung ein Neodym-Eisen-Bor-Magnet mit ausreichend hoher Koerzitivfeldstärke ausgewählt werden.

Das Hinzufügen von Elementen wie Dysprosium (Terbium) zur Legierung erhöht die intrinsische Koerzitivkraft (jHc) von Neodym-Eisen-Bor, aber die Remanenz (Br) des Magneten nimmt entsprechend ab, weshalb Hochleistungs-NdFeB-Magnete, die in Windturbinengeneratoren verwendet werden berücksichtigen seine Koerzitivfeldstärke und Remanenz
3. Temperaturstabilität des NdFeB-Dauermagneten

Windkraftgeneratoren arbeiten in der Wildnis und bestehen den Test von sengender Hitze und Kälte, gleichzeitig führt der Motorverlust auch zu einem Anstieg der Motortemperatur.Die in der obigen Tabelle angegebenen gesinterten NdFeB-Magnete können bei 120 ° C arbeiten. Die Curie-Temperatur der NdFeB-Dauermagnetlegierung beträgt etwa 310 ° C. Wenn die Temperatur des Magneten den Curie-Punkt überschreitet, wechselt er von Ferromagnetismus zu Paramagnetismus. Unterhalb der Curie-Temperatur nimmt die Remanenz von NdFeB mit zunehmender Temperatur ab und sein Temperaturkoeffizient der Remanenz α (Br) beträgt -0,095 ~ -0,105 % / ° C. Die Koerzitivkraft von NdFeB nimmt auch mit steigender Temperatur ab, und der Temperaturkoeffizient β (jHc) seiner Koerzitivkraft beträgt -0,54 ~ -0,64 % / ° C. Wählen Sie die angemessene Zwangskraft,der Magnet hat bei maximaler Betriebstemperatur der Motorkonstruktion noch eine ausreichend hohe Koerzitivfeldstärke, sonst kommt es zu Magnetisierungsverlust.

Die Remanenz und Koerzitivfeldstärke von NdFeB-Permanentmagnetmaterialien sind komplementär. Das Hinzufügen der schweren Seltenerdelemente Dysprosium (Dy) und Terbium (Tb) zur Legierung kann die Koerzitivfeldstärke des Magneten erheblich erhöhen. Mit zunehmender Koerzitivfeldstärke ergeben sich Remanenz und maximale magnetische Energie Offensichtlich muss die Wahl von Magnetstahl mit hoher Koerzitivfeldstärke für Windkraftanlagen auf Kosten der Remanenz und des maximalen magnetischen Energieprodukts gehen.

4, die Konsistenz der magnetischen Eigenschaften von Windkraft-NdFeB-Magneten

NdFeB-Magnete werden in einem speziellen pulvermetallurgischen Verfahren hergestellt, und der Hauptherstellungsprozess wird in einer Schutzatmosphäre oder unter Vakuum abgeschlossen.Der Neodym-Eisen-Bor-Grünkörper wird in einem sehr starken (~1,5 T) Magnetfeld gepresst.Die Größe von NdFeB Magnete sind durch diese speziellen Prozessbedingungen begrenzt.

Ein großer Permanentmagnet-Windgenerator verwendet normalerweise Tausende von Neodym-Eisen-Bor-Magneten, und jeder Pol des Rotors besteht aus vielen Magneten.Die Konsistenz der Rotorpole erfordert die Konsistenz des Magnetstahls, einschließlich der Konsistenz der Maßtoleranzen und magnetischen Eigenschaften Die sogenannte Konsistenz magnetischer Eigenschaften umfasst die geringe Abweichung der magnetischen Eigenschaften zwischen verschiedenen Individuen sowie die Gleichmäßigkeit der magnetischen Eigenschaften eines einzelnen Magneten.

Es gibt zwei Arten von Magnetismus: scheinbarer Magnetismus und intrinsischer Magnetismus. Der sogenannte scheinbare Magnetismus von Magnetstahl kann anhand seines magnetischen Flusses im offenen Kreis und seiner Oberflächenmagnetfeldstärke gemessen werden. Der scheinbare Magnetismus des Magneten hängt mit der Form zusammen und Magnetisierungszustand des Magneten. Die intrinsischen Eigenschaften des magnetischen Stahls werden durch Messen der Entmagnetisierungskurve der Probe getestet. Die Entmagnetisierungskurve ist ein Teil der Hystereseschleife, die die Magnetisierungsumkehreigenschaften des Permanentmagnetmaterials widerspiegelt. Messen Sie die Entmagnetisierungskurve einer magnetischen Stahlprobe, vorausgesetzt, dass die Probe vor der Messung gesättigt magnetisiert werden muss.

Um festzustellen, ob der Magnetismus eines einzelnen Magneten gleichmäßig ist, ist es notwendig, den Magneten in mehrere kleine Stücke zu schneiden und ihre Entmagnetisierungskurven zu messen.Während des Produktionsprozesses ist es notwendig, um zu prüfen, ob der Magnetismus eines Magnetofens gleichmäßig ist die Magnete aus verschiedenen Teilen des Sinterofens zu entnehmen die Entmagnetisierungskurve der Probe zu messen Da die Messausrüstung sehr teuer ist und es fast unmöglich ist, die Unversehrtheit jedes zu messenden Magnetstahlstücks sicherzustellen Produkte können nicht inspiziert werden Die Gleichmäßigkeit der magnetischen Eigenschaften von NdFeB muss durch Produktionsanlagen und Prozessführung gewährleistet werden.

5. Korrosionsbeständigkeit von NdFeB

Eine NdFeB-Legierung enthält aktive Seltenerdelemente, die leicht oxidieren und rosten. In Anwendungen muss die Oberfläche des NdFeB mit Korrosionsschutz behandelt werden, es sei denn, das NdFeB ist eingekapselt und von Luft und Wasser isoliert. Übliche Korrosionsschutzbeschichtungen sind galvanisiertes Nickel, galvanisch verzinktes und elektrophoretisches Epoxidharz.Die Oberflächenphosphatierung kann verhindern, dass NdFeB in einer relativ trockenen Umgebung für kurze Zeit rostet.

Intermetallische Seltenerdverbindungen können unter einem bestimmten Druck und einer bestimmten Temperatur mit Wasserstoff reagieren. Nachdem NdFeB Wasserstoff absorbiert hat, gibt es Wärme ab und bricht. Die Wasserstoffzerkleinerung bei der Herstellung von NdFeB nutzt diese Eigenschaft. Aus Sicht der Verwendung zerfällt der Wasserstoff von NdFeB sind schädlich. Genau genommen beginnt die Korrosion von NdFeB mit seiner Verarbeitung. Das Entfetten nach dem Schneiden und Schleifen, das Beizen vor dem Galvanisieren und der Galvanisierungsprozess haben alle einen Einfluss auf die Oberflächenschicht von NdFeB. Ein unsachgemäßer Behandlungsprozess kann zu unqualifizierten führen Beschichtungsqualität (z. B. Nadellöcher) und die Bindung der NdFeB-Oberflächenschicht und der Beschichtungsschicht ist nicht stark.

Es ist erwähnenswert, dass, obwohl die magnetischen Eigenschaften von NdFeB-Magneten der gleichen Marke, die von verschiedenen Herstellern hergestellt werden, im Wesentlichen gleich sind, es Unterschiede in der Zusammensetzung der Legierungen geben wird, insbesondere die Mikrostruktur der Magnete kann sehr unterschiedlich sein ausgezeichnete Leistung und gute Korrosionsbeständigkeit hat die Eigenschaften von feinen und gleichmäßigen Körnern und hoher Magnetdichte.In den folgenden zwei metallografischen Fotos von gesinterten NdFeB-Magneten haben die links gezeigten Magnete feine und gleichmäßige Körner und die rechts gezeigten Magnete haben 6. Zuverlässigkeitstest des NdFeB- Magneten

Die Lebensdauer von Windturbinengeneratoren beträgt 20 Jahre, was bedeutet, dass der magnetische Stahl 20 Jahre lang verwendet werden kann, seine magnetische Leistung nicht wesentlich gedämpft wird und der magnetische Stahl nicht korrodiert.Die folgenden Test- und Inspektionsmethoden können als verwendet werden Methoden für die Hersteller und Anwender von Windmagnetstahl zur Bewertung und Prüfung der Magnete.

Schwerelosigkeitstest: Verwenden Sie eine 10 mm × 10 mm × 12 mm rechteckige schwarze Platte als Probe (12 mm Höhe ist die Magnetisierungsrichtung), legen Sie sie in eine Umgebung mit 2 Standardatmosphärendruck, 100 % Feuchtigkeit, 120 ° C, nehmen Sie sie nach 48 Stunden heraus und entfernen Sie die Oxidschicht Entfernung , der Gewichtsverlust beträgt weniger als 0,2 mg/cm2
Thermischer Entmagnetisierungstest: 120℃×4 h, Magnetflussverlust im offenen Kreis beträgt weniger als 3 %
Thermoschocktest: Nach 3 Zyklen hoher und niedriger Temperaturen von -40 °C bis 120 ° C, der magnetische Flussverlust im offenen Stromkreis beträgt weniger als 3 %
Salzsprühtest und Temperatur- und Feuchtigkeitstest sind Methoden zur Bewertung von galvanischen Beschichtungen und anderen Korrosionsschutzbeschichtungen.
Andere physikalische Eigenschaften wie Wärmeausdehnungskoeffizient, Wärmeleitfähigkeit, spezifischer elektrischer Widerstand und mechanische Festigkeit haben alle einen unterschiedlichen Einfluss auf die Verwendbarkeit und Zuverlässigkeit von Magnetstahl.

Zusammenfassung
1. Dieser Artikel stellt die magnetischen Parameter von Neodym-Eisen-Bor-Permanentmagneten für Megawatt-Windkraftanlagen vor 2. Gesintertes
NdFeB mit hoher Koerzitivfeldstärke kann sicherstellen, dass der Magnet bei hoher Temperatur noch genügend Koerzitivfeldstärke aufweist, um einen Magnetismusverlust bei hohen Temperaturen zu vermeiden
Die Korrosionsbeständigkeit des Magnetstahls des Windmotors hängt nicht nur von der Oberflächenbehandlung des Magneten ab, sondern auch von der Korrosionsbeständigkeit des Substrats.

4. Die Testmethoden der Magnetzuverlässigkeit umfassen Schwerelosigkeitstest, thermischen Entmagnetisierungstest, Beschichtungskorrosionsbeständigkeitstest usw.