Muutos kohti suoria-käyttö-kestomagneettigeneraattoreita (DD-PMG)
Perinteiset tuuliturbiinit käyttävät vaihteistoa roottorin nopeuden (12-20 rpm) lisäämiseksi generaattorin nopeuteen (1500-1800 rpm). Vaihteistovauriot aiheuttavat 20-30 % turbiinin seisokeista. DD-PMG eliminoi vaihteiston käyttämällä moninapaista generaattoria (tyypillisesti 48-144 napaa), jolla on suuri halkaisija (3-5 metriä), joka toimii alhaisella nopeudella. Roottorin kestomagneetit tuottavat virityskentän ilman liukurenkaita tai herätetehoa.
3 MW:n turbiinissa roottori vaatii noin 6 000-8 000 yksittäistä NdFeB-magneettia, kukin noin 50x30x15mm. Magneetin kokonaispaino: 1,2-1,6 tonnia. Turbiinien koon kasvaessa (nyt 10-15 MW offshore) magneettien tilavuus turbiinia kohden saavuttaa 5-8 tonnia.
Tuulivoiman materiaalivaatimukset: Korkeat Br- ja Hcj-vaatimukset
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%.
Siksi tuuli{0}}luokan NdFeB vaatii:
Br Suurempi tai yhtä suuri kuin 13,5 kg (N45 tai enemmän) generaattorin tilavuuden ja painon minimoimiseksi.
Hcj Suurempi tai yhtä suuri kuin 20 kOe 20 asteessa, alennetaan arvoon Suurempi tai yhtä suuri kuin 12 kOe 100 asteessa (vastaa N45SH:ta tai N42UH:ta).
Neliömäisyys (Hk/Hcj) Suurempi tai yhtä suuri kuin 0,95, mikä tarkoittaa, että demagnetointikäyrä pysyy suorana polven lähellä.
Tyypilliset käytetyt laatuluokat: N45SH, N42SH, N40UH. Sintraus terbiumin raerajadiffuusiolla (GBD) saavuttaa Hcj 25-30 kOe samalla kun Br pysyy yli 13,5 kGs:ssa. Vakio-N45SH:n (ilman GBD:tä) Hcj 17-20 kOe, joka riittää maanpäällisiin turbiineihin kohtuullisessa ilmastossa. Offshore- tai korkean ympäristön lämpötilan kohteet vaativat N42UH:ta tai N40UH:ta, jonka Hcj 25-30 kOe.
Offshore-tuulipuistomagneettien korroosiosuojaus
Offshore-tuuliturbiinit kohtaavat suola{0}}kuormitetun ilman (kloridipitoisuus jopa 5 mg/m³) ja korkean kosteuden. Vakio Ni-Cu-Ni-pinnoite (12–25 μm) tarjoaa 72–200 tunnin suolasumun keston (ASTM B117), mikä ei riitä 20 vuoden offshore-käyttöikään. Vaaditut suojaustasot:
| Ympäristö | Suolasumutusvaatimus (ASTM B117 tuntia punaiseen ruosteeseen) | Suositeltu pinnoitusjärjestelmä |
|---|---|---|
| Maalla, sisämaassa | 200 tuntia | Ni-Cu-Ni (20-25μm) + epoksipintamaali (10-15μm) |
| Rannalla, rannikolla | 500 tuntia | Epoksi (30-40μm) + polyuretaanipinnoite |
| Offshore, koneellinen (suljettu) | 1000 tuntia | Epoksi (40-60 μm) tai Parylene C (15-25 μm) |
| Offshore, suora merivesiroiske | 2000 tuntia (ei punaruostetta) | Täysin kapseloitu hartsi- tai ruostumattomasta teräksestä päällystettyyn vaippaan |
Offshore-sovelluksiin toimitamme magneetteja kolmikerroksisella järjestelmällä: Ni-Cu-Ni (10 μm) tartuntapohjana, epoksi (30 μm) korroosionestoa varten ja polyuretaani (20 μm) UV- ja kulutuskestävyyttä varten. Kokonaispaksuus 60 μm, validoitu 2000 tunnin suolasuihkulla ilman punaruostetta.
Suurten joukkotilausten läpimenoaikojen hallinta-Estä NdFeB-tilaukset
Tuuliturbiinimagneettien tilaukset ovat tyypillisesti 1-10 tonnia lähetystä kohden. Toimitusajat riippuvat:
Raaka-aineen saatavuus: NdFeB-jauhe, jossa on raskasta harvinaista maametallia (Dy/Tb) korkeille Hcj-laaduille, vaatii 4-6 viikkoa hankintaan.
Puristus ja sintraus: Suuret kappaleet (esim. 80x60x30mm) vaativat hitaamman tiivistyksen ja pidempiä sintrausjaksoja (48-72 tuntia vs. . 24 tuntia pienille osille). Sintrausuunin kapasiteetti suurille lohkoille on rajallinen.
Työstö: Lohkot viipaloidaan, hiotaan ja viistetään. 8 000 magneetilla turbiinia kohden koneistus kestää 3-5 viikkoa.
Pinnoite: Epoksipinnoite, jonka paksuus on 60 μm, vaatii useita ruiskutus- ja kovettumisjaksoja: 1-2 viikkoa.
Magnetointi ja tarkastus: Moninapainen radiaalinen magnetointi suurissa renkaissa kestää 1–2 viikkoa.
Tyypillinen kokonaistoimitusaika ensimmäiselle tuotantotilaukselle (työkalujen hyväksynnän jälkeen): 12-16 viikkoa. Toistotilaukset: 8-10 viikkoa. Suosittelemme tuuliturbiinien valmistajia tekemään kokonaistilauksia kuuden kuukauden ennusteilla.
Katso bulkki NdFeB-magneetit tuuliturbiinigeneraattoreihin – mukaan lukien N45SH-, N42UH-laadut, offshore---epoksipinnoitteella – vieraile sintratun neodyymimagneettien tuotesivullamme verkkosivustollamme. Toimitamme magneeteille 20 vuoden demagnetointitakuun (alle tai yhtä suuri kuin 5 % palautumaton häviö) ja täydellisen materiaalin jäljitettävyyden harvinaisten maametallien lähteestä lopulliseen kokoonpanoon.
Pyydä tarjous turbiinimääristä (1-20 tonnia) antamalla generaattorisi suunnittelutiedot: ilmaväli, napojen lukumäärä, käyttölämpötila ja vaadittu oikosulkukestoaika. Suunnittelutiimimme tarjoaa FEA-demagnetointisimuloinnin osana tarjousta.
Usein kysytyt kysymykset
K: Mikä on taattu peruuttamaton vuon menetys 20 vuoden tuuliturbiinin käytön jälkeen?
V: N45SH, jonka käyttölämpötila on alle tai yhtä suuri kuin 80 astetta ja ei epänormaalia verkkovikaa, alle tai yhtä suuri kuin 5 % peruuttamaton häviö. Tarjoamme ikääntymismallien ennusteita standardin IEC 60404-8-1 perusteella. Nopeutettu lämpötestaus (3000 tuntia 100 asteessa) vahvistaa<3% loss.
K: Toimitatko magneetteja, jotka on esikoottu{0}}ruostumattomasta teräksestä valmistettuihin telineisiin helppoa asennusta varten?
V: Kyllä. Tarjoamme täydellisiä 316L ruostumattomasta teräksestä valmistettuja magneettitelineitä (kiekkoja), joissa magneetit on kapseloitu epoksiin telineen sisällä. Tämä eliminoi-magneettien käsittelyn työmaalla ja suojaa korroosiolta. Telineen kokoonpano lisää magneettikustannuksia 15-20 %, mutta vähentää asennustyötä 80 %.
K: Mitä laatusertifikaatteja sinulla on tuulienergiamagneeteille?
V: ISO 9001:2015, IATF 16949 (autojen-laatujärjestelmät, joita sovelletaan tuulivoimaan) ja DNV GL -standardin noudattaminen tuuliturbiinien kestomagneeteille (DNVGL-ST-0360). Testauslaboratoriomme on ISO 17025 -akkreditoitu.
