Kaj je sinhroni generator s trajnimi magneti?

Sinhroni generator s trajnimi magneti (PMSG) je električni generator, ki uporablja trajne magnete namesto tuljav električne žice za ustvarjanje magnetnih polj. Magneti, ki ohranjajo svoja magnetna polja dalj časa v različnih pogojih, se imenujejo trajni magneti. Standardni električni generatorji zahtevajo navitja motorja, imenovane vzbujevalne tuljave, da ustvarijo magnetno polje, ki se uporablja za proizvodnjo električnega toka. Zamenjava tuljav s trajnimi magneti odpravlja moč, potrebno za delovanje tuljav, zmanjša velikost motorja in omogoča ustvarjanje moči pri različnih hitrostih.

Standardni električni generatorji na tuljavo, ki jih poganja para ali voda, običajno delujejo s konstantno hitrostjo za proizvodnjo električne energije z enakomerno napetostjo in frekvenco. Pri proizvodnji na vodni pogon ali hidroelektrarni lahko različne ravni vode v jezovih in oskrbovalnih jezerih otežijo vzdrževanje ustreznega pretoka v generator. Sinhroni generator s trajnimi magneti lahko deluje pri najrazličnejših hitrostih, kar omogoča boljše delovanje pri sezonskih nivojih vode. Prav tako ne potrebujejo menjalnikov za nadzor hitrosti.

Nizke hitrosti PMSG so povzročile razvoj učinkovitih vetrnih generatorjev. Spremenljiva narava vetra povzroča težave standardnim električnim generatorjem, ki morajo delovati v stalnih pogojih. Generatorji s trajnimi magneti lahko delujejo pri različnih hitrostih, imajo zmanjšano težo, ker delujejo kot enota z neposrednim pogonom brez prestav, in so zelo vzdržljivi.

Ti sistemi so bili vključeni v avtomobilsko hibridno tehnologijo. Hibridni avtomobil uporablja baterije za napajanje enega ali več električnih pogonov. Električni pogon lahko uporablja sinhroni generator s trajnimi magneti, ki bo deloval kot motor ali generator. Akumulatorska moč, poslana v PMSG, lahko pomaga premikati avtomobil tako, da deluje kot motor, in ko se vozilo upočasni, generator pomaga polniti baterije.

Dober trg za sisteme PMSG je soproizvodnja električne energije. Proizvodnja zemeljskega plina ali premoga proizvaja veliko količino plinov iz zgorevanja. Proizvodnja na gorivo ima običajno izkoristek okoli 30 odstotkov. Zgorevalni plini se lahko dovajajo v visokohitrostno turbino, ki je povezana s sinhronim generatorjem. Proizvodnja električne energije iz toka odpadnih plinov lahko poveča skupno učinkovitost proizvodnje na približno 70 odstotkov.

Trajni magneti običajno niso izdelani iz železa, ki lahko sčasoma izgubi magnetno moč. Vrsta magneta, imenovanega magnet redkih zemelj, se lahko oblikuje v oblike, ki so potrebne za prileganje v notranjost PMSG. Magneti iz redkih zemelj so lahko izdelani iz kombinacije samarija/kobalta ali neodima/železa/bora. Ti magneti se imenujejo redki zemeljski, ker sta samarij in neodim navedena v razdelku redkih zemelj periodnega sistema, tabeli vseh znanih naravnih in sintetičnih elementov.