- Види і властивості постійних магнітів
- Принцип роботи пристроїв
- Постійні магніти в конструкціях генераторів
В сучасних умовах Постійно ведеться робота спроби удосконалення електромеханічних пристроїв, зниження їх маси і габаритних розмірів. Одним з таких варіантів є генератор на постійних магнітах, що представляє собою досить просту конструкцію з високим коефіцієнтом корисної дії. Основна функція цих елементів полягає в створенні магнітного поля.
Види і властивості постійних магнітів
З давніх-давен були відомі постійні магніти, одержувані з традиційних матеріалів. У промисловості вперше почав використовуватися сплав алюмінію, нікелю і кобальту (Алнико). Це дало можливість застосовувати постійні магніти в генераторах, двигунах і інших видах електрообладнання. Особливо широкого поширення набули ферритові магніти.
Згодом були створені самарій-кобальтові жорсткі магнітні матеріали, енергія яких володіє високою щільністю. Слідом за ними сталося відкриття магнітів на основі рідкісноземельних елементів - бору, заліза і неодиму. Щільність їх магнітної енергії значно вище, ніж самарій-кобальтового сплаву при значно низькій вартості. Обидва види штучних матеріалів успішно замінюють електромагніти і застосовуються в специфічних областях.Неодімовие елементи відносяться до матеріалів нового покоління і вважаються найбільш економічними.
Принцип роботи пристроїв
Головною проблемою конструкції вважався повернення обертових деталей в вихідне положення без істотних втрат крутного моменту. Дана проблема була вирішена за допомогою мідного провідника, по якому був пропущений електричний струм, який викликає тяжіння. При відключенні струму, дію тяжіння припинялося. Таким чином, в пристроях цього типу використовувалося періодичне включення-відключення.
Підвищений струм створює збільшену силу тяжіння, а та, в свою чергу, бере участь у виробленні струму, що проходить через мідний провідник. В результаті циклічних дій, пристрій, крім здійснення механічної роботи, починає виробляти електричний струм, тобто виконувати функції генератора.
Постійні магніти в конструкціях генераторів
У конструкціях сучасних пристроїв, крім постійних магнітів застосовуються електромагніти з постійним електричним струмом в котушці. Така функція комбінованого збудження дозволяє отримати необхідні регулювальні характеристики напруги і частоти обертання при зниженій потужності збудження. Крім того, зменшується величина всієї магнітної системи, що робить подібні пристрої значно дешевше в порівнянні з класичними конструкціями електричних машин.
Потужність пристроїв, в яких використовуються дані елементи може становити лише кілька кіловольт-ампер. В даний час ведуться розробки постійних магнітів з кращими показниками, що забезпечують поступове зростання потужності. Подібні синхронні машини використовуються не тільки в якості генераторів, а й як двигуни різного призначення. Вони широко застосовуються в гірничодобувній і металургійній галузі, теплових станціях та інших сферах. Це пов'язано з можливістю роботи синхронних двигунів з різними реактивними потужностями. Самі вони працюють з точною і постійною швидкістю.
Станції та підстанції функціонують разом зі спеціальними синхронними генераторами, які в режимі холостого ходу забезпечують вироблення тільки реактивної потужності. У свою чергу, реактивна потужність забезпечує роботу асинхронних двигунів.
Генератор на постійних магнітах працює за принципом взаємодії магнітних полів рухається ротора і нерухомого статора. Не до кінця вивчені властивості цих елементів дозволяють працювати над винаходом інших електротехнічних пристроїв, аж до створення безпаливної вічного двигуна.