Quina és la diferència entre l'ús d'electroímans en els generadors i els íman permanents en els motors de corrent contínua?
L'electromagnet utilitzat en els generadors i el magnet permanent utilitzat en els motors de corrent contínua tenen les següents diferències:
I. En termes de principi de funcionament
Electromagnet
Els generadors solen generar un camp magnètic mitjançant bobines electrificades. Quan el rotor del generador gira, el canvi en el camp magnètic induirà una força electromotriu en la bobina estatora, generant així corrent. Per exemple, en grans generadors de corrent alternada, els electromagnets poden controlar la intensitat del camp magnètic ajustant la corrent d'excitació, i així ajustar la tensió de sortida del generador.
La intensitat del camp magnètic d'un electromagnet es pot ajustar segons sigui necessari, cosa que permet als generadors adaptar-se a diferents càrregues i condicions de treball. Per exemple, quan la càrrega augmenta, la corrent d'excitació es pot incrementar per intensificar el camp magnètic i mantenir l'estabilitat de la tensió de sortida.
Magnet permanent
Els motors de corrent contínua utilitzen magnets permanents per proporcionar un camp magnètic constant. La bobina armadura electrificada s'actua per la força d'Ampère en aquest camp magnètic i gira, convertint així l'energia elèctrica en energia mecànica. Per exemple, els petits motors de corrent contínua solen utilitzar magnets permanents com a font de camp magnètic, amb una estructura simple i operació fiable.
La intensitat del camp magnètic d'un magnet permanent és relativament fixa en un cert rang de temperatures i no es pot ajustar tan convenientment com un electromagnet. No obstant això, té l'avantatge de no requerir excitació externa, reduint la complexitat i el consum energètic del motor.
II. En termes de característiques de rendiment
Intensitat i estabilitat del camp magnètic
La intensitat del camp magnètic d'un electromagnet es pot canviar ajustant la corrent d'excitació, amb més flexibilitat. En els generadors, la intensitat del camp magnètic es pot ajustar en temps real segons les variacions de càrrega per mantenir l'estabilitat de la tensió de sortida. No obstant això, l'estabilitat del camp magnètic d'un electromagnet pot veure's afectada per factors com fluctuacions de potència i canvis de temperatura.
La intensitat del camp magnètic d'un magnet permanent és relativament fixa i té una alta estabilitat. En els motors de corrent contínua, el camp magnètic constant proporcionat pels magnets permanents ajuda a l'operació estable del motor, especialment en algunes aplicacions amb requisits elevats de velocitat i parell. No obstant això, la intensitat del camp magnètic d'un magnet permanent pot debilitar-se gradualment amb el temps, especialment en entorns de temperatures altes o camps magnètics forts.
Tamany i pes
Per a generadors i motors de corrent contínua de la mateixa potència, l'equipament que utilitza electromagnets sol ser més gran i pesant que l'equipament que utilitza magnets permanents. Això és degut a que els electromagnets requereixen components addicionals com bobines, nuclis ferrosos i fonts d'excitació. Per exemple, els electromagnets en grans generadors solen requerir un gran sistema d'excitació per proporcionar suficient intensitat de camp magnètic.
Com que els magnets permanents no requereixen una font d'excitació externa, sovint es poden dissenyar per ser més compactes i lleugeres. Això dona als motors de corrent contínua una avantatge en algunes aplicacions amb limitacions d'espai i pes, com dispositius portàtils i vehicles elèctrics.
Cost i manteniment
El cost de fabricació dels electromagnets sol ser més alt perquè requereix components com bobines, nuclis ferrosos i fonts d'excitació. A més, els electromagnets poden consumir una quantitat determinada d'energia per mantenir el camp magnètic durant la seva operació, i la fiabilitat del sistema d'excitació ha de ser revisada i mantenida regularment.
El cost dels magnets permanents és relativament baix. Un cop fabricats, no requereixen gairebé cap consum d'energia addicional ni manteniment. No obstant això, si el magnet permanent es deteriora o perd la seva magnetització, el cost de reemplaçament pot ser més elevat.
III. En termes d'escenaris d'aplicació
Electromagnets en generadors
Els grans generadors solen utilitzar electromagnets perquè necessiten poder ajustar la intensitat del camp magnètic per adaptar-se a diferents càrregues i requisits de xarxa. Per exemple, els grans generadors síncrons en centrals tèrmiques i hidràuliques utilitzen electromagnets com a font d'excitació per assegurar una sortida d'energia estable.
En algunes aplicacions especials de generadors, com aerogeneradors i petites turbines hidràuliques, també es poden utilitzar electromagnets per millorar el rendiment i la capacitat de control dels generadors.
Magnets permanents en motors de corrent contínua
Els petits motors de corrent contínua utilitzen ampliament magnets permanents perquè tenen una estructura simple, un cost baix i una operació fiable. Per exemple, els electrodomèstics, eines elèctriques i juguetes solen utilitzar motors de corrent contínua amb magnets permanents.
En algunes aplicacions amb requisits elevats de rendiment, com vehicles elèctrics i robots industrials, també es fan servir motors de corrent contínua amb magnets permanents de alt rendiment per assolir una alta eficiència i densitat de potència.
