Τι είναι η διαφορά μεταξύ της χρήσης ηλεκτρομαγνήτων σε γεννήτριες και μόνιμων μαγνήτων σε DC μοτέρ;

Ο ηλεκτρομαγνήτης που χρησιμοποιείται στους γεννήτριες και ο μόνιμος μαγνήτης που χρησιμοποιείται στους δυναμόμαχους κινητήρες έχουν τις εξής διαφορές:

I. Σε ό,τι αφορά τη λειτουργία

Ηλεκτρομαγνήτης

Στους γεννήτριες, οι ηλεκτρομαγνῆτες συνήθως παράγουν μαγνητικό πεδίο μέσω ενεργοποιημένων κατανεμημένων σπειρών. Όταν τρέχει ο ρότορας του γεννήτρια, η αλλαγή στο μαγνητικό πεδίο θα προκαλέσει ηλεκτροκινητική δύναμη στην στάτηρα στροφή, δημιουργώντας έτσι ρεύμα. Για παράδειγμα, σε μεγάλους αλληλουχικούς γεννήτριες, οι ηλεκτρομαγνῆτες μπορούν να ελέγξουν την ισχύ του μαγνητικού πεδίου προσαρμόζοντας το ρεύμα ενθάρρυνσης, και στη συνέχεια να προσαρμόσουν την εξόδια τάση του γεννήτρια.

Η ισχύς του μαγνητικού πεδίου ενός ηλεκτρομαγνήτη μπορεί να προσαρμοστεί όπως απαιτείται, πράγμα που επιτρέπει στους γεννήτριες να προσαρμόζονται σε διαφορετικές φορτία και συνθήκες λειτουργίας. Για παράδειγμα, όταν αυξάνεται η φορτία, το ρεύμα ενθάρρυνσης μπορεί να αυξηθεί για να ενισχυθεί το μαγνητικό πεδίο και να διατηρηθεί η σταθερότητα της εξόδιας τάσης.

Μόνιμος μαγνήτης

Στους δυναμόμαχους κινητήρες, οι μόνιμοι μαγνῆτες παρέχουν σταθερό μαγνητικό πεδίο. Το ενεργοποιημένο πλέξιμο του αρματούρας ενεργεί από τη δύναμη Ampere σε αυτό το μαγνητικό πεδίο και περιστρέφεται, μετατρέποντας έτσι την ηλεκτρική ενέργεια σε μηχανική. Για παράδειγμα, οι μικροί δυναμόμαχοι κινητήρες συνήθως χρησιμοποιούν μόνιμους μαγνήτες ως πηγή μαγνητικού πεδίου, με απλή δομή και αξιόπιστη λειτουργία.

Η ισχύς του μαγνητικού πεδίου ενός μόνιμου μαγνήτη είναι σχετικά σταθερή εντός μιας συγκεκριμένης θερμοκρασιακής περιοχής και δεν μπορεί να προσαρμοστεί τόσο εύκολα όσο ο ηλεκτρομαγνήτης. Ωστόσο, έχει το πλεονέκτημα ότι δεν απαιτεί εξωτερική ενέργεια ενθάρρυνσης, μειώνοντας την πολυπλοκότητα και την ενεργειακή κατανάλωση του κινητήρα.

II. Σε ό,τι αφορά τα χαρακτηριστικά απόδοσης

Ισχύς και σταθερότητα του μαγνητικού πεδίου

Η ισχύς του μαγνητικού πεδίου ενός ηλεκτρομαγνήτη μπορεί να αλλάξει προσαρμόζοντας το ρεύμα ενθάρρυνσης, με μεγαλύτερη ευελιξία. Στους γεννήτριες, η ισχύς του μαγνητικού πεδίου μπορεί να προσαρμοστεί σε πραγματικό χρόνο σύμφωνα με τις αλλαγές της φορτίας για να διατηρηθεί η σταθερότητα της εξόδιας τάσης. Ωστόσο, η σταθερότητα του μαγνητικού πεδίου ενός ηλεκτρομαγνήτη μπορεί να επηρεαστεί από παράγοντες όπως τα διαταραχής ρεύματος και η θερμοκρασία.

Η ισχύς του μαγνητικού πεδίου ενός μόνιμου μαγνήτη είναι σχετικά σταθερή και έχει υψηλή σταθερότητα. Στους δυναμόμαχους κινητήρες, το σταθερό μαγνητικό πεδίο που παρέχεται από τους μόνιμους μαγνήτες βοηθά στη σταθερή λειτουργία του κινητήρα, ειδικά σε μερικές εφαρμογές με υψηλές απαιτήσεις σε ταχύτητα και ροπή. Ωστόσο, η ισχύς του μαγνητικού πεδίου ενός μόνιμου μαγνήτη μπορεί να αδυναμώσει σταδιακά με το χρόνο, ειδικά σε υψηλές θερμοκρασίες ή ισχυρά μαγνητικά πεδία.

Μέγεθος και βάρος

Για γεννήτριες και δυναμόμαχους κινητήρες με την ίδια ισχύ, τα εξοπλισμό που χρησιμοποιούν ηλεκτρομαγνήτες είναι συνήθως μεγαλύτερα σε μέγεθος και βαρύτερα σε βάρος από τα εξοπλισμό που χρησιμοποιούν μόνιμους μαγνήτες. Αυτό οφείλεται στο ότι οι ηλεκτρομαγνῆτες απαιτούν επιπλέον συστατικά, όπως σπείρες, σιδηρούχες καρδιές και πηγές ενθάρρυνσης. Για παράδειγμα, οι ηλεκτρομαγνῆτες σε μεγάλους γεννήτριες συνήθως απαιτούν ένα μεγάλο σύστημα ενθάρρυνσης για να παρέχουν αρκετή ισχύ του μαγνητικού πεδίου.

Επειδή οι μόνιμοι μαγνήτες δεν απαιτούν εξωτερική πηγή ενθάρρυνσης, μπορούν συνήθως να σχεδιαστούν να είναι πιο κομψά και ελαφρά. Αυτό δίνει στους δυναμόμαχους κινητήρες ένα πλεονέκτημα σε μερικές εφαρμογές με περιορισμούς χώρου και βάρους, όπως τα πορτατίβ διαθέσιμα και οι ηλεκτρικές οχήματα.

Κόστος και συντήρηση

Το κόστος κατασκευής ενός ηλεκτρομαγνήτη είναι συνήθως υψηλότερο, καθώς απαιτεί συστατικά όπως σπείρες, σιδηρούχες καρδιές και πηγές ενθάρρυνσης. Επιπλέον, οι ηλεκτρομαγνῆτες μπορεί να καταναλώσουν μια συγκεκριμένη ποσότητα ενέργειας για να διατηρήσουν το μαγνητικό πεδίο κατά τη λειτουργία, και η αξιοπιστία του συστήματος ενθάρρυνσης πρέπει να ελέγχεται κανονικά και να διατηρείται.

Το κόστος ενός μόνιμου μαγνήτη είναι σχετικά χαμηλό. Μόλις κατασκευαστεί, σχεδόν δεν απαιτεί επιπλέον κατανάλωση ενέργειας και συντήρηση. Ωστόσο, αν ο μόνιμος μαγνήτης βλάφθει ή χάσει την μαγνητικότητα, το κόστος αντικατάστασης μπορεί να είναι υψηλότερο.

III. Σε ό,τι αφορά τις εφαρμογές

Ηλεκτρομαγνήτες σε γεννήτριες

Οι μεγάλοι γεννήτριες συνήθως χρησιμοποιούν ηλεκτρομαγνήτες, καθώς χρειάζεται να μπορούν να προσαρμόζουν την ισχύ του μαγνητικού πεδίου για να προσαρμοστούν σε διαφορετικές φορτία και απαιτήσεις δικτύου. Για παράδειγμα, οι μεγάλοι συγχρονισμένοι γεννήτριες σε θερμοηλεκτροσταθμούς και υδροηλεκτροσταθμούς όλοι χρησιμοποιούν ηλεκτρομαγνήτες ως πηγή ενθάρρυνσης για να εξασφαλίσουν σταθερή παραγωγή ενέργειας.

Σε μερικές ειδικές εφαρμογές γεννήτριες, όπως οι ανεμογεννήτριες και οι μικροί υδρογεννήτριες, οι ηλεκτρομαγνήτες μπορεί να χρησιμοποιηθούν για να βελτιώσουν την απόδοση και την ελεγχουσή ικανότητα των γεννητήρων.

Μόνιμοι μαγνήτες σε δυναμόμαχους κινητήρες

Οι μικροί δυναμόμαχοι κινητήρες χρησιμοποιούν ευρέως μόνιμους μαγνήτες, καθώς έχουν απλή δομή, χαμηλό κόστος και αξιόπιστη λειτουργία. Για παράδειγμα, τα οικιακά συστήματα, οι ηλεκτρικοί εργαλείοι και τα παιχνίδια συνήθως χρησιμοποιούν δυναμόμαχους κινητήρες με μόνιμους μαγνήτες.

Σε μερικές εφαρμογές με υψηλές απαιτήσεις απόδοσης, όπως οι ηλεκτρικές οχήματα και οι βιομηχανικοί ρομπότ, θα χρησιμοποιηθούν υψηλής απόδοσης δυναμόμαχοι κινητήρες με μόνιμους μαγνήτες για να επιτευχθεί υψηλή απόδοση και υψηλή πυκνότητα ισχύος.