Mis on elektromagnetite ja püsimagneetide kasutamise erinevus generaatorites ja keskenõelikutes mootorites?

Geneeritavate elektromagnet ja DC-mootorite kasutatav jäikmagnet on järgmised erinevused:

I. Tööpõhimõtte mõttes

Elektromagnet

Geneeritajates genereerib elektromagnet tavaliselt magnetväli energiaga varustatud spiraalid kaudu. Kui geneeritaja rotori pöörleb, viib magnetväli muutus e.m.f. tekkimiseni statuurispiraalis, seega genereeritakse vool. Näiteks suurte AC-geneeritajate puhul saab elektromagnet kontrollida magnetväli tugevust reguleerides exciteerimisvoolu, ja siis saab geneeritaja väljundvoolu kohandada.

Elektromagneti magnetväli tugevust saab vajaduse korral kohandada, mis võimaldab geneeritajatel kohaneda erinevate laadiga ja töötingimustega. Näiteks, kui laad suureneb, saab exciteerimisvoolu suurendada, et tugevdada magnetvälja ja säilitada väljundvoolu stabiilsust.

Jäikmagnet

DC-mootorites pakuvad jäikmagneetid pideva magnetväli. Energia toel armatuuri spiraali mõjutab Ampère jõud selles magnetvälis, mis viib selle pööret, seega teisendatakse elektrivool mehaaniliseks energiaks. Näiteks väikesed DC-mootorid kasutavad tavaliselt jäikmagneete magnetväli allikana, millel on lihtne struktuur ja usaldusväärne töö.

Jäikmagneedi magnetväli tugevus on ühes temperatuurivalikus suhteliselt fikseeritud ning seda ei saa nii mugavalt kohandada nagu elektromagneti. Siiski on see eelis, et see ei nõua välise energia allika exciteerimiseks, mis vähendab mootori keerukust ja energiatarvet.

II. Suuruse mõttes

Magnetväli tugevus ja stabiilsus

Elektromagneti magnetväli tugevust saab kohandada exciteerimisvoolu muutmise kaudu, mis annab rohkem paindlikkust. Geneeritajates saab magnetväli tugevust reaalajas kohandada vastavalt laadimuutustele, et säilitada väljundvoolu stabiilsust. Siiski võib elektromagneti magnetväli stabiilsust mõjutada tegurid nagu energiavoolu lülitumine ja temperatuurimuutused.

Jäikmagneedi magnetväli tugevus on suhteliselt fikseeritud ja tal on kõrge stabiilsus. DC-mootorites aitab jäikmagneetide poolt pakkuda pidev magnetväli mootori stabiilsele tööle, eriti rakendustes, kus on kõrge nõuded kiirgusele ja momentile. Siiski võib jäikmagneedi magnetväli tugevus ajas aeg-ajalt nõrgeneda, eriti kõrge temperatuuri või tugeva magnetväli keskkonnas.

Suurus ja kaal

Sama võimsusega geneeritajate ja DC-mootorite puhul on tavaliselt seadmed, mis kasutavad elektromagneete, suuremad suuruses ja raskemad kui seadmed, mis kasutavad jäikmagneete. See on selle tõttu, et elektromagneetidel on vaja lisakomponente, nagu spiraalid, raudese ja exciteerimisenergia allikad. Näiteks suurte geneeritajate elektromagneetidel on tavaliselt vaja suurt exciteerimissüsteemi, et tagada piisav magnetväli tugevus.

Kuna jäikmagneetidel ei ole vaja välise exciteerimisallikaga, saab neid tavaliselt disainida kompaktsemale ja kehvemale. See annab DC-mootoritele eelist mõnes rakenduses, kus on piirangud ruumi ja kaalu osas, näiteks kaasaegsetes seadmetes ja elektriautodes.

Hind ja hooldus

Elektromagneetide tootmise kulud on tavaliselt kõrgemad, kuna nende tootmiseks on vaja komponente, nagu spiraalid, raudese ja exciteerimisenergia allikad. Lisaks võivad elektromagneetid tarbida mingit hulka energiat, et hoida magnetvälja töö ajal, ja exciteerimissüsteemi usaldusväärsust tuleb regulaarselt hooldada ja kontrollida.

Jäikmagneetide hind on suhteliselt madal. Kord need on valmistatud, ei nõuta neilt peaaegu üldse lisaenergia tarbimist ega hooldust. Kuid kui jäikmagneet kahjustub või kaotab oma magnetismi, võib asendamise kulud olla kõrgemad.

III. Rakendussenaariumide mõttes

Elektromagneetid geneeritajates

Suured geneeritajad kasutavad tavaliselt elektromagneete, kuna neil on vaja suutlikkust kohandada magnetväli tugevust, et kohaneda erinevate laadide ja võrgunõuetega. Näiteks soojusenergia- ja vesikütuseelektrijaamades kasutatavad suured sinkroon-geneeritajad kasutavad elektromagneete exciteerimisallikana, et tagada stabiilne energiavool.

Mõnes eriline geneeritaja rakenduses, nagu tuuliturbinad ja väikesed vesiturbinad, võivad elektromagneetid kasutada, et parandada geneeritaja jõudlust ja juhtimisoskust.

Jäikmagneetid DC-mootorites

Väikesed DC-mootorid kasutavad laialdaselt jäikmagneete, kuna need on lihtsad, odavad ja usaldusväärsed. Näiteks kodumajapidamisseadmetes, elektritööriistades ja mänguasjades kasutatakse tavaliselt jäikmagneetsete DC-mootorite.

Mõnes rakenduses, kus on kõrgeid jõudlusnõudeid, nagu elektriautod ja tööstusrrobotid, kasutatakse ka kõrgetehnoloogilisi jäikmagneetsete DC-mootoreid, et saavutada kõrge jõudlus ja jõudluse tähekoht.