Mikä on sähkömagneettien käytön ja pysyvien magneettien käytön välinen ero generaattoreissa ja suoritehoajoneissa?

Generaatoreissa käytetty sähkömagneetti ja jatkuvavirtasäiliöissä käytetty vakiohdekiva erottuvat seuraavasti:

I. Toimintaperiaatteiden suhteen

Sähkömagneetti

Generaatoreissa sähkömagneetit yleensä tuottavat magneettikentän sähköistetyillä kireillä. Kun generaattorin roteri pyörii, magneettikentän muutos aiheuttaa sähkömotorin induktiivisen voiman statoripituudessa, mikä luo sähkövirran. Esimerkiksi isoissa vaihtovirtageneraattoreissa sähkömagneetin voima voidaan säätää muuttamalla virrannetta, ja tämän avulla voidaan säätää generaattorin ulostulojännite.

Sähkömagneetin magneettikentän vahvuus voidaan säätää tarvittaessa, mikä mahdollistaa generaattorin sopeutumisen erilaisiin kuormiin ja toimintaolosuhteisiin. Esimerkiksi, kun kuorma kasvaa, virrantähdystä voidaan lisätä tehoste virtaa vahvistaakseen magneettikenttää ja ylläpitääkseen ulostulojännitteen vakautta.

Vakiohdekiva

Jatkuvavirtasäiliöissä vakiohdekivet tarjoavat vakion magneettikentän. Sähköistetty armatuuriviiri vaikutetaan Ampèren voimalla tällä magneettikentällä ja pyörii, mikä muuttaa sähköenergian mekaaniseksi energiaksi. Esimerkiksi pienet jatkuvavirtasäiliöt yleensä käyttävät vakiohdekiveitä magneettikentän lähteenä, jolla on yksinkertainen rakenne ja luotettava toiminta.

Vakiohdekiven magneettikentän vahvuus on suhteellisen vakaa tietyssä lämpötilavälissä eikä sitä voida säätää yhtä helposti kuin sähkömagneettia. Se kuitenkin hyödyntää etua, että se ei vaadi ulkoista virrantähdystä, mikä vähentää moottorin monimutkaisuutta ja energiankulutusta.

II. Suorituskykyominaisuuksien suhteen

Magneettikentän vahvuus ja vakaus

Sähkömagneetin magneettikentän vahvuutta voidaan muuttaa säätämällä virrantähdystä, mikä antaa enemmän joustavuutta. Generaatoreissa magneettikentän vahvuutta voidaan säätää reaaliaikaisesti kuorman muutosten mukaan ylläpitääkseen ulostulojännitteen vakautta. Sähkömagneetin magneettikentän vakaus voi kuitenkin heijastua tekijöiltä, kuten virtafluktuoinnit ja lämpötilamuutokset.

Vakiohdekiven magneettikentän vahvuus on suhteellisen vakaa ja sillä on korkea vakaus. Jatkuvavirtasäiliöissä vakiohdekiven tarjoama vakio magneettikenttä auttaa moottorin vakaudessa, erityisesti joissakin sovelluksissa, joilla on korkeat vaatimukset nopeuteen ja kierrysmomenttiin. Vakiohdekiven magneettikentän vahvuus voi kuitenkin hitaasti heikentyä ajan myötä, erityisesti korkeassa lämpötilassa tai vahvassa magneettikentässä.

Koko ja paino

Samalla teholla oleville generaattoreille ja jatkuvavirtasäiliöille laitteet, jotka käyttävät sähkömagneetteja, ovat yleensä suurempia ja painavampia kuin laitteet, jotka käyttävät vakiohdekiveitä. Tämä johtuu siitä, että sähkömagneetteja tarvitaan lisäkomponentteja, kuten kireitä, teräsputkia ja virrantähdystä. Esimerkiksi isojen generaattoreiden sähkömagneetteissa yleensä tarvitaan suuri virrantähdyssysteemi tarjotakseen riittävän magneettikentän vahvuuden.

Koska vakiohdekivet eivät tarvitse ulkoista virrantähdystä, niitä voidaan yleensä suunnitella kompaktimmiksi ja kevyemmiksi. Tämä antaa jatkuvavirtasäiliöille etua joissakin sovelluksissa, joissa tila- ja painorajoitukset ovat kriteereitä, kuten kantamatavaroissa ja sähköajoneuvoissa.

Kustannukset ja huolto

Sähkömagneettien valmistuskustannukset ovat yleensä korkeammat, koska ne vaativat komponentteja, kuten kireitä, teräsputkia ja virrantähdystä. Lisäksi sähkömagneeteissa voi kulua tietty määrä energiaa magneettikentän ylläpitämiseksi toiminnassa, ja virrantähdyssysteemin luotettavuuden tulee olla säännöllisesti huollettu ja tarkistettu.

Vakiohdekivien kustannukset ovat suhteellisen alhaiset. Kertaluontoisen valmistuksen jälkeen niissä ei edellytetä lisäenergiankulutusta tai huollon tarvetta. Jos kuitenkin vakiohdekivi vaurioituu tai menettää magnetisuutensa, korvauskustannukset voivat olla korkeammat.

III. Sovellusskenaarit

Sähkömagneetit generaattoreissa

Isot generaattorit yleensä käyttävät sähkömagneetteja, koska niiden on pystyttävä säätämään magneettikentän vahvuutta sopeutuakseen erilaisiin kuormiin ja verkkovaatimuksiin. Esimerkiksi isot synkronigeneraattorit lämpövoimaloissa ja vesivoimaloissa käyttävät sähkömagneetteja virrantähdyksen lähteenä varmistaakseen vakaita sähköntuotantoa.

Joissakin erityisissä generaattorisovelluksissa, kuten tuuliturbiineissa ja pienissä vesiturbiineissa, sähkömagneetteja saattaa käytetä parantaakseen generaattorien suorituskykyä ja ohjauskykyä.

Vakiohdekivet jatkuvavirtasäiliöissä

Pienet jatkuvavirtasäiliöt laajasti käyttävät vakiohdekiveitä, koska niillä on yksinkertainen rakenne, alhaiset kustannukset ja luotettava toiminta. Esimerkiksi kotitalouksissa, sähkötyökaluissa ja leluissa yleensä käytetään vakiohdekiven jatkuvavirtasäiliöitä.

Joissakin sovelluksissa, joilla on korkeat suorituskykyvaatimukset, kuten sähköajoneuvoissa ja teollisuusrobeissa, käytetään korkeasuorituskykyisiä vakiohdekiven jatkuvavirtasäiliöitä saavuttaakseen korkean tehokkuuden ja tehotiheyden.