מהו ההבדל בין השימוש באלקטרומגנטים בגנרטורים לבין מגנטים קבועים במנועי גלובאר?

האלקטרומגנט המשמש במחזורי גנרטורים והמגנט הקבוע המשמש במוטורי גלישה יש להם את ההבדלים הבאים:

I. מבחינת עקרון העבודה

אלקטרומגנט

בגנרטורים, אלקטרומגנטים בדרך כלל מפיקים שדה מגנטי באמצעות סיבובים ממולאים. כאשר הרוטור של הגנרטור מסתובב, השינוי בשדה המגנטי יעורר כוח חשמלי בסיבוב הסטטור, ובכך יוצר זרם. לדוגמה, בגנרטורים בתלת-פאזה גדולים, אלקטרומגנטים יכולים לקבוע את עוצמת השדה המגנטי על ידי התאמת הזרם המעורר, ואז להתאים את מתח הפלט של הגנרטור.

עוצמת השדה המגנטי של אלקטרומגנט יכולה להתאים לפי הצורך, מה שמאפשר לגנרטורים להתאים לשנייה שונים ותנאי עבודה. לדוגמה, כאשר הנשיאה מתגברת, ניתן להעלות את הזרם המעורר כדי לחזק את השדה המגנטי ולשמור על יציבות מתח הפלט.

מגנט קבוע

במוטורי גלישה, מגנטים קבועים מספקים שדה מגנטי קבוע. הסיבוב הממלא של האמבריאט פועל תחת כוח אמפר בשדה המגנטי הזה ומסתובב, ובכך ממיר אנרגיה חשמלית לאנרגיה מכנית. לדוגמה, מוטורי גלישה קטנים משתמשים בדרך כלל במגנטים קבועים כמקור לשדה המגנטי, עם מבנה פשוט ופעולת בטיחות.

עוצמת השדה המגנטי של מגנט קבוע היא קבעה באופן יחסי טווח טמפרטורה מסוים ולא ניתן להתאים אותה בקלות כמו אלקטרומגנט. עם זאת, יש לו את היתרון של אי צורך בחשמל חיצוני להפעלה, מה שמפחית את מורכבות המנוע ואת צריכת החשמל שלו.

II. מבחינת מאפייני הביצועים

עוצמת השדה המגנטי והיציבות

עוצמת השדה המגנטי של אלקטרומגנט יכולה להיות משתנה על ידי התאמת הזרם המעורר, עם גמישות גדולה יותר. בגנרטורים, עוצמת השדה המגנטי יכולה להתאים בזמן אמת בהתאם לשינויי הנשיאה כדי לשמור על יציבות מתח הפלט. עם זאת, יציבות השדה המגנטי של אלקטרומגנט עשוי להיות מושפעת מגורמים כגון תנודות חשמל ושינויי טמפרטורה.

עוצמת השדה המגנטי של מגנט קבוע היא קבעה באופן יחסי ויש לו יציבות גבוהה. במוטורי גלישה, השדה המגנטי הקבוע שמסופק על ידי מגנטים קבועים עוזר לפעילות יציבה של המנוע, במיוחד באפליקציות מסוימות עם דרישות גבוהות למהירות ומומנט. עם זאת, עוצמת השדה המגנטי של מגנט קבוע עשוי להחלש בהדרגה לאורך זמן, במיוחד בסביבות טמפרטורה גבוהה או שדה מגנטי חזק.

גודל ומשקל

לגנרטורים ומוטורי גלישה באותה כח, ציוד המשתמש באלקטרומגנטים הוא בדרך כלל גדול יותר בגודל וכביר יותר משקל מאשר ציוד המשתמש במגנטים קבועים. זה כי אלקטרומגנטים דורשים רכיבים נוספים כגון סיבובים, ליבות ברזל ומקורות חשמל מפעילים. לדוגמה, אלקטרומגנטים בגנרטורים גדולים דורשים בדרך כלל מערכת מפעילת גדולה כדי לספק עוצמת שדה מגנטית מספיקה.

מכיוון שמגנטים קבועים אינם דורשים מקור מפעיל חיצוני, ניתן לעצב אותם בדרך כלל בצורה קומפקטית יותר וקלילה יותר. זה נותן למוטורי גלישה יתרון באפליקציות מסוימות עם הגבלות על מקום ומשקל, כגון מכשירים ניידים ואופניים חשמליים.

עלות和服务维护

电磁铁的制造成本通常较高，因为它需要线圈、铁芯和励磁电源等组件。此外，电磁铁在运行过程中可能消耗一定能量以维持磁场，并且励磁系统的可靠性需要定期维护和检查。

永磁体的成本相对较低。一旦制造完成，基本上不需要额外的能量消耗和维护。但是，如果永磁体损坏或失去磁性，更换成本可能会更高。

III. 在应用场景方面

发电机中的电磁铁

大型发电机通常使用电磁铁，因为它们需要能够调整磁场强度以适应不同的负载和电网要求。例如，热电厂和水电站中的大型同步发电机都使用电磁铁作为励磁源，以确保稳定的电力输出。

在某些特殊的发电机应用中，如风力涡轮机和小型水轮机，也可能使用电磁铁来提高发电机的性能和控制能力。

直流电机中的永磁体

小型直流电机广泛使用永磁体，因为它们结构简单、成本低且运行可靠。例如，家用电器、电动工具和玩具通常使用永磁直流电机。

在一些高性能要求的应用中，如电动汽车和工业机器人，也会使用高性能永磁直流电机来实现高效率和高功率密度。

עלות和服务维护

הויותיצור של אלקטרומגנטים היא בדרך כלל גבוהה יותר כי הם דורשים רכיבים כגון סיבובים, ליבות ברזל ומקורות חשמל מפעילים. בנוסף, אלקטרומגנטים עשויים לצרוך כמות מסוימת של אנרגיה כדי לשמור על השדה המגנטי במהלך הפעילות, ובהחלטת מערכות המפעיל צריך לבצע תחזוקה ובדיקה תקופתית.

עלות המגנטים הקבועים היא נמוכה באופן יחסי. לאחר הייצור, אין צורך כמעט באנרגיה נוספת לתפעול ותחזוקה. עם זאת, אם המגנט הקבוע נהרס או מאבד את מגנטיותו, עלות החלפה יכולה להיות גבוהה יותר.

III. מבחינת תרחישים יישומיים

אלקטרומגנטים בגנרטורים

גנרטורים גדולים משתמשים בדרך כלל באלקטרומגנטים כי עליהם להיות מסוגלים להתאים את עוצמת השדה המגנטי כדי להתאים לשנייה שונות ודרישות רשת. לדוגמה, גנרטורים סינכרונים גדולים בתחנות כוח תרמיות ומימיות משתמשים באלקטרומגנטים כמקור המפעיל כדי להבטיח פלט חשמל יציב.

בכמה יישומים מיוחדים של גנרטורים, כגון טורבינות רוח וטורבינות מים קטנות, ייתכן גם שימוש באלקטרומגנטים כדי לשפר את הביצועים והתפעול של הגנרטורים.

מגנטים קבועים במוטורי גלישה

מוטורי גלישה קטנים משתמשים באופן נרחב במגנטים קבועים כי יש להם מבנה פשוט, עלות נמוכה ותפעול מהימן. לדוגמה, מכשירי בית, כלים חשמליים וצעצועים משתמשים בדרך כלל במוטורי גלישה עם מגנטים קבועים.

בכמה יישומים עם דרישות ביצועים גבוהות, כגון רכבי חשמל ורובוטים תעשייתיים, ייעשה שימוש במוטורי גלישה עם מגנטים קבועים בעלות ביצועים גבוהים כדי להשיג יעילות גבוהה וצפיפות כוח גבוהה.