Primjena kompozitnih materijala u aksijalnom vjetroagregatu s permanentnim magnetima
Sinhroni generator radijalnog magnetnog polja sa stalnim magnetima koji se koristi u nisko-brzinskom sistemu vjetroelektrana sa direktnim pogonom je ravan veliki disk sa velikim unutrašnjim prečnikom, velikom veličinom rotora i momentom inercije. To je pogodno za suzbijanje fluktuacija u elektromotornoj sili uzrokovanoj fluktuacijama vjetra, ali isto tako nameće i veće zahtjeve za upravljanje motorom. Pored toga, sinhroni generatori sa stalnim magnetima sa direktnim pogonom su uglavnom kvalitetniji i ekonomičniji od konvencionalnih generatora. Da bi bili konkurentniji u poslu, potrebno je optimizirati troškove, gustoću snage i efikasnost generatora velikog promjera male brzine.
Dobro je poznato da ako je broj polova motora dovoljan i da je odnos aksijalne dužine prema vanjskom promjeru dovoljno mali, aksijalni terenski motor ima veću prednost u obrtnom momentu i gustoći snage od konvencionalnog radijalnog polja motora. Motor aksijalnog magnetnog polja sa stalnim magnetima ima i prednosti malog momenta inercije i dobrog stanja disipacije toplote namotaja statora, a može biti i višezračna struktura sa više statora i više rotora za poboljšanje izlazne snage. Stoga je aksijalni sinhroni generator sa stalnim magnetima pogodan za primjenu direktne konverzije energije vjetra.
Glavni nedostatak strojeva za aksijalni tok je vezan za proizvodnju jezgre statora. Jezgro statora formirano je namotavanjem trake od silikonskog čelika, a zatim obavljanjem obrade žljebova ili namotavanjem užljebljene trake silicijskog čeličnog lima. Prilikom obrade žleba nailazi se na problem kratkog spoja između lameliranja, a kada se vrši laminiranje lameliranja, postoji problem da se predpojačani utori teško poravnavaju. Jezgro napravljeno od prešanog kompozita od mekog magnetnog materijala (u daljem tekstu sMc) daje rješenje za gore navedeni problem.
Nedavno, poboljšanja u karakteristikama niskofrekventnih sMc materijala dovela su do velikog interesa za aplikacije za dizajn motora. Jedinstvene prednosti sMc materijala i postupaka ekstruzije metalurgije praha su to što omogućava da se složene strukture lako formiraju, prevazilazeći neke od nedostataka konvencionalne izrade jezgre statorskog lima. U motornom jezgru od laminiranog silikonskog lima, dobijaju se dobra magnetska svojstva u planarnom magnetnom krugu, koji proizvodi dvodimenzionalni magnetni krug, koji ograničava mogućnosti dizajna. Čestice gvožđa izolovane u sMc materijalu mogu proizvesti izotropno magnetno svojstvo. Zbog toga se može dobiti trodimenzionalni magnetni krug u konstrukciji sklopa magnetnog pola, koji daje novi dizajn dizajneru motora.
