Kompozit malzemelerin eksenel manyetik alan kalıcı mıknatıslı rüzgar türbinlerine uygulanması
Düşük hızlı doğrudan tahrikli rüzgar enerjisi sisteminde kullanılan radyal manyetik alan sabit mıknatıslı senkron jeneratör, büyük bir iç çapa, büyük bir rotor boyutuna ve bir atalet momentine sahip düz, büyük bir disktir. Bu, rüzgar dalgalanmalarının neden olduğu elektromotor kuvvetindeki dalgalanmaları bastırmak için avantajlıdır, ancak aynı zamanda motor kontrolüne daha yüksek gereksinimler getirir. Ek olarak, doğrudan tahrikli sabit mıknatıslı senkron jeneratörler genellikle geleneksel jeneratörlerden daha yüksek kalitede ve ekonomiktir. İşletmelerde daha rekabetçi olabilmek için, düşük hızlı büyük çaplı jeneratörlerin maliyetini, güç yoğunluğunu ve verimliliğini optimize etmek gerekiyor.
Motorun kutup sayısının yeterli olması ve eksen uzunluğunun dış çapa oranının yeterince küçük olması durumunda, eksenel alan motorunun tork ve güç yoğunluğunda geleneksel radyal alan motorundan daha büyük bir avantaja sahip olduğu iyi bilinmektedir. Eksenel manyetik alan sabit mıknatıslı motor ayrıca, küçük atalet momenti ve stator sargısının iyi ısı yayma koşulunun avantajlarına sahiptir ve ayrıca çıkış gücünü geliştirmek için çoklu stator ve çoklu rotorlu çok hava boşluklu yapı olabilir. Bu nedenle, eksenel sabit mıknatıslı senkron jeneratör, doğrudan tahrikli rüzgar enerjisi dönüşümünün uygulanması için uygundur.
Eksenel akı makinelerinin ana dezavantajı stator çekirdeğinin imalatı ile ilgilidir. Stator çekirdeği, bir silikonlu çelik şerit şeridi sarmak ve daha sonra bir oluklu silikonlu çelik şerit şeridi sarmak veya oluk işlemi yapmak suretiyle oluşturulur. Yivin işlenmesi sırasında, laminasyonlar arasında kısa bir devre problemi ile karşılaşılır ve laminasyonun laminasyonu gerçekleştirildiğinde, önceden delikli olukların hizalanmasının zor olduğu bir problem vardır. Preslenmiş yumuşak bir manyetik kompozitten (bundan sonra sMc olarak anılacaktır) malzemeden yapılmış bir çekirdek, yukarıdaki soruna bir çözüm sunar.
Son zamanlarda, sMc malzemelerinin düşük frekans özelliklerinde yapılan iyileştirmeler, motor tasarım uygulamalarına büyük ilgi duyulmasına neden olmuştur. SMC malzemelerinin ve toz metalurjisi ekstrüzyon işlemlerinin benzersiz avantajları, geleneksel oluklu lamine stator göbek imalatının dezavantajlarından bazılarının üstesinden gelmekle birlikte karmaşık yapıların kolayca oluşturulmasına izin vermesidir. Bir silikon çelik sac lamine çekirdekli motorda, tasarım olasılıklarını sınırlayan iki boyutlu bir manyetik devre üreten düzlemsel bir manyetik devrede iyi manyetik özellikler elde edilir. SMc malzemesinde izole edilmiş demir parçacıkları izotropik manyetik özellik üretebilir. Bu nedenle, motor tasarımcısı için yeni bir tasarım yöntemi sağlayan manyetik kutup düzeneğinin tasarımında üç boyutlu bir manyetik devre elde edilebilir.
