Употреба трајних магнета у електротехници и енергетици

Данас трајни магнети налазе корисну примену у многим областима људског живота. Понекад не примећујемо њихово присуство, међутим, у скоро сваком стану у разним електричним апаратима и механичким уређајима, ако пажљиво погледате, можете пронаћи трајни магнет… Електрични бријач и звучник, видео плејер и зидни сат, мобилни телефон и микроталасна пећница, врата фрижидера, коначно — трајни магнети се могу наћи свуда.

Користе се у медицинској опреми и мерној опреми, у разним инструментима и у аутомобилској индустрији, у ДЦ моторима, у акустичним системима, у електричним апаратима за домаћинство и на многим, многим другим местима: радиотехници, инструментима, аутоматизацији, телемеханици итд. . — ниједна од ових области није потпуна без употребе трајних магнета.

Конкретна решења која користе трајне магнете могу се набрајати бесконачно, али тема овог чланка биће кратак преглед неколико примена трајних магнета у електротехници и енергетици.

Електромотори и генератори

Још од времена Ерстеда и Ампера, опште је познато да жице које носе струју и електромагнети реагују са магнетним пољем сталног магнета. Многи мотори и генератори раде на овом принципу. За примерима не морате ићи далеко. Вентилатор у напајању вашег рачунара има ротор и статор.

Лопатично радно коло је ротор са трајним магнетима распоређеним у круг, а статор је језгро електромагнета. Преокренувши магнетизацију статора, електронско коло ствара ефекат ротације магнетног поља статора, након што магнетно поље статора, покушавајући да га привуче, прати магнетни ротор - вентилатор се ротира. Ротација хард диска се врши на сличан начин и ради на сличан начин многи корачни мотори.

Трајни магнети су такође нашли своје место у генераторима енергије. На пример, синхрони генератори за домаће ветротурбине су једно од области примене.

На ободу статора генератора налазе се генераторски калемови, које у току рада ветротурбине укрштају наизменични магнетно поље покретних (под дејством ветра који дува на лопатице) сталних магнета ротора. Подношење закон електромагнетне индукције, жице намотаја генератора које укрштају једносмерни магнети у кругу потрошача.

Такви генератори се користе не само у ветротурбинама, већ иу неким индустријским моделима, где су трајни магнети уграђени на ротор уместо на калем побуде. Предност решења са магнетима је могућност добијања генератора са малом називном брзином.

Магнетоелектрични уређаји и механизми

В механичка индукциона бројила електричне енергије проводни диск ротира у пољу сталног магнета. Струја потрошње, пролазећи кроз диск, ступа у интеракцију са магнетним пољем трајног магнета и диск се ротира.

Што је струја већа, то је већа брзина ротације диска, пошто обртни момент ствара Лоренцова сила која делује на покретне наелектрисане честице унутар диска на страни магнетног поља сталног магнета. У ствари, то је такав бројач АЦ мотор мала снага са магнетом статора.

За мерење слабих струја користите галванометри — веома осетљиви мерни уређаји. Овде потковичасти магнет ступа у интеракцију са малим калемом који носи струју који је суспендован у процепу између полова трајног магнета.

Отклон завојнице током мерења је последица обртног момента који генерише магнетна индукција која се јавља када струја тече кроз калем. На тај начин се испоставља да је отклон завојнице пропорционалан вредности настале магнетне индукције у зазору и, сходно томе, струји у проводнику завојнице. За мала одступања, скала галванометра је линеарна.

Трајни магнети у електричним апаратима за домаћинство

Сигурно постоји микроталасна пећница у вашој кухињи. А у њему се налазе чак два трајна магнета. За генерисање електромагнетни таласи Микроталасни опсег инсталиран у микроталасној пећници магнетрон… Унутар магнетрона, електрони се крећу у вакууму од катоде до аноде, а у процесу њиховог кретања њихова путања мора бити савијена да би се анодни резонатори довољно снажно побуђивали.

Да би се савијала путања електрона, прстенасти трајни магнети су монтирани изнад и испод вакуумске коморе магнетрона. Магнетно поље трајних магнета савија путање електрона тако да се ствара снажан вртлог електрона, који побуђује резонаторе, који заузврат стварају микроталасне електромагнетне таласе за загревање хране.

Да би глава хард диска била прецизно позиционирана, њена кретања у процесу писања и читања информација морају бити веома прецизно контролисана и контролисана. Још једном, трајни магнет долази у помоћ. Унутар чврстог диска, у магнетном пољу стационарног трајног магнета, помера се калем који носи струју повезан са главом.

Када се струја примени на главни калем, магнетно поље ове струје, у зависности од њене вредности, одбија калем од сталног магнета мање или више, у једном или другом смеру, тако да глава почиње да се креће и то са великом прецизношћу. Ово кретање контролише микроконтролер.

Магнетни лежајеви у електрицитету

Да би побољшале енергетску ефикасност, неке земље граде складиште механичке енергије за предузећа. Реч је о електромеханичким претварачима који раде на принципу инерцијалног складиштења енергије у виду кинетичке енергије ротирајућег замајца, тзв. складиштење кинетичке енергије.

На пример, у Немачкој је АТЗ развио јединицу за складиштење кинетичке енергије од 20 МЈ са снагом од 250 кВ, а специфична густина енергије је приближно 100 Вх / кг. Са тежином замајца од 100 кг док се окреће брзином од 6000 обртаја у минути, цилиндрична конструкција пречника 1,5 метара захтева висококвалитетне лежајеве. Као резултат тога, доњи лежај је направљен, наравно, на бази трајних магнета.