Uporaba kompozitnih materialov v vetrni turbini s stalnim magnetom na aksialnem magnetnem polju
Sinhroni generator radialnega magnetnega polja s stalnim magnetom, ki se uporablja v vetrnem energetskem sistemu z nizko hitrostjo, je ravno velik disk z velikim notranjim premerom, velikostjo rotorja in vztrajnostnim momentom. To je koristno za zatiranje nihanj v elektromotorni sili, ki jo povzročajo nihanja vetra, vendar pa zahteva tudi večje zahteve za nadzor motorja. Poleg tega so sinhroni generatorji s trajnim magnetom z neposrednim pogonom na splošno kakovostnejši in bolj ekonomični od običajnih generatorjev. Da bi bili bolj konkurenčni v poslu, je treba optimizirati stroške, gostoto moči in učinkovitost majhnih generatorjev velikega premera.
Dobro je znano, da če je število polov motorja zadostno in je razmerje med aksialno dolžino in zunanjim premerom dovolj majhno, ima aksialni poljski motor večjo prednost pri navoru in gostoti moči kot običajni motor radialnega polja. Osni magnetni magnetni motor s stalnim magnetom ima tudi prednosti majhnega vztrajnostnega momenta in dobrega odvajanja toplote statorskega navitja, lahko pa je tudi struktura z več zrakom z več statorji in več rotorji za izboljšanje izhodne moči. Zato je aksialni sinhroni generator s trajnimi magneti primeren za neposredno pretvorbo vetrne energije.
Glavna pomanjkljivost strojev za aksialni tok je povezana z izdelavo jedra statorja. Statorsko jedro je oblikovano z navijanjem traku iz silicijeve jeklene pločevine in nato z obdelavo žlebov ali navijanjem utornega traku iz silicijeve jeklene pločevine. Med obdelavo utora pride do kratkega stika med laminati, in ko se izvaja laminiranje laminacije, obstaja težava, da je predperforirane utore težko poravnati. Jedro, izdelano iz stisnjenega kompozita mehkega magnetnega materiala (v nadaljevanju sMc), zagotavlja rešitev zgoraj navedenega problema.
V zadnjem času so izboljšave nizkofrekvenčnih lastnosti sMc materialov privedle do velikega zanimanja za aplikacije za načrtovanje motorjev. Edinstvene prednosti sMc materialov in procesov iztiskanja prašne metalurgije so, da omogoča enostavno tvorbo kompleksnih struktur, s čimer se premagajo nekatere pomanjkljivosti običajne izdelave lamelnega statorskega jedra z režami. V laminiranem jedru silikonske pločevine dobimo dobre magnetne lastnosti v planarnem magnetnem vezju, ki proizvaja dvodimenzionalni magnetni krog, ki omejuje možnosti oblikovanja. Delci železa, izolirani v sMc materialu, lahko tvorijo izotropno magnetno lastnost. Torej lahko dobimo tridimenzionalni magnetni krog pri konstrukciji sklopa magnetnega pola, ki zagotavlja novo zasnovo konstrukcije motorja.
