Nuolatinių magnetų naudojimas elektros inžinerijoje ir energetikoje
Šiandien nuolatiniai magnetai yra naudingi daugelyje žmogaus gyvenimo sričių. Kartais jų buvimo nepastebime, tačiau beveik kiekviename bute įvairiuose elektros prietaisuose ir mechaniniuose įrenginiuose, atidžiai pažiūrėjus, galima rasti nuolatinis magnetas... Elektrinis skustuvas ir garsiakalbis, vaizdo grotuvas ir sieninis laikrodis, mobilusis telefonas ir mikrobangų krosnelė, šaldytuvo durys, galiausiai – nuolatiniai magnetai yra visur.
Jie naudojami medicinos įrangoje ir matavimo įrangoje, įvairiuose prietaisuose ir automobilių pramonėje, nuolatinės srovės varikliuose, akustinėse sistemose, buitiniuose elektros prietaisuose ir daug kur kitur: radijo inžinerijoje, prietaisuose, automatikoje, telemechanikoje ir kt. . — nė viena iš šių sričių nėra pilna be nuolatinių magnetų.
Konkrečius sprendimus naudojant nuolatinius magnetus galima išvardyti be galo, tačiau šio straipsnio tema bus trumpa kelių nuolatinių magnetų panaudojimo elektrotechnikoje ir energetikoje apžvalga.
Elektros varikliai ir generatoriai
Nuo Oersted ir Ampere laikų buvo plačiai žinoma, kad srovės laidai ir elektromagnetai sąveikauja su nuolatinio magneto magnetiniu lauku. Daugelis variklių ir generatorių veikia šiuo principu. Nereikia toli ieškoti pavyzdžių. Jūsų kompiuterio maitinimo šaltinyje esantis ventiliatorius turi rotorių ir statorių.
Mentelių sparnuotė yra rotorius su nuolatiniais magnetais, išdėstytais apskritime, o statorius yra elektromagneto šerdis. Apversdama statoriaus įmagnetinimą, elektroninė grandinė sukuria statoriaus magnetinio lauko sukimosi efektą, po to, kai statoriaus magnetinis laukas, bandydamas jį pritraukti, seka magnetinį rotorių - ventiliatorius sukasi. Kietojo disko sukimas atliekamas panašiai ir veikia panašiai daug žingsninių variklių.
Nuolatiniai magnetai taip pat rado savo vietą elektros generatoriuose. Pavyzdžiui, sinchroniniai generatoriai buitinėms vėjo turbinoms yra viena iš taikomųjų sričių.
Generatoriaus statoriaus perimetru yra generatoriaus ritės, kurias veikiant vėjo turbinai kerta kintamasis judančių (veikiant vėjui, pučiančiam mentes) nuolatinių rotoriaus magnetų magnetinis laukas. Pateikiama elektromagnetinės indukcijos dėsnis, generatoriaus apvijų laidus kerta nuolatinės srovės magnetai vartotojo grandinėje.
Tokie generatoriai naudojami ne tik vėjo turbinose, bet ir kai kuriuose pramoniniuose modeliuose, kur ant rotoriaus vietoj žadinimo ritės montuojami nuolatiniai magnetai. Sprendimų su magnetais privalumas yra galimybė gauti generatorių su mažu vardiniu greičiu.
Magnetoelektriniai prietaisai ir mechanizmai
V mechaniniai indukciniai elektros skaitikliai laidus diskas sukasi nuolatinio magneto lauke. Vartojimo srovė, einanti per diską, sąveikauja su nuolatinio magneto magnetiniu lauku ir diskas sukasi.
Kuo didesnė srovė, tuo didesnis disko sukimosi greitis, nes sukimo momentą sukuria Lorenco jėga, veikianti judančias įkrautas daleles disko viduje nuolatinio magneto magnetinio lauko pusėje. Tiesą sakant, tai yra toks skaitiklis AC variklis mažos galios su statoriaus magnetu.
Silpnoms srovėms matuoti naudokite galvanometrai — labai jautrūs matavimo prietaisai. Čia pasagos magnetas sąveikauja su maža srovės rite, kuri yra pakabinta tarpelyje tarp nuolatinio magneto polių.
Ritės įlinkis matavimo metu atsiranda dėl sukimo momento, kurį sukuria magnetinė indukcija, kuri atsiranda, kai srovė teka per ritę. Tokiu būdu ritės įlinkis pasirodo proporcingas susidariusios magnetinės indukcijos dydžiui tarpelyje ir atitinkamai srovei ritės laidininke. Esant nedideliems nukrypimams galvanometro skalė yra tiesinė.
Nuolatiniai magnetai buitiniuose elektros prietaisuose
Žinoma, jūsų virtuvėje yra mikrobangų krosnelė. O nuolatinių magnetų jame yra net du. Generuoti elektromagnetines bangas Mikrobangų krosnelėje sumontuotas mikrobangų diapazonas magnetronas… Magnetrono viduje elektronai vakuume juda nuo katodo iki anodo, o jų judėjimo procese jų trajektorija turi būti išlenkta, kad anodo rezonatoriai būtų sužadinami pakankamai stipriai.
Norėdami sulenkti elektronų trajektoriją, žiediniai nuolatiniai magnetai montuojami virš magnetrono vakuuminės kameros ir po ja. Nuolatinių magnetų magnetinis laukas sulenkia elektronų trajektorijas taip, kad susidaro galingas elektronų sūkurys, kuris sužadina rezonatorius, kurie savo ruožtu generuoja mikrobangų elektromagnetines bangas maistui šildyti.
Kad standžiojo disko galvutė būtų tiksliai išdėstyta, jos judesiai informacijos rašymo ir skaitymo procese turi būti labai tiksliai valdomi ir kontroliuojami. Ir vėl į pagalbą ateina nuolatinis magnetas. Kietojo disko viduje, stacionaraus nuolatinio magneto magnetiniame lauke, juda su galvute sujungta srovei nešanti ritė.
Kai į pagrindinę ritę patenka srovė, šios srovės magnetinis laukas, priklausomai nuo jos vertės, viena ar kita kryptimi daugiau ar mažiau atstumia ritę nuo nuolatinio magneto, todėl galvutė pradeda judėti labai tiksliai. Šį judesį valdo mikrovaldiklis.
Magnetiniai guoliai elektroje
Siekdamos pagerinti energijos vartojimo efektyvumą, kai kurios šalys įmonėms stato mechanines energijos saugyklas. Tai elektromechaniniai keitikliai, veikiantys inercinės energijos kaupimo besisukančio smagračio kinetinės energijos pavidalu principu, vadinamieji. kinetinės energijos kaupimas.
Pavyzdžiui, Vokietijoje ATZ sukūrė 20 MJ kinetinės energijos kaupimo įrenginį, kurio galia yra 250 kW, o savitasis energijos tankis yra maždaug 100 Wh / kg. Kai smagratis sveria 100 kg ir sukasi 6000 aps./min. greičiu, 1,5 metro skersmens cilindrinei konstrukcijai reikia kokybiškų guolių. Dėl to apatinis guolis pagamintas, žinoma, nuolatinių magnetų pagrindu.