Cos'è un generatore sincrono a magnete permanente?

Un generatore sincrono a magnete permanente (PMSG) è un generatore elettrico che utilizza magneti permanenti anziché bobine di filo elettrico per produrre campi magnetici.I magneti che mantengono i loro campi magnetici per lunghi periodi in condizioni variabili sono chiamati magneti permanenti.I generatori elettrici standard richiedono avvolgimenti motori chiamati bobine di eccitazione per creare il campo magnetico utilizzato per produrre corrente elettrica.La sostituzione delle bobine con magneti permanenti elimina la potenza necessaria per far funzionare le bobine, riduce le dimensioni del motore e consente di generare energia a velocità diverse.

Generatori elettrici a spirale standard alimentati da vapore o acqua normalmente funzionano a una velocità costante per produrre elettricitàcon una tensione e una frequenza costante.Nella generazione alimentare o idroelettrica, i vari livelli dell'acqua nelle dighe e i laghi di alimentazione possono rendere difficile il flusso adeguato al generatore.Un generatore sincrono a magnete permanente può funzionare a un'ampia varietà di velocità, consentendo un funzionamento migliore con livelli d'acqua stagionali.Inoltre non hanno bisogno di cambi di controllo della velocità.

PMSG a bassa velocità hanno portato allo sviluppo di generatori di vento efficienti.La natura variabile del vento crea problemi per i generatori elettrici standard che devono funzionare in condizioni costanti.I generatori di magneti permanenti possono funzionare a velocità diverse, avere un peso ridotto operando come unità di guida diretta senza marce e sono molto durevoli.

Questi sistemi sono stati incorporati nella tecnologia ibrida automobilistica.Un'automobile ibrida utilizza le banche della batteria per alimentare una o più unità elettriche.L'unità elettrica può utilizzare un generatore sincrono a magnete permanente che funzionerà come motore o generatore.L'energia della batteria inviata al PMSG può aiutare a spostare l'automobile agendo come motore e quando il veicolo rallenta il generatore aiuta a ricaricare le batterie.

Un buon mercato per i sistemi PMSG è in co-generazione di elettricità.La generazione di gas naturale o carbone produce una grande quantità di gas di combustione.La generazione alimentata al carburante ha in genere efficienze intorno al 30 percento.I gas di combustione possono essere alimentati a una turbina ad alta velocità collegata a un generatore sincrono.La produzione di elettricità dal flusso di gas di scarto può aumentare l'efficienza totale della generazione a circa il 70 percento.

I magneti permanenti in genere non sono realizzati in ferro, che possono perdere la resistenza magnetica nel tempo.Un tipo di magnete chiamato magnete della terra rara può essere formato in forme necessarie per adattarsi all'interno di un PMSG.I magneti della terra rara possono essere realizzati in combinazioni di samarium/cobalto o neodimio/ferro/boro.Questi magneti sono indicati come terre rara perché il samarium e il neodimio sono elencati nella sezione della terra rara della tabella periodica, una tabella di tutti gli elementi naturali e sintetici noti.