ダイレクトドライブ永久磁石発電機（DD-PMG）への移行-
従来の風力タービンは、ギアボックスを使用してローター速度 (12-20 rpm) を発電機速度 (1500-1800 rpm) まで高めます。ギアボックスの故障はタービンのダウンタイムの 20 ～ 30% を占めます。 DD-PMG は、低速で動作する大直径 (3 ～ 5 メートル) の多極発電機 (通常は 48 ～ 144 極) を使用することでギアボックスを排除します。ローター上の永久磁石は、スリップ リングや励磁電力を使用せずに励磁場を生成します。
3 MW タービンの場合、ローターにはおよそ 50x30x15mm の NdFeB 磁石が約 6,000 ～ 8,000 個必要です。磁石の総重量: 1.2 ～ 1.6 トン。タービンのサイズが大きくなるにつれて (現在、洋上で 10 ～ 15 MW)、タービンあたりの磁石の体積は 5 ～ 8 トンに達します。
風力発電の材料仕様: 高 Br および高 Hcj 要件
Wind turbine generators operate at 60-120°C internal temperature. The magnets face a demagnetizing field from stator armature reaction during grid faults (short circuits). The generator must survive a 3-phase short circuit without irreversible demagnetization >2%.
したがって、風力-グレードの NdFeB には次のものが必要です。
Br 発生器の体積と重量を最小限に抑えるために、13.5 kG 以上 (N45 以上)。
Hcj 20 度で 20 kOe 以上、100 度で 12 kOe 以上に軽減されます (N45SH または N42UH に対応)。
直角度 (Hk/Hcj) 0.95 以上。減磁曲線が膝付近で直線のままであることを意味します。
使用される代表的なグレード: N45SH、N42SH、N40UH。テルビウムの粒界拡散（GBD）による焼結により、Br を 13.5 kGs 以上に保ちながら、Hcj 25-30 kOe を達成します。標準の N45SH (GBD なし) は Hcj 17-20 kOe で、穏やかな気候の陸上タービンには十分です。オフショアまたは周囲温度が高い現場では、Hcj 25 ～ 30 kOe の N42UH または N40UH が必要です。
洋上風力発電所の磁石の腐食防止
洋上風力タービンは、塩分を含んだ空気（塩化物濃度が最大 5 mg/m3）と高湿度にさらされます。{0}標準の Ni-Cu-Ni コーティング (12～25μm) の耐塩水噴霧性 (ASTM B117) は 72～200 時間ですが、海上での 20 年の耐用年数には不十分です。必要な保護レベル:
| 環境 | 塩水噴霧要件 (赤錆まで ASTM B117 時間) | 推奨コーティングシステム |
|---|---|---|
| 陸上、内陸 | 200時間 | Ni-Cu-Ni (20-25μm) + エポキシ トップコート (10-15μm) |
| 陸上、沿岸 | 500時間 | エポキシ(30～40μm)+ポリウレタンオーバーコート |
| オフショア、ナセル（密閉） | 1000時間 | エポキシ(40～60μm)またはパリレンC(15～25μm) |
| 沖合、直接海水飛沫 | 2000時間（赤錆なし） | 樹脂またはステンレススチールのジャケットで完全にカプセル化 |
海洋用途向けに、当社は 3 層構造の磁石を提供しています。接着用のベースとして Ni-Cu-Ni (10μm)、腐食バリアとしてエポキシ (30μm)、耐紫外線性と耐摩耗性のためにポリウレタン (20μm) です。-総厚さ60μm、2000時間の塩水噴霧で赤錆が出ないことを検証。
大量の大量の-ブロック NdFeB 注文のリードタイムの管理
風力タービン用マグネットの注文は通常、出荷ごとに 1 ～ 10 トンです。リードタイムは以下によって異なります。
原材料の入手可能性: 高 Hcj グレードの重希土類 (Dy/Tb) を含む NdFeB 粉末は、調達に 4 ～ 6 週間かかります。
プレスと焼結: 大きなブロック (80x60x30mm など) は、より遅い圧縮とより長い焼結サイクル (小さな部品の場合は 48 ～ 72 時間対 . 24 時間) を必要とします。大きなブロックの焼結炉の能力には制限があります。
機械加工：ブロックをスライス、研削、面取りします。タービンあたり 8,000 個の磁石の場合、加工には 3 ～ 5 週間かかります。
コーティング: 厚さ 60μm のエポキシコーティングには、複数回のスプレーと硬化サイクルが必要です: 1 ～ 2 週間。
着磁と検査: 大きなリングの多極ラジアル着磁には 1～2 週間かかります。-
最初の製造注文の通常の合計リードタイム (工具の承認後): 12 ～ 16 週間。リピート注文：8～10週間。風力タービンのメーカーには、6 か月のローリング予測を使用して一括発注することをお勧めします。
オフショア-グレードのエポキシコーティングを施したN45SH、N42UHグレードを含む、風力タービン発電機用のバルクNdFeB磁石については、当社ウェブサイトの焼結ネオジム磁石の製品ページをご覧ください。当社は、20 年間の減磁保証 (不可逆損失 5% 以下) と、レアアースの供給源から最終組み立てまでの完全な材料トレーサビリティを備えた磁石を提供しています。
タービン数量（1-20 トン）の見積もりをリクエストするには、発電機の設計仕様（エアギャップ、極数、動作温度、必要な短絡耐久時間）を提供してください。当社のエンジニアリング チームは、見積の一部として FEA 消磁シミュレーションを提供します。
よくある質問
Q: 風力タービンの 20 年間の運転後に保証される不可逆的な磁束損失はどれくらいですか?
A: N45SH の場合、動作温度は 80 度以下で、異常な系統故障がない場合、不可逆損失は 5% 以下です。 IEC 60404-8-1 に基づいた経年変化モデルの予測を提供します。加速熱試験 (100 度で 3000 時間) により確認済み<3% loss.
Q: 簡単に取り付けられるよう、ステンレススチールのキャリアにあらかじめ組み立てられた磁石を提供していますか?{0}
A: はい。当社では、キャリア内部に磁石がエポキシで封入された、316L ステンレス鋼製の完全なマグネット キャリア (パック) を提供しています。これにより、現場での磁石の取り扱いが不要になり、腐食から保護されます。-キャリアのアセンブリにより磁石のコストが 15 ～ 20% 増加しますが、取り付けの労力は 80% 削減されます。
Q: 風力発電用磁石に関してどのような品質認証を取得していますか?
A: ISO 9001:2015、IATF 16949（風力に適用される自動車-グレードの品質システム）、および風力タービンの永久磁石に関する DNV GL 規格（DNVGL-ST-0360）に準拠しています。当社の試験ラボは ISO 17025 の認定を受けています。
