синхронный генератор с постоянными магнитами (PMSG) — это электрический генератор, который использует постоянные магниты вместо электрических проволочных катушек для создания магнитных полей. Магниты, которые сохраняют свое магнитное поле в течение длительного времени в различных условиях, называются постоянными магнитами. Стандартным электрическим генераторам требуются обмотки двигателя, называемые катушками возбуждения, для создания магнитного поля, используемого для производства электрического тока. Замена катушек постоянными магнитами устраняет мощность, необходимую для работы катушек, уменьшает размер двигателя и позволяет генерировать мощность на разных скоростях.
Электрические генераторы со стандартной катушкой, работающие от пара или воды, обычно работают с постоянной скоростью для производства электроэнергии с постоянным напряжением и частотой. При выработке электроэнергии на воде или гидроэлектростанциях различный уровень воды в плотинах и питающих озерах может затруднить поддержание адекватного потока к генератору. Синхронный генератор с постоянными магнитами может работать на самых разных скоростях, что позволяет лучше работать с сезонными уровнями воды. Им также не нужны коробки передач, регулирующие скорость.
Низкоскоростные ГПМ привели к разработке эффективных ветрогенераторов. Переменный характер ветра создает проблемы для стандартных электрических генераторов, которые должны работать в стабильных условиях. Генераторы с постоянными магнитами могут работать на разных скоростях, имеют меньший вес за счет работы в качестве агрегата с прямым приводом без шестерен и очень долговечны.
Эти системы были включены в автомобильную гибридную технологию. Гибридный автомобиль использует батареи для питания одного или нескольких электроприводов. В электроприводе может использоваться синхронный генератор с постоянными магнитами, который будет работать как двигатель или генератор. Энергия батареи, передаваемая в PMSG, может помочь двигать автомобиль, действуя как двигатель, а когда автомобиль замедляется, генератор помогает перезаряжать батареи.
Хорошим рынком для систем PMSG является когенерация электроэнергии. При производстве природного газа или угля образуется большое количество дымовых газов. Генерация на топливе обычно имеет КПД около 30 процентов. Газы сгорания могут подаваться в высокоскоростную турбину, соединенную с синхронным генератором. Производство электроэнергии из потока отработанного газа может повысить общую эффективность генерации примерно до 70 процентов.
Постоянные магниты обычно не изготавливаются из железа, которое со временем может терять магнитную силу. Тип магнита, называемый редкоземельным магнитом, может быть сформирован в формы, необходимые для размещения внутри PMSG. Редкоземельные магниты могут быть изготовлены из комбинаций самария/кобальта или неодима/железа/бора. Эти магниты называются редкоземельными, потому что самарий и неодим перечислены в редкоземельном разделе периодической таблицы, таблицы всех известных природных и синтетических элементов.
