전기 공학 및 에너지 분야에서 영구 자석의 사용

오늘날 영구 자석은 인간 생활의 많은 영역에서 유용한 응용 분야를 찾습니다. 때때로 우리는 그들의 존재를 눈치 채지 못하지만 다양한 전기 제품 및 기계 장치의 거의 모든 아파트에서 자세히 살펴보면 찾을 수 있습니다 영구 자석… 전기 면도기와 스피커, 비디오 플레이어와 벽시계, 휴대폰과 전자레인지, 냉장고 문, 마지막으로 영구 자석은 어디에서나 찾을 수 있습니다.

그들은 의료 장비 및 측정 장비, 다양한 장비 및 자동차 산업, DC 모터, 음향 시스템, 가전 제품 및 무선 공학, 장비, 자동화, 원격 기계 등 많은 다른 장소에서 사용됩니다. . - 영구 자석을 사용하지 않고는 이러한 영역 중 어느 것도 완전하지 않습니다.

영구 자석을 사용하는 특정 솔루션은 끝없이 나열될 수 있지만 이 기사의 주제는 전기 공학 및 에너지 분야에서 영구 자석의 여러 응용 분야에 대한 간략한 개요입니다.

전동기 및 발전기

Oersted와 Ampere의 시대 이후 전류가 흐르는 전선과 전자석이 영구 자석의 자기장과 상호 작용한다는 것은 널리 알려져 있습니다. 많은 엔진과 발전기가 이 원리에 따라 작동합니다. 예를 들어 멀리 갈 필요가 없습니다. 컴퓨터 전원 공급 장치의 팬에는 회전자와 고정자가 있습니다.

베인 임펠러는 영구 자석이 원형으로 배열된 회전자이며 고정자는 전자석의 핵심입니다. 고정자의 자화를 반전시키면 전자 회로는 고정자의 자기장을 끌어당기려고 시도한 후 자기 회전자를 따라 팬이 회전한 후 고정자의 자기장을 회전시키는 효과를 생성합니다. 하드 디스크 회전은 유사한 방식으로 수행되며 유사한 방식으로 작동합니다. 많은 스테퍼 모터.

영구 자석은 또한 발전기에서 그 위치를 찾았습니다. 예를 들어 가정용 풍력 터빈용 동기 발전기는 적용 분야 중 하나입니다.

발전기의 고정자 둘레에는 발전기 코일이 있는데, 풍력 터빈이 작동하는 동안 (블레이드에 바람이 불면) 회전자의 영구 자석이 움직이는 교류 자기장에 의해 교차됩니다. 제출 중 전자기 유도의 법칙, 소비자 회로에서 DC 자석과 교차하는 발전기 권선의 전선.

이러한 발전기는 풍력 터빈뿐만 아니라 여기 코일 대신 로터에 영구 자석이 설치된 일부 산업 모델에서도 사용됩니다. 자석 솔루션의 장점은 공칭 속도가 낮은 발전기를 얻을 수 있다는 것입니다.

자기 전기 장치 및 메커니즘

V 기계식 유도 전기 계량기 전도성 디스크는 영구 자석 필드에서 회전합니다. 디스크를 통과하는 소비 전류는 영구 자석의 자기장과 상호 작용하여 디스크가 회전합니다.

영구 자석의 자기장 측면에서 디스크 내부의 움직이는 하전 입자에 작용하는 로렌츠 힘에 의해 토크가 생성되기 때문에 전류가 높을수록 디스크의 회전 속도가 높아집니다. 실은 그런 카운터입니다 AC 모터 고정자 자석으로 저전력.

약한 전류를 측정하려면 검류계 - 매우 민감한 측정 장치. 여기에서 말굽 자석은 영구 자석의 극 사이의 간격에 매달린 작은 전류 전달 코일과 상호 작용합니다.

측정 중 코일의 편향은 코일에 전류가 흐를 때 발생하는 자기 유도에 의해 발생하는 토크 때문입니다. 이러한 방식으로 코일의 편향은 갭에서 발생하는 자기 유도의 값과 그에 따라 코일 도체의 전류에 비례하는 것으로 밝혀졌습니다. 작은 편차의 경우 검류계의 눈금은 선형입니다.

가전 ​​제품의 영구 자석

분명히 부엌에 전자레인지가 있습니다. 그리고 거기에는 무려 2개의 영구자석이 들어있습니다. 생성 전자파 전자레인지에 설치된 전자렌지 마그네트론... 마그네트론 내부에서 전자는 진공 상태에서 음극에서 양극으로 이동하며 이동 과정에서 양극 공진기가 충분히 강력하게 여기되기 위해서는 궤도가 구부러져야 합니다.

전자 궤적을 구부리기 위해 링 영구 자석이 마그네트론의 진공 챔버 위와 아래에 장착됩니다. 영구 자석의 자기장은 전자의 궤적을 구부려 강력한 전자 소용돌이를 생성하고 공진기를 자극하여 마이크로파 전자파를 생성하여 음식을 가열합니다.

하드디스크 헤드가 정확하게 위치하기 위해서는 정보를 쓰고 읽는 과정에서 헤드의 움직임을 매우 정밀하게 제어하고 제어해야 합니다. 다시 한 번 영구 자석이 구출됩니다. 하드 드라이브 내부의 고정 영구 자석의 자기장에서 헤드에 연결된 전류 전달 코일이 움직입니다.

메인 코일에 전류가 가해지면 이 전류의 자기장은 그 값에 따라 영구 자석에서 코일을 어느 정도 한 방향 또는 다른 방향으로 밀어내어 헤드가 고정밀로 움직이기 시작합니다. 이 동작은 마이크로컨트롤러에 의해 제어됩니다.

전기의 자기 베어링

에너지 효율을 개선하기 위해 일부 국가에서는 기업용 기계적 에너지 저장 장치를 구축하고 있습니다. 이들은 소위 회전하는 플라이휠의 운동 에너지 형태의 관성 에너지 저장 원리로 작동하는 전기 기계 변환기입니다. 운동 에너지 저장.

예를 들어, 독일 ATZ는 250kW의 출력을 가진 20MJ 운동 에너지 저장 장치를 개발했으며 특정 에너지 밀도는 약 100Wh/kg입니다. 6000rpm의 속도로 회전하는 동안 100kg의 플라이휠 무게로 직경 1.5m의 원통형 구조물에는 고품질 베어링이 필요합니다. 결과적으로 하부 베어링은 물론 영구 자석을 기반으로 만들어집니다.