Princípio de funcionamento e estado operacional do gerador de ímã permanente

Um gerador de ímã permanente é um dispositivo de geração de energia que converte energia mecânica (energia térmica) em energia elétrica. Os geradores de ímã permanente apresentam vantagens como tamanho reduzido, baixas perdas e alta eficiência. Devido à crescente ênfase na conservação de energia e na proteção ambiental em geradores de ímã permanente, é necessário investir em pesquisas nessa área. A tecnologia brushless pode ser implementada em diversas situações, sendo frequentemente utilizada em motores de pequeno e micro porte. Quando se utiliza uma fonte de alimentação de frequência variável, os motores de ímã permanente também podem ser empregados em sistemas de transmissão com controle de velocidade. Com o aprimoramento contínuo do desempenho dos materiais de ímã permanente, os motores de ímã permanente têm sido amplamente utilizados em diversos campos, como eletrodomésticos, equipamentos médicos, automóveis, aviação e defesa nacional.
Princípio de funcionamento do gerador de ímã permanente:
O gerador possui dois rotores e um estator. O rotor está localizado em ambos os lados do estator. O rotor é composto por um círculo de ímãs permanentes. A potência e a tensão do gerador dependem do tamanho do ímã permanente, do diâmetro da bobina e do número de espiras.

O motor do veículo elétrico é um motor de disco com núcleo de ferro, capaz de gerar eletricidade sem modificações. Quando há carga durante a geração de energia, ele descarrega. Os ímãs potentes para a fabricação de geradores de ímã permanente são muito caros. Se você quiser se divertir, pode construir um em pequena escala. Há pequenos ímãs potentes em motores de veículos elétricos sucateados que podem ser reaproveitados para esse fim.

A estrutura do estator e o princípio de funcionamento dos geradores de ímã permanente são os mesmos dos motores assíncronos de corrente alternada, geralmente na forma de quatro polos. O enrolamento trifásico é disposto em uma configuração de quatro polos e gera um campo magnético rotativo de quatro polos quando energizado.

A diferença entre um motor síncrono de ímã permanente e um motor assíncrono comum reside na estrutura do rotor. O polo magnético permanente é instalado no rotor, e o polo magnético permanente está localizado na superfície circunferencial do núcleo do rotor. A polaridade do polo magnético e o fluxo magnético estão alinhados. Este é um rotor de 4 polos. De acordo com o princípio da baixa resistência magnética, o fluxo magnético sempre percorre o caminho de menor resistência magnética, e o rotor é atraído para girar pela atração magnética. Portanto, o rotor de ímã permanente gira sincronizadamente com o campo magnético rotativo gerado pelo estator.

O gerador de ímã permanente é um produto que economiza energia. A estrutura do rotor de ímã permanente elimina a potência de excitação necessária para gerar o campo magnético do rotor e as perdas mecânicas causadas pelo atrito entre a escova de carvão e o anel deslizante, melhorando significativamente a eficiência do gerador de ímã permanente. Geradores de excitação comuns têm uma eficiência média de apenas 45% a 55% na faixa de velocidade de 1500 rpm a 6000 rpm, enquanto a eficiência média dos geradores de ímã permanente pode chegar a 75% a 80%.

Com um regulador de tensão de partida automática, não é necessária nenhuma fonte de alimentação externa. O gerador produz eletricidade enquanto gira. Mesmo com a bateria danificada, contanto que o motor esteja funcionando, o sistema de carga do carro continua operando normalmente. Se o carro não tiver bateria, a ignição pode ser feita balançando o guidão ou deslizando o carro.