Magneettivuo

Windesol - Tuuli- & aurinkovoima tietosanakirja

Yleistä

Magneettivuon tunnus Φ on magnetismin määrää kuvaava suure, jota mitataan yksiköllä weber [Wb]. Yksi Weber vastaa yhtä volttisekuntia (Vs). Magneettivuon voidaan ajatella olevan magneettikentän kenttäviivojen kokonaismäärä. Nämä kenttäviivat määräävät tiheyden jonka tunnus on B. Magnetismin tiheyttä kuvaavaa suuretta mitataan yksiköllä tesla (1 T = 1 Wb/m2 = 1 V·s/m²). Magneettivuon tiheys voidaan ajatella kenttäviivojen tiheydeksi magneettikentässä. Magneettivuon tiheys riippuu sekä magneettikentästä että väliaineen laadusta (permeabiliteetista).

Magneettivuot generaattorissa

On tärkeää että generaattorin magneettivuo olisi suljettu. Näin magneettivuo ei ole haitaksi ympärillä oleville metalli esineille ja muutenkin generaattorista saadaan tehokkaampi pienemmillä kestomagneetti kustannuksilla.

Pahin virhe on että kestomagneetit liimataan johonkin puu- tai alumiiniroottoriin jolloin magneettivuo säteilee ympäriinsä. Magneettivuon tiheys laskee hyvin äkkiä noustessa kestomagneetin pinnasta poispäin ja kuparikäämille tulee heikosti vuota.

Suljetun kestomagneetti piirin voi tehdä yksipuoleisenakin. Yksipuoleisen magneettivuot kaareutuvat ilmaa pitkin seuraavalle kestomagneetille hieman korkeammalla kaarella kuin täysin avonaisen.

Koska ilma on huonompi johtamaan magneettivuota kuin esim. rauta niin tällä menetelmällä menetetään vuota sen tiheydessa että sen epäkäytännöllisestä suunnasta johtuen.

Parasta olisi että magneettivuot ja kuparikäämi kohtaavat toisensa täysin kohtisuorassa linjassa.

Kaksipuoleisella kestomagneetti ratkaisulla saadaan noin 40% enemmän vuon tiheyttä kuin yksipuoleisella ja se ei "säteile" ulkopuolelle. Vuot saadaan ohjattua tarkasti haluttuun paikkaan ja vuoviivat tulevat leikkaamaan kohtisuoraan kuparikäämiä.

Kannattaa myös huomioida kestomagneettiparin etäisyys toisesta parista. Yllä olevassa kuvassa kestomagneetit ovat liian lähellä toisiaan ja näin saman rautakiekon puoleiset magneetit tahtovat helposti tehdä yhteisen magneettivuon kun roottorin ilmaväliä kasvatetaan. Hyvänä nyrkkisäätönä tässä voisi pitää 2x kestomagneetin leveydestä (tyhjän välin tila magneetin akselin puolelta).

Oikealla olevassa kuvassa kestomagneetit muodostavat oikeanlaisen magneettivuon. Saman rautakiekon kestomagneetit ovat tarpeeksi kaukana toisistaan ja vuo kulkee melko suoraan.

HUOM! FEMM:llä tehdyt kuvat ovat suuntaa-antavia. FEMM on 2D laskentaa omaava ohjelma ja se ei vastaa aivan todellisuutta. Magneettipiiri täytyisi piirtää suljetuksi (ks. piirretty kuva) ja se on mahdotonta aksiaalivuogeneraattorin laskemiselle. Todennäköisesti magneettivuon tiheys [B] on hieman suurempi kuin lasketuissa.