В контакте

Для чего ставят именно железные диски, а не алюминиевые

Железные диски в аксиальных генераторах ставят не потому-что так делают все, и не потому-что они дешёвые и прочные, хотя и очень тяжёлые. А потому-что железо является отличным магнитопроводом. Железо подобно проводам хорошо передаёт магнитное поле от магнита к магниту. Когда магниты размещены на железном диске, то через железо они соединяются между сабой подпитывая друг друга, то-есть магнитное поле замыкается на магниты.

Если бы не было железа то магнитное поле магнита с обратной стороны магнита уходило бы в воздух - в никуда. А через железо это магнитное поле направляется к соседним магнитам, происходит соединение магнитов и это увеличивает силу магнитного поля. Железо собирает магнитное поле, и через него оно проходит к другим магнитам, и далее через эти магниты оно по цепи проходит через воздушный зазор к магнитам на противоположном диске.

Задача сделать максимально мощное магнитное поле в зазоре между магнитами на противоположных дисках, чтобы через катушки статора проходило максимально мощное магнитное поле. Железо с обратной стороны замыкает цепь, и всё магнитное поле находится внутри цепи. Вырывается наружу оно лишь в зазоре между магнитов на противоположных дисках, и чем меньше зазор тем больше сила притяжения магнитов, а значит и мощность магнитного поля. Ниже на картинке приведён простой пример.

магнитное поле в дисковом генераторе

Железо это проводник (магнитопровод), по-этому из него делают статоры и роторы двигателей и генераторов, трансформаторы. Если к примеру в дисковом генераторе поставить сердечники в катушки, то через сердечники магнитное поле усилится так-как железо сердечника передаст его ближе к противоположному полюсу. А так-как магнитное поле усилится, то усилятся силовые поля, которые будут пересекать медные катушки, и соответственно ЭДС генератора будет выше.

Толщина магнитопровода должна быть такой чтобы магнитное поле не вырывалось наружу, и сосредотачивалось в нужном участке. По-этому советуют делать толщину дисков равной или больше толщины магнитов. Ниже на рисунке изображена схема распределения магнитного поля в дисковом аксиальном генераторе.

магнитное поле в дисковом генераторе

Собственно железо как я уже говорил используют везде работа происходит с магнитными полями, потому-что железо простой и дешёвый проводник. Что-же касается дисковых генераторов, то железные диски здесь обязательны иначе это бесполезная трата денег на дорогие магниты. Зазор между магнитов на противоположных дисках в таких генераторах очень большой, и на этом больше потери. Но делать тонкие статоры чтобы уменьшить зазор проблематично, а так-же тогда меди войдёт меньше.

Вообще потеря мощности магнитного поля в квадрате зависит от расстояния между магнитами или железом. К примеру при зазоре 5 мм магнитная индукция будет одной величины, а если расстояние увеличить в два раза, то мощность упадёт в 4 раза. Магнитная индукция неодимовые магнитов на их поверхноси состояляет 0.9-1.6 Тесла, но в замкнутой цепи магнитная индукция значительно выше. По некоторым данным если в генераторе расстояние между магнитов делать равным толщине самих магнитов, то магнитная индукция в зазоре будет 0.8-1 Тл при магнитах марки N35, и 1,1-1,6 Тл если марка магнитов N52.