Perkembangan motor magnet kekal berkait rapat dengan pembangunan bahan magnet kekal. China ialah negara pertama di dunia yang menemui sifat magnet bahan magnet kekal dan mengaplikasikannya dalam amalan. Lebih daripada 2,000 tahun yang lalu, China menggunakan sifat magnet bahan magnet kekal untuk membuat kompas, yang memainkan peranan besar dalam pelayaran, ketenteraan dan bidang lain, dan menjadi salah satu daripada empat ciptaan hebat China purba.
Motor pertama di dunia, yang muncul pada tahun 1920-an, adalah motor magnet kekal yang menggunakan magnet kekal untuk menjana medan magnet pengujaan. Walau bagaimanapun, bahan magnet kekal yang digunakan pada masa itu adalah magnetit semula jadi (Fe3O4), yang mempunyai ketumpatan tenaga magnet yang sangat rendah. Motor yang dibuat daripadanya bersaiz besar dan tidak lama kemudian digantikan oleh motor pengujaan elektrik.
Dengan perkembangan pesat pelbagai motor dan penciptaan alat magnet semasa, orang ramai telah menjalankan penyelidikan mendalam mengenai mekanisme, komposisi dan teknologi pembuatan bahan magnet kekal, dan telah berturut-turut menemui pelbagai bahan magnet kekal seperti keluli karbon, tungsten. keluli (hasil tenaga magnet maksimum kira-kira 2.7 kJ/m3), dan keluli kobalt (hasil tenaga magnet maksimum kira-kira 7.2 kJ/m3).
Khususnya, kemunculan magnet kekal nikel kobalt aluminium pada tahun 1930-an (produk tenaga magnet maksimum boleh mencapai 85 kJ/m3) dan magnet kekal ferit pada tahun 1950-an (produk tenaga magnet maksimum boleh mencapai 40 kJ/m3) telah meningkatkan sifat magnet dengan ketara. , dan pelbagai motor mikro dan kecil telah mula menggunakan pengujaan magnet kekal.Kuasa motor magnet kekal berjulat dari beberapa miliwatt hingga berpuluh kilowatt. Ia digunakan secara meluas dalam pengeluaran ketenteraan, perindustrian dan pertanian dan kehidupan seharian, dan pengeluarannya telah meningkat secara mendadak.
Sejajar dengan itu, dalam tempoh ini, penemuan telah dibuat dalam teori reka bentuk, kaedah pengiraan, magnetisasi dan teknologi pembuatan motor magnet kekal, membentuk satu set kaedah analisis dan penyelidikan yang diwakili oleh kaedah gambar rajah kerja magnet kekal. Walau bagaimanapun, daya paksaan magnet kekal AlNiCo adalah rendah (36-160 kA/m), dan ketumpatan magnet kekal bagi magnet kekal ferit tidak tinggi (0.2-0.44 T), yang mengehadkan julat penggunaannya dalam motor.
Sehingga tahun 1960-an dan 1980-an barulah magnet kekal kobalt nadir bumi dan magnet kekal boron besi neodymium (secara kolektif dirujuk sebagai magnet kekal nadir bumi) keluar satu demi satu. Sifat magnetik yang sangat baik bagi ketumpatan magnet kekal tinggi, daya paksaan yang tinggi, produk tenaga magnet yang tinggi dan keluk penyahmagnetan linear amat sesuai untuk motor pembuatan, sekali gus membawa pembangunan motor magnet kekal ke dalam tempoh sejarah baharu.
1.Bahan magnet kekal
Bahan magnet kekal yang biasa digunakan dalam motor termasuk magnet tersinter dan magnet terikat, jenis utama ialah kobalt nikel aluminium, ferit, kobalt samarium, boron besi neodymium, dll.
Alnico: Bahan magnet kekal Alnico adalah salah satu bahan magnet kekal yang terawal digunakan secara meluas, dan proses penyediaan dan teknologinya agak matang.
Ferit kekal: Pada tahun 1950-an, ferit mula berkembang, terutamanya pada tahun 1970-an, apabila ferit strontium dengan daya coercivity yang baik dan prestasi tenaga magnet telah dimasukkan ke dalam pengeluaran dalam kuantiti yang banyak, dengan pesat mengembangkan penggunaan ferit kekal. Sebagai bahan magnet bukan logam, ferit tidak mempunyai kelemahan pengoksidaan mudah, suhu Curie rendah dan kos tinggi bahan magnet kekal logam, jadi ia sangat popular.
Samarium kobalt: Bahan magnet kekal dengan sifat magnet yang sangat baik yang muncul pada pertengahan 1960-an dan mempunyai prestasi yang sangat stabil. Samarium kobalt amat sesuai untuk pembuatan motor dari segi sifat magnetik, tetapi disebabkan harganya yang tinggi, ia digunakan terutamanya dalam penyelidikan dan pembangunan motor tentera seperti penerbangan, aeroangkasa, dan senjata, dan motor dalam bidang berteknologi tinggi di mana prestasi tinggi dan harga bukanlah faktor utama.
NdFeB: Bahan magnet NdFeB ialah aloi neodymium, oksida besi, dsb., juga dikenali sebagai keluli magnetik. Ia mempunyai produk tenaga magnet yang sangat tinggi dan daya paksaan. Pada masa yang sama, kelebihan ketumpatan tenaga yang tinggi menjadikan bahan magnet kekal NdFeB digunakan secara meluas dalam industri moden dan teknologi elektronik, menjadikannya mungkin untuk mengecilkan, meringankan dan menipis peralatan seperti instrumen, motor elektroakustik, pemisahan magnet dan kemagnetan. Kerana ia mengandungi sejumlah besar neodymium dan besi, ia mudah berkarat. Pempasifan kimia permukaan adalah salah satu penyelesaian terbaik pada masa ini.
Rintangan kakisan, suhu operasi maksimum, prestasi pemprosesan, bentuk lengkung penyahmagnetan,
dan perbandingan harga bahan magnet kekal yang biasa digunakan untuk motor (Rajah)
2.Pengaruh bentuk keluli magnetik dan toleransi terhadap prestasi motor
1. Pengaruh ketebalan keluli magnetik
Apabila litar magnet dalam atau luar ditetapkan, jurang udara berkurangan dan fluks magnet berkesan meningkat apabila ketebalan meningkat. Manifestasi yang jelas ialah kelajuan tanpa beban berkurangan dan arus tanpa beban berkurangan di bawah kemagnetan sisa yang sama, dan kecekapan maksimum motor meningkat. Walau bagaimanapun, terdapat juga kelemahan, seperti peningkatan getaran komutasi motor dan keluk kecekapan motor yang agak curam. Oleh itu, ketebalan keluli magnet motor haruslah konsisten yang mungkin untuk mengurangkan getaran.
2. Pengaruh lebar keluli magnetik
Untuk magnet motor tanpa berus jarak rapat, jumlah jurang kumulatif tidak boleh melebihi 0.5 mm. Jika terlalu kecil, ia tidak akan dipasang. Jika terlalu besar, motor akan bergetar dan mengurangkan kecekapan. Ini kerana kedudukan elemen Hall yang mengukur kedudukan magnet tidak sepadan dengan kedudukan sebenar magnet, dan lebarnya mestilah konsisten, jika tidak, motor akan mempunyai kecekapan rendah dan getaran yang besar.
Untuk motor berus, terdapat jurang tertentu antara magnet, yang dikhaskan untuk zon peralihan pertukaran mekanikal. Walaupun terdapat jurang, kebanyakan pengeluar mempunyai prosedur pemasangan magnet yang ketat untuk memastikan ketepatan pemasangan bagi memastikan kedudukan pemasangan magnet motor yang tepat. Jika lebar magnet melebihi, ia tidak akan dipasang; jika lebar magnet terlalu kecil, ia akan menyebabkan magnet tidak sejajar, motor akan bergetar lebih banyak, dan kecekapan akan berkurangan.
3. Pengaruh saiz talang keluli magnetik dan bukan talang
Jika chamfer tidak dilakukan, kadar perubahan medan magnet di pinggir medan magnet motor akan menjadi besar, menyebabkan denyutan motor. Lebih besar chamfer, lebih kecil getaran. Walau bagaimanapun, chamfering biasanya menyebabkan kehilangan tertentu dalam fluks magnet. Untuk beberapa spesifikasi, kehilangan fluks magnet ialah 0.5~1.5% apabila chamfer ialah 0.8. Untuk motor berus dengan kemagnetan sisa yang rendah, mengurangkan saiz chamfer dengan sewajarnya akan membantu mengimbangi kemagnetan sisa, tetapi denyutan motor akan meningkat. Secara umumnya, apabila kemagnetan sisa adalah rendah, toleransi dalam arah panjang boleh diperbesarkan dengan sewajarnya, yang boleh meningkatkan fluks magnet berkesan ke tahap tertentu dan mengekalkan prestasi motor pada dasarnya tidak berubah.
3.Nota mengenai motor magnet kekal
1. Struktur litar magnetik dan pengiraan reka bentuk
Untuk memberikan permainan penuh kepada sifat magnet pelbagai bahan magnet kekal, terutamanya sifat magnet yang sangat baik bagi magnet kekal nadir bumi, dan mengeluarkan motor magnet kekal yang kos efektif, adalah tidak mungkin untuk menggunakan kaedah pengiraan struktur dan reka bentuk motor magnet kekal tradisional atau motor pengujaan elektromagnet. Konsep reka bentuk baru mesti diwujudkan untuk menganalisis semula dan menambah baik struktur litar magnetik. Dengan perkembangan pesat teknologi perkakasan dan perisian komputer, serta penambahbaikan berterusan kaedah reka bentuk moden seperti pengiraan berangka medan elektromagnet, reka bentuk pengoptimuman dan teknologi simulasi, dan melalui usaha bersama komuniti akademik dan kejuruteraan motor, kejayaan telah dicapai. dibuat dalam teori reka bentuk, kaedah pengiraan, proses struktur dan teknologi kawalan motor magnet kekal, membentuk satu set lengkap kaedah analisis dan penyelidikan dan analisis berbantukan komputer dan perisian reka bentuk yang menggabungkan pengiraan berangka medan elektromagnet dan penyelesaian analisis litar magnet yang setara, dan sedang diperbaiki secara berterusan.
2. Masalah penyahmagnetan tidak dapat dipulihkan
Jika reka bentuk atau penggunaan tidak betul, motor magnet kekal boleh menghasilkan penyahmagnetan tidak boleh balik, atau penyahmagnetan, apabila suhu terlalu tinggi (magnet kekal NdFeB) atau terlalu rendah (magnet kekal ferit), di bawah tindak balas angker yang disebabkan oleh arus hentaman, atau di bawah getaran mekanikal yang teruk, yang akan mengurangkan prestasi motor dan juga menjadikannya tidak boleh digunakan. Oleh itu, adalah perlu untuk mengkaji dan membangunkan kaedah dan peranti yang sesuai untuk pengeluar motor untuk memeriksa kestabilan haba bahan magnet kekal, dan untuk menganalisis keupayaan anti-demagnetisasi pelbagai bentuk struktur, supaya langkah-langkah yang sepadan boleh diambil semasa reka bentuk dan pembuatan. untuk memastikan bahawa motor magnet kekal tidak kehilangan kemagnetan.
3. Isu Kos
Memandangkan magnet kekal nadir bumi masih agak mahal, kos motor magnet kekal nadir bumi secara amnya lebih tinggi daripada motor pengujaan elektrik, yang perlu dikompensasikan oleh prestasi tinggi dan penjimatan kos operasinya. Dalam sesetengah keadaan, seperti motor gegelung suara untuk pemacu cakera komputer, penggunaan magnet kekal NdFeB meningkatkan prestasi, mengurangkan volum dan jisim dengan ketara, serta mengurangkan jumlah kos. Apabila mereka bentuk, adalah perlu untuk membuat perbandingan prestasi dan harga berdasarkan keadaan dan keperluan penggunaan tertentu, dan untuk menginovasi proses struktur dan mengoptimumkan reka bentuk untuk mengurangkan kos.
Anhui Mingteng Magnet Kekal Elektromekanikal Equipment Co., Ltd. (https://www.mingtengmotor.com/). Kadar penyahmagnetan keluli magnet motor magnet kekal tidak lebih daripada seperseribu setahun.
Bahan magnet kekal pemutar motor magnet kekal syarikat kami mengguna pakai produk tenaga magnet tinggi dan coercivity intrinsik tinggi yang disinter NdFeB, dan gred konvensional ialah N38SH, N38UH, N40UH, N42UH, dll. Ambil N38SH, gred yang biasa digunakan syarikat kami , sebagai contoh: 38- mewakili produk tenaga magnetik maksimum 38MGOe; SH mewakili rintangan suhu maksimum 150 ℃. UH mempunyai rintangan suhu maksimum 180 ℃. Syarikat itu telah mereka bentuk alat dan lekapan panduan profesional untuk pemasangan keluli magnetik, dan secara kualitatif menganalisis kekutuban keluli magnet yang dipasang dengan cara yang munasabah, supaya nilai fluks magnet relatif setiap keluli magnet slot adalah rapat, yang memastikan simetri magnet. litar dan kualiti pemasangan keluli magnetik.
Hak Cipta: Artikel ini ialah cetakan semula nombor awam WeChat “motor hari ini”, pautan asal https://mp.weixin.qq.com/s/zZn3UsYZeDwicEDwIdsbPg
Artikel ini tidak mewakili pandangan syarikat kami. Jika anda mempunyai pendapat atau pandangan yang berbeza, sila betulkan kami!
Masa siaran: 30 Ogos 2024