Püsimagnetmootorite areng on tihedalt seotud püsimagnetmaterjalide väljatöötamisega. Hiina on esimene riik maailmas, kes avastas püsimagnetmaterjalide magnetilised omadused ja rakendas neid praktikas. Rohkem kui 2000 aastat tagasi kasutas Hiina püsimagnetmaterjalide magnetilisi omadusi kompasside valmistamisel, mis mängisid tohutut rolli navigatsiooni-, sõja- ja muudes valdkondades ning millest sai üks neljast iidse Hiina suurest leiutisest.
Esimene mootor maailmas, mis ilmus 1920. aastatel, oli püsimagnetmootor, mis kasutas püsimagneteid ergastavate magnetväljade tekitamiseks. Sel ajal kasutatud püsimagnetmaterjaliks oli aga looduslik magnetiit (Fe3O4), mille magnetilise energia tihedus oli väga madal. Sellest valmistatud mootor oli mõõtmetelt suur ja asendati peagi elektrilise ergutusmootoriga.
Erinevate mootorite kiire arengu ja voolumagnetisaatorite leiutamisega on inimesed põhjalikult uurinud püsimagnetmaterjalide mehhanismi, koostist ja tootmistehnoloogiat ning järjestikku avastanud mitmesuguseid püsimagnetmaterjale, nagu süsinikteras, volfram. teras (maksimaalne magnetenergia toode umbes 2,7 kJ/m3) ja koobaltteras (maksimaalne magnetenergia toode umbes 7,2 kJ/m3).
Eelkõige on alumiinium-nikkel-koobalt-püsimagnetite ilmumine 1930. aastatel (maksimaalne magnetiline energiatoode ulatuda 85 kJ/m3) ja ferriitpüsimagnetid 1950. aastatel (maksimaalne magnetiline energiatoode võib ulatuda 40 kJ/m3) on oluliselt paranenud magnetilistest omadustest. , ning mitmesugused mikro- ja väikemootorid on hakanud kasutama püsimagnetergutust.Püsimagnetmootorite võimsus on vahemikus mõnest millivatist kuni kümnete kilovattideni. Neid kasutatakse laialdaselt sõjalises, tööstuslikus ja põllumajanduslikus tootmises ning igapäevaelus ning nende toodang on järsult kasvanud.
Vastavalt sellele on sel perioodil tehtud läbimurdeid püsimagnetmootorite projekteerimise teoorias, arvutusmeetodites, magnetiseerimises ja tootmistehnoloogias, moodustades analüüsi- ja uurimismeetodite kogumi, mida esindab püsimagneti tööskeemi diagrammi meetod. AlNiCo püsimagnetite sundjõud on aga väike (36-160 kA/m) ja ferriidist püsimagnetite jääkmagnettihedus ei ole suur (0,2-0,44 T), mis piirab nende kasutusala mootorites.
Alles 1960. ja 1980. aastatel tulid üksteise järel välja haruldaste muldmetallide koobalt-püsimagnetid ja neodüümraud-boor-püsimagnetid (nimetatakse ühiselt haruldaste muldmetallide püsimagnetiteks). Nende suurepärased magnetilised omadused, nagu suur jääkmagnettihedus, suur sundjõud, kõrge magnetilise energiatoode ja lineaarne demagnetiseerimiskõver, sobivad eriti hästi mootorite tootmiseks, juhatades seega püsimagnetmootorite arengu uude ajalooperioodi.
1.Püsimagnetmaterjalid
Mootorites tavaliselt kasutatavad püsimagnetmaterjalid hõlmavad paagutatud magneteid ja ühendatud magneteid, peamised tüübid on alumiiniumnikkelkoobalt, ferriit, samariumkoobalt, neodüümraudboor jne.
Alnico: Alnico püsimagnetmaterjal on üks varasemaid laialdaselt kasutatud püsimagnetmaterjale ning selle valmistamisprotsess ja tehnoloogia on suhteliselt küpsed.
Püsiferriit: 1950. aastatel hakkas ferriit õitsema, eriti 1970. aastatel, kui suurtes kogustes hakati tootma hea koertsitiivsuse ja magnetilise energiatõhususega strontsiumferriiti, mis laiendas kiiresti püsiferriidi kasutamist. Mittemetallilise magnetilise materjalina ei ole ferriidil puudusi lihtne oksüdeerumine, madal Curie temperatuur ja metallist püsimagnetmaterjalide kõrge hind, seega on see väga populaarne.
Samaariumkoobalt: suurepäraste magnetiliste omadustega püsimagnetmaterjal, mis tekkis 1960. aastate keskel ja millel on väga stabiilne jõudlus. Samaariumkoobalt sobib magnetiliste omaduste poolest eriti hästi mootorite tootmiseks, kuid kõrge hinna tõttu kasutatakse seda peamiselt sõjaliste mootorite (nt lennundus, kosmoselennundus ja relvad) uurimis- ja arendustegevuses ning kõrgtehnoloogilistes valdkondades. kõrge jõudlus ja hind ei ole peamised tegurid.
NdFeB: NdFeB magnetiline materjal on neodüümi, raudoksiidi jne sulam, mida tuntakse ka magnetterasena. Sellel on äärmiselt kõrge magnetiline energiatoode ja sundjõud. Samal ajal muudavad suure energiatiheduse eelised NdFeB püsimagnetmaterjalid laialdaselt kasutatavaks kaasaegses tööstuses ja elektroonikatehnoloogias, võimaldades miniaturiseerida, kergendada ja õhukesi seadmeid, nagu instrumendid, elektroakustilised mootorid, magnetiline eraldamine ja magnetiseerimine. Kuna see sisaldab suures koguses neodüümi ja rauda, on see kergesti roostetav. Pinna keemiline passiveerimine on praegu üks parimaid lahendusi.
Korrosioonikindlus, maksimaalne töötemperatuur, töötlemise jõudlus, demagnetiseerimiskõvera kuju,
ja mootorite jaoks levinud püsimagnetmaterjalide hinnavõrdlus (joonis)
2.Magnetterase kuju ja tolerantsi mõju mootori jõudlusele
1. Magnetterase paksuse mõju
Kui sisemine või välimine magnetahel on fikseeritud, siis õhuvahe väheneb ja efektiivne magnetvoog paksuse suurenemisel suureneb. Ilmne ilming on see, et sama jääkmagnetismi korral tühikäigu kiirus väheneb ja tühivool väheneb ning mootori maksimaalne kasutegur suureneb. Siiski on ka puudusi, nagu mootori suurenenud kommutatsioonivibratsioon ja mootori suhteliselt järsem kasuteguri kõver. Seetõttu peaks mootori magnetterase paksus olema vibratsiooni vähendamiseks võimalikult ühtlane.
2. Magnetterase laiuse mõju
Tihedalt paiknevate harjadeta mootorimagnetite puhul ei tohi kogu kumulatiivne vahe ületada 0,5 mm. Kui see on liiga väike, siis seda ei paigaldata. Kui see on liiga suur, hakkab mootor vibreerima ja vähendab tõhusust. Selle põhjuseks on asjaolu, et Halli elemendi asend, mis mõõdab magneti asukohta, ei vasta magneti tegelikule asukohale ja laius peab olema ühtlane, vastasel juhul on mootoril madal efektiivsus ja suur vibratsioon.
Harjatud mootorite puhul on magnetite vahel teatud vahe, mis on reserveeritud mehaanilise kommutatsiooni üleminekutsooni jaoks. Kuigi seal on tühimik, on enamikul tootjatel ranged magneti paigaldamise protseduurid, et tagada paigaldustäpsus, et tagada mootorimagneti täpne paigaldusasend. Kui magneti laius ületab, siis seda ei paigaldata; kui magneti laius on liiga väike, põhjustab see magneti valesti joondamise, mootor vibreerib rohkem ja efektiivsus väheneb.
3. Terasest magnetilise faasi suuruse ja mittefaasi mõju
Kui faasi ei tehta, on magnetvälja muutumise kiirus mootori magnetvälja servas suur, põhjustades mootori pulsatsiooni. Mida suurem on faas, seda väiksem on vibratsioon. Kuid faasimine põhjustab üldiselt teatud magnetvoo kadu. Mõnede spetsifikatsioonide korral on magnetvoo kadu 0,5–1,5%, kui kaldenurk on 0,8. Madala jääkmagnetismiga harjatud mootorite puhul aitab faasi suuruse sobiv vähendamine kompenseerida jääkmagnetismi, kuid mootori pulsatsioon suureneb. Üldiselt, kui jääkmagnetism on madal, saab pikkuse suuna tolerantsi vastavalt suurendada, mis võib suurendada efektiivset magnetvoogu teatud määral ja hoida mootori jõudlust põhimõtteliselt muutumatuna.
3. Märkused püsimagnetmootorite kohta
1. Magnetahela ehitus ja konstruktsiooniarvutus
Erinevate püsimagnetmaterjalide magnetilistele omadustele, eriti haruldaste muldmetallide püsimagnetite suurepärastele magnetomadustele täieliku mängu andmiseks ja kuluefektiivsete püsimagnetmootorite tootmiseks ei ole võimalik lihtsalt rakendada konstruktsiooni ja konstruktsiooni arvutusmeetodeid. traditsioonilised püsimagnetmootorid või elektromagnetilised ergutusmootorid. Magnetahela struktuuri uuesti analüüsimiseks ja täiustamiseks tuleb välja töötada uued disainikontseptsioonid. Arvuti riist- ja tarkvaratehnoloogia kiire arenguga ning kaasaegsete projekteerimismeetodite, nagu elektromagnetvälja numbriline arvutamine, optimeerimise projekteerimine ja simulatsioonitehnoloogia, pideva täiustamisega ning motoorsete akadeemiliste ja inseneriringkondade ühiste jõupingutustega on saavutatud läbimurdeid. valmistatud püsimagnetmootorite projekteerimise teoorias, arvutusmeetodites, konstruktsiooniprotsessides ja juhtimistehnoloogiates, moodustades tervikliku analüüsi- ja uurimismeetodite komplekti ning arvutipõhise analüüsi- ja projekteerimistarkvara, mis ühendab elektromagnetvälja arvarvutusi ja samaväärne magnetahela analüütiline lahendus ning seda täiustatakse pidevalt.
2. Pöördumatu demagnetiseerimise probleem
Kui konstruktsioon või kasutamine on ebaõige, võib püsimagnetmootor põhjustada pöördumatut demagnetiseerumist või demagnetiseerumist, kui temperatuur on liiga kõrge (NdFeB püsimagnet) või liiga madal (ferriitpüsimagnet) löögivoolu põhjustatud armatuurireaktsiooni all. või tugeva mehaanilise vibratsiooni all, mis vähendab mootori jõudlust ja muudab selle isegi kasutuskõlbmatuks. Seetõttu on vaja uurida ja arendada mootoritootjatele sobivaid meetodeid ja seadmeid püsimagnetmaterjalide termilise stabiilsuse kontrollimiseks ning erinevate konstruktsioonivormide demagnetiseerimisvastaste võimete analüüsimiseks, et projekteerimisel ja valmistamisel saaks võtta vastavaid meetmeid. et püsimagnetmootor ei kaotaks magnetilisust.
3. Kuluprobleemid
Kuna haruldaste muldmetallide püsimagnetid on endiselt suhteliselt kallid, on haruldaste muldmetallide püsimagnetitega mootorite maksumus üldiselt kõrgem kui elektriliste ergutusmootorite oma, mida tuleb kompenseerida nende suure jõudluse ja tegevuskulude kokkuhoiuga. Mõnel juhul, näiteks arvuti kettaseadmete häälemähismootorite puhul, parandab NdFeB püsimagnetite kasutamine jõudlust, vähendab oluliselt mahtu ja massi ning vähendab kogukulusid. Projekteerimisel on vaja võrrelda jõudlust ja hinda, lähtudes konkreetsetest kasutusjuhtudest ja -nõuetest, ning kulude vähendamiseks uuendada struktuuriprotsesse ja optimeerida konstruktsioone.
Anhui Mingtengi püsimagneti elektromehaanilised seadmed Co., Ltd. (https://www.mingtengmotor.com/). Püsimagnetmootorite magnetterase demagnetiseerimise määr ei ole suurem kui üks tuhandik aastas.
Meie ettevõtte püsimagnetmootori rootori püsimagnetmaterjal kasutab suure magnetilise energiaga toodet ja suure sisemise koertsitiivsusega paagutatud NdFeB ning tavapärased klassid on N38SH, N38UH, N40UH, N42UH jne. Võtke meie ettevõtte laialdaselt kasutatav klass N38SH. , näiteks: 38- tähistab maksimaalset magnetilist energiaprodukti 38MGOe; SH tähistab maksimaalset temperatuuritaluvust 150 ℃. UH maksimaalne temperatuuritaluvus on 180 ℃. Ettevõte on kavandanud professionaalsed tööriistad ja juhtkinnitused magnetterasest montaaži jaoks ning kvalitatiivselt analüüsinud kokkupandud magnetterase polaarsust mõistlike vahenditega, nii et iga pilu magnetterase suhteline magnetvoo väärtus on lähedane, mis tagab magnetilise terase sümmeetria. vooluring ja magnetterasest koostu kvaliteet.
Autoriõigus: see artikkel on WeChati avaliku numbri "tänane mootor" kordustrükk, algne link https://mp.weixin.qq.com/s/zZn3UsYZeDwicEDwIdsbPg
See artikkel ei esinda meie ettevõtte seisukohti. Kui teil on erinevaid arvamusi või vaateid, siis palun parandage meid!
Postitusaeg: 30. august 2024