Kalıcı mıknatıslı motorların gelişimi, kalıcı mıknatıslı malzemelerin gelişimi ile yakından ilgilidir. Çin, dünyada kalıcı mıknatıslı malzemelerin manyetik özelliklerini keşfeden ve bunları pratiğe uygulayan ilk ülkedir. 2000 yılı aşkın bir süre önce Çin, navigasyon, askeri ve diğer alanlarda büyük rol oynayan ve antik Çin'in dört büyük icatından biri haline gelen pusulalar yapmak için kalıcı mıknatıslı malzemelerin manyetik özelliklerini kullandı.
1920'lerde ortaya çıkan dünyadaki ilk motor, uyarma manyetik alanları oluşturmak için kalıcı mıknatıslar kullanan kalıcı mıknatıslı bir motordu. Ancak o dönemde kullanılan kalıcı mıknatıs malzemesi, manyetik enerji yoğunluğu çok düşük olan doğal manyetit (Fe3O4) idi. Bundan yapılan motorun boyutu büyüktü ve kısa süre sonra yerini elektrikli uyarma motoru aldı.
Çeşitli motorların hızla gelişmesi ve mevcut mıknatıslayıcıların icadıyla birlikte, insanlar kalıcı manyetik malzemelerin mekanizması, bileşimi ve üretim teknolojisi üzerine derinlemesine araştırmalar yapmış ve karbon çeliği, tungsten gibi çeşitli kalıcı manyetik malzemeleri başarıyla keşfetmişlerdir. çelik (maksimum manyetik enerji ürünü yaklaşık 2,7 kJ/m3) ve kobalt çeliği (maksimum manyetik enerji ürünü yaklaşık 7,2 kJ/m3).
Özellikle, 1930'larda alüminyum nikel kobalt kalıcı mıknatısların (maksimum manyetik enerji ürünü 85 kJ/m3'e ulaşabilir) ve 1950'lerde ferrit kalıcı mıknatısların (maksimum manyetik enerji ürünü 40 kJ/m3'e ulaşabilir) ortaya çıkışı, büyük ölçüde geliştirilmiş manyetik özelliklere sahiptir. ve çeşitli mikro ve küçük motorlar kalıcı mıknatıs uyarımını kullanmaya başladı. Sabit mıknatıslı motorların gücü birkaç miliwatt'tan onlarca kilowatt'a kadar değişmektedir. Askeri, endüstriyel ve tarımsal üretimde ve günlük yaşamda yaygın olarak kullanılmaktadırlar ve çıktıları önemli ölçüde artmıştır.
Buna bağlı olarak, bu dönemde, kalıcı mıknatıslı motorların tasarım teorisinde, hesaplama yöntemlerinde, mıknatıslanmasında ve üretim teknolojisinde atılımlar yapılmış, kalıcı mıknatıslı çalışma diyagramı diyagramı yöntemiyle temsil edilen bir dizi analiz ve araştırma yöntemi oluşturulmuştur. Bununla birlikte, AlNiCo kalıcı mıknatısların zorlayıcı kuvveti düşüktür (36-160 kA/m) ve ferrit kalıcı mıknatısların kalan manyetik yoğunluğu yüksek değildir (0,2-0,44 T), bu da bunların motorlardaki uygulama aralığını sınırlar.
Nadir toprak kobalt kalıcı mıknatısları ve neodimyum demir bor kalıcı mıknatısları (toplu olarak nadir toprak kalıcı mıknatısları olarak anılır) 1960'lı ve 1980'li yıllara kadar birbiri ardına ortaya çıkmadı. Yüksek kalıcı manyetik yoğunluk, yüksek zorlayıcı kuvvet, yüksek manyetik enerji ürünü ve doğrusal demanyetizasyon eğrisi gibi mükemmel manyetik özellikleri, özellikle motor üretimi için uygundur ve böylece kalıcı mıknatıslı motorların gelişimini yeni bir tarihsel döneme başlatır.
1. Kalıcı manyetik malzemeler
Motorlarda yaygın olarak kullanılan kalıcı mıknatıs malzemeleri arasında sinterlenmiş mıknatıslar ve bağlı mıknatıslar bulunur; ana tipler alüminyum nikel kobalt, ferrit, samaryum kobalt, neodimyum demir bor vb.'dir.
Alnico: Alnico kalıcı mıknatıs malzemesi, yaygın olarak kullanılan en eski kalıcı mıknatıs malzemelerinden biridir ve hazırlama süreci ve teknolojisi nispeten olgunlaşmıştır.
Kalıcı ferrit: 1950'lerde ferrit, özellikle 1970'lerde, iyi koersivite ve manyetik enerji performansına sahip stronsiyum ferritin büyük miktarlarda üretime sokulması ve kalıcı ferritin kullanımının hızla yaygınlaşmasıyla gelişmeye başladı. Metalik olmayan bir manyetik malzeme olarak ferrit, kolay oksidasyon, düşük Curie sıcaklığı ve metal kalıcı mıknatıs malzemelerinin yüksek maliyeti gibi dezavantajlara sahip değildir, bu nedenle çok popülerdir.
Samarium kobalt: 1960'ların ortalarında ortaya çıkan ve oldukça istikrarlı bir performansa sahip, mükemmel manyetik özelliklere sahip kalıcı bir mıknatıs malzemesidir. Samaryum kobalt manyetik özellikleri bakımından özellikle motor imalatına uygundur ancak yüksek fiyatı nedeniyle ağırlıklı olarak havacılık, uzay ve silahlar gibi askeri motorların ve ileri teknoloji alanlarındaki motorların araştırma ve geliştirmesinde kullanılmaktadır. yüksek performans ve fiyat ana faktör değildir.
NdFeB: NdFeB manyetik malzemesi, manyetik çelik olarak da bilinen neodimyum, demir oksit vb. alaşımıdır. Son derece yüksek manyetik enerji ürünü ve zorlayıcı kuvvete sahiptir. Aynı zamanda, yüksek enerji yoğunluğunun avantajları, NdFeB kalıcı mıknatıs malzemelerinin modern endüstride ve elektronik teknolojisinde yaygın olarak kullanılmasını sağlayarak aletler, elektroakustik motorlar, manyetik ayırma ve mıknatıslama gibi ekipmanların minyatürleştirilmesini, hafifletilmesini ve inceltilmesini mümkün kılar. Çok miktarda neodim ve demir içerdiğinden paslanması kolaydır. Yüzey kimyasal pasivasyonu şu anda en iyi çözümlerden biridir.
Korozyon direnci, maksimum çalışma sıcaklığı, işleme performansı, manyetiklik giderme eğrisi şekli,
Motorlarda yaygın olarak kullanılan sabit mıknatıslı malzemelerin fiyat karşılaştırması (Şekil)
2.Manyetik çelik şeklinin ve toleransının motor performansı üzerindeki etkisi
1. Manyetik çelik kalınlığının etkisi
İç veya dış manyetik devre sabitlendiğinde hava boşluğu azalır ve kalınlık arttıkça etkin manyetik akı artar. Bunun bariz tezahürü, aynı artık mıknatıslanma altında yüksüz hızın azalması ve yüksüz akımın azalması ve motorun maksimum verimliliğinin artmasıdır. Ancak motorun artan komütasyon titreşimi ve motorun nispeten daha dik verim eğrisi gibi dezavantajları da vardır. Bu nedenle, titreşimi azaltmak için motor manyetik çeliğinin kalınlığı mümkün olduğunca tutarlı olmalıdır.
2. Manyetik çelik genişliğinin etkisi
Yakın aralıklı fırçasız motor mıknatısları için toplam kümülatif boşluk 0,5 mm'yi aşamaz. Çok küçükse kurulmayacaktır. Çok büyükse motor titreyecek ve verimliliği azaltacaktır. Bunun nedeni, mıknatısın konumunu ölçen Hall elemanının konumunun, mıknatısın gerçek konumuna karşılık gelmemesi ve genişliğin tutarlı olması gerektiğidir, aksi takdirde motor düşük verimliliğe ve büyük titreşime sahip olacaktır.
Fırçalı motorlarda mıknatıslar arasında mekanik komütasyon geçiş bölgesi için ayrılmış belirli bir boşluk vardır. Bir boşluk olmasına rağmen çoğu üreticinin, motor mıknatısının doğru kurulum konumunu sağlamak amacıyla kurulumun doğruluğunu sağlamak için katı mıknatıs kurulum prosedürleri vardır. Mıknatısın genişliği aşarsa takılmayacaktır; Mıknatısın genişliği çok küçükse mıknatısın yanlış hizalanmasına neden olacak, motor daha fazla titreyecek ve verim düşecektir.
3. Manyetik çelik pah boyutunun ve pahsızlığın etkisi
Pahlama yapılmazsa, motorun manyetik alanının kenarındaki manyetik alanın değişim hızı büyük olacak ve motorun titreşimine neden olacaktır. Pah ne kadar büyük olursa titreşim o kadar küçük olur. Ancak pah kırma genellikle manyetik akıda belirli bir kayba neden olur. Bazı özellikler için, pah 0,8 olduğunda manyetik akı kaybı %0,5~1,5'tir. Düşük artık mıknatıslı fırçalanmış motorlar için, pah boyutunun uygun şekilde azaltılması, artık mıknatıslığın telafi edilmesine yardımcı olacaktır, ancak motorun titreşimi artacaktır. Genel olarak konuşursak, artık mıknatıslanma düşük olduğunda uzunluk yönündeki tolerans uygun şekilde genişletilebilir, bu da etkili manyetik akıyı belirli bir dereceye kadar artırabilir ve motorun performansını temelde değişmeden tutabilir.
3. Sabit mıknatıslı motorlara ilişkin notlar
1. Manyetik devre yapısı ve tasarım hesaplaması
Çeşitli kalıcı mıknatıslı malzemelerin manyetik özelliklerine, özellikle de nadir toprak kalıcı mıknatısların mükemmel manyetik özelliklerine tam anlamıyla yer vermek ve uygun maliyetli kalıcı mıknatıslı motorlar üretmek için, yapı ve tasarım hesaplama yöntemlerini basitçe uygulamak mümkün değildir. geleneksel sabit mıknatıslı motorlar veya elektromanyetik uyarma motorları. Manyetik devre yapısını yeniden analiz etmek ve geliştirmek için yeni tasarım konseptleri oluşturulmalıdır. Bilgisayar donanımı ve yazılım teknolojisinin hızla gelişmesinin yanı sıra elektromanyetik alan sayısal hesaplaması, optimizasyon tasarımı ve simülasyon teknolojisi gibi modern tasarım yöntemlerinin sürekli olarak geliştirilmesi ve motor akademik ve mühendislik topluluklarının ortak çabaları sayesinde atılımlar gerçekleştirilmiştir. Kalıcı mıknatıslı motorların tasarım teorisi, hesaplama yöntemleri, yapısal süreçleri ve kontrol teknolojilerinde yapılan, eksiksiz bir analiz ve araştırma yöntemleri seti oluşturan ve elektromanyetik alan sayısal hesaplamasını ve eşdeğer manyetik devre analitik çözümünü birleştiren bilgisayar destekli analiz ve tasarım yazılımı, ve sürekli olarak geliştirilmektedir.
2. Geri dönüşü olmayan manyetiklik giderme sorunu
Tasarım veya kullanım uygun değilse, sıcaklık çok yüksek (NdFeB kalıcı mıknatıs) veya çok düşük (ferrit kalıcı mıknatıs) olduğunda, darbe akımının neden olduğu armatür reaksiyonu altında, kalıcı mıknatıslı motor geri dönüşü olmayan demanyetizasyon veya demanyetizasyon üretebilir. veya motorun performansını düşürecek ve hatta onu kullanılamaz hale getirecek şiddetli mekanik titreşim altında. Bu nedenle, tasarım ve imalat sırasında ilgili önlemlerin alınabilmesi için, sabit mıknatıslı malzemelerin termal stabilitesini kontrol etmek ve çeşitli yapısal formların anti-demanyetizasyon yeteneklerini analiz etmek için motor üreticileri için uygun yöntem ve cihazların araştırılması ve geliştirilmesi gerekmektedir. kalıcı mıknatıslı motorun mıknatıslığını kaybetmemesini sağlamak için.
3.Maliyet Sorunları
Nadir toprak kalıcı mıknatıslar hala nispeten pahalı olduğundan, nadir toprak kalıcı mıknatıslı motorların maliyeti genellikle elektrikli uyarma motorlarından daha yüksektir; bu durumun, yüksek performansı ve işletme maliyetlerindeki tasarruflarla telafi edilmesi gerekir. Bilgisayar disk sürücüleri için ses bobinli motorlar gibi bazı durumlarda, NdFeB kalıcı mıknatısların kullanımı performansı artırır, hacmi ve kütleyi önemli ölçüde azaltır ve toplam maliyetleri azaltır. Tasarım yaparken, belirli kullanım durumlarına ve gereksinimlerine göre performans ve fiyat karşılaştırması yapmak, yapısal süreçlerde yenilik yapmak ve maliyetleri azaltmak için tasarımları optimize etmek gerekir.
Anhui Mingteng Kalıcı Mıknatıs Elektromekanik Equipment Co, Ltd (https://www.mingtengmotor.com/). Kalıcı mıknatıslı motor manyetik çeliğinin demanyetizasyon oranı yılda binde birden fazla değildir.
Şirketimizin sabit mıknatıslı motor rotorunun kalıcı mıknatıs malzemesi, yüksek manyetik enerji ürünü ve yüksek içsel zorlayıcı sinterlenmiş NdFeB'yi benimser ve geleneksel kaliteler N38SH, N38UH, N40UH, N42UH, vb.'dir. Şirketimizin yaygın olarak kullanılan bir kalitesi olan N38SH'yi alın örnek olarak: 38-, 38MGOe'nin maksimum manyetik enerji çarpımını temsil eder; SH, 150°C'lik maksimum sıcaklık direncini temsil eder. UH'nin maksimum sıcaklık direnci 180°C'dir. Şirket, manyetik çelik montajı için profesyonel takımlar ve kılavuz armatürler tasarladı ve monte edilen manyetik çeliğin polaritesini makul araçlarla niteliksel olarak analiz etti, böylece her bir yuva manyetik çeliğinin göreceli manyetik akı değeri yakındır, bu da manyetik simetriyi sağlar. devre ve manyetik çelik aksamın kalitesi.
Telif hakkı: Bu makale WeChat'in halka açık "bugünün motoru" numarasının yeniden basımıdır; orijinal bağlantı https://mp.weixin.qq.com/s/zZn3UsYZeDwicEDwIdsbPg
Bu yazı şirketimizin görüşlerini yansıtmamaktadır. Farklı görüşleriniz veya görüşleriniz varsa lütfen bizi düzeltin!
Gönderim zamanı: Ağu-30-2024