Развојот на мотори со постојан магнет е тесно поврзан со развојот на материјали со постојан магнет. Кина е првата земја во светот која ги откри магнетните својства на материјалите со постојан магнет и ги применува во пракса. Пред повеќе од 2.000 години, Кина ги искористи магнетните својства на материјалите со постојан магнет за да направи компаси, кои одиграа огромна улога во навигацијата, воените и другите полиња и станаа еден од четирите големи пронајдоци на античка Кина.
Првиот мотор во светот, кој се појави во 1920-тите, беше мотор со постојан магнет кој користеше постојани магнети за да генерира магнетни полиња за возбудување. Меѓутоа, материјалот од постојан магнет што се користел во тоа време бил природниот магнетит (Fe3O4), кој имал многу мала густина на магнетна енергија. Моторот направен од него имаше големи димензии и набрзо беше заменет со моторот за електрично возбудување.
Со брзиот развој на различни мотори и пронаоѓањето на тековни магнетизери, луѓето спроведоа длабинско истражување за механизмот, составот и технологијата на производство на трајните магнетни материјали и последователно открија различни постојани магнетни материјали како што се јаглеродниот челик, волфрам челик (максимален производ на магнетна енергија од околу 2,7 kJ/m3), и кобалтен челик (максимален производ на магнетна енергија од околу 7,2 kJ/m3).
Поточно, појавата на трајните магнети од алуминиум никел кобалт во 1930-тите (максималниот производ на магнетна енергија може да достигне 85 kJ/m3) и феритни постојани магнети во 1950-тите (максималниот производ на магнетна енергија може да достигне 40 kJ/m3) значително ги подобрија магнетните својства , а различни микро и мали мотори почнаа да користат побудување на постојан магнет. Моќта на моторите со постојан магнет се движи од неколку миливати до десетици киловати. Тие се широко користени во военото, индустриското и земјоделското производство и секојдневниот живот, а нивното производство е драстично зголемено.
Соодветно, во текот на овој период, направени се откритија во теоријата на дизајнирање, методите на пресметување, магнетизацијата и технологијата на производство на мотори со постојан магнет, формирајќи збир на методи за анализа и истражување претставени со методот на дијаграм за работа со постојан магнет. Сепак, силата на принуда на постојаните магнети AlNiCo е мала (36-160 kA/m), а реманентната магнетна густина на постојаните магнети на феритни не е висока (0,2-0,44 T), што го ограничува нивниот опсег на примена кај моторите.
Дури во 1960-тите и 1980-тите, постојаните магнети од редок земјен кобалт и постојаните магнети од неодимиум железо-бор (колективно наречени постојани магнети за ретки земји) излегоа еден по друг. Нивните одлични магнетни својства на висока реманентна магнетна густина, висока принудна сила, производ со висока магнетна енергија и крива на линеарна демагнетизација се особено погодни за производство на мотори, со што се воведува развојот на моторите со постојан магнет во нов историски период.
1.Постојани магнетни материјали
Материјалите со постојан магнет што вообичаено се користат во моторите вклучуваат синтерувани магнети и сврзани магнети, главни типови се алуминиумски никел кобалт, ферит, самариум кобалт, неодимиум железен бор итн.
Алнико: Материјалот со постојан магнет Alnico е еден од најраните широко користени материјали со постојан магнет, а неговиот процес на подготовка и технологија се релативно зрели.
Постојан ферит: во 1950-тите, феритот почна да цвета, особено во 1970-тите, кога стронциум феритот со добра присилност и магнетни енергетски перформанси беше пуштен во производство во големи количини, брзо проширувајќи ја употребата на постојан ферит. Како неметален магнетен материјал, феритот ги нема недостатоците на лесната оксидација, ниската температура на Кири и високата цена на металните материјали со постојан магнет, па затоа е многу популарен.
Самариум кобалт: материјал со постојан магнет со одлични магнетни својства што се појави во средината на 1960-тите и има многу стабилни перформанси. Самариум кобалтот е особено погоден за производство на мотори во однос на магнетните својства, но поради неговата висока цена, главно се користи во истражувањето и развојот на воени мотори како што се авијацијата, воздушната и оружјата, како и мотори во високотехнолошки полиња каде високите перформанси и цената не се главниот фактор.
NdFeB: NdFeB магнетниот материјал е легура на неодимиум, железен оксид итн., познат и како магнетен челик. Има екстремно висока магнетна енергија производ и принудна сила. Во исто време, предностите на високата енергетска густина ги прават материјалите со постојан магнет NdFeB широко користени во модерната индустрија и електронската технологија, што овозможува минијатуризирање, осветлување и разредување на опремата како што се инструменти, електроакустични мотори, магнетно одвојување и магнетизација. Бидејќи содржи голема количина неодимиум и железо, лесно се рѓосува. Хемиската пасивација на површината е едно од најдобрите решенија во моментов.
Отпорност на корозија, максимална работна температура, перформанси на обработка, облик на крива на демагнетизација,
и споредба на цените на најчесто користените материјали со постојан магнет за мотори (Слика)
2.Влијанието на формата и толеранцијата на магнетниот челик врз перформансите на моторот
1. Влијание на дебелината на магнетниот челик
Кога внатрешното или надворешното магнетно коло е фиксирано, воздушниот јаз се намалува и ефективниот магнетен тек се зголемува кога дебелината се зголемува. Очигледната манифестација е дека брзината без оптоварување се намалува и струјата без оптоварување се намалува под истиот преостанат магнетизам, а максималната ефикасност на моторот се зголемува. Сепак, има и недостатоци, како што се зголемени вибрации на моторот и релативно поостра крива на ефикасност на моторот. Затоа, дебелината на магнетниот челик на моторот треба да биде што е можно поконзистентна за да се намалат вибрациите.
2.Влијание на ширината на магнетниот челик
За тесно распоредени моторни магнети без четкички, вкупната кумулативна празнина не може да надмине 0,5 mm. Ако е премногу мал, нема да се инсталира. Ако е преголем, моторот ќе вибрира и ќе ја намали ефикасноста. Тоа е затоа што положбата на елементот Хол што ја мери положбата на магнетот не одговара на вистинската положба на магнетот, а ширината мора да биде конзистентна, инаку моторот ќе има мала ефикасност и големи вибрации.
За четканите мотори, постои одреден јаз помеѓу магнетите, кој е резервиран за преодната зона на механичка комутација. Иако постои празнина, повеќето производители имаат строги процедури за инсталирање на магнети за да се обезбеди точност на инсталацијата со цел да се обезбеди точна позиција за инсталација на магнетот на моторот. Ако ширината на магнетот надминува, тој нема да се инсталира; ако ширината на магнетот е премала, тоа ќе предизвика погрешно усогласување на магнетот, моторот ќе вибрира повеќе, а ефикасноста ќе се намали.
3.Влијанието на големината на магнетниот челик и незаоблената
Ако не е направена бравата, брзината на промена на магнетното поле на работ на магнетното поле на моторот ќе биде голема, предизвикувајќи пулсирање на моторот. Колку е поголема бравата, толку е помала вибрацијата. Сепак, заобленоста генерално предизвикува одредена загуба на магнетниот тек. За некои спецификации, загубата на магнетниот флукс е 0,5-1,5% кога заобленоста е 0,8. За четкани мотори со низок резидуален магнетизам, соодветното намалување на големината на обвивката ќе помогне да се компензира преостанатиот магнетизам, но пулсирањето на моторот ќе се зголеми. Општо земено, кога преостанатиот магнетизам е низок, толеранцијата во насоката на должината може соодветно да се зголеми, што може да го зголеми ефективниот магнетен тек до одреден степен и да ги задржи перформансите на моторот во основа непроменети.
3. Забелешки за моторите со постојан магнет
1. Структура на магнетно коло и пресметка на дизајнот
Со цел да се даде целосна игра на магнетните својства на различни материјали со постојан магнет, особено одличните магнетни својства на трајните магнети од ретки земји, и да се произведуваат економични мотори со постојан магнет, не е можно едноставно да се примени структурата и методите за пресметување на дизајнот на традиционални мотори со постојан магнет или мотори со електромагнетно возбудување. Мора да се воспостават нови концепти за дизајн за повторно да се анализира и подобри структурата на магнетното коло. Со брзиот развој на компјутерскиот хардвер и софтверската технологија, како и континуираното подобрување на современите методи на дизајнирање како што се нумеричкото пресметување на електромагнетното поле, оптимизациониот дизајн и технологијата за симулација, како и преку заедничките напори на моторната академска и инженерска заедница, постигнати се откритија. направени во теоријата на дизајнирање, методите на пресметување, структурните процеси и технологиите за контрола на моторите со постојан магнет, формирајќи комплетен сет на методи за анализа и истражување и софтвер за анализа и дизајн со помош на компјутер кој комбинира нумеричка пресметка на електромагнетното поле и еквивалентно аналитичко решение на магнетно коло, и континуирано се подобрува.
2. Неповратен проблем со демагнетизација
Ако дизајнот или употребата е несоодветен, моторот со постојан магнет може да предизвика неповратна демагнетизација или демагнетизација, кога температурата е превисока (NdFeB постојан магнет) или премногу ниска (постојан магнет на феритни), под реакцијата на арматурата предизвикана од ударната струја, или под силни механички вибрации, што ќе ги намали перформансите на моторот, па дури и ќе го направи неупотреблив. Затоа, неопходно е да се проучат и развијат методи и уреди погодни за производителите на мотори да ја проверат термичката стабилност на материјалите со постојан магнет и да ги анализираат способностите против демагнетизација на различни структурни форми, за да може да се преземат соодветни мерки при дизајнирање и производство. за да се осигура дека моторот со постојан магнет не го губи магнетизмот.
3. Проблеми со трошоците
Бидејќи постојаните магнети за ретки земји се сè уште релативно скапи, цената на моторите со постојан магнет за ретки земји е генерално повисока од онаа на моторите за електрично возбудување, што треба да се компензира со неговите високи перформанси и заштеди во оперативните трошоци. Во некои прилики, како што се моторите за гласовни серпентина за компјутерски дискови, употребата на постојани магнети NdFeB ги подобрува перформансите, значително ги намалува волуменот и масата и ги намалува вкупните трошоци. При дизајнирање, неопходно е да се направи споредба на перформансите и цената врз основа на специфични прилики и барања за употреба, и да се иновираат структурните процеси и да се оптимизираат дизајните за да се намалат трошоците.
Анхуи Мингтенг Електромеханичка опрема со постојан магнет копродукции, Ltd.https://www.mingtengmotor.com/). Стапката на демагнетизација на магнетниот челик на моторот со постојан магнет не е поголема од една илјадити годишно.
Материјалот со постојан магнет на роторот на моторот со постојан магнет на нашата компанија усвојува производ со висока магнетна енергија и синтеруван NdFeB со висока внатрешна принудност, а конвенционалните оценки се N38SH, N38UH, N40UH, N42UH, итн. Земете N38SH, најчесто користена оценка на нашата компанија , како пример: 38- го претставува максималниот производ на магнетна енергија од 38MGOe; SH претставува максимална температурна отпорност од 150℃. UH има максимална отпорност на температура од 180℃. Компанијата дизајнираше професионален алат и водич за склопување на магнетен челик и квалитативно го анализираше поларитетот на собраниот магнетен челик со разумни средства, така што релативната вредност на магнетниот тек на секој магнетен челик е блиску, што ја обезбедува симетријата на магнетниот коло и квалитетот на магнетниот челичен склоп.
Авторски права: Оваа статија е повторно печатење на јавниот број WeChat „денешниот мотор“, оригиналната врска https://mp.weixin.qq.com/s/zZn3UsYZeDwicEDwIdsbPg
Оваа статија не ги претставува ставовите на нашата компанија. Доколку имате различни мислења или ставови, поправете не!
Време на објавување: 30.08.2024