Что такое моторные магниты?
Существует много видов двигателей, но принцип их работы один и тот же: магнитное поле формируется при создании электрической цепи, а взаимное преобразование электрической и кинетической энергии осуществляется за счет электромагнитной индукции.
Каковы преимущества двигателя с постоянными магнитами?
Двигатель с постоянными магнитами представляет собой энергосберегающий двигатель, отличающийся высокой эффективностью и простой конструкцией, магнитное поле которого формируется постоянными редкоземельными магнитами без магнитной катушки и тока возбуждения. По сравнению с традиционным двигателем возбуждения двигатель с постоянными магнитами обладает замечательными преимуществами: простой конструкцией, надежностью работы, небольшими размерами, легким весом, низкими потерями и высокой эффективностью, что широко используется в аэрокосмической отрасли, национальной обороне, промышленном и сельскохозяйственном производстве. и повседневная жизнь. С развитием высокоэффективных материалов с постоянными магнитами и быстрым развитием технологий управления применение двигателей с постоянными магнитами будет все шире и шире.
Что магниты двигателя ?
Магниты двигателей — это магниты, применяемые в различных типах двигателей и связанных с ними роторах и статорах с постоянными магнитами. Материалы магнитов двигателя включают ферритовые постоянные магниты, постоянные магниты AlNiCo, Постоянные магниты SMCO , Постоянные магниты NdFeB , и т. д. В соответствии с различными принципами конструкции двигателя и реальным применением форма магнитов двигателя относится к прямоугольнику, диску, дуге, кольцу, сегменту и т. д.
Какова связь между магнитами двигателя и двигателями с постоянными магнитами?
Разработка двигателя с постоянными магнитами тесно связана с разработкой двигателя с магнитом. Первый в мире двигатель, появившийся в 1820-х годах, представлял собой двигатель с постоянными магнитами, магнитное поле которого формировалось постоянными магнитами. Однако материалом для постоянных магнитов, использовавшимся в то время, была природная магнитная железная руда (Fe3O4). Из-за низких магнитных свойств двигатель из него был относительно громоздким и вскоре был заменен двигателем возбуждения.
С развитием науки и потребностями различных двигателей ученые провели углубленные исследования механизма, состава и технологии производства материалов с постоянными магнитами и последовательно открыли углеродистую сталь и вольфрамовую сталь ((BH)max 2,7 кДж/м3), кобальтовая сталь ((BH)max 7,2 кДж/м3) и другие материалы с постоянными магнитами. Различные микро- и небольшие двигатели снова изготавливаются из постоянных магнитов в качестве магнитов, особенно постоянные магниты AlNiCo в 1930-х годах (макс. (BH) может достигать 85 кДж/м3) и ферритовые постоянные магниты в 1950-х годах (макс. (BH) могут достигать 40 кДж). /м3) обладают улучшенными магнитными свойствами. Однако коэрцитивная сила постоянных магнитов AlNiCo невелика (Hcb: 36-160 кА/м), а плотность остаточной намагниченности ферритовых постоянных магнитов невелика (Br: 0,2-0,44 Тл), что ограничивает их применение в двигателях. Материалы для постоянных магнитов самария и кобальта появлялись до 1960-х годов. Интерметаллическое соединение SM2CO17, материал постоянного магнита, состоящий из редкоземельного элемента самария и металлического кобальта, циркония и железа, максимальная магнитная энергия которого может достигать примерно в 150 раз больше, чем у углеродистой стали, в 8–10 раз больше, чем у постоянного ферритового магнита, и в 3–10 раз больше, чем у постоянного ферритового магнита. В 5 раз больше, чем у постоянных магнитов AlNiCo. Благодаря преимуществам высокой остаточной плотности, высокой коэрцитивной силы, высокой магнитной энергии, низкого температурного коэффициента и стабильной магнитной силы, материал с постоянными магнитами SM2CO17 очень подходит для изготовления двигателей, особенно низкоскоростных моментных двигателей, пусковых двигателей, датчиков и магнитные системы, такие как магнитные подшипники, а их недостатки заключаются в том, что изделия хрупкие и имеют высокую стоимость. Какими бы ни были недостатки, появление материалов с постоянными магнитами SMCO привело развитие двигателей с постоянными магнитами к новому историческому периоду. В 1980-х годах появилось третье поколение редкоземельных материалов для постоянных магнитов, в которых ND2FE14B является основной фазой материала постоянного магнита NdFeB с небольшим количеством фазы, богатой неодимом, и имеет более высокие остаточную магнитную индукцию, коэрцитивную силу и максимальный энергетический продукт, чем постоянный самарий-кобальт. магнитные материалы. Это самый популярный магнитный материал, используемый в двигателях с постоянными магнитами, обладающий хорошими механическими свойствами и низкой плотностью сплава, что позволяет изготавливать легкие, тонкие, небольшие и сверхминиатюрные магнитные компоненты. Однако из-за более высокого магнитного температурного коэффициента и меньшей коррозионной стойкости его применение в условиях высоких температур и суровых условий ограничено.
Каковы преимущества редкоземельных магнитов для двигателей?
Вышеупомянутые преимущества магнитов двигателя: высокая плотность остаточной намагниченности, высокая коэрцитивная сила и продукт с высокой энергией, что делает двигатели с постоянными магнитами меньше и легче, при этом эффективность двигателя не снижается или даже увеличивается. Кроме того, по сравнению с обычными двигателями, двигатели с редкоземельными постоянными магнитами не имеют катушки и железного сердечника, не теряют энергии, не нагреваются, имеют меньший размер и вес и более высокую эффективность, что является идеальной заменой обычных двигателей. Двигатели с редкоземельными постоянными магнитами в автомобильной промышленности уже заменили традиционные двигатели, что позволяет уменьшить объем на 40–70%, повысить эффективность более чем на 50% и сэкономить медь и электричество.
Его замечательный энергосберегающий эффект и преимущества сокращения выбросов углекислого газа соответствуют общей тенденции энергосбережения и защиты окружающей среды в мире. Таким образом, высокоэффективные двигатели с редкоземельными постоянными магнитами в больших количествах заменяют традиционные двигатели, а также потребность в постоянных магнитах с прямым приводом, ветрогенераторах, энергосберегающих бытовых приборах, энергосберегающих лифтах, инверторных кондиционерах, гибридных транспортных средствах, Новые энергетические транспортные средства и высокоэффективные двигатели для железнодорожного транспорта переживают бум. Огромный спрос все еще растет, и новые материалы по-прежнему недоступны с точки зрения требований к миниатюризации устройств, таких как двигатель звуковой катушки жесткого диска (VCM), двигатель оптического привода/плеера DVD, вибродвигатель мобильного телефона, небольшие и легкие автомобили.
Поэтому в настоящее время в двигателях широко используются редкоземельные магниты, и спрос на них постоянно растет.
Как выбрать магниты для двигателя?
При выборе магнитов двигателя мы должны начать с изучения следующих аспектов:
Какова связь между производительностью двигателя с постоянными магнитами и остаточной намагниченностью магнитов двигателя?
Короче говоря, чем большую остаточную намагниченность имеет магнит двигателя, тем большую магнитную силу будет иметь магнит. Для двигателя постоянного тока с постоянными магнитами при тех же параметрах обмотки и условиях испытаний, чем выше магнитная сила, тем ниже будут скорость холостого хода и ток холостого хода, и чем больше максимальный крутящий момент, тем выше будет эффективность. иметь. В реальных испытаниях стандартная остаточная намагниченность магнитов двигателя обычно оценивается по уровню скорости холостого хода и максимальному крутящему моменту.
Как действует принуждение （Хчж ）магнитов двигателя влияют на производительность двигателя?
Рабочая температура влияет на ход обратного размагничивания в процессе эксплуатации. С точки зрения конструкции двигателя, чем выше коэрцитивная сила магнита двигателя, тем сильнее будет способность противостоять обратному размагничиванию, нет смысла отдавать предпочтение определенной высокой коэрцитивной силе, поскольку другие компоненты двигателя не смогут работать. стабильно при более высокой температуре. Таким образом, в зависимости от требуемых характеристик двигателя стоимость производства двигателя снижается за счет уменьшения толщины магнитов двигателя. Напротив, чем меньше коэрцитивная сила, тем больше должна быть толщина магнитов для увеличения сопротивления обратному размагничиванию.
Как выглядит квадратность （СТАВКА Hk/Hcj ）Магниты двигателя влияют на производительность двигателя?
Прямоугольность （СТАВКА Hk/Hcj ）Магнита двигателя определяет прямолинейность тестовой кривой работы двигателя в экстремальных условиях. Чем лучше прямоугольность, тем выше будет рабочий предел двигателя. При тех же рабочих пределах, чем лучше прямоугольность, тем выше стабильность двигателя. В зависимости от требуемых условий применения стоимость приобретения магнитов снижается за счет уменьшения длины магнита.
Какое влияние оказывает стабильность работы магнитов двигателя на двигатели?
Двигатель с постоянными магнитами обычно имеет внутри несколько пар магнитов. Если остаточная намагниченность каждого магнита разная, то есть магнитный поток каждого магнита становится неоднородным, двигатель будет трястись из-за асимметричного крутящего момента, а звук работы двигателей будет намного громче. Если согласованность коэрцитивной силы неудовлетворительна, особенно коэрцитивная сила некоторых магнитов слишком мала, скорость обратного размагничивания будет намного выше, и в конечном итоге двигатель будет трястись, поскольку магнитный поток каждого магнита станет неоднородным.
Как выбрать класс термостойкости магнитов двигателя?
Это зависит от фактической температуры окружающей среды, в которой работает двигатель, и нормально, если она не превышает температурный предел. Размагничивание происходит, если рабочая температура превышает допустимую, что приводит к сбою в работе двигателя, вызванному исчезновением магнитного поля. Поэтому класс термостойкости магнитов двигателя обычно выше расчетного.
Заключение:
В соответствии с общей тенденцией энергосбережения и защиты окружающей среды в мире промышленное производство редкоземельных постоянных магнитов для двигателей с высокой остаточной плотностью, высокой коэрцитивной силой и высокой магнитной силой является важной предпосылкой для крупномасштабного применения двигателей с постоянными магнитами.
21 апреля 2022 г. Автор: Мэг Спринг ® – Эксперт по зеленым магнитным решениям
ТЕГИ: Что такое магниты двигателя? Каковы преимущества редкоземельных магнитов для двигателей? Как выбрать магниты для двигателя? магниты двигателя,
