Kestomagneettimoottorien kehitys liittyy läheisesti kestomagneettimateriaalien kehitykseen. Kiina on ensimmäinen maa maailmassa, joka on löytänyt kestomagneettimateriaalien magneettiset ominaisuudet ja soveltanut niitä käytännössä. Yli 2000 vuotta sitten Kiina käytti kestomagneettimateriaalien magneettisia ominaisuuksia kompassien valmistukseen, joilla oli valtava rooli navigoinnissa, armeijassa ja muilla aloilla, ja siitä tuli yksi muinaisen Kiinan neljästä suuresta keksinnöstä.
Ensimmäinen moottori maailmassa, joka ilmestyi 1920-luvulla, oli kestomagneettimoottori, joka käytti kestomagneetteja herätemagneettikenttien luomiseen. Tuolloin käytetty kestomagneettimateriaali oli kuitenkin luonnonmagnetiittia (Fe3O4), jolla oli erittäin alhainen magneettisen energiatiheys. Siitä valmistettu moottori oli kooltaan suuri, ja se korvattiin pian sähköviritysmoottorilla.
Erilaisten moottoreiden nopean kehityksen ja virtamagnetoijien keksimisen myötä ihmiset ovat tehneet syvällistä tutkimusta kestomagneettisten materiaalien mekanismista, koostumuksesta ja valmistustekniikasta ja peräkkäin löytäneet erilaisia kestomagneettisia materiaaleja, kuten hiiliterästä, volframia. teräs (enimmäismagneettinen energiatuote noin 2,7 kJ/m3) ja kobolttiteräs (enimmäismagneettinen energiatuote noin 7,2 kJ/m3).
Erityisesti alumiininikkelikobolttikestomagneettien ilmestyminen 1930-luvulla (magneettinen energiatuote voi olla enintään 85 kJ/m3) ja ferriittikestomagneetti 1950-luvulla (maksimimagneettinen energiatuote voi olla 40 kJ/m3) ovat parantaneet huomattavasti magneettisia ominaisuuksia. , ja erilaiset mikro- ja pienet moottorit ovat alkaneet käyttää kestomagneettiviritystä. Kestomagneettimoottorien teho vaihtelee muutamasta milliwatista kymmeniin kilowatteihin. Niitä käytetään laajalti sotilas-, teollisuus- ja maataloustuotannossa ja jokapäiväisessä elämässä, ja niiden tuotanto on kasvanut dramaattisesti.
Vastaavasti tänä aikana on tehty läpimurtoja kestomagneettimoottorien suunnitteluteoriassa, laskentamenetelmissä, magnetoinnissa ja valmistustekniikassa muodostaen joukon analyysi- ja tutkimusmenetelmiä, joita kestomagneettityökaaviomenetelmä edustaa. AlNiCo-kestomagneettien pakkovoima on kuitenkin pieni (36-160 kA/m), eikä ferriittikestomagneettien remanenttimagneettinen tiheys ole suuri (0,2-0,44 T), mikä rajoittaa niiden käyttöaluetta moottoreissa.
Vasta 1960- ja 1980-luvuilla harvinaisten maametallien kobolttikestomagneetit ja neodyymirautaboorikestomagneetit (jota kutsutaan yhteisesti harvinaisten maametallien kestomagneeteiksi) ilmestyivät yksi toisensa jälkeen. Niiden erinomaiset magneettiset ominaisuudet, kuten suuri remanenttimagneettinen tiheys, suuri pakkovoima, korkea magneettinen energiatuote ja lineaarinen demagnetointikäyrä, sopivat erityisen hyvin moottoreiden valmistukseen, mikä vie kestomagneettimoottorien kehityksen uuteen historialliseen ajanjaksoon.
1. Pysyvät magneettiset materiaalit
Moottoreissa yleisesti käytettyjä kestomagneettimateriaaleja ovat sintratut magneetit ja sidotut magneetit, päätyypit ovat alumiininikkelikoboltti, ferriitti, samariumkoboltti, neodyymirautaboori jne.
Alnico: Alnico-kestomagneettimateriaali on yksi varhaisimmista laajalti käytetyistä kestomagneettimateriaaleista, ja sen valmistusprosessi ja tekniikka ovat suhteellisen kypsiä.
Pysyvä ferriitti: 1950-luvulla ferriitti alkoi kukoistaa, etenkin 1970-luvulla, kun hyvällä koersitiivisuudella ja magneettisella energiatehokkuudella varustettua strontiumferriittiä otettiin tuotantoon suuria määriä, mikä laajensi nopeasti pysyvän ferriitin käyttöä. Ei-metallisena magneettisena materiaalina ferriitillä ei ole haittoja, joita ovat helppo hapettuminen, alhainen Curie-lämpötila ja metallien kestomagneettimateriaalien korkeat kustannukset, joten se on erittäin suosittu.
Samariumkoboltti: Kestomagneettimateriaali, jolla on erinomaiset magneettiset ominaisuudet ja joka syntyi 1960-luvun puolivälissä ja jolla on erittäin vakaa suorituskyky. Samariumkoboltti soveltuu magneettisilta ominaisuuksiltaan erityisesti moottoreiden valmistukseen, mutta korkean hinnan vuoksi sitä käytetään pääasiassa sotilasmoottorien, kuten ilmailun, ilmailun ja aseiden, sekä moottoreiden tutkimuksessa ja kehittämisessä korkean teknologian aloilla, korkea suorituskyky ja hinta eivät ole tärkein tekijä.
NdFeB: NdFeB:n magneettinen materiaali on neodyymin, rautaoksidin jne. seos, joka tunnetaan myös magneettiteräksenä. Sillä on erittäin korkea magneettinen energiatuote ja pakkovoima. Samaan aikaan korkean energiatiheyden edut tekevät NdFeB-kestomagneettimateriaaleista laajalti käytössä modernissa teollisuudessa ja elektroniikkatekniikassa, mikä mahdollistaa laitteiden, kuten instrumenttien, sähköakustisten moottoreiden, magneettisen erotuksen ja magnetoinnin, pienentämisen, keventämisen ja ohuen. Koska se sisältää suuren määrän neodyymiä ja rautaa, se ruostuu helposti. Pintakemiallinen passivointi on yksi parhaista ratkaisuista tällä hetkellä.
Korroosionkestävyys, maksimi käyttölämpötila, käsittelyteho, demagnetointikäyrän muoto,
ja moottoreiden yleisesti käytettyjen kestomagneettimateriaalien hintavertailu (kuva)
2.Magneettisen teräksen muodon ja toleranssin vaikutus moottorin suorituskykyyn
1. Magneettisen teräksen paksuuden vaikutus
Kun sisä- tai ulompi magneettipiiri on kiinteä, ilmarako pienenee ja tehollinen magneettivuo kasvaa paksuuden kasvaessa. Ilmeinen ilmentymä on, että tyhjäkäyntinopeus laskee ja tyhjävirta pienenee saman jäännösmagnetismin alla, ja moottorin maksimihyötysuhde kasvaa. On kuitenkin myös haittoja, kuten moottorin lisääntynyt kommutaatiovärähtely ja moottorin suhteellisen jyrkempi hyötysuhde. Siksi moottorin magneettisen teräksen paksuuden tulisi olla mahdollisimman tasainen tärinän vähentämiseksi.
2. Magneettisen teräksen leveyden vaikutus
Lähietäisyydellä olevissa harjattomissa moottorimagneeteissa kumulatiivinen rako ei saa ylittää 0,5 mm. Jos se on liian pieni, sitä ei asenneta. Jos se on liian suuri, moottori tärisee ja vähentää tehokkuutta. Tämä johtuu siitä, että magneetin asentoa mittaavan Hall-elementin sijainti ei vastaa magneetin todellista sijaintia ja leveyden on oltava tasainen, muuten moottorin hyötysuhde on alhainen ja tärinä on suuri.
Harjatuissa moottoreissa magneettien välillä on tietty rako, joka on varattu mekaanisen kommutoinnin siirtymäalueelle. Vaikka aukko onkin olemassa, useimmilla valmistajilla on tiukat magneetin asennusmenettelyt asennuksen tarkkuuden varmistamiseksi moottorimagneetin tarkan asennusasennon varmistamiseksi. Jos magneetin leveys ylittää, sitä ei asenneta; jos magneetin leveys on liian pieni, se aiheuttaa magneetin kohdistuksen väärin, moottori värisee enemmän ja hyötysuhde heikkenee.
3. Magneettisen teräsviisteen koon ja ei-viisteen vaikutus
Jos viistettä ei tehdä, magneettikentän muutosnopeus moottorin magneettikentän reunalla on suuri, mikä aiheuttaa moottorin pulsaation. Mitä suurempi viiste, sitä pienempi tärinä. Viistotus aiheuttaa kuitenkin yleensä tietyn magneettivuon häviön. Joissakin määrityksissä magneettivuon häviö on 0,5–1,5 %, kun viiste on 0,8. Harjatuissa moottoreissa, joissa on pieni jäännösmagnetismi, viisteen koon sopiva pienentäminen auttaa kompensoimaan jäännösmagnetismia, mutta moottorin pulsaatio lisääntyy. Yleisesti ottaen, kun jäännösmagnetismi on alhainen, pituussuunnan toleranssia voidaan suurentaa sopivasti, mikä voi lisätä tehollista magneettivuoa tietyssä määrin ja pitää moottorin suorituskyvyn periaatteessa ennallaan.
3. Huomautuksia kestomagneettimoottoreista
1. Magneettipiirin rakenne ja suunnittelulaskenta
Erilaisten kestomagneettimateriaalien magneettisten ominaisuuksien, erityisesti harvinaisten maametallien kestomagneettien erinomaisten magneettisten ominaisuuksien hyödyntämiseksi ja kustannustehokkaiden kestomagneettimoottoreiden valmistamiseksi, ei ole mahdollista soveltaa yksinkertaisesti kestomagneettien rakenne- ja suunnittelulaskentamenetelmiä. perinteiset kestomagneettimoottorit tai sähkömagneettiset herätemoottorit. On luotava uusia suunnittelukonsepteja magneettipiirin rakenteen uudelleen analysoimiseksi ja parantamiseksi. Tietokonelaitteiston ja ohjelmistotekniikan nopean kehityksen sekä nykyaikaisten suunnittelumenetelmien, kuten sähkömagneettisen kentän numeerisen laskennan, optimointisuunnittelun ja simulointitekniikan jatkuvan parantamisen sekä moottoriakateemisten ja insinööriyhteisöjen yhteisten ponnistelujen ansiosta läpimurtoja on saavutettu. tehty kestomagneettimoottorien suunnitteluteoriassa, laskentamenetelmissä, rakenneprosesseissa ja ohjaustekniikoissa muodostaen kokonaisen analyysi- ja tutkimusmenetelmien sekä tietokoneavusteisen analyysi- ja suunnitteluohjelmiston, joka yhdistää sähkömagneettisen kentän numeerisen laskennan ja vastaava magneettipiirin analyyttinen ratkaisu, ja sitä parannetaan jatkuvasti.
2. Peruuttamaton demagnetointiongelma
Jos suunnittelu tai käyttö on virheellinen, kestomagneettimoottori voi aiheuttaa peruuttamattoman demagnetisoitumisen tai demagnetisoitumisen, kun lämpötila on liian korkea (NdFeB-kestomagneetti) tai liian alhainen (ferriittikestomagneetti), iskuvirran aiheuttaman ankkurireaktion alaisena, tai voimakkaan mekaanisen tärinän alla, mikä heikentää moottorin suorituskykyä ja tekee siitä jopa käyttökelvottoman. Siksi on tarpeen tutkia ja kehittää moottorivalmistajille sopivia menetelmiä ja laitteita kestomagneettimateriaalien lämpöstabiilisuuden tarkistamiseen sekä eri rakennemuotojen demagnetisoitumisen estokykyjen analysointia, jotta vastaavat toimenpiteet voidaan toteuttaa suunnittelun ja valmistuksen aikana. varmistaaksesi, että kestomagneettimoottori ei menetä magneettisuutta.
3. Kustannusongelmat
Koska harvinaisten maametallien kestomagneetit ovat edelleen suhteellisen kalliita, harvinaisten maametallien kestomagneettimoottorien kustannukset ovat yleensä korkeammat kuin sähköisten viritysmoottoreiden, mikä on kompensoitava sen korkealla suorituskyvyllä ja käyttökustannussäästöillä. Joissakin tapauksissa, kuten tietokoneiden levyasemien äänikelamoottoreissa, NdFeB-kestomagneettien käyttö parantaa suorituskykyä, vähentää merkittävästi äänenvoimakkuutta ja massaa sekä alentaa kokonaiskustannuksia. Suunnittelussa on tarpeen tehdä suorituskyvyn ja hinnan vertailu tiettyjen käyttötilanteiden ja vaatimusten perusteella sekä uudistaa rakenteellisia prosesseja ja optimoida suunnitelmia kustannusten alentamiseksi.
Anhui Mingteng kestomagneetti sähkömekaaniset laitteet Co., Ltd. (https://www.mingtengmotor.com/). Kestomagneettimoottorien magneettiteräksen demagnetointiaste on enintään tuhannesosa vuodessa.
Yrityksemme kestomagneettimoottorin roottorin kestomagneettimateriaalissa käytetään korkean magneettisen energian tuotetta ja korkean sisäisen koersitiivin sintrattua NdFeB:tä, ja tavanomaisia laatuja ovat N38SH, N38UH, N40UH, N42UH jne. Otetaan N38SH, yrityksemme yleisesti käytetty laatu. , esimerkkinä: 38- edustaa 38MGOe:n maksimimagneettista energiatuotetta; SH edustaa maksimilämpötilan kestoa 150 ℃. UH:n suurin lämpötilankesto on 180 ℃. Yritys on suunnitellut ammattimaiset työkalut ja ohjauskiinnikkeet magneettisten terästen kokoonpanoon ja laadullisesti analysoinut kootun magneettiteräksen napaisuuden kohtuullisin keinoin siten, että kunkin rakomagneettisen teräksen suhteellinen magneettivuon arvo on lähellä, mikä varmistaa magneettisen symmetrian. piiri ja magneettisen teräskokoonpanon laatu.
Tekijänoikeus: Tämä artikkeli on uusintapainos WeChatin julkisesta numerosta "tämän päivän moottori", alkuperäinen linkki https://mp.weixin.qq.com/s/zZn3UsYZeDwicEDwIdsbPg
Tämä artikkeli ei edusta yrityksemme näkemyksiä. Jos sinulla on erilaisia mielipiteitä tai näkemyksiä, oikaise meitä!
Postitusaika: 30.8.2024