Utviklingen av permanentmagnetmotorer er nært knyttet til utviklingen av permanentmagnetmaterialer. Kina er det første landet i verden som oppdager de magnetiske egenskapene til permanentmagnetmaterialer og bruker dem i praksis. For mer enn 2000 år siden brukte Kina de magnetiske egenskapene til permanentmagnetmaterialer til å lage kompasser, som spilte en stor rolle i navigasjon, militære og andre felt, og ble en av de fire store oppfinnelsene i det gamle Kina.
Den første motoren i verden, som dukket opp på 1920-tallet, var en permanentmagnetmotor som brukte permanentmagneter til å generere eksitasjonsmagnetiske felt. Imidlertid var permanentmagnetmaterialet som ble brukt på den tiden naturlig magnetitt (Fe3O4), som hadde en svært lav magnetisk energitetthet. Motoren laget av den var stor i størrelse og ble snart erstattet av den elektriske magnetiseringsmotoren.
Med den raske utviklingen av forskjellige motorer og oppfinnelsen av nåværende magnetisatorer, har folk utført grundig forskning på mekanismen, sammensetningen og produksjonsteknologien til permanente magnetiske materialer, og har suksessivt oppdaget en rekke permanente magnetiske materialer som karbonstål, wolfram stål (maksimalt magnetisk energiprodukt på ca. 2,7 kJ/m3), og koboltstål (maksimalt magnetisk energiprodukt på ca. 7,2 kJ/m3).
Spesielt utseendet til permanentmagneter av aluminium-nikkel-kobolt på 1930-tallet (maksimalt magnetisk energiprodukt kan nå 85 kJ/m3) og ferrittpermanentmagneter på 1950-tallet (maksimalt magnetisk energiprodukt kan nå 40 kJ/m3) har sterkt forbedrede magnetiske egenskaper , og forskjellige mikro- og småmotorer har begynt å bruke permanentmagneteksitasjon. Kraften til permanentmagnetmotorer varierer fra noen få milliwatt til titalls kilowatt. De er mye brukt i militær-, industri- og landbruksproduksjon og dagligliv, og produksjonen deres har økt dramatisk.
Tilsvarende har det i løpet av denne perioden blitt gjort gjennombrudd i designteorien, beregningsmetoder, magnetisering og produksjonsteknologi for permanentmagnetmotorer, og danner et sett med analyse- og forskningsmetoder representert av metoden med permanentmagnet arbeidsdiagramdiagram. Imidlertid er tvangskraften til AlNiCo permanentmagneter lav (36-160 kA/m), og den remanente magnetiske tettheten til ferrittpermanentmagneter er ikke høy (0,2-0,44 T), noe som begrenser deres bruksområde i motorer.
Det var ikke før på 1960- og 1980-tallet at permanentmagneter av sjeldne jordarter og permanentmagneter i neodymjernbor (samlet referert til som permanente magneter av sjeldne jordarter) kom ut etter hverandre. Deres utmerkede magnetiske egenskaper med høy remanent magnetisk tetthet, høy tvangskraft, høymagnetisk energiprodukt og lineær demagnetiseringskurve er spesielt egnet for produksjon av motorer, og fører dermed utviklingen av permanentmagnetmotorer inn i en ny historisk periode.
1.Permanente magnetiske materialer
De permanente magnetmaterialene som vanligvis brukes i motorer inkluderer sintrede magneter og bundne magneter, hovedtypene er aluminium nikkelkobolt, ferritt, samariumkobolt, neodymjernbor, etc.
Alnico: Alnico permanentmagnetmateriale er et av de tidligste mye brukte permanentmagnetmaterialene, og forberedelsesprosessen og teknologien er relativt moden.
Permanent ferritt: På 1950-tallet begynte ferritt å blomstre, spesielt på 1970-tallet, da strontiumferritt med god koercivitet og magnetisk energiytelse ble satt i produksjon i store mengder, noe som raskt utvidet bruken av permanent ferritt. Som et ikke-metallisk magnetisk materiale har ikke ferritt ulempene med enkel oksidasjon, lav Curie-temperatur og høye kostnader for metall permanentmagnetmaterialer, så det er veldig populært.
Samarium kobolt: Et permanent magnetmateriale med utmerkede magnetiske egenskaper som dukket opp på midten av 1960-tallet og har meget stabil ytelse. Samarium kobolt er spesielt egnet for produksjon av motorer når det gjelder magnetiske egenskaper, men på grunn av sin høye pris brukes det hovedsakelig i forskning og utvikling av militære motorer som luftfart, romfart og våpen, og motorer innen høyteknologiske felt der høy ytelse og pris er ikke hovedfaktoren.
NdFeB: NdFeB magnetisk materiale er en legering av neodym, jernoksid, etc., også kjent som magnetisk stål. Den har ekstremt høy magnetisk energiprodukt og tvangskraft. Samtidig gjør fordelene med høy energitetthet NdFeB permanentmagnetmaterialer mye brukt i moderne industri og elektronisk teknologi, noe som gjør det mulig å miniatyrisere, lette og tynne utstyr som instrumenter, elektroakustiske motorer, magnetisk separasjon og magnetisering. Fordi den inneholder en stor mengde neodym og jern, er den lett å ruste. Overflatekjemisk passivering er en av de beste løsningene for tiden.
Korrosjonsmotstand, maksimal driftstemperatur, prosessytelse, demagnetiseringskurveform,
og prissammenligning av vanlige permanentmagnetmaterialer for motorer (figur)
2.Påvirkningen av magnetisk stålform og toleranse på motorytelse
1. Påvirkning av magnetisk ståltykkelse
Når den indre eller ytre magnetiske kretsen er fiksert, reduseres luftgapet og den effektive magnetiske fluksen øker når tykkelsen øker. Den åpenbare manifestasjonen er at tomgangshastigheten avtar og tomgangsstrømmen avtar under samme restmagnetisme, og motorens maksimale effektivitet øker. Det er imidlertid også ulemper, som økt kommutasjonsvibrasjon av motoren og en relativt brattere virkningskurve for motoren. Derfor bør tykkelsen på det magnetiske motorstålet være så konsistent som mulig for å redusere vibrasjoner.
2. Påvirkning av magnetisk stålbredde
For tett plasserte børsteløse motormagneter kan det totale kumulative gapet ikke overstige 0,5 mm. Hvis den er for liten, blir den ikke installert. Hvis den er for stor, vil motoren vibrere og redusere effektiviteten. Dette er fordi posisjonen til Hall-elementet som måler posisjonen til magneten ikke samsvarer med den faktiske posisjonen til magneten, og bredden må være konsistent, ellers vil motoren ha lav virkningsgrad og stor vibrasjon.
For børstede motorer er det et visst gap mellom magnetene, som er reservert for overgangssonen for mekanisk kommutering. Selv om det er et gap, har de fleste produsenter strenge magnetinstallasjonsprosedyrer for å sikre installasjonsnøyaktigheten for å sikre den nøyaktige installasjonsposisjonen til motormagneten. Hvis bredden på magneten overskrider, vil den ikke bli installert; hvis bredden på magneten er for liten, vil det føre til at magneten blir feiljustert, motoren vil vibrere mer og effektiviteten reduseres.
3. Påvirkningen av magnetisk stålfas størrelse og ikke-fasing
Hvis fasingen ikke er utført, vil endringshastigheten til magnetfeltet ved kanten av motorens magnetfelt være stor, noe som forårsaker motorens pulsering. Jo større avfasning, jo mindre vibrasjon. Imidlertid forårsaker avfasing generelt et visst tap i magnetisk fluks. For noen spesifikasjoner er det magnetiske flukstapet 0,5~1,5% når avfasningen er 0,8. For børstede motorer med lav restmagnetisme vil passende reduksjon av størrelsen på fasingen bidra til å kompensere for restmagnetismen, men motorens pulsering vil øke. Generelt sett, når restmagnetismen er lav, kan toleransen i lengderetningen forstørres passende, noe som kan øke den effektive magnetiske fluksen til en viss grad og holde motorens ytelse i utgangspunktet uendret.
3. Merknader om permanentmagnetmotorer
1. Magnetisk kretsstruktur og designberegning
For å gi fullt spill til de magnetiske egenskapene til forskjellige permanentmagnetmaterialer, spesielt de utmerkede magnetiske egenskapene til permanente magneter med sjeldne jordarter, og produsere kostnadseffektive permanentmagnetmotorer, er det ikke mulig å bare bruke struktur- og designberegningsmetodene til tradisjonelle permanentmagnetmotorer eller elektromagnetiske eksitasjonsmotorer. Nye designkonsepter må etableres for å re-analysere og forbedre den magnetiske kretsstrukturen. Med den raske utviklingen av maskinvare- og programvareteknologi, samt kontinuerlig forbedring av moderne designmetoder som numerisk beregning av elektromagnetiske felt, optimaliseringsdesign og simuleringsteknologi, og gjennom felles innsats fra motorakademiske og ingeniørmiljøer, har gjennombrudd blitt laget i designteori, beregningsmetoder, strukturelle prosesser og kontrollteknologier for permanentmagnetmotorer, og danner et komplett sett med analyse- og forskningsmetoder og datastøttet analyse og designprogramvare som kombinerer numerisk beregning av elektromagnetiske felt og tilsvarende analytisk løsning for magnetiske kretser, og blir kontinuerlig forbedret.
2. Irreversibelt avmagnetiseringsproblem
Hvis designet eller bruken er feil, kan permanentmagnetmotoren produsere irreversibel demagnetisering, eller demagnetisering, når temperaturen er for høy (NdFeB permanentmagnet) eller for lav (permanentmagnet med ferritt), under ankerreaksjonen forårsaket av slagstrømmen, eller under kraftig mekanisk vibrasjon, noe som vil redusere ytelsen til motoren og til og med gjøre den ubrukelig. Derfor er det nødvendig å studere og utvikle metoder og enheter som er egnet for motorprodusenter for å kontrollere den termiske stabiliteten til permanentmagnetmaterialer, og å analysere anti-demagnetiseringsevnene til ulike strukturelle former, slik at tilsvarende tiltak kan tas under design og produksjon. for å sikre at permanentmagnetmotoren ikke mister magnetisme.
3. Kostnadsproblemer
Siden permanentmagneter med sjeldne jordarter fortsatt er relativt dyre, er kostnadene for permanente magnetmotorer med sjeldne jordarter generelt høyere enn for elektriske magnetiseringsmotorer, som må kompenseres med høy ytelse og besparelser i driftskostnader. I noen tilfeller, for eksempel talespolemotorer for datamaskindiskstasjoner, forbedrer bruken av NdFeB permanente magneter ytelsen, reduserer volum og masse betydelig, og reduserer de totale kostnadene. Ved design er det nødvendig å foreta en sammenligning av ytelse og pris basert på spesifikke brukssituasjoner og krav, og å innovere strukturelle prosesser og optimalisere design for å redusere kostnadene.
Anhui Mingteng Permanent Magnet Electromechanical Equipment Co., Ltd. (https://www.mingtengmotor.com/). Avmagnetiseringshastigheten til magnetisk stål med permanent magnetmotor er ikke mer enn en tusendel per år.
Permanentmagnetmaterialet til permanentmagnetmotorrotoren til vårt firma tar i bruk høymagnetisk energiprodukt og sintret NdFeB med høy egenkoercivitet, og de konvensjonelle karakterene er N38SH, N38UH, N40UH, N42UH, etc. Ta N38SH, en vanlig brukt klasse av vårt firma , som et eksempel: 38- representerer det maksimale magnetiske energiproduktet til 38MGOe; SH representerer maksimal temperaturmotstand på 150 ℃. UH har en maksimal temperaturmotstand på 180 ℃. Selskapet har designet profesjonelle verktøy- og styrearmaturer for magnetisk stålmontering, og kvalitativt analysert polariteten til det sammensatte magnetiske stålet med rimelige midler, slik at den relative magnetiske fluksverdien til hvert spormagnetisk stål er nær, noe som sikrer symmetrien til det magnetiske stålet. krets og kvaliteten på magnetisk stål montering.
Copyright: Denne artikkelen er et opptrykk av det offentlige WeChat-nummeret "dagens motor", den originale lenken https://mp.weixin.qq.com/s/zZn3UsYZeDwicEDwIdsbPg
Denne artikkelen representerer ikke vårt selskaps synspunkter. Hvis du har ulike meninger eller synspunkter, vennligst korriger oss!
Innleggstid: 30. august 2024