Udviklingen af permanentmagnetmotorer er tæt forbundet med udviklingen af permanentmagnetmaterialer. Kina er det første land i verden, der opdager de magnetiske egenskaber af permanentmagnetmaterialer og anvender dem i praksis. For mere end 2.000 år siden brugte Kina de magnetiske egenskaber af permanentmagnetmaterialer til at lave kompasser, som spillede en stor rolle inden for navigation, militære og andre områder, og blev en af de fire store opfindelser i det gamle Kina.
Den første motor i verden, som dukkede op i 1920'erne, var en permanent magnetmotor, der brugte permanente magneter til at generere magnetiske excitationsfelter. Men det permanente magnetmateriale, der blev brugt på det tidspunkt, var naturlig magnetit (Fe3O4), som havde en meget lav magnetisk energitæthed. Motoren lavet af den var stor i størrelse og blev snart erstattet af den elektriske excitationsmotor.
Med den hurtige udvikling af forskellige motorer og opfindelsen af nuværende magnetisatorer har folk foretaget dybtgående forskning i mekanismen, sammensætningen og fremstillingsteknologien af permanente magnetiske materialer og har successivt opdaget en række permanente magnetiske materialer såsom kulstofstål, wolfram stål (maksimalt magnetisk energiprodukt på ca. 2,7 kJ/m3), og koboltstål (maksimalt magnetisk energiprodukt på ca. 7,2 kJ/m3).
Især udseendet af aluminium nikkel kobolt permanente magneter i 1930'erne (maksimalt magnetisk energiprodukt kan nå 85 kJ/m3) og ferrit permanente magneter i 1950'erne (maksimalt magnetisk energiprodukt kan nå 40 kJ/m3) har stærkt forbedrede magnetiske egenskaber , og forskellige mikro- og småmotorer er begyndt at bruge permanentmagnetisk excitation. Effekten af permanentmagnetmotorer spænder fra nogle få milliwatt til titusvis af kilowatt. De er meget udbredt i militær-, industri- og landbrugsproduktion og dagligdag, og deres produktion er steget dramatisk.
Tilsvarende er der i denne periode sket gennembrud i designteorien, beregningsmetoderne, magnetiserings- og fremstillingsteknologien for permanentmagnetmotorer, der danner et sæt analyse- og forskningsmetoder repræsenteret af metoden med permanent magnet arbejdsdiagram diagrammet. AlNiCo-permanentmagneternes tvangskraft er dog lav (36-160 kA/m), og den remanente magnetiske tæthed af ferritpermanentmagneter er ikke høj (0,2-0,44 T), hvilket begrænser deres anvendelsesområde i motorer.
Det var først i 1960'erne og 1980'erne, at sjældne jordarters kobolt permanente magneter og neodymjern bor permanente magneter (samlet omtalt som sjældne jordarters permanente magneter) kom ud efter hinanden. Deres fremragende magnetiske egenskaber med høj remanent magnetisk tæthed, høj tvangskraft, højmagnetisk energiprodukt og lineær afmagnetiseringskurve er særligt velegnede til fremstilling af motorer, hvilket indleder udviklingen af permanentmagnetmotorer i en ny historisk periode.
1.Permanente magnetiske materialer
De permanentmagnetmaterialer, der almindeligvis anvendes i motorer, omfatter sintrede magneter og bundne magneter, hovedtyperne er aluminium nikkel cobalt, ferrit, samarium cobalt, neodym jernbor osv.
Alnico: Alnico permanentmagnetmateriale er et af de tidligste udbredte permanentmagnetmaterialer, og dets forberedelsesproces og teknologi er relativt moden.
Permanent ferrit: I 1950'erne begyndte ferrit at blomstre, især i 1970'erne, hvor strontiumferrit med god koercitivitet og magnetisk energiydelse blev sat i produktion i store mængder, hvilket hurtigt udvidede brugen af permanent ferrit. Som et ikke-metallisk magnetisk materiale har ferrit ikke ulemperne ved let oxidation, lav Curie-temperatur og høje omkostninger ved metal permanentmagnetmaterialer, så det er meget populært.
Samarium kobolt: Et permanent magnetmateriale med fremragende magnetiske egenskaber, der opstod i midten af 1960'erne og har meget stabil ydeevne. Samarium-kobolt er særligt velegnet til fremstilling af motorer med hensyn til magnetiske egenskaber, men på grund af sin høje pris bruges det hovedsageligt til forskning og udvikling af militære motorer såsom luftfart, rumfart og våben, og motorer inden for højteknologiske områder, hvor høj ydeevne og pris er ikke hovedfaktoren.
NdFeB: NdFeB magnetisk materiale er en legering af neodym, jernoxid osv., også kendt som magnetisk stål. Det har ekstremt højt magnetisk energiprodukt og tvangskraft. Samtidig gør fordelene ved høj energitæthed NdFeB permanentmagnetmaterialer meget udbredt i moderne industri og elektronisk teknologi, hvilket gør det muligt at miniaturisere, lette og fortynde udstyr såsom instrumenter, elektroakustiske motorer, magnetisk adskillelse og magnetisering. Fordi den indeholder en stor mængde neodym og jern, er den let at ruste. Overfladekemisk passivering er en af de bedste løsninger på nuværende tidspunkt.
Korrosionsbestandighed, maksimal driftstemperatur, behandlingsydelse, afmagnetiseringskurveform,
og prissammenligning af almindeligt anvendte permanentmagnetmaterialer til motorer (figur)
2.Indflydelsen af magnetisk stålform og tolerance på motorens ydeevne
1. Indflydelse af magnetisk ståltykkelse
Når det indre eller ydre magnetiske kredsløb er fikseret, mindskes luftgabet, og den effektive magnetiske flux øges, når tykkelsen øges. Den åbenlyse manifestation er, at tomgangshastigheden falder, og tomgangsstrømmen falder under den samme restmagnetisme, og motorens maksimale effektivitet øges. Der er dog også ulemper, såsom øget kommuteringsvibration af motoren og en relativt stejlere virkningsgradskurve for motoren. Derfor bør tykkelsen af det magnetiske motorstål være så konsistent som muligt for at reducere vibrationer.
2. Indflydelse af magnetisk stålbredde
For tæt anbragte børsteløse motormagneter må den samlede kumulative afstand ikke overstige 0,5 mm. Hvis den er for lille, bliver den ikke installeret. Hvis den er for stor, vil motoren vibrere og reducere effektiviteten. Det skyldes, at positionen af Hall-elementet, der måler magnetens position, ikke svarer til magnetens faktiske position, og bredden skal være konsistent, ellers vil motoren have lav virkningsgrad og store vibrationer.
For børstede motorer er der et vist mellemrum mellem magneterne, som er reserveret til den mekaniske kommuteringsovergangszone. Selvom der er et hul, har de fleste producenter strenge magnetinstallationsprocedurer for at sikre installationsnøjagtigheden for at sikre den nøjagtige installationsposition af motormagneten. Hvis bredden af magneten overstiger, vil den ikke blive installeret; hvis bredden af magneten er for lille, vil det medføre, at magneten bliver forkert justeret, motoren vil vibrere mere, og effektiviteten vil blive reduceret.
3. Påvirkningen af magnetisk stål affasning størrelse og ikke-affasning
Hvis affasningen ikke udføres, vil ændringshastigheden af magnetfeltet ved kanten af motorens magnetfelt være stor, hvilket forårsager motorens pulsering. Jo større affasning, jo mindre vibration. Imidlertid forårsager affasning generelt et vist tab i magnetisk flux. For nogle specifikationer er det magnetiske fluxtab 0,5~1,5%, når affasningen er 0,8. For børstede motorer med lav restmagnetisme vil en passende reduktion af affasningens størrelse hjælpe med at kompensere for den resterende magnetisme, men motorens pulsering vil stige. Generelt kan man sige, at når restmagnetismen er lav, kan tolerancen i længderetningen forstørres passende, hvilket kan øge den effektive magnetiske flux til en vis grad og holde motorens ydeevne stort set uændret.
3.Noter om permanentmagnetmotorer
1. Magnetisk kredsløbsstruktur og designberegning
For at give fuldt ud spil til de magnetiske egenskaber af forskellige permanentmagnetmaterialer, især de fremragende magnetiske egenskaber af sjældne jordarters permanente magneter, og fremstille omkostningseffektive permanentmagnetmotorer, er det ikke muligt blot at anvende struktur- og designberegningsmetoderne for traditionelle permanentmagnetmotorer eller elektromagnetiske excitationsmotorer. Nye designkoncepter skal etableres for at genanalysere og forbedre den magnetiske kredsløbsstruktur. Med den hurtige udvikling af computerhardware og softwareteknologi samt den kontinuerlige forbedring af moderne designmetoder såsom numerisk beregning af elektromagnetiske felter, optimeringsdesign og simuleringsteknologi, og gennem den fælles indsats fra de motorakademiske og ingeniørsamfund, er gennembrud blevet lavet i designteori, beregningsmetoder, strukturelle processer og kontrolteknologier af permanentmagnetmotorer, der danner et komplet sæt af analyse- og forskningsmetoder og computerstøttet analyse- og designsoftware, der kombinerer numerisk beregning af elektromagnetiske felter og tilsvarende magnetisk kredsløbsanalyseløsning, og bliver løbende forbedret.
2. Irreversibelt afmagnetiseringsproblem
Hvis designet eller brugen er forkert, kan permanentmagnetmotoren producere irreversibel afmagnetisering eller afmagnetisering, når temperaturen er for høj (NdFeB permanentmagnet) eller for lav (permanentmagnet fra ferrit), under ankerreaktionen forårsaget af stødstrømmen, eller under kraftige mekaniske vibrationer, som vil reducere motorens ydeevne og endda gøre den ubrugelig. Derfor er det nødvendigt at studere og udvikle metoder og enheder, der er egnede til motorproducenter til at kontrollere den termiske stabilitet af permanentmagnetmaterialer og at analysere anti-demagnetiseringsevnerne af forskellige strukturelle former, således at tilsvarende foranstaltninger kan træffes under design og fremstilling. for at sikre, at permanentmagnetmotoren ikke mister magnetisme.
3. Omkostningsproblemer
Da sjældne jordarters permanente magneter stadig er relativt dyre, er omkostningerne ved sjældne jordarters permanente magnetmotorer generelt højere end for elektriske excitationsmotorer, hvilket skal kompenseres af dets høje ydeevne og besparelser i driftsomkostninger. I nogle tilfælde, såsom talespolemotorer til computerdiskdrev, forbedrer brugen af NdFeB permanente magneter ydeevnen, reducerer volumen og massen betydeligt og reducerer de samlede omkostninger. Ved design er det nødvendigt at foretage en sammenligning af ydeevne og pris baseret på specifikke brugsforhold og krav, og at innovere strukturelle processer og optimere design for at reducere omkostningerne.
Anhui Mingteng Permanent Magnet Electromechanical Equipment Co., Ltd. (https://www.mingtengmotor.com/). Afmagnetiseringshastigheden af magnetisk stål med permanent magnetmotor er ikke mere end en tusindedel om året.
Permanentmagnetmaterialet i vores firmas permanentmagnetmotorrotor anvender højmagnetisk energiprodukt og sintrede NdFeB med høj iboende koercivitet, og de konventionelle kvaliteter er N38SH, N38UH, N40UH, N42UH osv. Tag N38SH, en almindeligt anvendt kvalitet af vores virksomhed , som et eksempel: 38- repræsenterer det maksimale magnetiske energiprodukt af 38MGOe; SH repræsenterer den maksimale temperaturmodstand på 150 ℃. UH har en maksimal temperaturmodstand på 180 ℃. Virksomheden har designet professionelle værktøjs- og styrearmaturer til magnetisk stålmontage og kvalitativt analyseret polariteten af det samlede magnetiske stål med rimelige midler, således at den relative magnetiske fluxværdi for hvert spaltemagnetisk stål er tæt på, hvilket sikrer symmetrien af det magnetiske stål. kredsløb og kvaliteten af magnetisk stål samling.
Copyright: Denne artikel er et genoptryk af det offentlige WeChat-nummer "dagens motor", det originale link https://mp.weixin.qq.com/s/zZn3UsYZeDwicEDwIdsbPg
Denne artikel repræsenterer ikke vores virksomheds synspunkter. Hvis du har forskellige meninger eller synspunkter, så ret os venligst!
Indlægstid: 30. august 2024