Pastāvīgo magnētu motoru izstrāde ir cieši saistīta ar pastāvīgo magnētu materiālu izstrādi. Ķīna ir pirmā valsts pasaulē, kas atklāj pastāvīgo magnētu materiālu magnētiskās īpašības un pielieto tās praksē. Pirms vairāk nekā 2000 gadiem Ķīna izmantoja pastāvīgo magnētu materiālu magnētiskās īpašības, lai izgatavotu kompasus, kam bija milzīga nozīme navigācijā, militārajā un citās jomās, un tā kļuva par vienu no četriem lieliskajiem senās Ķīnas izgudrojumiem.
Pirmais motors pasaulē, kas parādījās 1920. gados, bija pastāvīgo magnētu motors, kas izmantoja pastāvīgos magnētus, lai radītu ierosmes magnētiskos laukus. Tomēr tajā laikā izmantotais pastāvīgā magnēta materiāls bija dabiskais magnetīts (Fe3O4), kam bija ļoti zems magnētiskās enerģijas blīvums. No tā izgatavotais motors bija liela izmēra un drīz tika aizstāts ar elektriskās ierosmes motoru.
Strauji attīstoties dažādiem motoriem un izgudrojot strāvas magnetizatorus, cilvēki ir veikuši padziļinātu izpēti par pastāvīgo magnētisko materiālu mehānismu, sastāvu un ražošanas tehnoloģiju un secīgi atklājuši dažādus pastāvīgos magnētiskos materiālus, piemēram, oglekļa tēraudu, volframu. tērauds (maksimālais magnētiskās enerģijas produkts aptuveni 2,7 kJ/m3) un kobalta tērauds (maksimālais magnētiskās enerģijas produkts aptuveni 7,2 kJ/m3).
Jo īpaši alumīnija niķeļa kobalta pastāvīgo magnētu parādīšanās 20. gadsimta 30. gados (maksimālais magnētiskās enerģijas produkts var sasniegt 85 kJ/m3) un ferīta pastāvīgo magnētu parādīšanās 1950. gados (maksimālais magnētiskās enerģijas produkts var sasniegt 40 kJ/m3) ir ievērojami uzlabojušas magnētiskās īpašības. , un dažādi mikro un mazie motori ir sākuši izmantot pastāvīgo magnētu ierosmi.Pastāvīgo magnētu motoru jauda svārstās no dažiem milivatiem līdz desmitiem kilovatu. Tos plaši izmanto militārajā, rūpnieciskajā un lauksaimnieciskajā ražošanā un ikdienas dzīvē, un to izlaide ir dramatiski palielinājusies.
Attiecīgi šajā laika posmā ir veikti sasniegumi pastāvīgo magnētu motoru projektēšanas teorijā, aprēķinu metodēs, magnetizācijā un ražošanas tehnoloģijā, veidojot analīzes un izpētes metožu kopumu, ko attēlo pastāvīgā magnēta darba diagrammas diagrammas metode. Tomēr AlNiCo pastāvīgo magnētu piespiedu spēks ir mazs (36-160 kA/m), un ferīta pastāvīgo magnētu paliekošais magnētiskais blīvums nav augsts (0,2-0,44 T), kas ierobežo to pielietojuma diapazonu motoros.
Tikai pagājušā gadsimta 60. un 80. gados viens pēc otra iznāca retzemju kobalta pastāvīgie magnēti un neodīma dzelzs bora pastāvīgie magnēti (kopā saukti par retzemju pastāvīgajiem magnētiem). To lieliskās magnētiskās īpašības – augsts paliekošais magnētiskais blīvums, augsts piespiedu spēks, augsts magnētiskās enerģijas produkts un lineārā demagnetizācijas līkne ir īpaši piemērotas motoru ražošanai, tādējādi ieviešot pastāvīgo magnētu motoru attīstību jaunā vēsturiskā periodā.
1.Pastāvīgi magnētiski materiāli
Pastāvīgo magnētu materiāli, ko parasti izmanto motoros, ir saķepināti magnēti un savienoti magnēti, galvenie veidi ir alumīnija niķeļa kobalts, ferīts, samārija kobalts, neodīma dzelzs bors utt.
Alnico: Alnico pastāvīgā magnēta materiāls ir viens no agrākajiem plaši izmantotajiem pastāvīgo magnētu materiāliem, un tā sagatavošanas process un tehnoloģija ir salīdzinoši nobriedusi.
Pastāvīgais ferīts: 20. gadsimta 50. gados ferīts sāka uzplaukt, it īpaši 70. gados, kad stroncija ferīts ar labu koercitīvu un magnētisko energoefektivitāti tika laists ražošanā lielos daudzumos, strauji paplašinot pastāvīgā ferīta izmantošanu. Kā nemetāliskam magnētiskam materiālam ferītam nav tādu trūkumu kā viegla oksidēšanās, zema Kirī temperatūra un metāla pastāvīgo magnētu materiālu augstās izmaksas, tāpēc tas ir ļoti populārs.
Samarija kobalts: pastāvīgā magnēta materiāls ar izcilām magnētiskām īpašībām, kas radās 1960. gadu vidū un kam ir ļoti stabila veiktspēja. Samarija kobalts magnētisko īpašību ziņā ir īpaši piemērots motoru ražošanai, taču augstās cenas dēļ to galvenokārt izmanto militāro dzinēju, piemēram, aviācijas, kosmosa un ieroču, un motoru pētniecībā un attīstībā augsto tehnoloģiju jomās, kur augsta veiktspēja un cena nav galvenais faktors.
NdFeB: NdFeB magnētiskais materiāls ir neodīma, dzelzs oksīda uc sakausējums, kas pazīstams arī kā magnētiskais tērauds. Tam ir ārkārtīgi augsts magnētiskās enerģijas produkts un piespiedu spēks. Tajā pašā laikā augstā enerģijas blīvuma priekšrocības padara NdFeB pastāvīgo magnētu materiālus plaši izmantotus mūsdienu rūpniecībā un elektroniskajās tehnoloģijās, ļaujot miniaturizēt, atvieglot un plānu aprīkojumu, piemēram, instrumentus, elektroakustiskos motorus, magnētisko atdalīšanu un magnetizāciju. Tā kā tas satur lielu daudzumu neodīma un dzelzs, tas viegli rūsē. Virsmas ķīmiskā pasivācija šobrīd ir viens no labākajiem risinājumiem.
Izturība pret koroziju, maksimālā darba temperatūra, apstrādes veiktspēja, demagnetizācijas līknes forma,
un motoriem parasti izmantoto pastāvīgo magnētu materiālu cenu salīdzinājums (attēls)
2.Magnētiskā tērauda formas un tolerances ietekme uz motora veiktspēju
1. Magnētiskā tērauda biezuma ietekme
Kad iekšējā vai ārējā magnētiskā ķēde ir fiksēta, gaisa sprauga samazinās un efektīvā magnētiskā plūsma palielinās, palielinoties biezumam. Acīmredzama izpausme ir tāda, ka pie tā paša atlikušā magnētisma samazinās tukšgaitas ātrums un samazinās tukšgaitas strāva, un palielinās motora maksimālā efektivitāte. Tomēr ir arī trūkumi, piemēram, palielināta motora komutācijas vibrācija un salīdzinoši stāvāka motora efektivitātes līkne. Tāpēc motora magnētiskā tērauda biezumam jābūt pēc iespējas vienmērīgākam, lai samazinātu vibrāciju.
2. Magnētiskā tērauda platuma ietekme
Cieši novietotiem bezsuku motora magnētiem kopējā kumulatīvā atstarpe nedrīkst pārsniegt 0,5 mm. Ja tas ir pārāk mazs, tas netiks instalēts. Ja tas ir pārāk liels, motors vibrēs un samazinās efektivitāti. Tas ir tāpēc, ka Hall elementa pozīcija, kas mēra magnēta pozīciju, neatbilst patiesajam magnēta stāvoklim, un platumam jābūt konsekventam, pretējā gadījumā motoram būs zema efektivitāte un liela vibrācija.
Matu motoriem starp magnētiem ir noteikta atstarpe, kas ir paredzēta mehāniskās komutācijas pārejas zonai. Lai gan pastāv atstarpe, lielākajai daļai ražotāju ir stingras magnētu uzstādīšanas procedūras, lai nodrošinātu uzstādīšanas precizitāti, lai nodrošinātu precīzu motora magnēta uzstādīšanas pozīciju. Ja magnēta platums pārsniedz, tas netiks uzstādīts; ja magnēta platums ir pārāk mazs, magnēts tiks nepareizi novietots, motors vibrēs vairāk un efektivitāte samazināsies.
3. Magnētiskā tērauda slīpuma izmēra un bezslīpju ietekme
Ja slīpums netiek izdarīts, magnētiskā lauka maiņas ātrums motora magnētiskā lauka malās būs liels, izraisot motora pulsāciju. Jo lielāks slīpums, jo mazāka ir vibrācija. Tomēr slīpēšana parasti izraisa zināmu magnētiskās plūsmas zudumu. Dažām specifikācijām magnētiskās plūsmas zudums ir 0,5–1,5%, ja slīpums ir 0,8. Matu motoriem ar zemu atlikušo magnētismu, atbilstoša slīpuma izmēra samazināšana palīdzēs kompensēt atlikušo magnētismu, bet motora pulsācija palielināsies. Vispārīgi runājot, ja atlikušais magnētisms ir zems, tolerance garuma virzienā var tikt atbilstoši palielināta, kas var palielināt efektīvo magnētisko plūsmu līdz zināmai robežai un saglabāt motora veiktspēju būtībā nemainīgu.
3.Piezīmes par pastāvīgo magnētu motoriem
1. Magnētiskās ķēdes uzbūve un konstrukcijas aprēķins
Lai pilnībā izmantotu dažādu pastāvīgo magnētu materiālu magnētiskās īpašības, jo īpaši retzemju pastāvīgo magnētu izcilās magnētiskās īpašības, un ražotu rentablus pastāvīgo magnētu motorus, nav iespējams vienkārši pielietot materiālu struktūras un konstrukcijas aprēķinu metodes. tradicionālie pastāvīgo magnētu motori vai elektromagnētiskās ierosmes motori. Jāizstrādā jaunas dizaina koncepcijas, lai atkārtoti analizētu un uzlabotu magnētiskās ķēdes struktūru. Strauji attīstoties datoru aparatūrai un programmatūras tehnoloģijām, kā arī nepārtraukti pilnveidojot modernās projektēšanas metodes, piemēram, elektromagnētiskā lauka skaitlisko aprēķinu, optimizācijas projektēšanu un simulācijas tehnoloģiju, kā arī kopīgiem motoru akadēmisko un inženieru aprindu centieniem ir gūti sasniegumi. izstrādāts pastāvīgo magnētu motoru projektēšanas teorijā, aprēķinu metodēs, strukturālajos procesos un vadības tehnoloģijās, veidojot pilnu analīzes un izpētes metožu komplektu un datorizētu analīzes un projektēšanas programmatūru, kas apvieno elektromagnētiskā lauka skaitlisko aprēķinu un līdzvērtīgu magnētisko shēmu analītisko risinājumu, un tiek nepārtraukti uzlabots.
2. Neatgriezeniska demagnetizācijas problēma
Ja konstrukcija vai lietošana ir nepareiza, pastāvīgā magnēta motors var izraisīt neatgriezenisku demagnetizāciju vai demagnetizāciju, ja temperatūra ir pārāk augsta (NdFeB pastāvīgais magnēts) vai pārāk zema (ferīta pastāvīgais magnēts), triecienstrāvas izraisītas armatūras reakcijas rezultātā, vai zem spēcīgas mehāniskas vibrācijas, kas samazinās motora veiktspēju un pat padarīs to nelietojamu. Tāpēc ir jāizpēta un jāizstrādā dzinēju ražotājiem piemērotas metodes un ierīces, lai pārbaudītu pastāvīgo magnētu materiālu termisko stabilitāti un analizētu dažādu strukturālo formu pretatmagnetizācijas spējas, lai projektēšanas un ražošanas laikā varētu veikt atbilstošus pasākumus. lai nodrošinātu, ka pastāvīgā magnēta motors nezaudē magnētismu.
3. Izmaksu problēmas
Tā kā retzemju pastāvīgie magnēti joprojām ir salīdzinoši dārgi, retzemju pastāvīgo magnētu motoru izmaksas parasti ir augstākas nekā elektrisko ierosmes motoru izmaksas, kas ir jākompensē ar tā augsto veiktspēju un darbības izmaksu ietaupījumiem. Dažos gadījumos, piemēram, balss spoļu motoros datoru diskdziņiem, NdFeB pastāvīgo magnētu izmantošana uzlabo veiktspēju, ievērojami samazina apjomu un masu, kā arī samazina kopējās izmaksas. Projektējot, ir jāsalīdzina veiktspēja un cena, pamatojoties uz konkrētiem lietošanas gadījumiem un prasībām, kā arī jāpilnveido strukturālie procesi un jāoptimizē dizains, lai samazinātu izmaksas.
Anhui Mingteng pastāvīgā magnēta elektromehāniskās iekārtas Co., Ltd. (https://www.mingtengmotor.com/). Pastāvīgā magnēta motora magnētiskā tērauda demagnetizācijas ātrums nav lielāks par vienu tūkstošdaļu gadā.
Mūsu uzņēmuma pastāvīgā magnēta motora rotora pastāvīgā magnēta materiāls izmanto augstas magnētiskās enerģijas produktu un augstas iekšējās koercivitātes saķepināto NdFeB, un parastās kategorijas ir N38SH, N38UH, N40UH, N42UH utt. Ņemiet vērā mūsu uzņēmuma plaši izmantoto klasi N38SH. , piemēram: 38- apzīmē maksimālo magnētiskās enerģijas produktu 38MGOe; SH apzīmē maksimālo temperatūras pretestību 150 ℃. UH maksimālā temperatūras izturība ir 180 ℃. Uzņēmums ir izstrādājis profesionālus instrumentus un vadotnes magnētiskā tērauda montāžai un ar saprātīgiem līdzekļiem kvalitatīvi analizējis samontētā magnētiskā tērauda polaritāti, lai katra spraugas magnētiskā tērauda relatīvā magnētiskās plūsmas vērtība būtu tuvu, kas nodrošina magnētiskā tērauda simetriju. ķēde un magnētiskā tērauda montāžas kvalitāte.
Autortiesības: šis raksts ir WeChat publiskā numura “šodienas motors” atkārtota izdruka, sākotnējā saite https://mp.weixin.qq.com/s/zZn3UsYZeDwicEDwIdsbPg
Šis raksts neatspoguļo mūsu uzņēmuma uzskatus. Ja jums ir atšķirīgi viedokļi vai uzskati, lūdzu, labojiet mūs!
Publicēšanas laiks: 30. augusts 2024