Az állandó mágneses motorok fejlesztése szorosan összefügg az állandó mágneses anyagok fejlesztésével. Kína az első ország a világon, amely felfedezte az állandó mágneses anyagok mágneses tulajdonságait és alkalmazza azokat a gyakorlatban. Több mint 2000 évvel ezelőtt Kína az állandó mágneses anyagok mágneses tulajdonságait használta iránytűk készítéséhez, amelyek óriási szerepet játszottak a navigációban, katonai és egyéb területeken, és az ókori Kína négy nagy találmányának egyike lett.
A világ első motorja, amely az 1920-as években jelent meg, egy állandó mágneses motor volt, amely állandó mágneseket használt gerjesztő mágneses mezők létrehozására. Az akkoriban használt állandó mágnes anyaga azonban a természetes magnetit (Fe3O4) volt, amelynek nagyon alacsony mágneses energiasűrűsége volt. A belőle készült motor nagy méretű volt, és hamarosan az elektromos gerjesztőmotorra cserélték.
A különféle motorok gyors fejlődésével és az árammágnesezők feltalálásával az emberek mélyreható kutatásokat végeztek az állandó mágneses anyagok mechanizmusával, összetételével és gyártási technológiájával kapcsolatban, és egymást követően számos permanens mágneses anyagot fedeztek fel, például szénacélt, volfrámot. acél (maximális mágneses energiatermék kb. 2,7 kJ/m3) és kobalt acél (maximális mágneses energiatermék kb. 7,2 kJ/m3).
Különösen az alumínium-nikkel-kobalt állandó mágnesek megjelenése az 1930-as években (a maximális mágneses energiatermék elérheti a 85 kJ/m3-t) és a ferrit állandó mágnesek megjelenése az 1950-es években (a maximális mágneses energiatermék elérheti a 40 kJ/m3-t) jelentősen javította a mágneses tulajdonságokat. , valamint a különféle mikro- és kismotorok elkezdtek állandó mágneses gerjesztést használni.Az állandó mágneses motorok teljesítménye néhány milliwatttól több tíz kilowattig. Széles körben használják a katonai, ipari és mezőgazdasági termelésben és a mindennapi életben, és termelésük drámaian megnőtt.
Ennek megfelelően ebben az időszakban történtek áttörések az állandó mágneses motorok tervezési elméletében, számítási módszereiben, mágnesezésében és gyártástechnológiájában, kialakítva az állandó mágneses munkadiagram-módszer által képviselt elemzési és kutatási módszerek halmazát. Az AlNiCo állandó mágnesek koercitív ereje azonban alacsony (36-160 kA/m), a ferrit állandó mágnesek remanens mágneses sűrűsége nem magas (0,2-0,44 T), ami korlátozza alkalmazási tartományukat a motorokban.
Csak az 1960-as és 1980-as években jelentek meg egymás után a ritkaföldfém kobalt állandó mágnesek és a neodímium vasbór állandó mágnesek (együttesen ritkaföldfém állandó mágnesek). Kiváló mágneses tulajdonságaik – a nagy remanens mágneses sűrűség, a nagy koercitív erő, a nagy mágneses energiatermék és a lineáris lemágnesezési görbe – különösen alkalmasak motorok gyártására, ezzel új történelmi korszakba vezetve be az állandó mágneses motorok fejlődését.
1.Permanens mágneses anyagok
A motorokban általánosan használt állandó mágnesek közé tartoznak a szinterezett mágnesek és a kötött mágnesek, a fő típusok az alumínium-nikkel-kobalt, a ferrit, a szamárium-kobalt, a neodímium-vas-bór stb.
Alnico: Az Alnico állandó mágneses anyag az egyik legkorábban széles körben használt állandó mágneses anyag, és az előállítási folyamata és technológiája viszonylag kiforrott.
Permanens ferrit: Az 1950-es években a ferrit virágzásnak indult, különösen az 1970-es években, amikor a jó koercitív és mágneses energiateljesítményű stroncium-ferrit nagy mennyiségben került gyártásba, gyorsan kiterjesztve a permanens ferrit felhasználását. Nem fémes mágneses anyagként a ferritnek nincs hátránya a könnyű oxidáció, az alacsony Curie hőmérséklet és a fém állandó mágneses anyagok magas költsége, ezért nagyon népszerű.
Szamáriumi kobalt: Kiváló mágneses tulajdonságokkal rendelkező állandó mágneses anyag, amely az 1960-as évek közepén jelent meg, és nagyon stabil teljesítményű. A szamáriumi kobalt mágneses tulajdonságait tekintve különösen alkalmas motorok gyártására, de magas ára miatt főként katonai motorok, például repülés, űrrepülés és fegyverek kutatásában és fejlesztésében használják, valamint csúcstechnológiás területeken. a nagy teljesítmény és az ár nem a fő tényező.
NdFeB: Az NdFeB mágneses anyag neodímium, vas-oxid stb. ötvözete, más néven mágneses acél. Rendkívül magas mágneses energiatermékkel és kényszerítő erővel rendelkezik. Ugyanakkor a nagy energiasűrűség előnyei az NdFeB állandó mágneses anyagokat széles körben használják a modern iparban és elektronikai technológiában, lehetővé téve az olyan berendezések miniatürizálását, könnyítését és vékonyítását, mint a műszerek, elektroakusztikus motorok, mágneses elválasztás és mágnesezés. Mivel nagy mennyiségben tartalmaz neodímiumot és vasat, könnyen rozsdásodik. A felületi kémiai passziválás jelenleg az egyik legjobb megoldás.
Korrózióállóság, maximális üzemi hőmérséklet, feldolgozási teljesítmény, lemágnesezési görbe alakja,
és a motorokhoz általánosan használt állandó mágneses anyagok ár-összehasonlítása (ábra)
2.A mágneses acél alakjának és toleranciájának hatása a motor teljesítményére
1. A mágneses acél vastagságának hatása
Ha a belső vagy a külső mágneses áramkör rögzített, a légrés csökken, és az effektív mágneses fluxus nő, ha a vastagság nő. A nyilvánvaló megnyilvánulása az, hogy az üresjárati fordulatszám csökken, és az üresjárati áram csökken ugyanazon maradék mágnesesség mellett, és nő a motor maximális hatásfoka. Vannak azonban hátrányai is, mint például a motor megnövekedett kommutációs rezgése és a motor viszonylag meredekebb hatásfok görbéje. Ezért a motor mágneses acéljának vastagságának a lehető legegyenletesebbnek kell lennie a vibráció csökkentése érdekében.
2.A mágneses acélszélesség hatása
A szorosan elhelyezett kefe nélküli motormágneseknél a teljes kumulatív rés nem haladhatja meg a 0,5 mm-t. Ha túl kicsi, akkor nem kerül telepítésre. Ha túl nagy, a motor rezegni fog, és csökkenti a hatékonyságot. Ennek az az oka, hogy a mágnes helyzetét mérő Hall elem helyzete nem egyezik meg a mágnes tényleges helyzetével, és a szélességnek egyenletesnek kell lennie, különben a motor alacsony hatásfokkal és nagy vibrációval rendelkezik.
A kefés motorok esetében a mágnesek között van egy bizonyos rés, amely a mechanikus kommutációs átmeneti zóna számára van fenntartva. Bár van egy rés, a legtöbb gyártó szigorú mágnesszerelési eljárásokat alkalmaz a beszerelési pontosság biztosítása érdekében, hogy biztosítsa a motormágnes pontos beszerelési helyzetét. Ha a mágnes szélessége meghaladja, akkor nem kerül felszerelésre; Ha a mágnes szélessége túl kicsi, akkor a mágnes rosszul illeszkedik, a motor jobban rezeg, és csökken a hatásfok.
3. A mágneses acél letörés mérete és a letörésmentesség hatása
Ha a letörés nem történik meg, a mágneses tér változásának sebessége a motor mágneses mezejének szélén nagy lesz, ami a motor pulzációját okozza. Minél nagyobb a letörés, annál kisebb a rezgés. A letörés azonban általában bizonyos veszteséget okoz a mágneses fluxusban. Egyes specifikációk esetén a mágneses fluxus vesztesége 0,5-1,5%, ha a letörés 0,8. Az alacsony maradék mágnesességű kefés motoroknál a letörés méretének megfelelő csökkentése segít a maradék mágnesesség kompenzálásában, de a motor pulzálása megnő. Általánosságban elmondható, hogy ha a maradék mágnesesség alacsony, a hosszirányú tűrés megfelelően növelhető, ami bizonyos mértékig növelheti az effektív mágneses fluxust, és alapvetően változatlan marad a motor teljesítménye.
3. Megjegyzések az állandó mágneses motorokhoz
1. Mágneses áramkör felépítése és tervezési számítása
A különféle állandómágneses anyagok mágneses tulajdonságainak – különösen a ritkaföldfém állandó mágnesek kiváló mágneses tulajdonságainak – teljes kihasználása, valamint a költséghatékony állandómágneses motorok gyártása érdekében nem lehet egyszerűen alkalmazni az állandó mágneses anyagok szerkezeti és tervezési számítási módszereit. hagyományos állandó mágneses motorok vagy elektromágneses gerjesztő motorok. Új tervezési koncepciókat kell kidolgozni a mágneses áramkör szerkezetének újraelemzésére és javítására. A számítógépes hardver- és szoftvertechnológia rohamos fejlődésével, valamint a modern tervezési módszerek, így az elektromágneses mező numerikus számítása, az optimalizáló tervezés és a szimulációs technológia folyamatos fejlesztésével, valamint a motoros akadémiai és mérnöki közösségek közös erőfeszítései révén áttörések születtek. az állandó mágneses motorok tervezéselméletében, számítási módszereiben, szerkezeti folyamataiban és vezérlési technológiájában készült, teljes elemző-kutatási módszer-készletet alkotva, valamint az elektromágneses mező numerikus számításait ötvöző számítógépes elemző és tervező szoftver és ezzel egyenértékű mágneses áramkör analitikai megoldás, és folyamatosan fejlesztjük.
2. Irreverzibilis lemágnesezési probléma
Helytelen kialakítás vagy használat esetén az állandó mágneses motor visszafordíthatatlan lemágnesezést vagy lemágnesezést okozhat, ha a hőmérséklet túl magas (NdFeB állandó mágnes) vagy túl alacsony (ferrit állandó mágnes) az ütőáram okozta armatúrareakció alatt, vagy erős mechanikai vibráció alatt, ami csökkenti a motor teljesítményét, sőt használhatatlanná is teszi. Ezért szükséges a motorgyártók számára alkalmas módszerek és eszközök tanulmányozása és fejlesztése az állandó mágneses anyagok termikus stabilitásának ellenőrzésére, valamint a különböző szerkezeti formák lemágnesezés elleni képességének elemzésére, hogy a tervezés és a gyártás során megfelelő intézkedéseket lehessen tenni. hogy az állandó mágneses motor ne veszítse el mágnesességét.
3. Költségproblémák
Mivel a ritkaföldfém állandó mágnesek még mindig viszonylag drágák, a ritkaföldfém állandó mágneses motorok költsége általában magasabb, mint az elektromos gerjesztőmotoroké, amit kompenzálni kell a nagy teljesítményükkel és az üzemeltetési költségek megtakarításával. Egyes esetekben, például a számítógépes lemezmeghajtók hangtekercs-motorjainál, az NdFeB állandó mágnesek használata javítja a teljesítményt, jelentősen csökkenti a térfogatot és a tömeget, valamint csökkenti az összköltséget. A tervezés során szükséges a teljesítmény és az ár összehasonlítása a konkrét felhasználási alkalmak és követelmények alapján, valamint a szerkezeti folyamatok megújítása és a tervezés optimalizálása a költségek csökkentése érdekében.
Anhui Mingteng Állandó Mágneses Elektromechanikai Equipment Co., Ltd. (https://www.mingtengmotor.com/). Az állandó mágneses motor mágneses acél lemágnesezési aránya nem haladja meg az egy ezreléket évente.
Cégünk állandó mágneses motorforgórészének állandó mágneses anyaga nagy mágneses energiájú terméket és nagy belső koercitív szinterezett NdFeB-t alkalmaz, a hagyományos minőségek pedig az N38SH, N38UH, N40UH, N42UH stb. Vegyük az N38SH-t, cégünk általánosan használt minőségét. , például: 38- a 38MGOe maximális mágneses energiatermékét jelenti; Az SH a 150 ℃ maximális hőmérsékleti ellenállást jelenti. Az UH maximális hőállósága 180 ℃. A cég professzionális szerszámokat és vezetőszerelvényeket tervezett a mágneses acél összeszereléshez, és ésszerű eszközökkel minőségileg elemezte az összeszerelt mágneses acél polaritását úgy, hogy az egyes hornyos mágneses acélok relatív mágneses fluxusértéke közel legyen, ami biztosítja a mágneses acél szimmetriáját. áramkör és a mágneses acél összeszerelés minősége.
Copyright: Ez a cikk a WeChat nyilvános számának „mai motorja” újranyomtatása, az eredeti link https://mp.weixin.qq.com/s/zZn3UsYZeDwicEDwIdsbPg
Ez a cikk nem képviseli cégünk nézeteit. Ha eltérő véleményed vagy nézeteid vannak, javíts ki!
Feladás időpontja: 2024. augusztus 30