Die ontwikkeling van permanente magneetmotors is nou verwant aan die ontwikkeling van permanente magneetmateriale. China is die eerste land ter wêreld wat die magnetiese eienskappe van permanente magneetmateriale ontdek en in die praktyk toepas. Meer as 2 000 jaar gelede het China die magnetiese eienskappe van permanente magneetmateriale gebruik om kompasse te maak, wat 'n groot rol in navigasie, militêre en ander velde gespeel het, en een van die vier groot uitvindings van antieke China geword het.
Die eerste motor ter wêreld, wat in die 1920's verskyn het, was 'n permanente magneetmotor wat permanente magnete gebruik het om opwekkingsmagnetiese velde op te wek. Die permanente magneetmateriaal wat destyds gebruik is, was egter natuurlike magnetiet (Fe3O4), wat 'n baie lae magnetiese energiedigtheid gehad het. Die motor wat daarvan gemaak is, was groot en is gou vervang deur die elektriese opwekkingsmotor.
Met die vinnige ontwikkeling van verskeie motors en die uitvinding van huidige magnetiseerders, het mense diepgaande navorsing gedoen oor die meganisme, samestelling en vervaardigingstegnologie van permanente magnetiese materiale, en het agtereenvolgens 'n verskeidenheid permanente magnetiese materiale ontdek soos koolstofstaal, wolframstaal (maksimum magnetiese energieproduk van ongeveer 2.7 kJ/m3), en kobaltstaal (maksimum magnetiese energieproduk van ongeveer 7.2 kJ/m3).
In die besonder het die verskyning van aluminium-nikkel-kobalt permanente magnete in die 1930's (maksimum magnetiese energieproduk kan 85 kJ/m3 bereik) en ferriet permanente magnete in die 1950's (maksimum magnetiese energieproduk kan 40 kJ/m3 bereik) die magnetiese eienskappe aansienlik verbeter, en verskeie mikro- en klein motors het permanente magneet-opwekking begin gebruik. Die krag van permanente magneetmotors wissel van 'n paar milliwatt tot tientalle kilowatt. Hulle word wyd gebruik in militêre, industriële en landbouproduksie en die daaglikse lewe, en hul uitset het dramaties toegeneem.
Gevolglik is daar gedurende hierdie tydperk deurbrake gemaak in die ontwerpteorie, berekeningsmetodes, magnetisering en vervaardigingstegnologie van permanente magneetmotors, wat 'n stel ontledings- en navorsingsmetodes vorm wat deur die permanente magneetwerkdiagrammetode verteenwoordig word. Die koërsiefkrag van AlNiCo permanente magnete is egter laag (36-160 kA/m), en die remanente magnetiese digtheid van ferriet permanente magnete is nie hoog nie (0.2-0.44 T), wat hul toepassingsreeks in motors beperk.
Dit was eers in die 1960's en 1980's dat seldsame aarde kobalt permanente magnete en neodymium yster boor permanente magnete (gesamentlik verwys na as seldsame aarde permanente magnete) een na die ander verskyn het. Hul uitstekende magnetiese eienskappe van hoë remanente magnetiese digtheid, hoë koërsiefkrag, hoë magnetiese energieproduk en lineêre demagnetiseringskurwe is veral geskik vir die vervaardiging van motors, wat die ontwikkeling van permanente magneetmotors in 'n nuwe historiese tydperk ingelui het.
1. Permanente magnetiese materiale
Die permanente magneetmateriale wat algemeen in motors gebruik word, sluit gesinterde magnete en gebonde magnete in, die hooftipes is aluminium-nikkel-kobalt, ferriet, samarium-kobalt, neodymium-ysterboor, ens.
Alnico: Alnico permanente magneetmateriaal is een van die vroegste wyd gebruikte permanente magneetmateriale, en die voorbereidingsproses en tegnologie daarvan is relatief volwasse.
Permanente ferriet: In die 1950's het ferriet begin floreer, veral in die 1970's, toe strontiumferriet met goeie koërsiwiteit en magnetiese energieprestasie in groot hoeveelhede in produksie gebring is, wat die gebruik van permanente ferriet vinnig uitgebrei het. As 'n nie-metaalagtige magnetiese materiaal het ferriet nie die nadele van maklike oksidasie, lae Curie-temperatuur en hoë koste van metaalpermanente magneetmateriale nie, daarom is dit baie gewild.
Samariumkobalt: 'n Permanente magneetmateriaal met uitstekende magnetiese eienskappe wat in die middel-1960's ontstaan het en baie stabiele werkverrigting het. Samariumkobalt is veral geskik vir die vervaardiging van motors in terme van magnetiese eienskappe, maar as gevolg van sy hoë prys word dit hoofsaaklik gebruik in die navorsing en ontwikkeling van militêre motors soos lugvaart, ruimtevaart en wapens, en motors in hoëtegnologievelde waar hoë werkverrigting en prys nie die hooffaktor is nie.
NdFeB: NdFeB magnetiese materiaal is 'n legering van neodymium, ysteroksied, ens., ook bekend as magnetiese staal. Dit het 'n uiters hoë magnetiese energieproduk en koërsiefkrag. Terselfdertyd maak die voordele van hoë energiedigtheid dat NdFeB permanente magneetmateriale wyd gebruik word in die moderne nywerheid en elektroniese tegnologie, wat dit moontlik maak om toerusting soos instrumente, elektroakoestiese motors, magnetiese skeiding en magnetisering te miniaturiseer, ligter te maak en te verdun. Omdat dit 'n groot hoeveelheid neodymium en yster bevat, is dit maklik om te roes. Oppervlakchemiese passivering is tans een van die beste oplossings.
Korrosiebestandheid, maksimum bedryfstemperatuur, verwerkingsprestasie, demagnetiseringskurwevorm,
en prysvergelyking van algemeen gebruikte permanente magneetmateriale vir motors (Figuur)
2.Die invloed van magnetiese staalvorm en toleransie op motorprestasie
1. Invloed van magnetiese staaldikte
Wanneer die binneste of buitenste magnetiese stroombaan vas is, verminder die lugspleet en neem die effektiewe magnetiese vloed toe wanneer die dikte toeneem. Die ooglopende manifestasie is dat die nulspoed afneem en die nulstroom afneem onder dieselfde residuele magnetisme, en die maksimum doeltreffendheid van die motor toeneem. Daar is egter ook nadele, soos verhoogde kommutasievibrasie van die motor en 'n relatief steiler doeltreffendheidskromme van die motor. Daarom moet die dikte van die motormagnetiese staal so konsekwent as moontlik wees om vibrasie te verminder.
2. Invloed van magnetiese staalwydte
Vir naby mekaar geplaasde borsellose motormagnete, mag die totale kumulatiewe gaping nie 0.5 mm oorskry nie. As dit te klein is, sal dit nie geïnstalleer word nie. As dit te groot is, sal die motor vibreer en die doeltreffendheid verminder. Dit is omdat die posisie van die Hall-element wat die posisie van die magneet meet, nie ooreenstem met die werklike posisie van die magneet nie, en die breedte moet konsekwent wees, anders sal die motor lae doeltreffendheid en groot vibrasie hê.
Vir geborselde motors is daar 'n sekere gaping tussen die magnete, wat gereserveer is vir die meganiese kommutasie-oorgangsone. Alhoewel daar 'n gaping is, het die meeste vervaardigers streng magneetinstallasieprosedures om die installasie akkuraatheid te verseker om die akkurate installasieposisie van die motormagneet te verseker. As die breedte van die magneet te groot is, sal dit nie geïnstalleer word nie; as die breedte van die magneet te klein is, sal dit veroorsaak dat die magneet verkeerd in lyn is, die motor meer sal vibreer en die doeltreffendheid sal verminder word.
3. Die invloed van magnetiese staal se afskuininggrootte en nie-afskuining
Indien die afskuining nie gedoen word nie, sal die tempo van verandering van die magneetveld aan die rand van die motor se magneetveld groot wees, wat die motor se pulsasie veroorsaak. Hoe groter die afskuining, hoe kleiner die vibrasie. Afskuining veroorsaak egter gewoonlik 'n sekere verlies in magnetiese vloed. Vir sommige spesifikasies is die magnetiese vloedverlies 0.5~1.5% wanneer die afskuining 0.8% is. Vir geborselde motors met lae residuele magnetisme, sal die toepaslike vermindering van die grootte van die afskuining help om te kompenseer vir die residuele magnetisme, maar die motor se pulsasie sal toeneem. Oor die algemeen, wanneer die residuele magnetisme laag is, kan die toleransie in die lengterigting toepaslik vergroot word, wat die effektiewe magnetiese vloed tot 'n sekere mate kan verhoog en die motor se werkverrigting basies onveranderd kan hou.
3. Notas oor permanente magneetmotors
1. Magnetiese stroombaanstruktuur en ontwerpberekening
Om die magnetiese eienskappe van verskeie permanente magneetmateriale, veral die uitstekende magnetiese eienskappe van seldsame aarde-permanente magnete, ten volle te benut en koste-effektiewe permanente magneetmotors te vervaardig, is dit nie moontlik om bloot die struktuur- en ontwerpberekeningsmetodes van tradisionele permanente magneetmotors of elektromagnetiese opwekkingsmotors toe te pas nie. Nuwe ontwerpkonsepte moet gevestig word om die magnetiese stroombaanstruktuur te heranaliseer en te verbeter. Met die vinnige ontwikkeling van rekenaarhardeware- en sagtewaretegnologie, sowel as die voortdurende verbetering van moderne ontwerpmetodes soos elektromagnetiese veld numeriese berekening, optimaliseringsontwerp en simulasietegnologie, en deur die gesamentlike pogings van die motorakademiese en ingenieursgemeenskappe, is deurbrake gemaak in die ontwerpteorie, berekeningsmetodes, strukturele prosesse en beheertegnologieë van permanente magneetmotors, wat 'n volledige stel analise- en navorsingsmetodes en rekenaargesteunde analise- en ontwerpsagteware vorm wat elektromagnetiese veld numeriese berekening en ekwivalente magnetiese stroombaan analitiese oplossing kombineer, en word voortdurend verbeter.
2. Onomkeerbare demagnetiseringsprobleem
Indien die ontwerp of gebruik onbehoorlik is, kan die permanente magneetmotor onomkeerbare demagnetisering, of demagnetisering, veroorsaak wanneer die temperatuur te hoog is (NdFeB permanente magneet) of te laag (ferriet permanente magneet), onder die ankerreaksie wat veroorsaak word deur die impakstroom, of onder erge meganiese vibrasie, wat die werkverrigting van die motor sal verminder en dit selfs onbruikbaar sal maak. Daarom is dit nodig om metodes en toestelle te bestudeer en te ontwikkel wat geskik is vir motorvervaardigers om die termiese stabiliteit van permanente magneetmateriale na te gaan, en om die anti-demagnetiseringsvermoëns van verskeie strukturele vorms te analiseer, sodat ooreenstemmende maatreëls tydens ontwerp en vervaardiging getref kan word om te verseker dat die permanente magneetmotor nie magnetisme verloor nie.
3. Kostekwessies
Aangesien seldsame aarde permanente magnete steeds relatief duur is, is die koste van seldsame aarde permanente magneetmotors oor die algemeen hoër as dié van elektriese opwekkingsmotors, wat vergoed moet word deur hul hoë werkverrigting en besparing in bedryfskoste. In sommige gevalle, soos spraakspoelmotors vir rekenaarskyfaandrywers, verbeter die gebruik van NdFeB permanente magnete die werkverrigting, verminder volume en massa aansienlik, en verminder die totale koste. By ontwerp is dit nodig om 'n vergelyking van werkverrigting en prys te maak gebaseer op spesifieke gebruiksgeleenthede en vereistes, en om strukturele prosesse te innover en ontwerpe te optimaliseer om koste te verminder.
Anhui Mingteng Permanente Magneet Elektromeganiese Toerusting Co., Ltd. (https://www.mingtengmotor.com/Die demagnetiseringstempo van permanente magneetmotormagnetiese staal is nie meer as een duisendste per jaar nie.
Die permanente magneetmateriaal van die permanente magneetmotorrotor van ons maatskappy gebruik gesinterde NdFeB met 'n hoë magnetiese energieproduk en hoë intrinsieke koërsiwiteit, en die konvensionele grade is N38SH, N38UH, N40UH, N42UH, ens. Neem N38SH, 'n algemeen gebruikte graad van ons maatskappy, as voorbeeld: 38- verteenwoordig die maksimum magnetiese energieproduk van 38MGOe; SH verteenwoordig die maksimum temperatuurweerstand van 150℃. UH het 'n maksimum temperatuurweerstand van 180℃. Die maatskappy het professionele gereedskap en gidstoebehore vir magnetiese staalmontering ontwerp, en die polariteit van die saamgestelde magnetiese staal kwalitatief met redelike middele geanaliseer, sodat die relatiewe magnetiese vloedwaarde van elke gleufmagnetiese staal naby is, wat die simmetrie van die magnetiese stroombaan en die kwaliteit van die magnetiese staalmontering verseker.
Kopiereg: Hierdie artikel is 'n herdruk van die WeChat openbare nommer "vandag se motor", die oorspronklike skakel https://mp.weixin.qq.com/s/zZn3UsYZeDwicEDwIdsbPg
Hierdie artikel verteenwoordig nie ons maatskappy se sienings nie. Indien u verskillende menings of sienings het, korrigeer ons asseblief!
Plasingstyd: 30 Augustus 2024