Ang pag-unlad ng mga permanenteng magnet na motor ay malapit na nauugnay sa pagbuo ng mga permanenteng materyales ng magnet. Ang China ang kauna-unahang bansa sa mundo na nakatuklas ng mga magnetic na katangian ng permanenteng magnet na materyales at ilapat ang mga ito sa pagsasanay. Mahigit 2,000 taon na ang nakalilipas, ginamit ng Tsina ang mga magnetic properties ng permanenteng magnet na materyales para gumawa ng mga compass, na may malaking papel sa nabigasyon, militar at iba pang larangan, at naging isa sa apat na mahusay na imbensyon ng sinaunang Tsina.
Ang unang motor sa mundo, na lumitaw noong 1920s, ay isang permanenteng magnet na motor na gumamit ng mga permanenteng magnet upang makabuo ng mga excitation magnetic field. Gayunpaman, ang permanenteng magnet na materyal na ginamit noong panahong iyon ay natural na magnetite (Fe3O4), na may napakababang magnetic energy density. Malaki ang sukat ng motor na gawa nito at hindi nagtagal ay napalitan ng electric excitation motor.
Sa mabilis na pag-unlad ng iba't ibang mga motor at pag-imbento ng mga kasalukuyang magnetizer, ang mga tao ay nagsagawa ng malalim na pananaliksik sa mekanismo, komposisyon at teknolohiya ng pagmamanupaktura ng mga permanenteng magnetic na materyales, at sunud-sunod na natuklasan ang iba't ibang mga permanenteng magnetic na materyales tulad ng carbon steel, tungsten. bakal (maximum magnetic energy product na humigit-kumulang 2.7 kJ/m3), at cobalt steel (maximum na magnetic energy product na humigit-kumulang 7.2 kJ/m3).
Sa partikular, ang hitsura ng aluminum nickel cobalt permanent magnets noong 1930s (maximum magnetic energy product ay maaaring umabot sa 85 kJ/m3) at ferrite permanent magnets noong 1950s (maximum magnetic energy product ay maaaring umabot sa 40 kJ/m3) ay lubos na napabuti ang magnetic properties. , at ang iba't ibang micro at maliliit na motor ay nagsimulang gumamit ng permanenteng magnet excitation. Ang kapangyarihan ng mga permanenteng magnet na motor ay mula sa ilang milliwatts hanggang sampu-sampung kilowatts. Malawakang ginagamit ang mga ito sa produksyong militar, industriyal at agrikultural at pang-araw-araw na buhay, at ang kanilang output ay tumaas nang husto.
Kaugnay nito, sa panahong ito, ang mga tagumpay ay ginawa sa teorya ng disenyo, mga pamamaraan ng pagkalkula, magnetization at teknolohiya ng pagmamanupaktura ng permanenteng magnet motors, na bumubuo ng isang hanay ng mga pagsusuri at mga pamamaraan ng pananaliksik na kinakatawan ng permanenteng magnet working diagram method. Gayunpaman, ang mapilit na puwersa ng mga permanenteng magnet ng AlNiCo ay mababa (36-160 kA/m), at ang remanent magnetic density ng ferrite permanent magnet ay hindi mataas (0.2-0.44 T), na naglilimita sa kanilang saklaw ng aplikasyon sa mga motor.
Ito ay hindi hanggang sa 1960s at 1980s na ang mga rare earth cobalt permanent magnet at neodymium iron boron permanent magnets (sama-samang tinutukoy bilang rare earth permanent magnets) ay sunod-sunod na lumabas. Ang kanilang mahusay na magnetic properties na may mataas na remanent magnetic density, high coercive force, high magnetic energy product at linear demagnetization curve ay partikular na angkop para sa pagmamanupaktura ng mga motor, kaya nag-uudyok sa pagbuo ng mga permanenteng magnet na motor sa isang bagong makasaysayang panahon.
1.Permanent magnetic materials
Ang mga permanenteng magnet na materyales na karaniwang ginagamit sa mga motor ay kinabibilangan ng mga sintered magnet at bonded magnet, ang mga pangunahing uri ay aluminum nickel cobalt, ferrite, samarium cobalt, neodymium iron boron, atbp.
Alnico: Ang materyal na permanenteng magnet ng Alnico ay isa sa mga pinakaunang ginamit na permanenteng materyal ng magnet, at ang proseso at teknolohiya ng paghahanda nito ay medyo may edad na.
Permanenteng ferrite: Noong 1950s, nagsimulang umunlad ang ferrite, lalo na noong 1970s, nang ang strontium ferrite na may mahusay na coercivity at magnetic energy performance ay inilagay sa produksyon sa maraming dami, na mabilis na pinalawak ang paggamit ng permanenteng ferrite. Bilang isang non-metallic magnetic material, ang ferrite ay walang mga disadvantages ng madaling oksihenasyon, mababang temperatura ng Curie at mataas na halaga ng mga metal na permanenteng magnet na materyales, kaya ito ay napakapopular.
Samarium cobalt: Isang permanenteng magnet na materyal na may mahusay na magnetic properties na lumitaw noong kalagitnaan ng 1960s at may napakatatag na pagganap. Ang Samarium cobalt ay partikular na angkop para sa pagmamanupaktura ng mga motor sa mga tuntunin ng magnetic properties, ngunit dahil sa mataas na presyo nito, ito ay pangunahing ginagamit sa pananaliksik at pagpapaunlad ng mga motor na militar tulad ng aviation, aerospace, at mga armas, at mga motor sa mga high-tech na larangan kung saan mataas na pagganap at presyo ay hindi ang pangunahing kadahilanan.
NdFeB: Ang magnetic material ng NdFeB ay isang haluang metal ng neodymium, iron oxide, atbp., na kilala rin bilang magnetic steel. Mayroon itong napakataas na produkto ng magnetic na enerhiya at puwersang pumipilit. Kasabay nito, ang mga bentahe ng mataas na densidad ng enerhiya ay gumagawa ng NdFeB na permanenteng magnet na mga materyales na malawakang ginagamit sa modernong industriya at elektronikong teknolohiya, na ginagawang posible na i-miniaturize, pagaanin at manipis ang mga kagamitan tulad ng mga instrumento, electroacoustic motors, magnetic separation at magnetization. Dahil naglalaman ito ng malaking halaga ng neodymium at iron, madali itong kalawangin. Ang surface chemical passivation ay isa sa mga pinakamahusay na solusyon sa kasalukuyan.
Corrosion resistance, maximum operating temperature, processing performance, demagnetization curve shape,
at paghahambing ng presyo ng mga karaniwang ginagamit na permanenteng magnet na materyales para sa mga motor (Figure)
2.Ang impluwensya ng magnetic steel na hugis at tolerance sa pagganap ng motor
1. Impluwensya ng magnetic steel kapal
Kapag ang panloob o panlabas na magnetic circuit ay naayos, ang air gap ay bumababa at ang epektibong magnetic flux ay tumataas kapag ang kapal ay tumaas. Ang halatang pagpapakita ay ang walang-load na bilis ay bumababa at ang walang-load na kasalukuyang bumababa sa ilalim ng parehong natitirang magnetism, at ang pinakamataas na kahusayan ng motor ay tumataas. Gayunpaman, mayroon ding mga disadvantages, tulad ng tumaas na commutation vibration ng motor at medyo steeper efficiency curve ng motor. Samakatuwid, ang kapal ng motor magnetic steel ay dapat na pare-pareho hangga't maaari upang mabawasan ang panginginig ng boses.
2.Impluwensiya ng magnetic steel lapad
Para sa malapit na spaced brushless motor magnet, ang kabuuang pinagsama-samang gap ay hindi maaaring lumampas sa 0.5 mm. Kung ito ay masyadong maliit, hindi ito mai-install. Kung ito ay masyadong malaki, ang motor ay mag-vibrate at mababawasan ang kahusayan. Ito ay dahil ang posisyon ng elemento ng Hall na sumusukat sa posisyon ng magnet ay hindi tumutugma sa aktwal na posisyon ng magnet, at ang lapad ay dapat na pare-pareho, kung hindi, ang motor ay magkakaroon ng mababang kahusayan at malaking panginginig ng boses.
Para sa mga brushed na motor, mayroong isang tiyak na agwat sa pagitan ng mga magnet, na nakalaan para sa mechanical commutation transition zone. Bagama't may puwang, karamihan sa mga tagagawa ay may mahigpit na pamamaraan ng pag-install ng magnet upang matiyak ang katumpakan ng pag-install upang matiyak ang tumpak na posisyon ng pag-install ng magneto ng motor. Kung ang lapad ng magnet ay lumampas, hindi ito mai-install; kung ang lapad ng magnet ay masyadong maliit, ito ay magiging sanhi ng magnet na hindi maayos, ang motor ay mag-vibrate, at ang kahusayan ay mababawasan.
3. Ang impluwensya ng magnetic steel chamfer size at non-chamfer
Kung ang chamfer ay hindi tapos na, ang rate ng pagbabago ng magnetic field sa gilid ng magnetic field ng motor ay magiging malaki, na nagiging sanhi ng pulsation ng motor. Kung mas malaki ang chamfer, mas maliit ang vibration. Gayunpaman, ang chamfering sa pangkalahatan ay nagdudulot ng isang tiyak na pagkawala sa magnetic flux. Para sa ilang mga pagtutukoy, ang pagkawala ng magnetic flux ay 0.5~1.5% kapag ang chamfer ay 0.8. Para sa mga brushed motor na may mababang natitirang magnetism, ang naaangkop na pagbawas sa laki ng chamfer ay makakatulong na mabayaran ang natitirang magnetism, ngunit tataas ang pulsation ng motor. Sa pangkalahatan, kapag ang natitirang magnetism ay mababa, ang pagpapaubaya sa direksyon ng haba ay maaaring naaangkop na pinalaki, na maaaring tumaas ang epektibong magnetic flux sa isang tiyak na lawak at panatilihing hindi nagbabago ang pagganap ng motor.
3.Notes sa permanenteng magnet motors
1. Magnetic circuit na istraktura at pagkalkula ng disenyo
Upang mabigyan ng buong paglalaro ang mga magnetic properties ng iba't ibang permanenteng magnet na materyales, lalo na ang mahusay na magnetic properties ng rare earth permanent magnets, at paggawa ng cost-effective na permanent magnet na motor, hindi posible na ilapat lamang ang istraktura at disenyo ng mga pamamaraan ng pagkalkula ng tradisyonal na permanenteng magnet motor o electromagnetic excitation motors. Dapat na maitatag ang mga bagong konsepto ng disenyo upang muling suriin at pagbutihin ang istraktura ng magnetic circuit. Sa mabilis na pag-unlad ng teknolohiya ng computer hardware at software, pati na rin ang patuloy na pagpapabuti ng mga modernong pamamaraan ng disenyo tulad ng electromagnetic field numerical calculation, optimization design at simulation technology, at sa pamamagitan ng magkasanib na pagsisikap ng motor academic at engineering na mga komunidad, ang mga tagumpay ay naganap. ginawa sa teorya ng disenyo, mga pamamaraan ng pagkalkula, mga proseso ng istruktura at mga teknolohiya ng kontrol ng mga permanenteng magnet na motor, na bumubuo ng isang kumpletong hanay ng mga pamamaraan ng pagsusuri at pananaliksik at pag-aaral na may tulong sa computer at software ng disenyo na pinagsasama ang electromagnetic field numerical na pagkalkula at katumbas na magnetic circuit analytical solution, at patuloy na pinapabuti.
2. Hindi maibabalik na problema sa demagnetization
Kung ang disenyo o paggamit ay hindi wasto, ang permanenteng magnet na motor ay maaaring makagawa ng hindi maibabalik na demagnetization, o demagnetization, kapag ang temperatura ay masyadong mataas (NdFeB permanenteng magnet) o masyadong mababa (ferrite permanenteng magnet), sa ilalim ng armature reaksyon na dulot ng kasalukuyang epekto, o sa ilalim ng matinding mekanikal na panginginig ng boses, na magbabawas sa pagganap ng motor at maging hindi ito magagamit. Samakatuwid, kinakailangan na pag-aralan at bumuo ng mga pamamaraan at aparato na angkop para sa mga tagagawa ng motor upang suriin ang thermal stability ng mga permanenteng materyal ng magnet, at pag-aralan ang mga kakayahan sa anti-demagnetization ng iba't ibang mga structural form, upang ang mga kaukulang hakbang ay maaaring gawin sa panahon ng disenyo at pagmamanupaktura. upang matiyak na ang permanenteng magnet na motor ay hindi mawawala ang magnetismo.
3.Mga Isyu sa Gastos
Dahil medyo mahal pa rin ang rare earth permanent magnets, ang halaga ng rare earth permanent magnet motors ay karaniwang mas mataas kaysa sa electric excitation motors, na kailangang mabayaran ng mataas na pagganap nito at pagtitipid sa mga gastos sa pagpapatakbo. Sa ilang pagkakataon, tulad ng mga voice coil motor para sa mga computer disk drive, ang paggamit ng NdFeB permanent magnet ay nagpapabuti sa pagganap, makabuluhang binabawasan ang volume at masa, at binabawasan ang kabuuang gastos. Kapag nagdidisenyo, kinakailangang gumawa ng paghahambing ng pagganap at presyo batay sa mga partikular na okasyon at kinakailangan sa paggamit, at mag-innovate ng mga proseso ng istruktura at mag-optimize ng mga disenyo upang mabawasan ang mga gastos.
Anhui Mingteng Permanent Magnet Electromechanical Equipment Co., Ltd. (https://www.mingtengmotor.com/). Ang demagnetization rate ng permanenteng magnet motor magnetic steel ay hindi hihigit sa isang ikalibo bawat taon.
Ang permanenteng magnet na materyal ng permanenteng magnet motor rotor ng aming kumpanya ay gumagamit ng mataas na magnetic energy na produkto at mataas na intrinsic coercivity sintered NdFeB, at ang mga conventional grade ay N38SH, N38UH, N40UH, N42UH, atbp. Kunin ang N38SH, isang karaniwang ginagamit na grado ng aming kumpanya , bilang isang halimbawa: 38- ay kumakatawan sa maximum na magnetic energy na produkto ng 38MGOe; Kinakatawan ng SH ang pinakamataas na pagtutol sa temperatura na 150 ℃. Ang UH ay may pinakamataas na pagtutol sa temperatura na 180 ℃. Ang kumpanya ay nagdisenyo ng propesyonal na tooling at guide fixtures para sa magnetic steel assembly, at qualitatively analyzed ang polarity ng assembled magnetic steel na may makatwirang paraan, upang ang relative magnetic flux value ng bawat slot magnetic steel ay malapit, na nagsisiguro sa symmetry ng magnetic circuit at ang kalidad ng magnetic steel assembly.
Copyright: Ang artikulong ito ay muling pag-print ng pampublikong numero ng WeChat na "motor ngayon", ang orihinal na link https://mp.weixin.qq.com/s/zZn3UsYZeDwicEDwIdsbPg
Ang artikulong ito ay hindi kumakatawan sa mga pananaw ng aming kumpanya. Kung mayroon kang iba't ibang opinyon o pananaw, mangyaring itama kami!
Oras ng post: Aug-30-2024