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Materiales magnéticos en motores de imanes permanentes

Suministro de fábrica, imán permanente de neodimio fuerte de alta calidad, imán de arco NdFeB de tierras raras para motor/industria

El desarrollo de motores de imanes permanentes está estrechamente relacionado con el desarrollo de materiales de imanes permanentes.

El primer motor del mundo que apareció en la década de 1820 fue un motor de imán permanente que genera un campo magnético de excitación a partir de un imán permanente. Sin embargo, el material de imán permanente utilizado en ese momento era magnetita natural (Fe3O4), que tenía una densidad de energía magnética muy baja. El motor fabricado con él era voluminoso y pronto fue reemplazado por un motor de excitación eléctrica.

 

Con el rápido desarrollo de varios motores y la invención de los magnetizadores actuales, la gente ha llevado a cabo una investigación profunda sobre el mecanismo, la composición y la tecnología de fabricación de los materiales de imanes permanentes, y ha descubierto sucesivamente el acero al carbono y el acero de tungsteno (el producto de energía magnética máxima es de aproximadamente 2,7 kJ/m3), acero al cobalto (el producto de energía magnética máxima es de aproximadamente 7,2 kJ/m3) y muchos otros materiales de imanes permanentes. Especialmente los imanes permanentes de AlNiCo (producto de energía magnética máxima de hasta 85kJ/m3) que aparecieron en la década de 1930 y los imanes permanentes de ferrita (producto de energía máxima de hasta 40kJ/m3) que aparecieron en la década de 1950 tienen grandes propiedades magnéticas Para mejorar, varios micro y los motores pequeños han utilizado imanes permanentes para la excitación. Sin embargo, la coercitividad de los imanes permanentes de AlNiCo es baja (36~160 kA/m), y la densidad de remanencia de los imanes permanentes de ferrita no es alta (0,2~0,44 T), lo que limita su rango de aplicación en motores. Hasta las décadas de 1960 y 1980, los imanes permanentes de samario cobalto y materiales de imán permanente de neodimio hierro boro salieron uno tras otro. Su alta remanencia, alta coercitividad, producto de alta energía y excelentes propiedades magnéticas de la curva de desmagnetización lineal son particularmente adecuados para la fabricación de motores, por lo que el desarrollo de motores de imanes permanentes ha entrado en un nuevo período histórico.

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La relación entre el rendimiento del acero magnético y el rendimiento del motor.

1) La influencia de la remanencia

Para motores de CC, bajo los mismos parámetros de devanado y condiciones de prueba, cuanto mayor sea la remanencia, menor será la velocidad sin carga y menor la corriente sin carga; cuanto mayor sea el par máximo, mayor será la eficiencia en el punto de mayor eficiencia. En la prueba real, la velocidad sin carga y el par máximo se usan generalmente para juzgar el estándar de remanencia del imán.

Para los mismos parámetros de devanado y parámetros eléctricos, la razón por la cual cuanto mayor sea la remanencia, menor será la velocidad sin carga y menor la corriente sin carga, es que el motor en marcha produce suficiente inductancia inversa a una velocidad relativamente baja. El voltaje es generado de manera que la suma algebraica de la fuerza electromotriz aplicada al devanado se reduce.


2) La influencia de la coercitividad

En el proceso de funcionamiento del motor, siempre existe la influencia de la temperatura y la desmagnetización inversa. Desde la perspectiva del diseño del motor, cuanto mayor sea la fuerza coercitiva, menor puede ser la dirección del grosor del imán. Cuanto menor sea la fuerza coercitiva, mayor será la dirección del grosor del imán. Pero después de que el acero magnético supera cierta fuerza coercitiva, es inútil, porque otros componentes del motor no pueden funcionar de manera estable a esa temperatura. La coercitividad es suficiente para satisfacer la demanda, y el estándar es satisfacer la demanda en las condiciones experimentales recomendadas, y no hay necesidad de desperdiciar recursos.


3) La influencia de la cuadratura

La cuadratura solo afecta la rectitud de la curva de eficiencia de la prueba de rendimiento del motor. Aunque la rectitud de la curva de eficiencia del motor no se ha incluido como un estándar de índice importante, es muy importante para la distancia de recorrido continuo del motor en la rueda en condiciones de camino natural. importante. Debido a las diferentes condiciones de la carretera, el motor no siempre puede funcionar en el punto de máxima eficiencia. Esta es una de las razones por las que algunos motores tienen una eficiencia máxima baja y una larga distancia de funcionamiento. Un buen motor en la rueda no solo debe tener una eficiencia máxima alta, sino que también la curva de eficiencia debe ser lo más nivelada posible y la pendiente de reducción de la eficiencia debe ser lo más pequeña posible. A medida que maduren el mercado, la tecnología y los estándares de los motores en las ruedas, esto se convertirá gradualmente en un estándar importante.


4) El impacto de la consistencia del rendimiento

Remanencia inconsistente: incluso algunos de los que tienen un rendimiento particularmente alto no son buenos, porque el flujo magnético de cada campo magnético unidireccional es inconsistente, lo que resulta en asimetría de torque y vibración.

Coercitividad inconsistente: en particular, si la coercitividad de los productos individuales es demasiado baja, es probable que se produzca una desmagnetización inversa, lo que da como resultado flujos magnéticos inconsistentes de cada imán y hace que el motor vibre. Este efecto es más significativo para los motores sin escobillas.

 

La influencia de la geometría del imán y la tolerancia en el rendimiento del motor

1. La influencia del grosor del imán

Cuando el anillo del circuito magnético interno o externo está fijo, cuando aumenta el grosor, el entrehierro disminuye y el flujo magnético efectivo aumenta. Con la misma remanencia, la velocidad sin carga disminuye, la corriente sin carga disminuye y la eficiencia máxima del motor aumenta; sin embargo, también hay desventajas, como una mayor vibración de conmutación del motor, la curva de eficiencia del motor es relativamente empinada. Por lo tanto, el grosor del imán del motor debe ser lo más consistente posible para reducir la vibración.


2. La influencia del ancho del acero magnético.

Para imanes de motor sin escobillas compactos, el espacio acumulado total no puede exceder los 0,5 mm. Si es demasiado pequeño, no se instalará. Si es demasiado pequeño, hará que el motor vibre y reduzca la eficiencia. Esto se debe a la posición y la posición magnética La posición real del acero no corresponde. Además, el ancho debe ser consistente, de lo contrario, la eficiencia del motor será baja y la vibración será grande.

Para los motores con escobillas, existe un cierto espacio entre los imanes, que se deja para la zona de transición de la conmutación mecánica. Aunque hay una brecha, la mayoría de los fabricantes tienen herramientas de instalación de acero magnético estrictas para garantizar la precisión de la instalación de los imanes del motor para garantizar la precisión de la instalación. Si se supera el ancho del imán, no se podrá instalar; si el ancho del imán es demasiado pequeño, hará que el imán se desalinee, aumente la vibración del motor y reduzca la eficiencia.


3. La influencia del tamaño del chaflán de acero magnético y el no chaflán

Si el ángulo no está achaflanado, la tasa de cambio del campo magnético en el borde del campo magnético del motor es grande, lo que hace que el motor emita impulsos. Cuanto mayor sea el chaflán, menor será la vibración. Pero el biselado generalmente tiene una cierta pérdida de flujo magnético. Para algunas especificaciones, cuando el biselado alcanza 0,8, la pérdida de flujo magnético es de 0,5~1,5%. Cuando el magnetismo residual del motor con escobillas es bajo, es beneficioso reducir adecuadamente el tamaño del chaflán para compensar el magnetismo residual, pero la pulsación del motor aumenta. En términos generales, cuando la remanencia es baja, la tolerancia en la dirección de la longitud se puede ampliar adecuadamente, de modo que el flujo magnético efectivo se puede aumentar hasta cierto punto, de modo que el rendimiento del motor básicamente no cambia.


Gracias por leer nuestro artículo y esperamos que pueda ayudarlo a comprender mejor los imanes de motor de neodimio más utilizados. Si desea obtener más información sobre los imanes de tierras raras para motores, le recomendamos que visiteImanes OSO CORAZÓNpara más información. 

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