Viimasel ajal, kui tehnoloogia areneb kõrge sageduse ja suure kiiruse suunas, on magnetite pöörisvoolukadu muutunud suureks probleemiks. EritiNeodüüm raudboor(NdFeB) jaSamariumi koobalt(SmCo) magneteid mõjutavad temperatuur kergemini. Pöörisvoolu kadu on muutunud suureks probleemiks.
Need pöörisvoolud põhjustavad alati soojuse teket ja seejärel mootorite, generaatorite ja andurite jõudluse halvenemist. Magnetite pöörisvooluvastane tehnoloogia pärsib tavaliselt pöörisvoolu teket või pärsib indutseeritud voolu liikumist.
"Magnet Power" on välja töötatud NdFeB ja SmCo magnetite pöörisvooluvastase tehnoloogia abil.
Pöörisvoolud
Pöörisvoolud tekivad juhtivates materjalides, mis on vahelduvas elektri- või vahelduvas magnetväljas. Faraday seaduse järgi genereerivad vahelduvad magnetväljad elektrit ja vastupidi. Tööstuses kasutatakse seda põhimõtet metallurgilisel sulatamisel. Kesksagedusliku induktsiooni abil indutseeritakse tiiglis olevad juhtivad materjalid, nagu Fe ja muud metallid, soojust tekitama ning lõpuks tahked materjalid sulavad.
NdFeB magnetite, SmCo magnetite või Alnico magnetite eritakistus on alati väga madal. Näidatud tabelis 1. Seega, kui need magnetid töötavad elektromagnetilistes seadmetes, tekitab magnetvoo ja juhtivate komponentide vastastikmõju väga kergesti pöörisvoolu.
Tabel 1 NdFeB magnetite, SmCo magnetite või Alnico magnetite eritakistus
| Magnetid | Resistiivsus (mΩ·cm) |
| Alnico | 0,03-0,04 |
| SmCo | 0,05-0,06 |
| NdFeB | 0,09-0,10 |
Lenzi seaduse kohaselt põhjustavad NdFeB ja SmCo magnetites tekkivad pöörisvoolud mitmeid soovimatuid tagajärgi:
● Energiakadu: Pöörisvoolude mõjul muundub osa magnetenergiast soojuseks, vähendades seadme efektiivsust. Näiteks pöörisvoolust tingitud raua- ja vasekadu on mootorite peamine efektiivsuse tegur. Süsinikdioksiidi heitkoguste vähendamise kontekstis on mootorite efektiivsuse parandamine väga oluline.
● Soojuse genereerimine ja demagnetiseerimine: Nii NdFeB kui ka SmCo magnetidel on maksimaalne töötemperatuur, mis on püsimagnetite kriitiline parameeter. Pöörisvoolukao tagajärjel tekkiv soojus põhjustab magnetite temperatuuri tõusu. Kui maksimaalne töötemperatuur on ületatud, toimub demagnetiseerumine, mis viib lõpuks seadme funktsiooni vähenemiseni või tõsiste jõudlusprobleemideni.
Eriti pärast kiirete mootorite (nt magnetlaagriga mootorid ja õhklaagrimootorid) väljatöötamist on rootorite demagnetiseerimise probleem muutunud silmapaistvamaks. Joonisel 1 on kujutatud õhklaagriga mootori rootor kiirusega30 000RPM. Temperatuur tõusis lõpuks umbes500°C, mille tulemuseks on magnetite demagnetiseerimine.
Joonis 1. a ja c on vastavalt normaalrootori magnetvälja diagramm ja jaotus.
b ja d on vastavalt demagnetiseeritud rootori magnetvälja diagramm ja jaotus.
Lisaks on NdFeB magnetitel madal Curie temperatuur (~ 320 ° C), mis muudab need demagnetiseerituks. SmCo magnetite curie temperatuur on vahemikus 750-820 °C. NdFeB on pöörisvoolust kergemini mõjutatav kui SmCo.
Pöörisvooluvastased tehnoloogiad
NdFeB ja SmCo magnetite pöörisvoolude vähendamiseks on välja töötatud mitmeid meetodeid. See esimene meetod on muuta magnetite koostist ja struktuuri, et suurendada takistust. Teine meetod, mida kasutatakse alati inseneritöös, et häirida suurte pöörisvoolusilmuste teket.
1. Suurendage magnetite takistust
Gabay jt on SmCo magnetitele lisanud CaF2, B2O3, et parandada takistust, mis väheneb 130 μΩ cm-lt 640 μΩ cm-ni. Kuid (BH) max ja Br vähenesid oluliselt.
2. Magnetite lamineerimine
Magnetite lamineerimine on inseneritöös kõige tõhusam meetod.
Magnetid viilutati õhukesteks kihtideks ja seejärel liimiti kokku. Kahe magnetitüki vaheline liides on isoleeriv liim. Pöörisvoolude elektriline tee on häiritud. Seda tehnoloogiat kasutatakse laialdaselt suure kiirusega mootorites ja generaatorites. "Magnet Power" on magnetite vastupidavuse parandamiseks välja töötatud palju tehnoloogiaid. https://www.magnetpower-tech.com/high-electrical-impedance-eddy-current-series-product/
Esimene kriitiline parameeter on takistus. Magnet Poweriga toodetud lamineeritud NdFeB ja SmCo magnetite eritakistus on suurem kui 2 MΩ·cm. Need magnetid võivad oluliselt pärssida voolu juhtivust magnetis ja seejärel summutada soojuse teket.
Teine parameeter on magnetitükkide vahelise liimi paksus. Kui liimikihi paksus on liiga kõrge, vähendab see magneti ruumala, mille tulemusena väheneb üldine magnetvoog. “Magnet Power” suudab toota lamineeritud magneteid liimikihi paksusega 0,05 mm.
3. Suure takistusega materjalidega katmine
Magnetite eritakistuse suurendamiseks kantakse magnetite pinnale alati isolatsioonikatted. Need katted toimivad barjäärina, et vähendada pöörisvoolude voogu magneti pinnal. Alati kasutatakse keraamilisi katteid, näiteks epoksü- või parüleeni.
Pöörisvooluvastase tehnoloogia eelised
Pöörisvooluvastane tehnoloogia on oluline paljudes NdFeB- ja SmCo-magnetitega rakendustes. Sealhulgas:
● Hsuure kiirusega mootorid: Kiiretel mootoritel, mis tähendab, et kiirus on vahemikus 30 000–200 000 RPM, on pöörisvoolu summutamine ja kuumuse vähendamine põhinõue. Joonisel 3 on näidatud tavalise SmCo magneti ja pöörisvastase voolu SmCo võrdlustemperatuur 2600 Hz. Kui tavaliste SmCo magnetite (vasakul punane) temperatuur ületab 300 ℃, ei ületa pöörisvooluvastaste SmCo magnetite (parempoolne bule) temperatuur 150 ℃.
●MRI masinad: Pöörisvoolude vähendamine on MRI puhul süsteemide stabiilsuse säilitamiseks kriitilise tähtsusega.
Pöörisvooluvastane tehnoloogia on väga oluline NdFeB ja SmCo magnetite jõudluse parandamiseks paljudes rakendustes. Lamineerimis-, segmenteerimis- ja katmistehnoloogiate abil saab "Magnet Power" puhul pöörisvoolusid oluliselt vähendada. Pöörisvooluvastaseid NdFeB ja SmCo magneteid on võimalik kasutada tänapäevastes elektromagnetsüsteemides.
Postitusaeg: 23. september 2024
