La disvolviĝo de permanentaj magnetaj motoroj estas proksime rilata al la disvolviĝo de permanentaj magnetaj materialoj. Ĉinio estas la unua lando en la mondo, kiu malkovris la magnetajn ecojn de permanentaj magnetaj materialoj kaj aplikis ilin en la praktiko. Antaŭ pli ol 2000 jaroj, Ĉinio uzis la magnetajn ecojn de permanentaj magnetaj materialoj por fari kompasojn, kiuj ludis grandegan rolon en navigado, militistaro kaj aliaj kampoj, kaj fariĝis unu el la kvar grandaj inventoj de antikva Ĉinio.
La unua motoro en la mondo, kiu aperis en la 1920-aj jaroj, estis permanenta magneta motoro, kiu uzis permanentajn magnetojn por generi ekscitajn magnetajn kampojn. Tamen, la permanenta magneta materialo uzata tiutempe estis natura magnetito (Fe3O4), kiu havis tre malaltan magnetan energidensecon. La motoro farita el ĝi estis granda kaj baldaŭ estis anstataŭigita per la elektra ekscita motoro.
Kun la rapida disvolviĝo de diversaj motoroj kaj la invento de nunaj magnetiziloj, homoj faris profundan esploradon pri la mekanismo, konsisto kaj fabrikada teknologio de permanentaj magnetaj materialoj, kaj sinsekve malkovris diversajn permanentajn magnetajn materialojn kiel ekzemple karbonŝtalo, volframa ŝtalo (maksimuma magneta energiprodukto de ĉirkaŭ 2.7 kJ/m3), kaj kobalta ŝtalo (maksimuma magneta energiprodukto de ĉirkaŭ 7.2 kJ/m3).
Aparte, la apero de permanentaj magnetoj el aluminio, nikel-kobalto en la 1930-aj jaroj (la maksimuma magneta energiprodukto povas atingi 85 kJ/m³) kaj feritaj permanentaj magnetoj en la 1950-aj jaroj (la maksimuma magneta energiprodukto povas atingi 40 kJ/m³) multe plibonigis la magnetajn ecojn, kaj diversaj mikro- kaj malgrandaj motoroj komencis uzi permanentajn magnetajn ekscitojn. La potenco de permanentaj magnetaj motoroj varias de kelkaj milivatoj ĝis dekoj da kilovatoj. Ili estas vaste uzataj en milita, industria kaj agrikultura produktado kaj en la ĉiutaga vivo, kaj ilia produktado draste pliiĝis.
Sekve, dum ĉi tiu periodo, sukcesoj okazis en la projekta teorio, kalkulmetodoj, magnetigo kaj fabrikada teknologio de permanentaj magnetaj motoroj, formante aron de analizaj kaj esploraj metodoj reprezentitaj per la metodo de funkciaj diagramaj diagramoj de permanentaj magnetoj. Tamen, la koerciva forto de AlNiCo-permanentaj magnetoj estas malalta (36-160 kA/m), kaj la restanta magneta denseco de feritaj permanentaj magnetoj ne estas alta (0,2-0,44 T), kio limigas ilian aplikan gamon en motoroj.
Nur en la 1960-aj kaj 1980-aj jaroj aperis unu post la alia permanentaj magnetoj el raraj teroj kaj kobalto kaj neodimiaj feroboro (kune nomataj permanentaj magnetoj el raraj teroj). Iliaj bonegaj magnetaj ecoj, kiel alta resta magneta denseco, alta koerciva forto, alta magneta energiprodukto kaj lineara malmagnetiĝa kurbo, estas aparte taŭgaj por fabrikado de motoroj, tiel enkondukante la disvolviĝon de permanentaj magnetaj motoroj en novan historian periodon.
1. Permanentaj magnetaj materialoj
La materialoj por permanentaj magnetoj ofte uzataj en motoroj inkluzivas sinteritajn magnetojn kaj ligitajn magnetojn, la ĉefaj tipoj estas aluminio, nikelo, kobalto, ferito, samario, kobalto, neodimo, fero, boro, ktp.
Alniko: Alniko-permanenta magneta materialo estas unu el la plej fruaj vaste uzataj permanentaj magnetaj materialoj, kaj ĝia preparoprocezo kaj teknologio estas relative maturaj.
Konstanta ferito: En la 1950-aj jaroj, ferito komencis prosperi, precipe en la 1970-aj jaroj, kiam stroncia ferito kun bona koerciveco kaj magneta energia agado estis produktita en grandaj kvantoj, rapide vastigante la uzon de konstanta ferito. Kiel nemetala magneta materialo, ferito ne havas la malavantaĝojn de facila oksidiĝo, malalta Curie-temperaturo kaj alta kosto de metalaj konstantaj magnetaj materialoj, tial ĝi estas tre populara.
Samario-kobalto: Permanenta magneta materialo kun elstaraj magnetaj ecoj, kiu aperis meze de la 1960-aj jaroj kaj havas tre stabilan funkciadon. Samario-kobalto estas aparte taŭga por fabrikado de motoroj rilate al magnetaj ecoj, sed pro sia alta prezo, ĝi estas ĉefe uzata en la esplorado kaj disvolviĝo de militaj motoroj kiel aviado, aerspaca kaj armiloj, kaj motoroj en altteknologiaj kampoj, kie alta funkciado kaj prezo ne estas la ĉefa faktoro.
NdFeB: La magneta materialo NdFeB estas alojo de neodimo, fera oksido, ktp., ankaŭ konata kiel magneta ŝtalo. Ĝi havas ekstreme altan magnetan energiprodukton kaj koercivan forton. Samtempe, la avantaĝoj de alta energidenseco igas permanentajn magnetajn materialojn NdFeB vaste uzataj en moderna industrio kaj elektronika teknologio, ebligante miniaturigi, malpezigi kaj maldikigi ekipaĵojn kiel instrumentojn, elektroakustikajn motorojn, magnetan apartigon kaj magnetigon. Ĉar ĝi enhavas grandan kvanton da neodimo kaj fero, ĝi facile rustiĝas. Surfaca kemia pasivigo estas unu el la plej bonaj solvoj nuntempe.
Kororezisto, maksimuma funkcianta temperaturo, prilabora rendimento, formo de malmagnetiĝa kurbo,
kaj prezkomparo de ofte uzataj permanentaj magnetaj materialoj por motoroj (Figuro)
2.La influo de magneta ŝtalformo kaj toleremo sur motorrendimento
1. Influo de la dikeco de magneta ŝtalo
Kiam la interna aŭ ekstera magneta cirkvito estas fiksita, la aerinterspaco malpliiĝas kaj la efika magneta fluo pliiĝas kiam la dikeco pliiĝas. La evidenta manifestiĝo estas, ke la senŝarĝa rapido malpliiĝas kaj la senŝarĝa kurento malpliiĝas sub la sama resta magnetismo, kaj la maksimuma efikeco de la motoro pliiĝas. Tamen, ekzistas ankaŭ malavantaĝoj, kiel pliigita komuta vibrado de la motoro kaj relative pli kruta efikeckurbo de la motoro. Tial, la dikeco de la motora magneta ŝtalo devus esti kiel eble plej kohera por redukti vibradon.
2. Influo de la larĝo de magneta ŝtalo
Por magnetoj de senbroŝaj motoroj kun dense interspacigitaj distancoj, la tuta akumula interspaco ne povas superi 0.5 mm. Se ĝi estas tro malgranda, ĝi ne estos instalita. Se ĝi estas tro granda, la motoro vibros kaj malpliigos efikecon. Tio estas ĉar la pozicio de la Hall-elemento, kiu mezuras la pozicion de la magneto, ne kongruas kun la efektiva pozicio de la magneto, kaj la larĝo devas esti kohera, alie la motoro havos malaltan efikecon kaj grandan vibradon.
Ĉe brositaj motoroj, ekzistas certa interspaco inter la magnetoj, kiu estas rezervita por la mekanika komuta transira zono. Kvankam ekzistas interspaco, plej multaj fabrikantoj havas striktajn procedurojn por instali magnetojn por certigi la precizecon de la instalado kaj certigi la ĝustan pozicion de la motormagneto. Se la larĝo de la magneto superas ĝin, ĝi ne estos instalita; se la larĝo de la magneto estas tro malgranda, tio kaŭzos misaliniigon de la magneto, la motoro pli vibros, kaj la efikeco malpliiĝos.
3. La influo de la grandeco kaj ne-beviĝo de la magneta ŝtalo
Se la bevelaĵo ne estas farita, la ŝanĝiĝrapideco de la magneta kampo ĉe la rando de la magneta kampo de la motoro estos granda, kaŭzante la pulsadon de la motoro. Ju pli granda la bevelaĵo, des pli malgranda la vibro. Tamen, bevelaĵo ĝenerale kaŭzas certan perdon en la magneta fluo. Por iuj specifoj, la perdo de magneta fluo estas 0,5~1,5% kiam la bevelaĵo estas 0,8. Por brositaj motoroj kun malalta resta magnetismo, konvene redukti la grandecon de la bevelaĵo helpos kompensi la restan magnetismon, sed la pulsado de la motoro pliiĝos. Ĝenerale parolante, kiam la resta magnetismo estas malalta, la toleremo en la longa direkto povas esti konvene pligrandigita, kio povas pliigi la efikan magnetan fluon ĝis certa grado kaj teni la rendimenton de la motoro baze senŝanĝa.
3. Notoj pri permanentaj magnetaj motoroj
1. Magneta cirkvitstrukturo kaj dezajnkalkulo
Por plene utiligi la magnetajn ecojn de diversaj permanentaj magnetaj materialoj, precipe la bonegajn magnetajn ecojn de rarateraj permanentaj magnetoj, kaj fabriki kostefikajn permanentajn magnetajn motorojn, ne eblas simple apliki la strukturon kaj dezajnajn kalkulmetodojn de tradiciaj permanentaj magnetaj motoroj aŭ elektromagnetaj ekscitaj motoroj. Novaj dezajnaj konceptoj devas esti establitaj por reanalizi kaj plibonigi la magnetan cirkvitan strukturon. Kun la rapida disvolviĝo de komputila aparataro kaj programara teknologio, same kiel la kontinua plibonigo de modernaj dezajnaj metodoj kiel elektromagneta kampa numera kalkulo, optimumiga dezajna kaj simulada teknologio, kaj per la kunaj klopodoj de la motoraj akademiaj kaj inĝenieraj komunumoj, sukcesoj estis faritaj en la dezajna teorio, kalkulmetodoj, strukturaj procezoj kaj kontrolaj teknologioj de permanentaj magnetaj motoroj, formante kompletan aron de analizaj kaj esploraj metodoj kaj komputile helpataj analizaj kaj dezajnaj programaroj, kiuj kombinas elektromagnetan kampa numeran kalkulon kaj ekvivalentan magnetan cirkvitan analizan solvon, kaj estas kontinue plibonigataj.
2. Problemo de nerevertebla malmagnetigo
Se la dezajno aŭ uzo estas neĝusta, la permanenta magneta motoro povas produkti nemaligeblan malmagnetiĝon, aŭ malmagnetiĝon, kiam la temperaturo estas tro alta (NdFeB permanenta magneto) aŭ tro malalta (ferita permanenta magneto), sub la armatura reakcio kaŭzita de la frapa kurento, aŭ sub severa mekanika vibrado, kio reduktos la rendimenton de la motoro kaj eĉ faros ĝin neuzebla. Tial necesas studi kaj evoluigi metodojn kaj aparatojn taŭgajn por motorfabrikistoj por kontroli la termikan stabilecon de permanentaj magnetaj materialoj, kaj analizi la kontraŭ-malmagnetigajn kapablojn de diversaj strukturaj formoj, por ke respondaj mezuroj povu esti prenitaj dum la dezajno kaj fabrikado por certigi, ke la permanenta magneta motoro ne perdu magnetismon.
3. Kostaj Problemoj
Ĉar rarateraj permanentaj magnetoj estas ankoraŭ relative multekostaj, la kosto de rarateraj permanentaj magnetaj motoroj ĝenerale estas pli alta ol tiu de elektraj ekscitaj motoroj, kion oni devas kompensi per ilia alta rendimento kaj ŝparo en funkciaj kostoj. En iuj okazoj, ekzemple ĉe voĉbobenaj motoroj por komputilaj diskaparatoj, la uzo de NdFeB permanentaj magnetoj plibonigas rendimenton, signife reduktas volumenon kaj mason, kaj reduktas totalajn kostojn. Dum dizajnado, necesas kompari rendimenton kaj prezon surbaze de specifaj uzokazoj kaj postuloj, kaj novigi strukturajn procezojn kaj optimumigi dezajnojn por redukti kostojn.
Anhui Mingteng Permanenta Magneta Elektromekanika Ekipaĵa Kompanio, Ltd. (https://www.mingtengmotor.com/). La malmagnetiĝa rapideco de magneta ŝtalo por permanentaj magnetaj motoroj estas ne pli ol milono jare.
La materialo de la permanenta magneta motorrotoro de nia kompanio uzas sinterizitan NdFeB kun alta magneta energia produkto kaj alta interna koerciveco, kaj la konvenciaj gradoj estas N38SH, N38UH, N40UH, N42UH, ktp. Prenu N38SH, ofte uzatan gradon de nia kompanio, kiel ekzemplon: 38- reprezentas la maksimuman magnetan energian produkton de 38MGOe; SH reprezentas la maksimuman temperaturreziston de 150℃. UH havas maksimuman temperaturreziston de 180℃. La kompanio desegnis profesiajn ilojn kaj gvidilojn por muntado de magneta ŝtalo, kaj kvalite analizis la polusecon de la kunmetita magneta ŝtalo per akcepteblaj rimedoj, tiel ke la relativa magneta flukso de ĉiu fendo-magneta ŝtalo estas proksima, kio certigas la simetrion de la magneta cirkvito kaj la kvaliton de la muntado de magneta ŝtalo.
Kopirajto: Ĉi tiu artikolo estas represaĵo de la publika numero de WeChat "today's motor", la originala ligilo estas https://mp.weixin.qq.com/s/zZn3UsYZeDwicEDwIdsbPg
Ĉi tiu artikolo ne reprezentas la vidpunktojn de nia kompanio. Se vi havas malsamajn opiniojn aŭ vidpunktojn, bonvolu korekti nin!
Afiŝtempo: 30-a de aŭgusto 2024