Найбільша сфера застосуваннярідкоземельні постійні магнітидвигуни з постійними магнітами, широко відомі як двигуни.
Двигуни в широкому розумінні включають двигуни, які перетворюють електричну енергію в механічну, і генератори, які перетворюють механічну енергію в електричну.Обидва типи двигунів засновані на принципі електромагнітної індукції або електромагнітної сили в якості основного принципу.Магнітне поле повітряного зазору є необхідною умовою для роботи двигуна.Двигун, який створює магнітне поле повітряного зазору через збудження, називається індукційним двигуном, тоді як двигун, який створює магнітне поле повітряного зазору через постійні магніти, називається двигуном з постійними магнітами.
У двигуні з постійними магнітами магнітне поле повітряного зазору створюється постійними магнітами без потреби в додатковому електричному живленні чи додаткових обмотках.Тому найбільшими перевагами двигунів з постійними магнітами перед асинхронними є висока ефективність, енергозбереження, компактні розміри та проста конструкція.Тому двигуни з постійними магнітами широко використовуються в різних малих і мікродвигунах.На малюнку нижче показано спрощену робочу модель двигуна постійного струму з постійним магнітом.Два постійні магніти створюють магнітне поле в центрі котушки.Коли котушка знаходиться під напругою, вона відчуває електромагнітну силу (згідно з правилом лівої руки) і обертається.Частина, що обертається, в електродвигуні називається ротором, а нерухома – статором.Як видно з малюнка, постійні магніти належать до статора, а котушки – до ротора.
Для роторних двигунів, коли постійний магніт є статором, його зазвичай збирають у конфігурації №2, де магніти прикріплені до корпусу двигуна.Коли постійним магнітом є ротор, його зазвичай збирають у конфігурації №1, при цьому магніти прикріплюють до сердечника ротора.Крім того, конфігурації №3, №4, №5 та №6 включають вбудовування магнітів у серцевину ротора, як показано на схемі.
Для лінійних двигунів постійні магніти переважно мають форму квадратів і паралелограмів.Крім того, циліндричні лінійні двигуни використовують аксіально намагнічені кільцеві магніти.
Магніти в двигуні з постійними магнітами мають такі характеристики:
1. Форма не надто складна (за винятком деяких мікродвигунів, таких як двигуни VCM), переважно прямокутної, трапецієподібної, віялоподібної та хлібоподібної форм.Зокрема, щоб зменшити витрати на проектування двигуна, багато хто буде використовувати вбудовані квадратні магніти.
2. Намагнічення відносно просте, в основному однополюсне намагнічення, і після складання воно утворює багатополюсне магнітне коло.Якщо це повне кільце, наприклад, клейке кільце з неодиму, заліза, бору або кільце гарячого пресування, воно зазвичай приймає багатополюсну намагніченість випромінювання.
3. Основою технічних вимог є високотемпературна стабільність, постійність магнітного потоку та адаптивність.Поверхневі роторні магніти вимагають хороших адгезійних властивостей, магніти лінійних двигунів мають вищі вимоги до соляного туману, магніти вітряних генераторів мають ще суворіші вимоги до соляного туману, а магніти приводного двигуна вимагають чудової високотемпературної стабільності.
4. Використовуються продукти високої, середньої та низької магнітної енергії, але коерцитивна сила переважно на середньому та високому рівні.В даний час широко використовувані марки магнітів для приводних двигунів електромобілів - це переважно продукти з високою магнітною енергією та високою коерцитивною силою, такі як 45UH, 48UH, 50UH, 42EH, 45EH тощо, і зріла технологія дифузії є важливою.
5. Сегментовані клейкі ламіновані магніти широко використовуються у високотемпературних полях двигуна.Мета полягає в тому, щоб покращити сегментаційну ізоляцію магнітів і зменшити втрати на вихрові струми під час роботи двигуна, а деякі магніти можуть додавати епоксидне покриття на поверхню для підвищення їх ізоляції.
Ключові предмети тестування для магнітів двигуна:
1. Високотемпературна стабільність: деякі клієнти вимагають вимірювання розпаду магнітного поля у відкритому колі, тоді як інші вимагають вимірювання розпаду магнітного поля у напіврозмкненому колі.Під час роботи двигуна магніти повинні витримувати високі температури та змінні зворотні магнітні поля.Тому необхідні випробування та моніторинг кривих магнітного розпаду кінцевого продукту та високотемпературного розмагнічування основного матеріалу.
2. Постійність магнітного потоку: як джерело магнітних полів для роторів або статорів двигуна, якщо є невідповідності магнітного потоку, це може спричинити вібрацію двигуна та зниження потужності та вплинути на загальну роботу двигуна.Таким чином, до магнітів двигунів зазвичай пред’являються вимоги щодо сталості магнітного потоку, деякі в межах 5%, деякі в межах 3% або навіть в межах 2%.Слід враховувати всі фактори, які впливають на постійність магнітного потоку, такі як постійність залишкового магнетизму, допуск і покриття фаски.
3. Адаптивність: магніти для поверхневого монтажу переважно мають форму плитки.Звичайні двовимірні методи тестування кутів і радіусів можуть мати великі похибки або їх важко перевірити.У таких випадках необхідно враховувати адаптивність.Для тісно розташованих магнітів необхідно контролювати сукупні зазори.Для магнітів із прорізами типу «ластівчин хвіст» необхідно враховувати щільність монтажу.Найкраще виготовляти кріплення індивідуальної форми відповідно до методу складання користувача, щоб перевірити адаптивність магнітів.
Час публікації: 24 серпня 2023 р