Zhvillimi i motorëve me magnet të përhershëm është i lidhur ngushtë me zhvillimin e materialeve me magnet të përhershëm. Kina është vendi i parë në botë që zbuloi vetitë magnetike të materialeve me magnet të përhershëm dhe i zbatoi ato në praktikë. Më shumë se 2000 vjet më parë, Kina përdori vetitë magnetike të materialeve me magnet të përhershëm për të bërë busulla, të cilat luajtën një rol të madh në lundrim, ushtri dhe fusha të tjera dhe u bënë një nga katër shpikjet e mëdha të Kinës së lashtë.
Motori i parë në botë, i cili u shfaq në vitet 1920, ishte një motor me magnet të përhershëm që përdorte magnet të përhershëm për të gjeneruar fusha magnetike ngacmuese. Megjithatë, materiali magnetik i përhershëm i përdorur në atë kohë ishte magnetiti natyror (Fe3O4), i cili kishte një densitet shumë të ulët të energjisë magnetike. Motori i bërë prej tij ishte i madh në përmasa dhe shpejt u zëvendësua nga motori elektrik i ngacmimit.
Me zhvillimin e shpejtë të motorëve të ndryshëm dhe shpikjen e magnetizuesve aktualë, njerëzit kanë kryer kërkime të thelluara mbi mekanizmin, përbërjen dhe teknologjinë e prodhimit të materialeve magnetike të përhershme dhe kanë zbuluar me sukses një shumëllojshmëri materialesh magnetike të përhershme si çeliku i karbonit, tungsteni. çeliku (produkti maksimal i energjisë magnetike prej rreth 2,7 kJ/m3), dhe çeliku kobalt (produkti maksimal i energjisë magnetike prej rreth 7,2 kJ/m3).
Në veçanti, shfaqja e magnetëve të përhershëm të nikelit të kobaltit të aluminit në vitet 1930 (produkti maksimal i energjisë magnetike mund të arrijë 85 kJ/m3) dhe magnetët e përhershëm të ferritit në vitet 1950 (produkti maksimal i energjisë magnetike mund të arrijë 40 kJ/m3) kanë përmirësuar shumë vetitë magnetike. , dhe motorë të ndryshëm mikro dhe të vegjël kanë filluar të përdorin ngacmimin e magnetit të përhershëm. Fuqia e motorëve me magnet të përhershëm varion nga disa milivat deri në dhjetëra kilovat. Ato përdoren gjerësisht në prodhimin ushtarak, industrial dhe bujqësor dhe në jetën e përditshme, dhe prodhimi i tyre është rritur në mënyrë dramatike.
Rrjedhimisht, gjatë kësaj periudhe, janë bërë përparime në teorinë e projektimit, metodat e llogaritjes, magnetizimin dhe teknologjinë e prodhimit të motorëve me magnet të përhershëm, duke formuar një grup analizash dhe metodash kërkimore të përfaqësuara nga metoda e diagramit të punës me magnet të përhershëm. Megjithatë, forca shtrënguese e magnetëve të përhershëm AlNiCo është e ulët (36-160 kA/m), dhe densiteti magnetik i mbetur i magnetëve të përhershëm të ferritit nuk është i lartë (0,2-0,44 T), gjë që kufizon gamën e aplikimit të tyre në motorë.
Vetëm në vitet 1960 dhe 1980, magnetët e përhershëm të kobaltit të tokës së rrallë dhe magnetët e përhershëm të hekurit bor neodymium (të referuara kolektivisht si magnet të përhershëm të tokës së rrallë) dolën njëri pas tjetrit. Vetitë e tyre të shkëlqyera magnetike të densitetit të lartë magnetik remanent, forcës së lartë shtrënguese, produktit të lartë të energjisë magnetike dhe kurbës lineare të demagnetizimit janë veçanërisht të përshtatshme për prodhimin e motorëve, duke sjellë kështu zhvillimin e motorëve me magnet të përhershëm në një periudhë të re historike.
1.Materialet magnetike të përhershme
Materialet e magnetit të përhershëm që përdoren zakonisht në motorë përfshijnë magnet të sinteruar dhe magnet të lidhur, llojet kryesore janë kobalti i aluminit nikeli, ferriti, kobalti samarium, hekuri neodymium bor, etj.
Alnico: Materiali me magnet të përhershëm Alnico është një nga materialet më të hershme me magnet të përhershëm të përdorur gjerësisht dhe procesi i përgatitjes dhe teknologjia e tij janë relativisht të pjekura.
Ferriti i përhershëm: Në vitet 1950, feriti filloi të lulëzojë, veçanërisht në vitet 1970, kur ferriti stroncium me shtrëngim të mirë dhe performancë të energjisë magnetike u vu në prodhim në sasi të mëdha, duke zgjeruar me shpejtësi përdorimin e ferritit të përhershëm. Si një material magnetik jo metalik, feriti nuk ka disavantazhet e oksidimit të lehtë, temperaturës së ulët Curie dhe kostos së lartë të materialeve me magnet të përhershëm metalik, kështu që është shumë popullor.
Samarium kobalt: Një material magnet i përhershëm me veti të shkëlqyera magnetike që u shfaq në mesin e viteve 1960 dhe ka performancë shumë të qëndrueshme. Kobalti samarium është veçanërisht i përshtatshëm për prodhimin e motorëve për sa i përket vetive magnetike, por për shkak të çmimit të tij të lartë, përdoret kryesisht në kërkimin dhe zhvillimin e motorëve ushtarakë si aviacioni, hapësira ajrore dhe armët, dhe motorët në fusha të teknologjisë së lartë ku performanca e lartë dhe çmimi nuk janë faktori kryesor.
NdFeB: Materiali magnetik NdFeB është një aliazh i neodymiumit, oksidit të hekurit, etj., i njohur edhe si çelik magnetik. Ka një produkt jashtëzakonisht të lartë të energjisë magnetike dhe forcë shtrënguese. Në të njëjtën kohë, avantazhet e densitetit të lartë të energjisë bëjnë që materialet me magnet të përhershëm NdFeB të përdoren gjerësisht në industrinë moderne dhe teknologjinë elektronike, duke bërë të mundur miniaturizimin, lehtësimin dhe hollimin e pajisjeve si instrumentet, motorët elektroakustikë, ndarjen magnetike dhe magnetizimin. Për shkak se përmban një sasi të madhe neodymium dhe hekur, është e lehtë të ndryshket. Pasivizimi kimik i sipërfaqes është një nga zgjidhjet më të mira për momentin.
Rezistenca ndaj korrozionit, temperatura maksimale e funksionimit, performanca e përpunimit, forma e kurbës së demagnetizimit,
dhe krahasimi i çmimeve të materialeve me magnet të përhershëm të përdorur zakonisht për motorët (Figura)
2.Ndikimi i formës dhe tolerancës magnetike të çelikut në performancën e motorit
1. Ndikimi i trashësisë së çelikut magnetik
Kur qarku magnetik i brendshëm ose i jashtëm është i fiksuar, hendeku i ajrit zvogëlohet dhe fluksi magnetik efektiv rritet kur trashësia rritet. Manifestimi i dukshëm është se shpejtësia pa ngarkesë zvogëlohet dhe rryma pa ngarkesë zvogëlohet nën të njëjtin magnetizëm të mbetur, dhe efikasiteti maksimal i motorit rritet. Megjithatë, ka edhe disavantazhe, të tilla si rritja e dridhjeve të komutimit të motorit dhe një kurbë relativisht më e pjerrët e efikasitetit të motorit. Prandaj, trashësia e çelikut magnetik të motorit duhet të jetë sa më konsistente për të reduktuar dridhjet.
2.Ndikimi i gjerësisë magnetike të çelikut
Për magnetët e motorëve pa furça me distancë të ngushtë, hendeku total kumulativ nuk mund të kalojë 0,5 mm. Nëse është shumë i vogël, nuk do të instalohet. Nëse është shumë i madh, motori do të dridhet dhe do të ulë efikasitetin. Kjo ndodh sepse pozicioni i elementit Hall që mat pozicionin e magnetit nuk korrespondon me pozicionin aktual të magnetit dhe gjerësia duhet të jetë konsistente, përndryshe motori do të ketë efikasitet të ulët dhe dridhje të madhe.
Për motorët e krehur, ekziston një hendek i caktuar midis magneteve, i cili është i rezervuar për zonën e tranzicionit të komutimit mekanik. Megjithëse ka një boshllëk, shumica e prodhuesve kanë procedura strikte të instalimit të magnetit për të siguruar saktësinë e instalimit në mënyrë që të sigurojnë pozicionin e saktë të instalimit të magnetit të motorit. Nëse gjerësia e magnetit tejkalon, ai nuk do të instalohet; nëse gjerësia e magnetit është shumë e vogël, kjo do të bëjë që magneti të mos shtrihet, motori do të dridhet më shumë dhe efikasiteti do të ulet.
3. Ndikimi i madhësisë së zgavrës magnetike të çelikut dhe jo-kamferës
Nëse zbërthimi nuk është bërë, shpejtësia e ndryshimit të fushës magnetike në skajin e fushës magnetike të motorit do të jetë e madhe, duke shkaktuar pulsimin e motorit. Sa më i madh të jetë zgavra, aq më i vogël është dridhja. Sidoqoftë, gërvishtja në përgjithësi shkakton një humbje të caktuar në fluksin magnetik. Për disa specifika, humbja e fluksit magnetik është 0.5 ~ 1.5% kur zgavra është 0.8. Për motorët me furçë me magnetizëm të ulët të mbetur, zvogëlimi i duhur i madhësisë së zgavrës do të ndihmojë në kompensimin e magnetizmit të mbetur, por pulsimi i motorit do të rritet. Në përgjithësi, kur magnetizmi i mbetur është i ulët, toleranca në drejtimin e gjatësisë mund të rritet siç duhet, gjë që mund të rrisë fluksin magnetik efektiv në një masë të caktuar dhe të mbajë performancën e motorit në thelb të pandryshuar.
3. Shënime mbi motorët me magnet të përhershëm
1. Struktura e qarkut magnetik dhe llogaritja e projektimit
Për t'i dhënë lojë të plotë vetive magnetike të materialeve të ndryshme me magnet të përhershëm, veçanërisht vetitë e shkëlqyera magnetike të magnetëve të përhershëm të tokës së rrallë, dhe për të prodhuar motorë me magnet të përhershëm me kosto efektive, nuk është e mundur që thjesht të zbatohen metodat e llogaritjes së strukturës dhe projektimit të motorët tradicionalë me magnet të përhershëm ose motorët e ngacmimit elektromagnetik. Duhet të krijohen koncepte të reja projektimi për të ri-analizuar dhe përmirësuar strukturën e qarkut magnetik. Me zhvillimin e shpejtë të teknologjisë së harduerit dhe softuerit kompjuterik, si dhe me përmirësimin e vazhdueshëm të metodave moderne të projektimit si llogaritja numerike e fushës elektromagnetike, dizajni i optimizimit dhe teknologjia e simulimit, si dhe përmes përpjekjeve të përbashkëta të komuniteteve motorike akademike dhe inxhinierike, janë arritur përparime. bërë në teorinë e projektimit, metodat e llogaritjes, proceset strukturore dhe teknologjitë e kontrollit të motorëve me magnet të përhershëm, duke formuar një grup të plotë analizash dhe metodash kërkimore dhe analiza me ndihmën e kompjuterit dhe softuer projektimi që kombinon llogaritjen numerike të fushës elektromagnetike dhe zgjidhjen analitike të qarkut magnetik ekuivalent, dhe është duke u përmirësuar vazhdimisht.
2. Problem i pakthyeshëm i çmagnetizimit
Nëse dizajni ose përdorimi është i papërshtatshëm, motori i magnetit të përhershëm mund të prodhojë demagnetizim të pakthyeshëm ose demagnetizim, kur temperatura është shumë e lartë (magnet i përhershëm NdFeB) ose shumë i ulët (magnet i përhershëm ferrit), nën reaksionin e armaturës të shkaktuar nga rryma e goditjes, ose nën dridhje të forta mekanike, të cilat do të zvogëlojnë performancën e motorit dhe madje do ta bëjnë atë të papërdorshëm. Prandaj, është e nevojshme të studiohen dhe zhvillohen metoda dhe pajisje të përshtatshme për prodhuesit e motorëve për të kontrolluar qëndrueshmërinë termike të materialeve me magnet të përhershëm dhe për të analizuar aftësitë kundër demagnetizimit të formave të ndryshme strukturore, në mënyrë që të merren masat përkatëse gjatë projektimit dhe prodhimit. për të siguruar që motori me magnet të përhershëm të mos humbasë magnetizmin.
3. Çështjet e kostos
Meqenëse magnetët e përhershëm të tokës së rrallë janë ende relativisht të shtrenjta, kostoja e motorëve me magnet të përhershëm për tokë të rrallë është përgjithësisht më e lartë se ajo e motorëve elektrikë ngacmues, gjë që duhet të kompensohet nga performanca e lartë dhe kursimet në kostot e funksionimit. Në disa raste, të tilla si motorët e spirales zanore për disqet e kompjuterit, përdorimi i magnetëve të përhershëm NdFeB përmirëson performancën, redukton ndjeshëm volumin dhe masën dhe redukton kostot totale. Gjatë projektimit, është e nevojshme të bëhet një krahasim i performancës dhe çmimit bazuar në raste dhe kërkesa specifike të përdorimit, si dhe të inovohen proceset strukturore dhe të optimizohen dizajnet për të ulur kostot.
Anhui Mingteng Permanent Magnet Electromechanical Equipment Co., Ltd.https://www.mingtengmotor.com/). Shkalla e çmagnetizimit të çelikut magnetik të motorit me magnet të përhershëm nuk është më shumë se një e mijëta në vit.
Materiali magnetik i përhershëm i rotorit të motorit me magnet të përhershëm të kompanisë sonë miraton produktin me energji të lartë magnetike dhe NdFeB të sinterizuar me shtrëngim të brendshëm të lartë, dhe notat konvencionale janë N38SH, N38UH, N40UH, N42UH, etj. Merrni N38SH, një klasë e përdorur zakonisht e kompanisë sonë , si shembull: 38- paraqet produktin maksimal të energjisë magnetike prej 38MGOe; SH përfaqëson rezistencën maksimale të temperaturës prej 150 ℃. UH ka një rezistencë maksimale të temperaturës prej 180 ℃. Kompania ka projektuar pajisje profesionale dhe pajisje udhëzuese për montimin e çelikut magnetik, dhe ka analizuar në mënyrë cilësore polaritetin e çelikut magnetik të montuar me mjete të arsyeshme, në mënyrë që vlera e fluksit magnetik relative të çdo çeliku magnetik të slotit të jetë afër, gjë që siguron simetrinë e magnetit. qarku dhe cilësia e montimit magnetik të çelikut.
E drejta e autorit: Ky artikull është një ribotim i numrit publik të WeChat "motori i sotëm", lidhja origjinale https://mp.weixin.qq.com/s/zZn3UsYZeDwicEDwIdsbPg
Ky artikull nuk përfaqëson pikëpamjet e kompanisë sonë. Nëse keni mendime apo pikëpamje të ndryshme, ju lutemi na korrigjoni!
Koha e postimit: 30 gusht 2024