Perkembangan motor magnet permanen erat kaitannya dengan perkembangan material magnet permanen. Tiongkok adalah negara pertama di dunia yang menemukan sifat magnetik bahan magnet permanen dan menerapkannya dalam praktik. Lebih dari 2.000 tahun yang lalu, Tiongkok menggunakan sifat magnetik bahan magnet permanen untuk membuat kompas, yang memainkan peran besar dalam navigasi, militer, dan bidang lainnya, dan menjadi salah satu dari empat penemuan besar Tiongkok kuno.
Motor pertama di dunia yang muncul pada tahun 1920-an adalah motor magnet permanen yang menggunakan magnet permanen untuk menghasilkan medan magnet eksitasi. Namun bahan magnet permanen yang digunakan saat itu adalah magnetit alam (Fe3O4) yang memiliki kerapatan energi magnet yang sangat rendah. Motor yang dibuatnya berukuran besar dan segera digantikan oleh motor eksitasi listrik.
Dengan pesatnya perkembangan berbagai motor dan penemuan magnetizer saat ini, masyarakat telah melakukan penelitian mendalam tentang mekanisme, komposisi dan teknologi pembuatan bahan magnet permanen, dan berturut-turut telah menemukan berbagai bahan magnet permanen seperti baja karbon, tungsten. baja (produk energi magnet maksimum sekitar 2,7 kJ/m3), dan baja kobalt (produk energi magnet maksimum sekitar 7,2 kJ/m3).
Secara khusus, munculnya magnet permanen aluminium nikel kobalt pada tahun 1930an (produk energi magnet maksimum dapat mencapai 85 kJ/m3) dan magnet permanen ferit pada tahun 1950an (produk energi magnet maksimum dapat mencapai 40 kJ/m3) telah meningkatkan sifat kemagnetan secara signifikan. , dan berbagai motor mikro dan kecil sudah mulai menggunakan eksitasi magnet permanen. Kekuatan motor magnet permanen berkisar dari beberapa miliwatt hingga puluhan kilowatt. Mereka banyak digunakan dalam produksi militer, industri dan pertanian serta kehidupan sehari-hari, dan hasilnya telah meningkat secara dramatis.
Sejalan dengan itu, selama periode ini telah dilakukan terobosan dalam teori desain, metode perhitungan, magnetisasi dan teknologi pembuatan motor magnet permanen, membentuk seperangkat metode analisis dan penelitian yang diwakili oleh metode diagram diagram kerja magnet permanen. Namun, gaya koersif magnet permanen AlNiCo rendah (36-160 kA/m), dan kerapatan magnet remanen magnet permanen ferit tidak tinggi (0,2-0,44 T), sehingga membatasi jangkauan penerapannya pada motor.
Baru pada tahun 1960-an dan 1980-an magnet permanen kobalt tanah jarang dan magnet permanen boron besi neodymium (secara kolektif disebut sebagai magnet permanen tanah jarang) muncul satu demi satu. Sifat magnetnya yang sangat baik dengan kepadatan magnet sisa yang tinggi, gaya koersif yang tinggi, produk energi magnet yang tinggi, dan kurva demagnetisasi linier sangat cocok untuk pembuatan motor, sehingga mengantarkan perkembangan motor magnet permanen ke periode sejarah baru.
1. Bahan magnet permanen
Bahan magnet permanen yang biasa digunakan pada motor antara lain magnet sinter dan magnet terikat, jenis utamanya adalah aluminium nikel kobalt, ferit, samarium kobalt, boron besi neodymium, dll.
Alnico: Bahan magnet permanen Alnico adalah salah satu bahan magnet permanen paling awal yang banyak digunakan, dan proses persiapan serta teknologinya relatif matang.
Ferit permanen: Pada tahun 1950-an, ferit mulai berkembang, terutama pada tahun 1970-an, ketika strontium ferit dengan koersivitas dan kinerja energi magnet yang baik dimasukkan ke dalam produksi dalam jumlah besar, sehingga penggunaan ferit permanen berkembang pesat. Sebagai bahan magnet nonlogam, ferit tidak memiliki kelemahan yaitu mudah teroksidasi, suhu Curie yang rendah, dan harga bahan magnet permanen logam yang mahal, sehingga sangat populer.
Samarium cobalt: Bahan magnet permanen dengan sifat magnet yang sangat baik yang muncul pada pertengahan tahun 1960-an dan memiliki kinerja yang sangat stabil. Samarium cobalt sangat cocok untuk pembuatan motor dalam hal sifat magnetiknya, namun karena harganya yang mahal, kobalt ini terutama digunakan dalam penelitian dan pengembangan motor militer seperti penerbangan, ruang angkasa, dan senjata, serta motor di bidang teknologi tinggi di mana performa tinggi dan harga bukanlah faktor utama.
NdFeB: Bahan magnet NdFeB adalah paduan neodymium, oksida besi, dll., juga dikenal sebagai baja magnet. Ia memiliki produk energi magnet dan gaya koersif yang sangat tinggi. Pada saat yang sama, keunggulan kepadatan energi yang tinggi membuat bahan magnet permanen NdFeB banyak digunakan dalam industri modern dan teknologi elektronik, sehingga memungkinkan untuk membuat miniatur, meringankan, dan menipiskan peralatan seperti instrumen, motor elektroakustik, pemisahan magnetik, dan magnetisasi. Karena mengandung neodymium dan besi dalam jumlah besar, mudah berkarat. Pasivasi kimia permukaan adalah salah satu solusi terbaik saat ini.
Ketahanan korosi, suhu operasi maksimum, kinerja pemrosesan, bentuk kurva demagnetisasi,
dan perbandingan harga bahan magnet permanen yang umum digunakan untuk motor (Gambar)
2.Pengaruh bentuk dan toleransi baja magnetik terhadap kinerja motor
1. Pengaruh ketebalan baja magnet
Ketika sirkuit magnet dalam atau luar dipasang, celah udara berkurang dan fluks magnet efektif meningkat seiring dengan bertambahnya ketebalan. Manifestasi yang jelas adalah bahwa kecepatan tanpa beban berkurang dan arus tanpa beban berkurang pada sisa magnet yang sama, dan efisiensi maksimum motor meningkat. Namun ada juga kelemahannya, seperti getaran pergantian motor yang meningkat dan kurva efisiensi motor yang relatif lebih curam. Oleh karena itu, ketebalan baja magnet motor harus sekonsisten mungkin untuk mengurangi getaran.
2. Pengaruh lebar baja magnetik
Untuk magnet motor brushless yang berjarak dekat, celah kumulatif total tidak boleh melebihi 0,5 mm. Jika terlalu kecil maka tidak akan dipasang. Jika terlalu besar, motor akan bergetar dan mengurangi efisiensi. Hal ini dikarenakan posisi elemen Hall yang mengukur posisi magnet tidak sesuai dengan posisi magnet sebenarnya, dan lebarnya harus konsisten, jika tidak motor akan memiliki efisiensi rendah dan getaran besar.
Untuk motor yang disikat, terdapat celah tertentu antara magnet, yang disediakan untuk zona transisi pergantian mekanis. Meskipun terdapat celah, sebagian besar produsen memiliki prosedur pemasangan magnet yang ketat untuk memastikan keakuratan pemasangan guna memastikan posisi pemasangan magnet motor yang akurat. Jika lebar magnet melebihi, maka tidak akan dipasang; jika lebar magnet terlalu kecil akan menyebabkan magnet tidak sejajar, motor akan semakin bergetar, dan efisiensi akan berkurang.
3. Pengaruh ukuran talang baja magnetik dan non talang
Jika talang tidak dilakukan maka laju perubahan medan magnet pada tepi medan magnet motor akan besar sehingga menimbulkan denyut pada motor. Semakin besar talangnya, semakin kecil getarannya. Namun, chamfering umumnya menyebabkan hilangnya fluks magnet tertentu. Untuk beberapa spesifikasi, kehilangan fluks magnet adalah 0,5~1,5% ketika talangnya 0,8. Untuk motor sikat dengan sisa magnet yang rendah, pengurangan ukuran chamfer yang tepat akan membantu mengimbangi sisa magnet, namun denyut motor akan meningkat. Secara umum, ketika sisa magnetisme rendah, toleransi dalam arah panjang dapat diperbesar dengan tepat, yang dapat meningkatkan fluks magnet efektif sampai batas tertentu dan menjaga kinerja motor pada dasarnya tidak berubah.
3.Catatan tentang motor magnet permanen
1. Struktur sirkuit magnetik dan perhitungan desain
Untuk memanfaatkan sepenuhnya sifat magnetik berbagai bahan magnet permanen, terutama sifat magnetik yang sangat baik dari magnet permanen tanah jarang, dan memproduksi motor magnet permanen yang hemat biaya, tidak mungkin hanya menerapkan metode perhitungan struktur dan desain dari motor magnet permanen tradisional atau motor eksitasi elektromagnetik. Konsep desain baru harus ditetapkan untuk menganalisis ulang dan memperbaiki struktur sirkuit magnetik. Dengan pesatnya perkembangan teknologi perangkat keras dan perangkat lunak komputer, serta peningkatan berkelanjutan dari metode desain modern seperti perhitungan numerik medan elektromagnetik, desain optimasi dan teknologi simulasi, dan melalui upaya bersama dari komunitas akademis dan teknik motorik, terobosan telah terjadi. dibuat dalam teori desain, metode perhitungan, proses struktural dan teknologi kontrol motor magnet permanen, membentuk satu set lengkap metode analisis dan penelitian serta perangkat lunak analisis dan desain dengan bantuan komputer yang menggabungkan perhitungan numerik medan elektromagnetik dan solusi analitis sirkuit magnetik yang setara, dan terus ditingkatkan.
2. Masalah demagnetisasi ireversibel
Jika desain atau penggunaannya tidak tepat, motor magnet permanen dapat menghasilkan demagnetisasi ireversibel, atau demagnetisasi, ketika suhu terlalu tinggi (magnet permanen NdFeB) atau terlalu rendah (magnet permanen ferit), di bawah reaksi jangkar yang disebabkan oleh arus tumbukan, atau mengalami getaran mekanis yang parah, yang akan menurunkan kinerja motor dan bahkan membuatnya tidak dapat digunakan. Oleh karena itu, perlu mempelajari dan mengembangkan metode dan perangkat yang sesuai bagi produsen motor untuk memeriksa stabilitas termal bahan magnet permanen, dan menganalisis kemampuan anti-demagnetisasi berbagai bentuk struktur, sehingga tindakan yang sesuai dapat diambil selama desain dan manufaktur. untuk memastikan motor magnet permanen tidak kehilangan daya tariknya.
3.Masalah Biaya
Karena harga magnet permanen tanah jarang masih relatif mahal, biaya motor magnet permanen tanah jarang umumnya lebih tinggi dibandingkan motor eksitasi listrik, sehingga perlu diimbangi dengan kinerja tinggi dan penghematan biaya pengoperasian. Dalam beberapa kesempatan, seperti motor kumparan suara untuk drive disk komputer, penggunaan magnet permanen NdFeB meningkatkan kinerja, secara signifikan mengurangi volume dan massa, serta mengurangi total biaya. Saat mendesain, perlu untuk membuat perbandingan kinerja dan harga berdasarkan kesempatan dan persyaratan penggunaan tertentu, dan untuk menginovasi proses struktural dan mengoptimalkan desain untuk mengurangi biaya.
Anhui Mingteng Peralatan Elektromekanis Magnet Permanen Co., Ltd.(https://www.mingtengmotor.com/). Laju demagnetisasi baja magnet motor magnet permanen tidak lebih dari seperseribu per tahun.
Bahan magnet permanen dari rotor motor magnet permanen perusahaan kami mengadopsi produk energi magnet tinggi dan koersivitas intrinsik tinggi yang disinter NdFeB, dan nilai konvensionalnya adalah N38SH, N38UH, N40UH, N42UH, dll. Ambil N38SH, nilai yang umum digunakan di perusahaan kami , sebagai contoh: 38- mewakili produk energi magnet maksimum 38MGOe; SH mewakili ketahanan suhu maksimum 150℃. UH memiliki ketahanan suhu maksimum 180℃. Perusahaan telah merancang perkakas profesional dan perlengkapan pemandu untuk perakitan baja magnetik, dan menganalisis secara kualitatif polaritas baja magnetik yang dirakit dengan cara yang masuk akal, sehingga nilai fluks magnet relatif dari setiap slot baja magnetik dekat, yang menjamin simetri magnet. sirkuit dan kualitas perakitan baja magnetik.
Hak Cipta: Artikel ini adalah cetak ulang nomor publik WeChat "motor masa kini", tautan asli https://mp.weixin.qq.com/s/zZn3UsYZeDwicEDwIdsbPg
Artikel ini tidak mewakili pandangan perusahaan kami. Jika Anda mempunyai pendapat atau pandangan yang berbeda, mohon koreksi kami!
Waktu posting: 30 Agustus-2024