Recientemente, a medida que la tecnología avanza hacia la alta frecuencia y la alta velocidad, la pérdida de imanes por corrientes parásitas se ha convertido en un problema importante. Especialmente elNeodimio Hierro Boro(NdFeB) y elSamario Cobalto(SmCo), se ven afectados más fácilmente por la temperatura. La pérdida por corrientes parásitas se ha convertido en un problema importante.
Estas corrientes parásitas siempre dan como resultado la generación de calor y luego la degradación del rendimiento de los motores, generadores y sensores. La tecnología de imanes anticorrientes parásitas generalmente suprime la generación de corrientes parásitas o suprime el movimiento de la corriente inducida.
“Magnet Power” ha desarrollado la tecnología anticorrientes parásitas de imanes NdFeB y SmCo.
Las corrientes de Foucault
Las corrientes parásitas se generan en materiales conductores que se encuentran en un campo eléctrico alterno o en un campo magnético alterno. Según la ley de Faraday, los campos magnéticos alternos generan electricidad y viceversa. En la industria, este principio se utiliza en la fusión metalúrgica. A través de la inducción de frecuencia media, se induce a los materiales conductores del crisol, como el Fe y otros metales, a generar calor y, finalmente, los materiales sólidos se funden.
La resistividad de los imanes de NdFeB, SmCo o Alnico es siempre muy baja. Se muestra en la tabla 1. Por tanto, si estos imanes funcionan en dispositivos electromagnéticos, la interacción entre el flujo magnético y los componentes conductores genera corrientes parásitas con mucha facilidad.
Tabla 1 La resistividad de los imanes NdFeB, imanes SmCo o imanes Alnico
| Imanes | Resistividad(mΩ·centímetro) |
| Alnico | 0,03-0,04 |
| SmCo | 0,05-0,06 |
| NdFeB | 0,09-0,10 |
Según la ley de Lenz, las corrientes de Foucault generadas en los imanes de NdFeB y SmCo provocan varios efectos indeseables:
● Pérdida de energía: Debido a las corrientes parásitas, una parte de la energía magnética se convierte en calor, reduciendo la eficiencia del dispositivo. Por ejemplo, la pérdida de hierro y de cobre debido a las corrientes parásitas es el principal factor de eficiencia de los motores. En el contexto de la reducción de las emisiones de carbono, mejorar la eficiencia de los motores es muy importante.
● Generación de calor y desmagnetización: Tanto los imanes de NdFeB como los de SmCo tienen su temperatura máxima de funcionamiento, que es un parámetro crítico de los imanes permanentes. El calor generado por la pérdida de corrientes parásitas hace que la temperatura de los imanes aumente. Una vez superada la temperatura máxima de funcionamiento, se producirá una desmagnetización, lo que eventualmente provocará una disminución del funcionamiento del dispositivo o graves problemas de rendimiento.
Especialmente después del desarrollo de motores de alta velocidad, como motores con cojinetes magnéticos y motores con cojinetes de aire, el problema de la desmagnetización de los rotores se ha vuelto más prominente. La Figura 1 muestra el rotor de un motor con cojinete de aire con una velocidad de30.000RPM. La temperatura finalmente aumentó aproximadamente500°C, lo que provoca la desmagnetización de los imanes.
Fig1. a y c son el diagrama del campo magnético y la distribución del rotor normal, respectivamente.
b y d son el diagrama del campo magnético y la distribución del rotor desmagnetizado, respectivamente.
Además, los imanes de NdFeB tienen una temperatura de Curie baja (~320°C), lo que los hace desmagnetizados. Las temperaturas curie de los imanes de SmCo oscilan entre 750 y 820 °C. NdFeB se ve más afectado por las corrientes parásitas que SmCo.
Tecnologías anticorrientes de Foucault
Se han desarrollado varios métodos para reducir las corrientes parásitas en los imanes de NdFeB y SmCo. Este primer método consiste en cambiar la composición y estructura de los imanes para mejorar la resistividad. El segundo método, que siempre se utiliza en ingeniería, para interrumpir la formación de grandes bucles de corrientes parásitas.
1.Mejorar la resistividad de los imanes.
Gabay et al. han agregado CaF2, B2O3 a imanes de SmCo para mejorar la resistividad, que se ha mejorado de 130 μΩ cm a 640 μΩ cm. Sin embargo, el (BH)max y el Br disminuyeron significativamente.
2. Laminación de imanes
Laminar los imanes es el método más eficaz en ingeniería.
Los imanes se cortaron en capas finas y luego se pegaron. La interfaz entre dos piezas de imanes es un pegamento aislante. El camino eléctrico de las corrientes parásitas está interrumpido. Esta tecnología se utiliza ampliamente en motores y generadores de alta velocidad. "Magnet Power" ha desarrollado muchas tecnologías para mejorar la resistividad de los imanes. https://www.magnetpower-tech.com/high-electrical-impedance-eddy-current-series-product/
El primer parámetro crítico es la resistividad. La resistividad de los imanes laminados de NdFeB y SmCo producidos por “Magnet Power” es superior a 2 MΩ·cm. Estos imanes pueden inhibir significativamente la conducción de corriente en el imán y luego suprimir la generación de calor.
El segundo parámetro es el espesor del pegamento entre los trozos de imanes. Si el espesor de la capa de pegamento es demasiado alto, hará que el volumen del imán disminuya, lo que resultará en una disminución del flujo magnético general. "Magnet Power" puede producir imanes laminados con un espesor de capa de pegamento de 0,05 mm.
3. Recubrimiento con materiales de alta resistividad
Siempre se aplican recubrimientos aislantes sobre la superficie de los imanes para mejorar la resistividad de los imanes. Estos recubrimientos actúan como barreras para reducir el flujo de corrientes parásitas en la superficie del imán. Como por ejemplo epoxi o parileno, siempre se utilizan revestimientos cerámicos.
Beneficios de la tecnología anticorrientes parásitas
La tecnología anticorrientes parásitas es esencial y se aplica en muchas aplicaciones con imanes NdFeB y SmCo. Incluido:
●Hmotores de alta velocidad: En motores de alta velocidad, lo que significa que la velocidad está entre 30.000 y 200.000 RPM, el requisito clave es suprimir las corrientes parásitas y reducir el calor. La Figura 3 muestra la temperatura de comparación del imán SmCo normal y el SmCo anticorrientes parásitas en 2600 Hz. Cuando la temperatura de los imanes SmCo normales (el rojo izquierdo) excede los 300 ℃, la temperatura de los imanes SmCo anticorrientes parásitas (el azul derecho) no excede los 150 ℃.
●Máquinas de resonancia magnética: Reducir las corrientes parásitas es fundamental en la resonancia magnética para mantener la estabilidad de los sistemas.
La tecnología anticorrientes parásitas es muy importante para mejorar el rendimiento de los imanes de NdFeB y SmCo en muchas aplicaciones. Mediante el uso de tecnologías de laminación, segmentación y recubrimiento, las corrientes parásitas se pueden reducir significativamente en "Magnet Power". Los imanes anticorrientes parásitas NdFeB y SmCo se pueden aplicar en sistemas electromagnéticos modernos.
Hora de publicación: 23 de septiembre de 2024
