Recentemente, a medida que a tecnoloxía se desenvolve cara a alta frecuencia e alta velocidade, a perda de imáns por corrente de Foucault converteuse nun problema importante. Especialmente oNeodimio Ferro Boro(NdFeB) e oSamario CobaltoOs imáns (SmCo) son máis facilmente afectados pola temperatura. A perda de correntes de Foucault converteuse nun problema importante.
Estas correntes de Foucault sempre producen calor e, a continuación, degradan o rendemento dos motores, xeradores e sensores. A tecnoloxía anti-correntes de Foucault dos imáns normalmente suprime a xeración de correntes de Foucault ou suprime o movemento de corrente inducida.
"Magnet Power" desenvolveuse a tecnoloxía Anti-corrente de Foucault dos imáns NdFeB e SmCo.
As correntes de Foucault
As correntes de Foucault xéranse en materiais condutores que están nun campo eléctrico alterno ou campo magnético alterno. Segundo a lei de Faraday, os campos magnéticos alternados xeran electricidade, e viceversa. Na industria, este principio úsase na fusión metalúrxica. Mediante a indución de frecuencia media, indúcese os materiais condutores do crisol, como Fe e outros metais, a xerar calor e, finalmente, os materiais sólidos fúndense.
A resistividade dos imáns de NdFeB, imáns SmCo ou imáns de Alnico é sempre moi baixa. Móstrase na táboa 1. Polo tanto, se estes imáns funcionan en dispositivos electromagnéticos, a interacción entre o fluxo magnético e os compoñentes condutores xera correntes de Foucault con moita facilidade.
Táboa 1 A resistividade dos imáns de NdFeB, imáns SmCo ou imáns de Alnico
| Imáns | Rresistividade (mΩ·cm) |
| Alnico | 0,03-0,04 |
| SmCo | 0,05-0,06 |
| NdFeB | 0,09-0,10 |
Segundo a Lei de Lenz, as correntes de Foucault xeradas nos imáns de NdFeB e SmCo provocan varios efectos indesexables:
● Perda de enerxía: Debido ás correntes de Foucault, unha parte da enerxía magnética convértese en calor, reducindo a eficiencia do dispositivo. Por exemplo, a perda de ferro e de cobre debido á corrente de Foucault é o principal factor de eficiencia dos motores. No contexto da redución de emisións de carbono, é moi importante mellorar a eficiencia dos motores.
● Xeración de calor e desmagnetización: Tanto os imáns NdFeB como os SmCo teñen a súa temperatura máxima de funcionamento, que é un parámetro crítico dos imáns permanentes. A calor xerada pola perda de correntes de Foucault fai que a temperatura dos imáns aumente. Unha vez superada a temperatura máxima de funcionamento, producirase unha desmagnetización, que eventualmente provocará unha diminución da función do dispositivo ou graves problemas de rendemento.
Especialmente despois do desenvolvemento de motores de alta velocidade, como motores de rodamentos magnéticos e motores de rodamentos de aire, o problema de desmagnetización dos rotores fíxose máis prominente. A figura 1 mostra o rotor dun motor de cojinete de aire cunha velocidade de30.000RPM. A temperatura finalmente subiu aproximadamente500°C, resultando na desmagnetización dos imáns.
Fig1. a e c son o diagrama de campo magnético e a distribución do rotor normal, respectivamente.
b e d son o diagrama de campo magnético e a distribución do rotor desmagnetizado, respectivamente.
Ademais, os imáns de NdFeB teñen unha baixa temperatura de Curie (~320 °C), o que fai que se desmagnetizan. As temperaturas de curie dos imáns SmCo oscilan entre 750-820 °C. NdFeB é máis fácil de ser afectado pola corrente de Foucault que SmCo.
Tecnoloxías anticorrentes de Foucault
Desenvolvéronse varios métodos para reducir as correntes de Foucault nos imáns NdFeB e SmCo. Este primeiro método consiste en cambiar a composición e estrutura dos imáns para mellorar a resistividade. O segundo método que sempre se usa en enxeñaría para interromper a formación de grandes bucles de correntes de Foucault.
1. Mellora a resistividade dos imáns
Gabay et.al. engadíronlle CaF2, B2O3 aos imáns SmCo para mellorar a resistividade, que aumentou de 130 μΩ cm a 640 μΩ cm. Non obstante, o (BH)max e o Br diminuíron significativamente.
2. Laminación de Imáns
Laminar os imáns, é o método máis eficaz en enxeñaría.
Os imáns foron cortados en capas finas e despois pegáronos. A interface entre dúas pezas de imáns é cola illante. O camiño eléctrico para as correntes de Foucault está interrompido. Esta tecnoloxía é amplamente utilizada en motores e xeradores de alta velocidade. "Magnet Power" desenvolveuse moitas tecnoloxías para mellorar a resistividade dos imáns. https://www.magnetpower-tech.com/high-electrical-impedance-eddy-current-series-product/
O primeiro parámetro crítico é a resistividade. A resistividade dos imáns laminados de NdFeB e SmCo producidos por "Magnet Power" é superior a 2 MΩ·cm. Estes imáns poden inhibir significativamente a condución da corrente no imán e despois suprimir a xeración de calor.
O segundo parámetro é o grosor da cola entre anacos de imáns. Se o grosor da capa de cola é demasiado maior, fará que o volume do imán diminúa, o que provocará unha diminución do fluxo magnético global. "Magnet Power" pode producir imáns laminados cun espesor da capa de cola de 0,05 mm.
3. Revestimento con materiais de alta resistividade
Os revestimentos illantes aplícanse sempre na superficie dos imáns para mellorar a resistividade dos imáns. Estes revestimentos actúan como barreiras, para reducir o fluxo de correntes de Foucault na superficie do imán. Como epoxi ou parileno, úsanse sempre revestimentos cerámicos.
Beneficios da tecnoloxía anti-correntes de Foucault
A tecnoloxía anti-correntes de Foucault é esencial aplicada en moitas aplicacións con imáns NdFeB e SmCo. Inclúe:
● Hmotores de alta velocidade: Nos motores de alta velocidade, o que significa que a velocidade está entre 30.000 e 200.000 RPM, suprimir a corrente de Foucault e reducir a calor é o requisito fundamental. A figura 3 mostra a temperatura de comparación do imán SmCo normal e SmCo anti-corrente de Foucault en 2600Hz. Cando a temperatura dos imáns SmCo normais (o vermello esquerdo) supera os 300 ℃, a temperatura dos imáns SmCo anti-correntes de Foucault (uno dereito) non supera os 150 ℃.
●Máquinas de resonancia magnética: Reducir as correntes de Foucault é fundamental na resonancia magnética para manter a estabilidade dos sistemas.
A tecnoloxía anti-correntes de Foucault é moi importante para mellorar o rendemento dos imáns NdFeB e SmCo en moitas aplicacións. Usando tecnoloxías de laminación, segmentación e revestimento, as correntes de Foucault poden reducirse significativamente no "Magnet Power". Os imáns anti-correntes NdFeB e SmCo pódense aplicar en sistemas electromagnéticos modernos.
Hora de publicación: 23-09-2024
