A közelmúltban, ahogy a technológia a magas frekvencia és a nagy sebesség felé fejlődik, a mágnesek örvényáramú vesztesége komoly problémává vált. Főleg aNeodímium vasbór(NdFeB) és aSzamáriumi kobaltAz (SmCo) mágneseket könnyebben befolyásolja a hőmérséklet. Az örvényáram-kiesés komoly problémává vált.
Ezek az örvényáramok mindig hőtermelést, majd a motorok, generátorok és érzékelők teljesítményének romlását eredményezik. A mágnesek örvényáram elleni technológiája általában elnyomja az örvényáram keletkezését vagy elnyomja az indukált áram mozgását.
A „Magnet Power”-t az NdFeB és SmCo mágnesek örvényáram elleni technológiája fejlesztette ki.
Az örvényáramok
Örvényáramok keletkeznek olyan vezető anyagokban, amelyek váltakozó elektromos vagy váltakozó mágneses térben vannak. Faraday törvénye szerint a váltakozó mágneses mezők elektromosságot termelnek, és fordítva. Az iparban ezt az elvet a kohászati olvasztásnál alkalmazzák. A közepes frekvenciájú indukció révén a tégelyben lévő vezető anyagok, mint például a vas és más fémek hőtermelésre indukálódnak, végül a szilárd anyagok megolvadnak.
Az NdFeB mágnesek, SmCo mágnesek vagy Alnico mágnesek ellenállása mindig nagyon alacsony. Az 1. táblázatban látható. Ezért, ha ezek a mágnesek elektromágneses eszközökben működnek, a mágneses fluxus és a vezető komponensek közötti kölcsönhatás nagyon könnyen generál örvényáramot.
1. táblázat NdFeB mágnesek, SmCo mágnesek vagy Alnico mágnesek ellenállása
| Mágnesek | Resisztivitás (mΩ·cm) |
| Alnico | 0,03-0,04 |
| SmCo | 0,05-0,06 |
| NdFeB | 0,09-0,10 |
A Lenz-törvény szerint az NdFeB és SmCo mágnesekben keletkező örvényáramok számos nemkívánatos hatáshoz vezetnek:
● Energiaveszteség: Az örvényáramok hatására a mágneses energia egy része hővé alakul, csökkentve a készülék hatásfokát. Például az örvényáram okozta vasveszteség és rézveszteség a motorok hatékonyságának fő tényezője. A szén-dioxid-kibocsátás csökkentésével összefüggésben nagyon fontos a motorok hatásfokának javítása.
● Hőtermelés és lemágnesezés: Mind az NdFeB, mind az SmCo mágnesnek megvan a maximális üzemi hőmérséklete, ami az állandó mágnesek kritikus paramétere. Az örvényáram-veszteség által termelt hő hatására a mágnesek hőmérséklete megemelkedik. A maximális üzemi hőmérséklet túllépése után lemágnesezés következik be, ami végül az eszköz működésének csökkenéséhez vagy komoly teljesítményproblémákhoz vezet.
Különösen a nagy sebességű motorok, például a mágneses csapágyas motorok és a légcsapágyas motorok kifejlesztése után a rotorok lemágnesezési problémája egyre hangsúlyosabbá vált. Az 1. ábra egy légcsapágyas motor forgórészét mutatja, fordulatszámmal30 000FORDULAT. A hőmérséklet végül kb500°C, ami a mágnesek demagnetizálódását eredményezi.
1. ábra. a és c a mágneses tér diagramja és a normál rotor eloszlása.
b és d a lemágnesezett rotor mágneses tér diagramja és eloszlása.
Ezenkívül az NdFeB mágnesek Curie-hőmérséklete alacsony (~320 °C), ami lemágnesezést tesz lehetővé. Az SmCo mágnesek curie hőmérséklete 750-820°C között mozog. Az NdFeB-re könnyebben hat az örvényáram, mint az SmCo-ra.
Eddy Current Technologies
Számos módszert fejlesztettek ki az NdFeB és SmCo mágnesek örvényáramának csökkentésére. Ez az első módszer a mágnesek összetételének és szerkezetének megváltoztatása az ellenállás növelése érdekében. A második módszer, amelyet a mérnöki munkában mindig használnak a nagy örvényáram hurkok kialakulásának megzavarására.
1. Növelje a mágnesek ellenállását
Gabay és munkatársai CaF2-t, B2O3-at adtak az SmCo mágnesekhez, hogy javítsák az ellenállást, amely 130 μΩ cm-ről 640 μΩ cm-re nőtt. A (BH)max és a Br azonban jelentősen csökkent.
2. Mágnesek laminálása
A mágnesek laminálása a leghatékonyabb mérnöki módszer.
A mágneseket vékony rétegekre szeletelték, majd összeragasztották. A két mágnes közötti felület szigetelő ragasztó. Az örvényáramok elektromos útja megszakad. Ezt a technológiát széles körben használják nagy sebességű motorokban és generátorokban. A „Magnet Power”-t számos technológiát fejlesztettek ki a mágnesek ellenállásának javítására. https://www.magnetpower-tech.com/high-electrical-impedance-eddy-current-series-product/
Az első kritikus paraméter az ellenállás. A „Magnet Power” által gyártott laminált NdFeB és SmCo mágnesek ellenállása nagyobb, mint 2 MΩ·cm. Ezek a mágnesek jelentősen gátolhatják az áram vezetését a mágnesben, majd elnyomhatják a hőtermelést.
A második paraméter a ragasztó vastagsága a mágnesek darabjai között. Ha a ragasztóréteg vastagsága túlságosan nagyobb, az a mágnes térfogatának csökkenését okozza, ami a teljes mágneses fluxus csökkenését eredményezi. A „Magnet Power” 0,05 mm ragasztóréteg vastagságú laminált mágneseket tud előállítani.
3. Bevonás nagy ellenállású anyagokkal
A mágnesek felületére mindig szigetelő bevonatot alkalmaznak, hogy növeljék a mágnesek ellenállását. Ezek a bevonatok gátként működnek, csökkentve az örvényáramok áramlását a mágnes felületén. A kerámia bevonatok, mint például az epoxi vagy parilén, mindig használatosak.
Az örvényáram-gátló technológia előnyei
Az örvényáram-gátló technológia alapvető fontosságú az NdFeB és SmCo mágnesekkel végzett számos alkalmazásban. Beleértve:
● Hnagy sebességű motorok: A nagy sebességű motoroknál, ami azt jelenti, hogy a fordulatszám 30 000 és 200 000 ford/perc között van, az örvényáram elnyomása és a hő csökkentése a legfontosabb követelmény. A 3. ábra a normál SmCo mágnes és az örvényáram SmCo összehasonlító hőmérsékletét mutatja 2600 Hz-ben. Ha a normál SmCo mágnesek hőmérséklete (bal oldali piros) meghaladja a 300 ℃-ot, az örvényáramú SmCo mágnesek (jobb oldali saruk) hőmérséklete nem haladja meg a 150 ℃-ot.
●MRI gépek: Az örvényáramok csökkentése kritikus fontosságú az MRI-ben a rendszerek stabilitásának megőrzése érdekében.
Az örvényáram-gátló technológia nagyon fontos az NdFeB és SmCo mágnesek teljesítményének javításához számos alkalmazásban. A laminálási, szegmentálási és bevonási technológiák használatával az örvényáramok jelentősen csökkenthetők a „Mágnesteljesítményben”. Az örvényáram elleni NdFeB és SmCo mágnesek modern elektromágneses rendszerekben is alkalmazhatók.
Feladás időpontja: 2024.09.23
