Жақында технология жоғары жиілік пен жоғары жылдамдыққа қарай дамып келе жатқандықтан, магниттердің құйынды ток жоғалуы басты мәселеге айналды. ӘсіресеНеодим темір бор(NdFeB) жәнеСамарий кобальт(SmCo) магниттері температураға оңайырақ әсер етеді. Құйынды ток жоғалуы үлкен проблемаға айналды.
Бұл құйынды токтар әрқашан жылудың пайда болуына, содан кейін қозғалтқыштардың, генераторлардың және сенсорлардың өнімділігінің төмендеуіне әкеледі. Магниттердің құйынды токқа қарсы технологиясы әдетте құйынды токтың пайда болуын басады немесе индукциялық токтың қозғалысын басады.
«Magnet Power» NdFeB және SmCo магниттерінің құйынды токқа қарсы технологиясын әзірледі.
Құйынды ағындар
Құйынды токтар айнымалы электр өрісінде немесе айнымалы магнит өрісінде болатын өткізгіш материалдарда пайда болады. Фарадей заңы бойынша айнымалы магнит өрістері электр тогын тудырады және керісінше. Өнеркәсіпте бұл принцип металлургиялық балқытуда қолданылады. Орташа жиілікті индукция арқылы тигельдегі өткізгіш материалдар, мысалы, Fe және басқа металдар, жылу шығару үшін индукцияланады, ең соңында қатты материалдар балқытылады.
NdFeB магниттерінің, SmCo магниттерінің немесе Alnico магниттерінің кедергісі әрқашан өте төмен. 1-кестеде көрсетілген. Сондықтан, егер бұл магниттер электромагниттік құрылғыларда жұмыс істейтін болса, магнит ағыны мен өткізгіш компоненттер арасындағы өзара әрекеттесу құйынды токтарды өте оңай тудырады.
1-кесте NdFeB магниттерінің, SmCo магниттерінің немесе Alnico магниттерінің кедергісі
| Магниттер | Rэсситивтілік (мΩ·см) |
| Альнико | 0,03-0,04 |
| SmCo | 0,05-0,06 |
| NdFeB | 0,09-0,10 |
Ленц заңына сәйкес, NdFeB және SmCo магниттерінде пайда болатын құйынды токтар бірнеше жағымсыз әсерлерге әкеледі:
● Қуат жоғалту: Құйынды токтардың әсерінен магниттік энергияның бір бөлігі жылуға айналады, бұл құрылғының ПӘК-ін төмендетеді. Мысалы, құйынды ток әсерінен темірдің жоғалуы және мыстың жоғалуы қозғалтқыштардың тиімділігінің негізгі факторы болып табылады. Көміртегі шығарындыларын азайту жағдайында қозғалтқыштардың тиімділігін арттыру өте маңызды.
● Жылу өндіру және магнитсіздандыру: NdFeB және SmCo магниттерінің екеуінің де максималды жұмыс температурасы бар, бұл тұрақты магниттердің маңызды параметрі болып табылады. Құйынды ток жоғалту нәтижесінде пайда болатын жылу магниттердің температурасын жоғарылатады. Ең жоғары жұмыс температурасынан асқаннан кейін магнитсіздену орын алады, бұл сайып келгенде құрылғының жұмысының төмендеуіне немесе өнімділіктің елеулі проблемаларына әкеледі.
Әсіресе, магниттік мойынтіректі қозғалтқыштар және ауа мойынтіректері бар қозғалтқыштар сияқты жоғары жылдамдықты қозғалтқыштар дамығаннан кейін роторлардың магнитсіздену проблемасы маңыздырақ болды. 1-суретте ауа мойынтіректері бар қозғалтқыштың айналу жиілігі көрсетілген30 000RPM. Температура ақыры шамамен көтерілді500°C, нәтижесінде магниттердің магнитсізденуі.
1-сурет. a және c сәйкесінше қалыпты ротордың магнит өрісінің диаграммасы және таралуы.
b және d сәйкесінше магнит өрісінің диаграммасы және магнитсізденген ротордың таралуы.
Сонымен қатар, NdFeB магниттері төмен Кюри температурасына ие (~320 ° C), бұл оларды магнитсіздендіреді. SmCo магниттерінің кюри температурасы 750-820°C аралығында болады. NdFeB құйынды токтың әсерінен SmCo-ға қарағанда оңайырақ.
Құйынға қарсы ағымдық технологиялар
NdFeB және SmCo магниттеріндегі құйынды токтарды азайтудың бірнеше әдістері әзірленді. Бұл бірінші әдіс кедергіні арттыру үшін магниттердің құрамы мен құрылымын өзгерту болып табылады. Үлкен құйынды ток контурларының пайда болуын бұзу үшін әрқашан инженерияда қолданылатын екінші әдіс.
1.Магниттердің кедергісін арттыру
Gabay және т.б. қарсылықты жақсарту үшін SmCo магниттеріне CaF2, B2O3 қосылды, олар 130 μΩ см-ден 640 μΩ см-ге дейін жоғарылады. Дегенмен (BH)max және Br айтарлықтай төмендеді.
2. Магниттерді ламинациялау
Магниттерді ламинаттау техникадағы ең тиімді әдіс болып табылады.
Магниттер жұқа қабаттарға кесіліп, содан кейін оларды бір-біріне жабыстырды. Магниттердің екі бөлігінің арасындағы интерфейс оқшаулағыш желім болып табылады. Құйынды токтардың электрлік жолы бұзылған. Бұл технология жоғары жылдамдықты қозғалтқыштар мен генераторларда кеңінен қолданылады. «Магниттік қуат» магниттердің кедергісін жақсарту үшін көптеген технологияларды әзірледі. https://www.magnetpower-tech.com/high-electrical-impedance-eddy-current-series-product/
Бірінші маңызды параметр - кедергі. «Магнит қуаты» шығаратын ламинатталған NdFeB және SmCo магниттерінің кедергісі 2 MΩ·см-ден жоғары. Бұл магниттер магниттегі токтың өткізілуін айтарлықтай тежей алады, содан кейін жылу пайда болуын басады.
Екінші параметр - магнит бөліктері арасындағы желімнің қалыңдығы. Егер желім қабатының қалыңдығы тым жоғары болса, ол магнит көлемінің төмендеуіне әкеледі, нәтижесінде жалпы магнит ағыны азаяды. «Magnet Power» желім қабатының қалыңдығы 0,05 мм болатын ламинатталған магниттерді шығара алады.
3. Жоғары кедергісі бар материалдармен қаптау
Магниттердің кедергісін арттыру үшін магниттердің бетіне әрқашан оқшаулағыш жабындар қолданылады. Бұл жабын магнит бетіндегі құйынды токтардың ағынын азайту үшін тосқауыл ретінде әрекет етеді. Керамикалық жабындардың эпоксидті немесе парилен сияқты әрқашан қолданылады.
Құйынға қарсы ток технологиясының артықшылықтары
Құйынды токқа қарсы технология NdFeB және SmCo магниттері бар көптеген қолданбаларда маңызды болып табылады. Оның ішінде:
● Hжоғары жылдамдықты қозғалтқыштар: Жылдамдығы 30 000-200 000 айн/мин аралығында болатын жоғары жылдамдықты қозғалтқыштарда құйынды токты басу және жылуды азайту басты талап болып табылады. 3-суретте қалыпты SmCo магниті мен құйындыға қарсы SmCo ағынының 2600 Гц-тегі салыстырмалы температурасы көрсетілген. Қалыпты SmCo магниттерінің температурасы (сол жақ қызыл) 300 ℃-тан асқанда, құйынды токқа қарсы SmCo магниттерінің температурасы (оң жақтағы бірінші) 150 ℃ аспайды.
●МРТ аппараттары: Құйынды токтарды азайту жүйелердің тұрақтылығын сақтау үшін МРТ-де өте маңызды.
Құйынға қарсы ток технологиясы NdFeB және SmCo магниттерінің көптеген қолданбаларда өнімділігін арттыру үшін өте маңызды. Ламинация, сегменттеу және жабын технологияларын қолдану арқылы құйынды токтарды «Магнит қуатында» айтарлықтай азайтуға болады. Қазіргі электромагниттік жүйелерде құйындыға қарсы NdFeB және SmCo магниттерін қолдануға болады.
Жіберу уақыты: 23 қыркүйек 2024 ж
